1. 研究目的与意义（文献综述）
磷石膏是湿法磷酸生产时排放出的固体废弃物，每生产1t磷酸将产生5t磷石膏。目前，我国磷石膏排放量每年已超过7000万t，不但占用大量土地，而且还造成了严重的环境污染和安全隐患。以磷石膏和矿渣为主要原料，并且水化产物中存在大量过剩硫酸钙的水泥称为过硫磷石膏矿渣水泥，该品种水泥具有成本低、能大量利用磷石膏的优点。
根据过硫磷石膏矿渣水泥的性能特点，过硫磷石膏矿渣水泥抗大气稳定性差，容易被碳化而使性能下降，但过硫磷石膏矿渣水泥混凝土具有微膨胀性和良好的工作性能，特别适应于制作钢管混凝土。钢管混凝土柱中，钢管对其内部混凝土的约束作用使混凝土处于三向受压状态，提高了混凝土的抗压强度；钢管内部的混凝土又可以有效地防止钢管发生局部弯曲。研究表明，钢管和混凝土之间的相互作用使钢管内部混凝土的破坏由脆性破坏转变为塑性破坏，构件的延性性能明显改善，耗能能力大大提高，具有优越的抗震性能。
如果将过硫磷石膏矿渣水泥应用于钢管混凝土，就可有效解决抗碳化性能差的缺陷，有望使过硫磷石膏矿渣水泥在结构工程中得到应用。或者说，要将过硫磷石膏矿渣水泥像通用硅酸盐水泥那样应用于结构工程，这对于加快我国磷石膏的资源化利用和节能减排具有十分重要的现实意义。
2. 研究的基本内容与方案
1.原料
1.1磷石膏
取自湖北省大悟县黄麦岭磷化工有限公司的磷石膏，取少量置于40℃烘箱中烘干至恒重，测定含固量；0.08mm筛筛余；pH计测定的pH值。
1.2矿渣粉
取武汉武新新型材料有限公司生产的S95级矿渣粉，测定密度，测定比表面积。
1.3熟料粉
取华新水泥股份公司黄石分公司的熟料，破碎后过3mm筛，每磨2kg，单独在标准实验磨中粉磨成比表面积400m2/kg左右，备用。
1.4减水剂
采用聚羧酸减水剂标准型。
2.试验方法
（1）比表面积：按照GB8047-87《水泥比表面积测定方法(勃氏法)》进行。
（2）标准稠度凝结时间：按照GB/T1364-2001《水泥标准稠度用水量凝结时间安定性》进行。
（3）胶砂强度：按照GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》进行。将减水剂预先加到成型的搅拌水中，试样1天脱模后（如强度低可延时脱模）置于20℃水中养护至规定龄期，测定抗折强度和抗压强度。
（4）开裂度：按水泥抗裂性能检验方法进行。
（5）起砂量：按水泥抗起砂性能检验方法进行。
3.试验方案
3.1改性磷石膏浆制备
取黄麦岭磷石膏（含自由水%），按磷石膏（干基，扣除自由水）：熟料粉=45：1的比例，外加70%的水（含磷石膏中的水），为了准确计算磷石膏浆的自由水含量，混料机及混料球使用前应预先在水中浸上1小时，每磨1kg物料（不包括水），在混料机中混合粉磨30分钟后取出，测定0.08mm筛余（注意出磨就，时间长了会结晶，数据会有变化）；测定pH值；测定改性磷石膏浆滤液耗酸量和含固量。
3.2PSC中熟料掺量对过硫磷石膏矿渣钢管水泥砂浆强度的影响
2016年3月日
表1.PSC中熟料掺量对过硫磷石膏矿渣钢管水泥砂浆强度的影响
| 编 号 | 熟料粉 （g） | 矿渣粉 (g) | 改性磷石膏 浆（干） (g) | 母液 (g) | 改性磷石膏 浆含固量 （%） | 外加 水 （g） | 流动 度 (mm) | 改性磷石膏 浆耗酸量 (mmol/g) | PSC浆滤液 耗酸量 (mmol/g) | 28d抗折 强度 （MPa） |
| Y1 | 9 | 234 | 207 | 1.0 |
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| Y2 | 18 | 225 | 207 | 1.0 |
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| Y3 | 27 | 216 | 207 | 1.0 |
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| Y4 | 36 | 207 | 207 | 1.0 |
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| Y5 | 45 | 198 | 207 | 1.0 |
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注：表中改性磷石膏浆的配比为干基配比，实验配料时需要根据其含固量进行校正；
标准砂掺量1350克；调节用水量，使砂浆流动度为180mm~190mm，并记录。
改性磷石膏浆磨成后，需要放置陈化1天以上后才能使用。
3.3PSC中熟料掺量对过硫磷石膏矿渣钢管水泥砂浆试样尺寸的影响
表1的试样成型后，在钢管上做好测量的检测点记号，然后测定钢管的直径和长度，随着水化的进行，钢管可能会变形，记录尺寸的变化。
2016年3月日
表2.PSC中熟料掺量对过硫磷石膏矿渣钢管水泥砂浆试样直径的影响
| 编 号 | 熟料掺量 （%） | 试块 编号 | 原始直径 （mm） | 3d | 7d | 14d | 21d | 28d |
| Y1 | 3 | 1# |
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| 2# |
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| 3# |
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| 4# |
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| 5# |
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| 6# |
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| Y2 | 5 | 1# |
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| 3# |
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| 5# |
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| 6# |
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| Y3 | 7 | 1# |
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| 2# |
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| 3# |
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| 4# |
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| 5# |
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| 6# |
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| Y4 | 9 | 1# |
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| 2# |
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| 3# |
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| 4# |
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| 5# |
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| 6# |
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| Y5 | 11 | 1# |
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| 2# |
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| 3# |
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| 4# |
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| 5# |
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| 6# |
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2016年3月日
表3.PSC中熟料掺量对过硫磷石膏矿渣钢管水泥砂浆试样长度的影响
| 编 号 | 熟料掺量 （%） | 试块 编号 | 原始长度 （mm） | 3d | 7d | 14d | 21d | 28d |
| Y1 | 3 | 1# |
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| 2# |
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| 3# |
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| 4# |
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| 5# |
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| 6# |
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| Y2 | 5 | 1# |
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| 2# |
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| 3# |
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| 4# |
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| 5# |
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| 6# |
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| Y3 | 7 | 1# |
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| 2# |
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| 3# |
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| 4# |
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| 5# |
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| 6# |
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| Y4 | 9 | 1# |
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| 2# |
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| 3# |
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| 4# |
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| 5# |
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| 6# |
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| Y5 | 11 | 1# |
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| 2# |
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| 3# |
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| 4# |
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| 5# |
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| 6# |
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3.4PSC中熟料掺量对过硫磷石膏矿渣钢管水泥砂浆自由膨胀率
将表1的过硫磷石膏矿渣钢管水泥砂浆，用20×20×250mm膨胀试模成型，3天后脱模测定原始长度，然后置于温度20℃、相对湿度90%的养护箱中，养护至规定龄期后，测定其长度变化。
2016年3月日
表4.过硫磷石膏矿渣钢管水泥砂浆的自由膨胀率
| 编 号 | 熟料掺量 （%） | 试块 编号 | 原始长度 （mm） | 3d | 7d | 14d | 21d | 28d |
| Y1 | 3 | 1# |
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| 2# |
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| 3# |
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| Y2 | 5 | 1# |
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| 2# |
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| 3# |
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| Y3 | 7 | 1# |
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| 2# |
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| 3# |
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| Y4 | 9 | 1# |
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| 2# |
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| 3# |
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| Y5 | 11 | 1# |
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| 2# |
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| 3# |
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3. 研究计划与安排
第1－2周：查阅相关文献资料，明确研究内容，确定方案，完成开题报告；
第3－4周：学习改性磷石膏的配合比计算并进行试配；
第5－12周：配置好改性磷石膏浆，根据需求制备试块和钢管水泥，进行养护，在养护过程中对制备好的材料进行性能测试与研究；
4. 参考文献（12篇以上）
[1]林宗寿;黄赟;;磷石膏基免煅烧水泥的开发研究[j];武汉理工大学学报;2009年04期
[2]万体智,彭家惠,张建新;磷石膏中磷的分析及对性能影响研究[j];房材与应用;2001年04期
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