CN103755248B - 一种磷石膏混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种磷石膏混凝土及其制备方法，属于磷石膏综合利用的技术领域。本发明采用磷石膏作为掺合料替代部分水泥制备混凝土，所述原料的质量以每立方米磷石膏混凝土计：磷石膏19.5～97.5kg、水泥292.5～370.5kg、减水剂7.8～8.97kg、水150～165kg、砂子880～960kg、石子870～960kg。制备方法包括以下步骤：先将磷石膏晾干或烘干；对磷石膏进行粉磨分级，得到粒径小于80μm的颗粒超过98%的磷石膏粉料；按质量称取原料，搅拌均匀，得到磷石膏混凝土。本发明制备的磷石膏混凝土能达到C30混凝土的技术指标要求，其抗渗性能可达到P12抗渗等级要求。本发明可以大量利用磷石膏，解决磷石膏堆存问题。

Description

一种磷石膏混凝土及其制备方法
技术领域
本发明属于磷石膏综合利用的技术领域，具体涉及一种磷石膏混凝土及其制备方法。
背景技术
磷石膏是生产磷酸或磷肥过程中排出的一种固体废弃物。我国是世界第一大磷肥生产国，随着磷肥业的迅猛发展，磷石膏的排放量呈逐年大幅递增趋势。到目前为止，我国磷石膏堆存量已超过3亿吨，预计“十二五”末磷石膏的年产生量将达到7000万吨。磷石膏若任意排放不仅污染环境，占用土地，企业还要投入大量的渣场建设资金和运行管理费用。
目前国内外磷石膏的利用现状是可以做水泥缓凝剂、粉刷石膏、纸面石膏板、空心板、石膏砖、砌块、井下充填、联产水泥和硫酸、筑路材料、制硫酸铵。磷石膏代替天然石膏生产石膏建材时,由于磷石膏呈酸性，会导致建筑构件和生产设备腐蚀。中国已有用磷石膏制石膏板、砌块、建筑用石膏粉等方面的应用，但在磷石膏前期预处理和焙烧等方面依然存在着提纯困难、能耗高等缺陷，影响了产品质量的稳定。采用石膏+碳酸铵制硫酸铵存在问题是副产品碳酸钙杂质质量分数较高。
综上所述，磷石膏大量堆放，占用土地、污染环境，将其资源化利用已是刻不容缓、势在必行。但目前磷石膏的利用依然存在各种困难和问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用磷石膏作为掺合料替代部分水泥的磷石膏混凝土及其制备方法。在减少磷石膏的预处理工序、保证制备的磷石膏混凝土强度及抗渗性的同时，积极推进磷石膏的资源化利用，具有良好的经济效益和环保效益。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
本发明提供了一种磷石膏混凝土，所述原料的质量以每立方米磷石膏混凝土计：磷石膏19.5～97.5kg、水泥292.5～370.5kg、减水剂7.8～8.97kg、水150～165kg、砂子880～960kg、石子870～960kg。
所述的水泥为P.O42.5普通硅酸盐水泥或混凝土外加剂检测专用基准水泥。
所述的减水剂为聚羧酸减水剂或萘系减水剂。
所述的砂子为含泥量不小于5%的细沙，石子为5～25mm连续级配的碎石。
本发明还提供了一种磷石膏混凝土的制备方法,包括如下步骤：
（1）磷石膏的干燥：将磷石膏自然放置3-7d，或者将磷石膏置于干燥设备内干燥；
（2）粉磨分级：将干燥后的磷石膏放入粉磨设备中粉磨一定时间，再对磷石膏粉进行分级处理，要使得到的磷石膏粉料中粒径小于80μm的颗粒超过98%；
（3）混凝土的配制：以每立方米磷石膏混凝土计按质量称取如下原料：磷石膏19.5～97.5kg、水泥292.5～370.5kg、减水剂7.8～8.97kg、砂子880～960kg、石子870～960kg投入搅拌机，拌合40～60s，混合均匀；再向混合均匀的搅拌物中加入水150～165kg，拌合60～90s，搅拌均匀，制得磷石膏混凝土；
进一步，
所述烘干温度不能超过60℃；
所述的干燥过程，要将磷石膏中所含的吸附水降低至质量百分比1%以下，才视为磷石膏已干燥.
本发明以废渣磷石膏做为掺合料替代部分水泥制备磷石膏混凝土，不仅可以资源化利用磷石膏，而且制备出了强度高、抗渗性优良的混凝土。另外，将磷石膏替代水泥制备混凝土之前，仅对其做了简单的干燥和粉磨分级处理，与现有很多磷石膏资源化技术相比，简化了磷石膏的预处理工序，也节约了能源和利用成本。
采用磷石膏作为掺合料替代部分水泥制备的磷石膏混凝土，在其水化过程中，水泥水化生成的Ca(OH)2与磷石膏中少量活性SiO2反应，可以生成C-S-H凝胶，从而提高混凝土强度；而大量未水化的磷石膏微粒则充分发挥微集料效应，它们在水泥浆体中分散状态良好，不仅有助于新拌和硬化混凝土均匀性的改善，而且有助于混凝土中孔隙和毛细孔的充填和“细化”；此外，磷石膏的加入能够减少水泥用量、降低水化热，这将有助于减少因热应力而导致的微裂纹，进一步提高混凝土的抗渗性。
附图说明
图1是本发明磷石膏混凝土制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例和附图对本发明做进一步的描述。以下实施例中，聚羧酸减水剂为北京成城交大建材有限公司生产的CCAR高效减水剂,砂子为含泥量不小于5%的细沙，石子为5～25mm连续级配的碎石。
实施例1
将磷石膏在干净的地面平铺开来，自然放置3d之后，测量其吸附水质量百分比为0.8%；将自然风干的磷石膏进行粉磨分级，测定分级后磷石膏粉料的粒度分布，其中粒径小于80μm的颗粒为98.80%；以每立方米磷石膏混凝土计，将磷石膏19.5kg、P.O42.5普通硅酸盐水泥370.5kg、聚羧酸减水剂8.97kg、砂子960kg、石子870kg投入搅拌机，拌合40s，混合均匀；再向混合均匀的搅拌物中加入水150kg，拌合70s，搅拌均匀，制得磷石膏混凝土A；
实施例2
将磷石膏在干净的地面平铺开来，自然放置7d之后，测量其吸附水质量百分比为0.6%；将自然风干的磷石膏进行粉磨分级，测定分级后磷石膏粉料的粒度分布，其中粒径小于80μm的颗粒为98.56%；以每立方米磷石膏混凝土计，将磷石膏19.5kg、P.O42.5普通硅酸盐水泥370.5kg、聚羧酸减水剂7.8kg、砂子880kg、石子960kg投入搅拌机，拌合40s，混合均匀；再向混合均匀的搅拌物中加入水165kg，拌合60s，搅拌均匀，制得磷石膏混凝土B；
实施例3
将磷石膏置于烘箱内干燥，温度设定45℃，测量其吸附水质量百分比为0.5%，将磷石膏取出，停止干燥；将烘干的磷石膏进行粉磨分级，测定分级后磷石膏粉料的粒度分布，其中粒径小于80μm的颗粒为99.16%；以每立方米磷石膏混凝土计，将磷石膏78kg、P.O42.5普通硅酸盐水泥312kg、聚羧酸减水剂7.8kg、砂子890kg、石子940kg投入搅拌机，拌合45s，混合均匀；再向混合均匀的搅拌物中加入水154kg，拌合90s，搅拌均匀，制得磷石膏混凝土C；
实施例4
将磷石膏置于烘箱内干燥，温度设定50℃，测量其吸附水质量百分比为0.6%，将磷石膏取出，停止干燥；将烘干的磷石膏进行粉磨分级，测定分级后磷石膏粉料的粒度分布，其中粒径小于80μm的颗粒为98.74%；以每立方米磷石膏混凝土计，将磷石膏78kg、混凝土外加剂检测专用基准水泥312kg、UNF-5型萘系减水剂8.19kg、砂子930kg、石子880kg投入搅拌机，拌合50s，混合均匀；再向混合均匀的搅拌物中加入水161kg，拌合80s，搅拌均匀，制得磷石膏混凝土D；
实施例5
将磷石膏置于烘箱内干燥，温度设定55℃，测量其吸附水质量百分比为0.3%，将磷石膏取出，停止干燥；将烘干的磷石膏进行粉磨分级，测定分级后磷石膏粉料的粒度分布，其中粒径小于80μm的颗粒为99.43%；以每立方米磷石膏混凝土计，将磷石膏97.5kg、混凝土外加剂检测专用基准水泥292.5kg、聚羧酸减水剂8.58kg、砂子960kg、石子870kg投入搅拌机，拌合40s，混合均匀；再向混合均匀的搅拌物中加入水161kg，拌合75s，搅拌均匀，制得磷石膏混凝土E；
实施例6
将磷石膏置于烘箱内干燥，温度设定60℃，测量其吸附水质量百分比为0.4%，将磷石膏取出，停止干燥；将烘干的磷石膏进行粉磨分级，测定分级后磷石膏粉料的粒度分布，其中粒径小于80μm的颗粒为99.60%；以每立方米磷石膏混凝土计，将磷石膏97.5kg、P.O42.5普通硅酸盐水泥292.5kg、UNF-5型萘系减水剂8.97kg、砂子880kg、石子960kg投入搅拌机，拌合60s，混合均匀；再向混合均匀的搅拌物中加入水157kg，拌合90s，搅拌均匀，制得磷石膏混凝土F；
取上述实施例1～6制备得到的磷石膏混凝土进行坍落度、抗压强度、抗渗性能测试，测试结果列于表1。
表1磷石膏混凝土性能
从表1数据可知，用本发明所述的制备方法制备的磷石膏混凝土的坍落度及抗压强度均符合C30混凝土技术标准要求的指标，并且其抗渗性能均达到P12抗渗等级要求。
显然，上述实施例仅仅是为了清楚地说明所作的举例，而并非对实施例的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里也无需对所有的实施例予以穷举，而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造权利要求的保护范围之中。

Claims (3)

1.一种磷石膏混凝土的制备方法，该磷石膏混凝土用磷石膏作为掺合料替代部分水泥制备混凝土，所述原料以每立方米磷石膏混凝土计：磷石膏19.5～97.5kg、水泥292.5～370.5kg、减水剂7.8～8.97kg、水150～165kg、砂子880～960kg、石子870～960kg；
其特征在于，包括如下步骤：
(1)磷石膏的干燥：将磷石膏自然放置3～7d，或者将磷石膏置于干燥设备内干燥；
(2)粉磨分级：将干燥后的磷石膏放入粉磨设备中粉磨一定时间，再对磷石膏粉进行分级处理，要使得到的磷石膏粉料中粒径小于80μm的颗粒超过98％；
(3)混凝土的配制：以每立方米磷石膏混凝土计按质量称取如下原料：磷石膏19.5～97.5kg、水泥292.5～370.5kg、减水剂7.8～8.97kg、砂子880～960kg、石子870～960kg投入搅拌机，拌合40～60s，混合均匀；再向混合均匀的搅拌物中加入水150～165kg，拌合60～90s，搅拌均匀，制得磷石膏混凝土。
2.根据权利要求1所述磷石膏混凝土的制备方法，其特征在于，烘干温度不超过60℃。
3.根据权利要求1所述磷石膏混凝土的制备方法，其特征在于，使磷石膏中所含的吸附水降低至质量百分比1％以下。
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