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。目前我国磷石膏的资源化利用率不足10%，剩余部分作为固体废弃物用堆积或者填埋等方式处理，磷石膏堆积不但占用了大量土地，而且对周围环境造成严重污染，加快对磷石膏的资源化利用已经刻不容缓。
实验表明磷石膏与粉煤灰、石灰、砂和外加剂等按35%，18%，10%，36%，1%比例混合，加适当的水在20mpa压力下压制成型，0.8mpa蒸汽养护4h后空气中养护24h。结果表明，在120℃下压蒸16h后，大部分石膏转变成半水石膏，而在0.8mpa，180℃压蒸8h后，二水石膏则全部转变成无水石膏。在低压压蒸的磷石膏制备的砖强度高于原状磷石膏和高压压蒸磷石膏。利用磷石膏脱水后变成半水石膏，加水后快速水化变成二水石膏，从而可快速凝结的特点，有望将过硫磷石膏矿渣水泥配制成喷射砂浆，应用于建筑工程。可大大拓宽过硫磷石膏矿渣水泥的应用范围，充分利用磷石膏，提高节能减排效果。因此，本课题的研究具有实际应用价值。
研究现状及其成果：国内在彭志辉等用未处理的磷石膏通过加入粉煤灰、早强剂、减水剂制备二水磷石膏复合胶结材，按照jc/t517-93《粉刷石膏》测定胶结材的物理性能，在85℃恒温7h湿热养护，1d和28d强度（抗折/抗压）分别为4.5mpa、19.8mpa和5.7mpa/25.6mpa，软化系数为0.81。水化后生成的部分水硬性水化产物aft和c-s-h，提高了材料的耐水性。黎良元等研究了不同掺量的碱激发剂对石膏-矿渣胶凝材料的影响，半水石膏和矿渣按85:15混合后，水灰比0.6成型，蒸汽养护至28d烘干至质量恒定，测定强度及泡水3d强度，并采用sem、xrd热分析研究了碱激发石膏-矿渣胶凝材料的水化产物。研究表明，添加0.5%的碱激发剂时，石膏-矿渣胶凝材料的各项强度和耐水性最好。碱激发石膏-矿渣胶凝材料的水化产物主要为二水石膏、水化硅酸钙凝胶以及少量的钙矾石和硅钙石。c-s-h凝胶含量越高，材料的强度越高、耐水性越好。
2. 研究的基本内容与方案
1. 原料
1.1烧磷石膏
取湖北省大悟县黄麦岭磷化工有限公司的磷石膏，在170℃的烘箱中，摊开（要求料层很薄，烘箱预先升温至规定温度）烘干30分钟后取出，密封防潮备用。
1.2矿渣粉
将武钢矿渣烘干后，每磨5kg，单独粉磨至比表面积:400 m2/kg左右。
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，每摩 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GB 8047-87 《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/T 1364-2001《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/T 17671-1999《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。
2. 试验方案
3.1 PSC喷射砂浆胶凝材料的配比
将烧磷石膏、矿渣粉和熟料粉及减水剂（搅拌时加到搅拌水中），按表1的配比搅拌均匀，其中减水剂待到水泥砂浆搅拌时再加到水中。
2016年3月 日 表1. PSC喷射砂浆胶凝材料的配比
| 编号 | 烧磷石膏 (%) | 矿渣粉 (%) | 熟料粉 (%) | 减水剂 （%） | |
| P1 | 40 | 56 | 4 | 0.22 | |
| P2 | 43 | 53 | 4 | 0.22 | |
| P3 | 46 | 50 | 4 | 0.22 | |
| P4 | 49 | 47 | 4 | 0.22 | |
| P5 | 52 | 44 | 4 | 0.22 | |
| P6 | 55 | 41 | 4 | 0.22 |
3.2 标准稠度、凝结时间实验
将表1配比的PSC，进行标准稠度和凝结时间的实验，减水剂预先加到搅拌水中。
2016年3月 日 表2 . 烧磷石膏掺量对PSC喷射砂浆胶凝材料凝结时间的影响
| 编 号 | 标准稠度 (%) | 初凝 (min) | 终凝 (min) | |
| P1 |
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| P2 |
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| P3 |
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| P4 |
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| P5 |
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| P6 |
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3.3 烧磷石膏掺量对PSC净浆开裂度的影响
将表1配比的PSC，进行开裂度实验，减水剂预先加到搅拌水中。
表2.PSC净浆开裂度检验原始数据记录
| 编号 | 水灰比 （%） | 流动度 （mm） | 开裂度(mm) | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 平均 | |||
| P1 |
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| P2 |
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| P3 |
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| P4 |
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| P5 |
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| P6 |
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3.4 烧磷石膏掺量对PSC砂浆起砂量的影响
将表1配比的PSC，进行水泥抗起砂性能检验，减水剂预先加到搅拌水中。
2016年3月 日 表3. PSC喷射砂浆抗起砂性能检验原始数据记录
| 编号 | 脱水起砂量(kg/m2) | 浸水起砂量(kg/m2) | ||||||||||||
| 1# | 2# | 3# | 4# | 5# | 6# | 平均 | 1# | 2# | 3# | 4# | 5# | 6# | 平均 | |
| P1 |
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| P2 |
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| P3 |
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| P4 |
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| P5 |
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| P6 |
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3.5 烧磷石膏掺量对PSC喷射砂浆强度的影响
进行砂浆强度成型时，调整加水量，使砂浆的的流动度在180mm～190mm范围，并记录实际加水量。每个试样均成型4板（共12块），分成两部分，一部分在水中养护，另一部分在养护室空气中养护。
2016年3月 日 表4. 烧磷石膏掺量对PSC喷射砂浆强度的影响（20℃水中养护）
| 编号 | 实际加水量 (mL) | 3d(MPa) | 7d(MPa) | 28d(MPa) | |||
| 抗折 | 抗压 | 抗折 | 抗压 | 抗折 | 抗压 | ||
| P1 |
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| P2 |
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| P3 |
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| P4 |
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| P5 |
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| P6 |
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2016年3月 日 表5. 烧磷石膏掺量对PSC喷射砂浆强度的影响（20℃空气中养护）
| 编号 | 实际加水量 (mL) | 3d(MPa) | 7d(MPa) | 28d(MPa) |
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| 抗折 | 抗压 | 抗折 | 抗压 | 抗折 | 抗压 |
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| P1 |
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| P2 |
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| P3 |
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| P4 |
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| P5 |
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| P6 |
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3.6 粉刷实验
从以上实验中，找出一个试样，配成1：2.5砂浆，在干燥的粉煤灰砌块上进行粉刷，然后观察砂浆表面情况，是否起砂、强度高低、有否开裂等。
3.7 分析与讨论
3. 研究计划与安排
第一至四 查阅资料并完成实验课题报告
第五至十三周 完成全部实验以及数据整理分析工作，以及外文翻译
第十四周 完成本科论文
4. 参考文献（12篇以上）
[1]林宗寿.水泥工艺学[m].武汉:武汉理工大学出版社，2012。
[2]林宗寿等.过硫磷石膏矿渣水泥与混凝土.武汉:武汉理工大学出版社，2015.
[3]林宗寿编著，水泥十万个为什么，1～10卷，武汉，武汉理工大学出版社，2010年4月
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