矿渣磷渣复合制备砌筑水泥的研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

中国的水泥产量占到世界水泥总产量的50%[1]，连续30年居世界第一位。水泥行业是我国排放和耗能大户，作为中国传统基础工业和国计民生的支柱产业之一，近些年，由于资源和环境问题日益突出，其发展越来越受到国际形势和国内政策的限制，普通硅酸盐水泥具有生产工艺复杂，资源消耗量高，能耗高等缺点[2][3]，不能满足节能降耗的要求，因此，各学者通过大量研究，利用工业废渣等混合材料来代替一定量的水泥熟料制备了各种复合硅酸盐水泥，进而降低了水泥生产过程中的资源和能源消耗量。

磷渣是工业生产磷肥的副产物，以casio3为主要组成。目前我国每年磷渣排放量约为1500万吨，且逐年呈上升趋势[4][5]。磷渣的大量堆积，不仅占用土地，并且经雨水淋溶后，溶出部分磷、氟等也会造成地下水的污染[6][7]。由于磷渣的主要成分为cao和sio2，与水泥熟料的化学组成相近，具有潜在水化活性，无毒无害，掺入水泥基材料中能改善水泥水化强度和耐久性，具有巨大的经济价值和生态价值[8]。矿渣是工业冶炼生铁时的副产物，主要成分是sio2，al2o3和cao，含有一定量的fe2o3。矿渣也具有水化活性，已在水泥生产中得到广泛的应用。[9]

将磷渣和矿渣做混合材加入到水泥生产中对减少环境污染和资源浪费有重要的意义，但磷渣和矿渣的掺入量过多也会使水泥存在凝结时间长、早期强度低、养护条件苛刻的问题。[10][11]研究发现，石灰石粉可以改善水泥的物理性能，提高其早期强度；它会与水泥熟料中铝酸钙等矿物反应生成水化碳铝酸钙。故石灰石可能成为一种具有水化效应、加速效应和微集料效应的新型混合料[12]。同时，一定的钢渣掺量也可起到碱激发作用，改善水泥早期性能。因此，研究中可以调节石灰石粉掺量，并以一定量的钢渣做激发剂，改善复合硅酸盐水泥早期强度低等问题。赵前[13]等就以石灰石和矿渣为主要原料，加入10%左右的钢渣制备了一种和易性很好的免煅烧砌筑水泥，研究还发现，在石灰石含量不超过60%时可以制备12.5等级砌筑水泥，石灰石掺量小于55%时强度可达22.5等级。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

本项目以石灰石为基质材料，通过添加矿渣、磷渣和一定量的钢渣以及石膏，制备一种矿渣磷渣复合砌筑水泥材料。通过调整矿渣磷渣的掺入量以及石灰石的用量，并测定水泥的流动度，保水率，凝结时间，抗折强度和抗压强度等性能，通过对比，最终寻找到矿渣磷渣复合砌筑水泥的最佳配方组成，使其整体性能达到最优，各项指标均满足国标要求。

２.２研究目标

寻求使用矿渣磷渣复合制备砌筑水泥的最佳配方案,使其能最大程度利用磷渣,并使该水泥２８天抗压强度≥２２.５ＭＰａ,保水率≥９５％

２．３拟采用的技术方案及措施

拟用华新水泥厂的石膏、石灰石、矿渣、磷渣和钢渣磨细后，按表1和表2配制A，B两组试样，分别对矿渣磷渣掺量和石灰石用量对水泥性能的影响进行研究。GB/T1346-2001测定其流动度、凝结时间；按GB/T3183-2003附录A测定其保水率;按GB/T17671-1999检验强度。

表1Ａ系列配方组成

表2B系列配方组成

3. 研究计划与安排

1.于2016.3.20号完成查阅相关文献资料，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。

2.于2016.5.15基本完成实验，开始整理分析数据

3.于2016.5.23完成论文初稿

4. 参考文献（12篇以上）

[1]顾阿,伦史宵,鸣汪澜.中国水泥行业节能减排的潜力与成本分析[j]中国人口·资源与环境[j]2011(8):16-21

[2]lidongxu,shenjinlin,maoliangxi.theinfluenceofadmixturesonthepropertiesof

phosphorousslagcement[j]cementandconcreteresearch2000(30)1169-1173