甲酸钙对改性磷石膏基材料性能影响

作者：陈 洁 刘 亮 赵小蓉 文明超 董江峰 刘立明 黄绪泉    单位：1 湖北益通建设股份有限公司，湖北 宜昌 443000；2 三峡大学 三峡库区生态环境教育部工程研究中心，湖北 宜昌 443002；3 三峡 大学 水利与环境学院，湖北 宜昌 443002；4 湖北省磷石膏资源化综合利用企校联合创新中心，湖北 宜昌 443002；5 三峡大学 生物与 制药学院，湖北 宜昌 443002

关键词：正交设计；磷石膏改性；甲酸钙；浸出毒性

摘  要：采用水泥、矿渣、生石灰对原料磷石膏进行改性试验，研究早强剂对改性石膏基材料早期强度性能和浸出毒性的影响。通过正交 试验确定最优物料组合为：磷石膏、水泥、矿渣、生石灰（外掺）质量分数分别为45%、20%、35% 和3%，改性石膏基材料3 d、7 d、14 d 抗压强度分别 为2.725 MPa、6.3 MPa、11.825 MPa。3 种早强剂中，甲酸钙对改性石膏基材料综合强度性能提升显著，3 d、7 d、14 d 抗压强度分别提升至5.53 MPa、 13.05 MPa、18.18 MPa。X 射线衍射和扫描电镜分析结果表明，掺入甲酸钙能使改性石膏基材料早期生成大量钙矾石和水化硅酸钙（C-S-H）凝胶， 并生成透钙磷石等物质，提升材料强度，降低浸出总磷含量，形成致密水泥石结构。同时甲酸钙能有效降低水化体系pH值，提升水化体系Ca2+ 浓度， 有效降低早期浸出F 浓度，使浸出液毒性远低于污水综合排放标准，证实磷石膏在工程领域可以广泛应用。