过硫磷石膏矿渣水泥与混凝土

1 绪论

1.1 过硫磷石膏矿渣水泥与混凝土的定义

1.2 研发背景

1.3 磷石膏应用概况

1.3.1 磷石膏作水泥缓凝剂

1.3.2 磷石膏制硫酸联产水泥

1.3.3 磷石膏制备建筑石膏

1.3.4 磷石膏制备胶凝材料

1.3.5 存在的问题

1.4 研发目的与意义

2 原料

2.1 磷石膏

2.2 矿渣粉

2.3 硅酸盐水泥熟料

2.4 钢渣

2.5 减水剂

2.6 细骨料

2.7 粗骨料

3 过硫磷石膏矿渣水泥组成与制备

3.1 基本组成的设计

3.2 碱性激发剂掺量的影响

3.2.1 熟料掺量的影响

3.2.2 石灰掺量的影响

3.2.3 钢渣掺量的影响

3.3 其他组分掺量的影响

3.3.1 矿渣掺量的影响

3.3.2 石灰石掺量的影响

3.3.3 磷石膏掺量的影响

3.3.4 外加剂的影响

3.4 粉磨细度的影响

3.4.1 矿渣比表面积的影响

3.4.2 石灰石比表面积的影响

3.4.3 磷石膏比表面积的影响

3.4.4 钢渣比表面积的影响

3.4.5 熟料比表面积的影响

3.5 磷石膏品质的影响

3.6 减水剂的使用

3.6.1 过硫磷石膏矿渣水泥与外加剂的相容性

3.6.2 减水剂对过硫磷石膏矿渣水泥凝结时间的影响

3.6.3 减水剂对过硫磷石膏矿渣水泥强度的影响

3.7 磷石膏的改性

3.7.1 钢渣改性磷石膏

3.7.2 钢渣改性磷石膏浆

3.7.3 矿渣钢渣复合改性磷石膏浆

3.7.4 矿渣硅酸盐水泥改性磷石膏浆

3.7.5 水洗改性磷石膏

3.8 过硫磷石膏矿渣水泥及制品生产工艺流程

4 过硫磷石膏矿渣水泥的水化硬化

4.1 过硫磷石膏矿渣水泥的水化产物与水化过程

4.1.1 水化产物的XRD和SEM分析

4.1.2 硬化水泥浆体的pH值

4.1.3 过硫磷石膏矿渣水泥石SO3溶出量

4.1.4 过硫磷石膏矿渣水泥的水化过程

4.2 过硫磷石膏矿渣水泥水化的影响因素

4.2.1 钢渣掺量对过硫磷石膏矿渣水泥水化的影响

4.2.2 钢渣掺量对孔隙溶液pH值的影响

4.2.3 钢渣比表面积对水化过程的影响

4.2.4 熟料掺量对过硫磷石膏矿渣水泥水化的影响

4.2.5 熟料比表面积对过硫磷石膏矿渣水泥水化的影响

4.2.6 磷石膏改性对过硫磷石膏矿渣水泥水化的影响

4.2.7 外加剂对过硫磷石膏矿渣水泥水化的影响

4.2.8 钙矾石形成与水泥性能的关系

4.3 过硫磷石膏矿渣水泥的硬化浆体结构

5 过硫磷石膏矿渣水泥的性能

5.1 长期强度

5.1.1 钢渣激发过硫磷石膏矿渣水泥的长期强度

5.1.2 熟料激发过硫磷石膏矿渣水泥的长期强度

5.2 体积稳定性

5.2.1 过硫磷石膏矿渣水泥水中养护时的体积稳定性

5.2.2 过硫磷石膏矿渣水泥空气中养护时的体积稳定性

5.2.3 过硫磷石膏矿渣水泥水浸安定性

5.3 耐水性

5.4 抗硫酸盐性能

5.5 抗冻性

5.6 耐高温性能

5.7 与硅酸盐水泥的相腐性

5.7.1 两类水泥共同养护

5.7.2 两类水泥复合成型

5.8 抗碳化性能

5.8.1 碳化深度

5.8.2 碳化对强度的影响

5.8.3 碳化后的体积变化

5.8.4 碳化后的微观结构

5.8.5 提高抗碳化性能的措施

5.9 抗钢筋锈蚀性能

6 过硫磷石膏矿渣水泥混凝土

6.1 过硫磷石膏矿渣水泥混凝土配合比设计

6.1.1 过硫磷石膏矿渣水泥混凝土配合比设计的主要特点

6.1.2 过硫磷石膏矿渣水泥混凝土配合比的设计方法

6.1.3 过硫磷石膏矿渣水泥混凝土对原材料品质的要求

6.1.4 C3O混凝土配合比设计及优化

6.1.5 C4O混凝土配合比设计及优化

6.1.6 配合比各参数对混凝土强度的影响

6.1.7 C4O混凝土最佳配合比

6.1.8 干硬性混凝土的配合比设计

6.1.9 自密实混凝土的配合比设计

6.2 过硫磷石膏矿渣水泥混凝土的性能

6.2.1 过硫磷石膏矿渣水泥混凝土力学性能

6.2.2 过硫磷石膏矿渣水泥混凝土的抗渗性能

6.2.3 过硫磷石膏矿渣水泥混凝土体积稳定性

6.2.4 过硫磷石膏矿渣水泥混凝土抗碳化性能

6.2.5 过硫磷石膏矿渣水泥混凝土耐水性能

6.3 过硫磷石膏矿渣水泥混凝土微观结构

6.3.1 混凝土中水化产物化学成分的分布

6.3.2 混凝土中水化产物矿物物相的分布

6.3.3 混凝土的界面过渡区

6.3.4 混凝土的孔结构与孔分布

7 质量控制与技术要求

7.1 质量控制

7.1.1 进厂原料的质量控制

7.1.2 改性磷石膏浆的质量控制

7.1.3 过硫磷石膏矿渣水泥混凝土的质量控制

7.1.4 过硫磷石膏矿渣水泥制品的养护

7.2 过硫磷石膏矿渣水泥混凝土技术要求

7.2.1 试验方法

7.2.2 性能要求

7.2.3 技术要求

7.2.4 过硫磷石膏矿渣水泥混凝土的使用

8 过硫磷石膏矿渣水泥混凝土及制品的生产

8.1 主要工艺设备

8.1.1 回转式烘干机

8.1.2 粉磨系统

8.1.3 混凝土搅拌机

8.1.4 制品成型设备

8.2 物料储存期

8.3 工艺流程简述

8.3.1 工艺技术方案说明

8.3.2 设备选型和物料储存

8.3.3 生产工艺流程简述

8.3.4 生产工艺及参数

8.3.5 示范线产品的经济效益分析

9 过硫磷石膏矿渣水泥的应用前景

9.1 矿山尾砂胶结剂

9.1.1 硫铁矿尾砂的胶结

9.1.2 铜矿尾砂的胶结

9.2 水泥制品

9.2.1 路缘石

9.2.2 护坡石

9.2.3 路面砖

9.2.4 混凝土砌块砖

9.3 道路工程

9.4 水工混凝土

9.5 钢管混凝土

9.6 固废堆石混凝土

附录

我国磷石膏大量堆积，给磷化工企业的可持续发展造成了巨大压力，也对周边的生态环境造成了严重的破坏，加快磷石膏资源化的利用任务已迫在眉睫。
　　在国家高技术研究发展计划（863计划）资助下（课题编号：2012AA06A112），本课题组以磷石膏为主要原料，通过与矿渣、钢渣等其他工业废渣或少量硅酸盐水泥熟料复合，成功研发出了一种具有较高强度的新型水硬性胶凝材料——过硫磷石膏矿渣水泥。在此基础上，进一步研究了其水化硬化机理及其各种性能和耐久性，同时对过硫磷石膏矿渣水泥混凝土与制品及其应用前景进行了全面的分析研究。以过硫磷石膏矿渣水泥替代通用硅酸盐水泥作为建筑材料使用，不但可消耗大量磷石膏，而且符合国家提出的节能、减排、降耗的经济发展方向，资源的合理化利用对我国磷化工业和建材工业的可持续发展具有重要意义。
　　《过硫磷石膏矿渣水泥与混凝土》较系统地阐述了过硫磷石膏矿渣水泥与混凝土的组成与制备、水泥与混凝土的水化硬化机理、水泥与混凝土的性能及耐久性、生产工艺过程与主要设备、生产过程质量控制与技术标准，对该新品种水泥的应用前景也作了较详细的叙述，体现了近年来在资源有效利用、节能减排、低碳水泥新品种开发等方面的新成果。
　　《过硫磷石膏矿渣水泥与混凝土》可作为高等学校无机非金属材料科学与工程、硅酸盐材料科学与工程专业的教学参考用书，也可供从事水泥和制品生产、科研、设计以及磷化工企业的有关工程技术人员阅读参考。