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磷石膏作为一种工业副产物,其大量的排放与堆积已严重污染周边环境,危害到人类的健康。加强磷石膏综合利用的研究受到企业和政府部门的高度重视,是迫在眉睫的大事。本课题从四个方面研究利用磷石膏制备建筑材料:(1)利用磷石膏、硫铁矿烧渣制备高贝利特铁铝酸盐水泥,研究了熟料的煅烧工艺、石膏掺量对水泥性能及水化的影响;(2)直接以未经处理的原状磷石膏为原料制备免蒸压墙体砖,对原料的基本配合比和基本工艺参数进行了研究,并对相关性能进行了检测;(3)直接利用未经处理的原状磷石膏制备免蒸压加气混凝土,以试块的干密度和抗压强度为考核指标,进行了基本原料配比和基本工艺参数的研究,并对制得产品进行相关性能的检测;(4)探索了以未经处理的原状磷石膏为填料制备自流平砂浆的可行性,基于相关性能进行了原料配比的研究,并对相关机理进行了探究。在实验室内,1250℃煅烧60分钟制得了性能优异的高贝利特铁铝酸盐水泥熟料;在熟料中掺加天然石膏能明显地缩短水泥的凝结时间,当天然石膏的掺量在5%~15%时,水泥的终凝时间皆小于25min;天然石膏能促进铁铝酸盐水泥的早期水化,且掺量越高对早期水化的促进作用越明显、总的水化热越低;不同的天然石膏掺量对水泥不同龄期的抗压强度的影响规律不同,当天然石膏掺量为15%时,1天、3天、28天的抗压强度分别为39.3MPa、43.2MPa、53.9MPa;天然石膏掺量对不同龄期水泥膨胀率的影响规律几乎相同,当掺量从0%增加到10%时水泥的膨胀率呈下降的趋势,然而,当天然石膏掺量从10%增加到15%时水泥的膨胀率又有所提高;天然石膏的掺量是铁铝酸盐水泥水化的重要影响因素,它不仅影响水泥的水化产物且影响产物的微观结构。以原状磷石膏为原料制备免蒸压墙体砖,比较了半水石膏、粉煤灰、矿渣对砖性能的影响,得出粉煤灰比半水石膏更有利于提高砖的后期强度和抗冻性;而矿渣与粉煤灰相比,二者的后期强度接近,但掺入矿渣的砖的抗冻性较好。最佳原料配比为:水泥:磷石膏:矿渣:河砂=10:65:10:15,采用20MPa压力压制成型,80℃蒸养8小时后自然养护28天,砖的抗压强度达到35MPa以上,且具有优异的抗冻性和耐水性能。直接利用未经处理的原状磷石膏制备免蒸压加气混凝土砌块,最佳原料配比为:水泥15%,磷石膏55%(干基),矿渣30%,外加生石灰7%、Na2SO41.6%、铝粉0.074%,水料比0.47,最佳发气条件为40℃水温50℃静停发气,最佳养护条件为90℃蒸养24小时;制得试块的干密度686Kg/m3,抗压强度6.3MPa,冻后干质量损失1.5%、抗压强度损失12.7%,导热系数0.15W/(m·K),以上性能皆能满足标准GB11968-2006《蒸压加气混凝土砌块》对B07级砌块的要求,但干燥收缩值远超出标准的要求,这将是今后研究中的一大挑战。以未经处理的原状磷石膏制备水泥基自流平砂浆具有可行性;当原料配比为:硫铝酸盐水泥12%、硅酸盐水泥8%、磷石膏40%~55%、石英砂(30~50目:40~70目=1:1)25%~40%时能制得满足JC/T985-2005《地面用水泥基自流平砂浆》性能要求的自流平砂浆;通过机理分析认为磷石膏在体系中不仅起到填料的作用,同时也参与水泥的水化反应。