磷石膏的预处理及其胶凝性能研究开题报告

本课题的主要研究对象是磷石膏，预处理磷石膏在的方法，引入激发剂或添加剂使磷石膏胶凝体系达到地面基层材料的国家标准，确定磷石膏胶凝体系中溶出的物质以防止对应用的位置有潜在危害。主要研究内容如下：

（1）对磷石膏的基本物性进行分析，包括比表面积、密度、以及XRD，红外试验和差热分析。

（2）探究对磷石膏的最佳预处理方式，包括低温烘干、球磨、水洗、石灰中和、浮选等或选用俩种方法一起处理，进而将各预处理石膏制成净浆试样，测定其凝结时间、强度、流动度。

（3）引入减水剂、缓凝剂、早强剂、消泡剂、纤维素醚和胶粉对预处理磷石膏进行改性，测定施工性能（凝结时间、保水性）、力学强度等。

（4）运用XRD、DSC/TG\IR等微观分析方法研究各预处理磷石膏在砂浆中的作用机理，研究其性能差异的原因。

（5）采用水平振荡法浸出各种废石膏胶凝体系中的额可溶性磷、氟及重金属离子等有害物，探讨有害物溶出率与宏观力学性能之间的关系。

预期目标：

（1）找到最佳的预处理方法。

（2）使磷石膏胶凝体系40min流动度达到230mm，凝结时间1h以上，7d抗压强度达到20MPa。

3.1原材料基本物理性能的检测

对磷石膏性能研究主要从密度试验、比表面积试验、、XRD以及差热分析试验、四个方面来进行:

（1）密度试验根据李氏瓶法的试验标准测定

（2）比表面积试验使用依据GB/T8074-2008标准设计的FBT-9型全自动比表面积

仪测定不同球磨时间的磷石膏。

（3）XRD试验扫描角度范围5°到70°，升温速率为10℃/min。

（4）差热分析设定温度为900℃

3.2原材料的的预处理

根据差热分析150℃一个明显的吸热峰，由xrd图谱知道150℃热处理的磷石膏变成了β型半水石膏具有良好的胶凝性能，依据之前的试验，也是150℃的磷石膏净浆物理力学最佳，所以本实验着重研究150℃烘干4h的磷石膏。将预处理后的磷石膏制成净浆式样，其标稠、初终凝时间和力学性能分别按照 GB/T 17 669. 4-1 999《建筑石膏净浆物理性能测定》和 GB/T 17669.3-1999《建筑石膏力学性能的测定》进行。对比得出最佳的预处理方式。磷石膏抗折抗压强度测定依据GB/T 9776-2008建筑石膏检验标准，模具使用160mm×40 mm×40 mm

（1）球磨 使用球磨机分别球磨5min，10min，15min。每次取5公斤料。

（2）熟石灰中和 分别用1.5%、2%、2.5%、3%熟石灰掺入磷石膏净浆体系

G18缓凝剂掺量1.5‰，0.6水灰比

（3）掺入氯化钙 分别用2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%氯化钙掺入磷石膏净浆体系 G18缓凝剂掺量2‰，0.6水灰比

（4）熟石灰和氯化钙二元复掺G18缓凝剂掺量2‰，0.6水灰比

（5）由（2）（3）（4）对比得出最佳的早强剂，确定单掺还是复掺，调节g18缓凝剂掺量

（6）降低水灰比

（7）掺入减水剂，选择多种减水剂对比效果

3.2确定基准配比

基准配比：300g磷石膏，40g普硅，河沙500g，重钙50g，灰钙10g。

调整各外加剂的掺量使砂浆体系达到预期值。

（1）减水剂、缓凝剂 增加凝结时间和流动度

（2）消泡剂 消除气泡

（3）纤维素醚 解决泌水现象 根据JGJ/T 70-2009建筑砂浆保水性测定。

（4）胶粉 提高粘结性能 掺量4‰

（5）提高水泥掺量 提高强度 增加流动度 促凝

（6）矿粉，粉煤灰代替重钙 矿粉增加流动度，粉煤灰减少流动度，掺一起延长凝结时间

（7）凝结时间，强度均达标 测早期塑性收缩以及后期干缩，吸水率和软化率。

（8）选取强度达标的制取水化样，研究xrd。

3.3采用水平振荡法浸出各种废石膏胶凝体系中的额可溶性磷、氟及重金属离子等有害物，探讨有害物溶出率与宏观力学性能之间的关系。根据HJ 557-2009固体废物浸出毒性浸出方法测得。

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第1周（2月20日~2月26日）：文献检索，原料的xrd和差热分析。

第2周（2月27日~3月1日）：测原料的密度和比表面积；写文献综述。

第2~3周（3月2日~3月12日）：整理资料，准备各种原材料和实验试剂；写开题报告。

第4周（3月13日~3月19日）：1.5%、2%、2.5%、3%熟石灰掺入磷石膏净浆体系，用2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%氯化钙掺入磷石膏净浆体系，测定其物理力学性能。

第5周（3月20日~3月26日）：熟石灰和氯化钙二元复掺，G18缓凝剂掺量2‰，0.6水灰比

，球磨5min150℃烘干4h的磷石膏；翻译外文文献。

第6周（3月27日~4月2日）：调节g18缓凝剂掺量，降低水灰比；翻译外文文献。

第7周（4月3日~4月9日）：掺入减水剂，对比不同减水剂的性能；翻译外文文献。

第8周（4月10日~4月16日）：确定基准配比；翻译外文文献。

第9周（4月17日~4月23日）：提高减水剂掺量，降低水灰比；提交外文翻译初稿。

第10周（4月24日~4月30日）：掺入消泡剂和纤维素醚。

第11周（5月1日~5月7号）：提高缓凝剂掺量，掺入胶粉4‰；开始写论文初稿。

第12周（5月8日~5月14日）：提高水泥掺量，矿粉，粉煤灰代替重钙 。

第13周（5月15日~5月21日）：运用XRD、DSC/TG\IR等微观分析方法研究各预处理磷石膏在砂浆中的作用机理，研究其性能差异的原因。；提交论文初稿。

第14周（5月22日~5月28日）：采用水平振荡法浸出各种废石膏胶凝体系中的额可溶性磷、氟及重金属离子等有害物，探讨有害物溶出率与宏观力学性能之间的关系；修改论文。

第15周（5月29日~6月4日）：论文修改，提交论文终稿.

第16周（6月5日~6月11日）：准备答辩报告PPT；论文答辩。