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磷渣粉对硅酸盐水泥的缓凝作用,限制了其在混凝土中的应用,然而商品混凝土正需要缓凝组分以保持混凝土运输至施工地点时仍有良好的工作性。采用磷渣粉取代矿渣粉制备商品混凝土,同时利用了其缓凝及胶凝特性,变废为宝,化害为利。
本文采用化学分析法、XRD、SEM、水化热法等测试手段分析了磷渣粉物理化学特性,研究了磷渣粉对净浆、胶砂及混凝土物理力学性能的影响,采用DTA-TG、SEM分析浆体水化产物及微观结构。在此基础上,分析了磷渣粉水化机理,并探讨了掺磷渣粉商品混凝土质量控制方法。取得了以下成果:
磷渣粉的化学成分主要为CaO和Si02,玻璃体含量为78%-98%,磨细后的磷渣粉与矿渣粉的形貌相似。磷渣粉对硅酸盐水泥具有缓凝作用,但后期强度高。掺磷渣粉的商品混凝土,流动性及内聚性良好:28d强度为掺矿渣粉混凝土的85%,180d强度比后者高17%。粉煤灰在掺磷渣粉的混凝土中具有较好的减水增强效应。
磷渣粉玻璃体聚合度较高,水化解体较慢,且溶出的磷离子与Ca2+反应,生成难溶性羟基磷灰石,吸附于水泥颗粒表面,两者共同作用,使浆体中早期水化产物减少,结构疏松,导致凝结时间延长、早期强度降低。随着磷渣粉逐渐水化,水化产物不断生成,浆体结构更加致密,从而使掺磷渣粉水泥石强度高于基准水泥。磷渣粉的活性与质量系数成正比,并与玻璃体含量相关。
为了提高磷渣的活性,应在黄磷生产允许的条件下,提高磷矿石与硅石的比例,并建立较好的水淬设施,以保留磷渣玻璃态,但当磷渣颗粒的细度模数在2.7以下时,适当延缓磷渣的水淬。磷渣粉替代50%水泥后的净浆初凝时间在13h以内时,其在商品混凝土中的掺量可达30%,当净浆初凝时间大于13h时,其在商品混凝土中的掺量宜降低至15%。掺磷渣粉的商品混凝土非结构构件可ld拆模,结构构件拆模的时间宜推迟至7d后,采用回弹仪无损检测混凝土强度合格时,方可拆模。