道路基层用人造集料的材料组成与制备方法开题报告

全文总字数：3692字

1. 研究目的与意义（文献综述）

磷石膏是化工企业用湿法生产硫酸的副产品，每生产1吨硫酸将产生约5吨磷石膏，其主要化学成分是二水石膏以及少量磷酸、磷酸钙、残余酸、氟化物、硫酸根离子、重金属离子等杂质。目前全球磷石膏的堆存量已达60亿吨，并且仍以每年1.5亿吨的速度递增，其中中国是全球的第一大磷肥生产国，同时也是第一大磷石膏副产品的生产大国，磷石膏堆存量已达4亿吨，并且还以每年5000万吨的速度递增，这些巨量磷石膏的堆存，一方面占用了大量土地，还会对地下水、土壤、植被和大气环境等造成污染，甚至构成安全隐患，因此如何低成本、高值化的利用这些巨量的磷石膏是目前急需解决的问题。

全球磷石膏的堆存量以及年产量巨大，但在全球范围内仅仅只有约15%的磷石膏可以得到利用，其利用领域主要包括以下几个方面：

1.磷石膏中含有超过95%的caso₄·2h₂o，可替代天然石膏作缓凝剂用于生产水泥，但由于石膏中的可溶性磷等杂质会延长水泥的凝结时间以及降低强度，因此还需进行大量研究。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备：以过硫磷石膏为主要原料掺入活性掺合料和碱性激发剂，通过造粒成球工艺经水化硬化反应制备磷石膏人造集料：以过硫磷石膏为主要原料成型净浆试件。

材料表征：使用标准力学试验仪器测试磷石膏人造集料的宏观力学性能，使用扫描电镜、显微镜观察磷石膏人造集料的微观形貌，使用标准力学试验仪器测试净浆试件。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4－6周：按照设计方案，完成人工集料和净浆试件的制备，采用扫描电镜、显微镜以及其他仪器进行性能表征。

第7－11周：成型多批人工集料并表征，结合人工集料的表征考虑材料、工艺对性能的影响，对人工集料制备的流程进行工艺优化。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]. grabas, k., et al. (2019)."study on the properties of waste apatite phosphogypsum as a raw materialof prospective applications." waste and biomass valorization 10(10):3143-3155.

[2]. li, x. b., et al. (2019)."durability evaluation of phosphogypsum-based cemented backfill throughdrying-wetting cycles." minerals 9(5).

[3]. kockal, n. u. and t. ozturan(2010). "effects of lightweight fly ash aggregate properties on thebehavior of lightweight concretes." journal of hazardous materials179(1-3): 954-965.