磷石膏人造骨料组分优化及耐水性改善研究

作者：陈洁 王再骞 黄绪泉 钟颂 宋文峰 赵小蓉 薛菲    单位：湖北益通建设股份有限公司，湖北 宜昌 443000；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；三峡大学 固体废物处置与资源化利用宜昌市重点试验室，湖北 宜昌 443002；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

关键词：磷石膏；正交设计；人造骨料；压制制备；耐水性能

摘  要：针对磷石膏占用大量耕地资源、易产生环境污染等问题，使用磷石膏、矿渣、粉煤灰、水泥等材料制备人造骨料推动磷石膏资源化利 用。通过正交设计得到最佳配比：9%（质量分数，下同）矿渣粉，10% 粉煤灰，5.5% 水泥，75.5% 磷石膏，并通过压制制备人造骨料。人造骨料 28 d 筒压强度最高可达 7.2 MPa，1 h 吸水率低于 10%。分析其固化机理可知，胶凝体系各物料相互之间反应、物料激发部分磷石膏发生水化反应生成 钙矾石、水化硅酸钙凝胶等水化产物，水化产物逐渐填充颗粒间空隙，颗粒间结合更加紧密使得磷石膏基骨料强度持续发展。采用直接掺混、预处 理磷石膏、浸泡包衣 3 种不同改善方法对其开展耐水性能改善研究，发现采用防水剂 OS 时，不同处理方法均能改善骨料界面亲水性，其中包衣处 理后接触角达到 122.7°，骨料表面已为疏水状态。包衣处理对骨料强度影响小，可有效提升骨料各项耐水性能。