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摘 要

磷石膏基砂浆材料是一种利用磷石膏配合其它工业废渣及外加剂而形成的一种绿色环保建筑材料，具有工艺简单、成本低和石膏利用量大等优点。利用磷石膏制磷石膏砂浆材料不仅为大量处理磷石膏提供了一条附加值较高的途径，也可部分替代水泥在建筑行业的运用，不仅减少资源消耗还带来经济、环境效益。

实验主要探索磷石膏基砂浆材料在不同减水剂、不同细骨料、不同砂率以及不同养护条件下的性能表现。磷石膏基砂浆材料在添加0.4%的1号减水剂下，砂浆的基本性能有比较大的改善，7d的抗压、抗折强度分别可以达到19.35MPa和3.1MPa；28d的抗压和抗折强度可以达到33.38MPa和4.6MPa。可以看出减水剂对磷石膏基砂浆材料的性能有较大的改善。不同细骨料对性能的影响也是比较明显的，级配和质地好的细骨料可以使砂浆拥有更好的性能，使用标准砂制备的磷石膏基砂浆材料在28d的抗压强度可以达到32.86MPa。在砂率分别为1:1、1:2、1:3比较下可以发现，在砂率为1:3时拥有合适的流动度和较低的吸水率以及较高的软化系数，强度也是最高的，28d的抗压强度可以达到31.14MPa。养护条件对磷石膏基砂浆材料的性能影响是很大的，其中湿养手段对强度的形成是最有利的，28d的抗压强度可以达到31.14MPa。

选择合适的砂率、细骨料、养护条件以及外加剂可以得到性能比较好的磷石膏基砂浆材料，这对磷石膏的资源化利用找到了比较好的途径，是本课题的意义所在。

关键词 磷石膏 磷石膏基砂浆材料 磷石膏的危害 磷石膏资源化利用

ABSTRACT

Phosphogypsum (PG) based mortar materials is one kind of green Building Materials which uses PG coordinate with other industrial waste and admixture. It has many advantages, such as simple process, low cost and large amount utilization of PG, etc. Using PG to make PG based mortar materials not only is a well way to deal large amount of PG, but also can instead of cements using in architecture. This way can reduce resource consumption and bring economic and environmental benefits.

This experiment mainly explores PG based mortar materials different performance in these conditions which are different admixtures, fine aggregates, sand coarse aggregate ratio and curing conditions. PG based mortar materials coordinate with no.1 admixture 0.4%, the mortar’s basic performance has a great improvement, Compressive and flexural strength at 7d can reach 19.35MPa and 3.1MPa, compressive and flexural strength at 28d can reach 33.38MPa and 4.6MPa. Different fine aggregates can influence performances obviously, better graduation and quality fine aggregates can bring mortar better performance, PG based mortar materials coordinate with standard sand compressive strength at 28d can reach 32.86MPa. Comparing different sand coarse aggregate ratios which are 1:1, 1:2 and 1:3, we can find sand coarse aggregate ratio at 1:3 can have better basic performances the strength also is the highest, compressive strength at 28d can reach 31.14MPa. Curing conditions have a great influence to mortar’s performance, the wet curing is the best way to form strength, compressive strength at 28d can reach 31.14MPa.

Choosing appropriate admixtures, fine aggregates, sand coarse aggregate ratio and curing conditions can get PG based mortar materials which has better performance, this is a better way to utilize PG, also is the significance of this experiment.

Key words phosphogypsum PG based mortar materials hazards of phosphogypsum utilization of PG

目录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 文献综述 1

1.1 前言 1

1.2磷石膏的产生及危害 2

1.3磷石膏的研究应用现状 2

1.3.1磷石膏在建筑材料中的应用 3

1.3.2 磷石膏在化工中的应用 7

1.4磷石膏基胶凝材料的研究现状 8

1.4.1 生产α半水石膏胶凝材料 8

1.4.2 磷石膏—矿渣基胶凝材料 9

1.4.3 磷石膏制备磷石膏基复合胶凝材料 9

第二章 实验部分 11

2.1研究思路 11

2.1.1 研究目的 11

2.1.2 研究内容 11

2.2实验方案 11

2.2.1 实验原料 11

2.2.2 实验仪器 12

2.2.3实验方法 13

第三章 实验结果与讨论 16

3.1不同碱水剂对磷石膏基砂浆材料性能的影响 16

3.1.1不同减水剂对磷石膏基砂浆材料的基本性能的影响 16

3.1.2不同减水剂对磷石膏基砂浆材料的力学性能的影响 17

3.2不同细骨料对磷石膏基砂浆材料性能的影响 18

3.2.1 不同细骨料对磷石膏基砂浆材料的基本性能的影响 18

3.2.2不同细骨料对磷石膏基砂浆材料的力学性能的影响 19

3.3不同砂率对磷石膏基砂浆材料性能的影响 20

3.3.1不同砂率对磷石膏基砂浆材料基本性能的影响 20

3.3.2不同砂率对磷石膏基砂浆材料力学性能的影响 21

3.4不同养护条件对磷石膏基砂浆材料性能的影响 22

3.4.1不同养护条件对磷石膏基砂浆材料的基本性能的影响 22

3.4.2不同养护条件对磷石膏基砂浆材料力学性能的影响 22

第四章 结论 24

参考文献 26

致谢 28

第一章 文献综述

1.1 前言

磷石膏（PG），主要是由磷酸厂、洗涤剂厂等化肥、日化系统湿法制取磷酸产生的固体废渣。生产1t磷酸大约产出4.5~5t磷石膏。磷石膏的主要成分是CaSO₄·2H₂O ，其质量分数可达90%以上， 是一种重要的可再生石膏资源。近年来随着高效复合肥工业的迅猛发展，我国磷石膏的年排放量超过5000万t。尽管磷石膏的利用途径较多，但实际利用效果并不理想，我国磷石膏的资源化利用率很低仅为4.3%~4.5% 。距国家“十一五”规划工业固体废物综合利用率达到60%的目标尚有较大差距。

无论是国内还是国外，磷石膏资源化利用的情况都不是很理想。全世界磷石膏的有效利用率大约仅为4.5%，总的来说全世界每年得到综合利用的磷石膏大约只有12.6Mt。韩国、日本和德国等少数发达国家的磷石膏利用率相对高一些。以日本为例，日本由于国内缺乏天然石膏资源，磷石膏的有效利用率相对很高，达到90%以上，其中的75%左右用于生产石膏板和熟石膏粉。大多数的不发达国家的磷石膏的利用率相对很低，一般情况下以直接排放为主。

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