论文部分内容阅读
磷渣是电炉法制取黄磷时所产生的一种工业废渣，排放量大且污染环境。水泥基灌浆砂浆具有大流动性、早强、高强、微膨胀的性能，广泛用于锚固、加固及修补领域，将磷渣应用于灌浆砂浆，不仅可以节约水泥等资源，降低灌浆砂浆成本，还能大规模的减少磷渣的堆放，有利于保护环境，具有良好的社会经济效益。论文通过分析磷渣和外加剂等对灌浆砂浆性能的影响，确定灌浆砂浆的基础配合比，经正交试验进一步优化配合比，并通过现代测试分析技术对水泥—磷渣—膨胀剂复合胶凝材料的水化硬化机理进行分析。研究结果表明：1）磷渣作为掺合料掺入到灌浆砂浆时，随着掺量的增加，砂浆的初凝时间延长，流动性提高，但早期强度显著降低。考虑灌浆砂浆对早期强度的要求，磷渣掺量不宜超过30%。2）胶砂比对灌浆砂浆的强度影响不大，但对流动性有显著影响。随着胶砂比减小（砂掺量增加），灌浆砂浆的流动性迅速降低。胶砂比范围在1/1.0~1/1.6时，灌浆砂浆具有良好的流动性，且泌水率较低。3）掺入聚羧酸或氨基磺酸盐减水剂，灌浆砂浆的流动性损失较小，综合考虑灌浆砂浆的流动性、强度发展及泌水率，聚羧酸减水剂最佳掺量范围应控制在1%左右，氨基磺酸盐减水剂掺量范围宜为1.2%~1.5%。三乙醇胺能在一定程度上提高砂浆的早期强度，且对砂浆的流动性影响也较小，适宜掺量范围为0.04%~0.05%；有机硅消泡剂掺量越大，砂浆的流动性越好，但掺量过多时，砂浆的粘度降低，出现一定程度的分层现象，其最佳掺量范围为0.2%~0.6%；纤维素醚能显著提高砂浆的粘度，改善砂浆的泌水情况，但对砂浆的强度发展有较大影响，其最佳掺量为0.025%~0.05%。4）膨胀剂是保证灌浆砂浆膨胀性的重要材料。随着膨胀剂掺量的增加，砂浆的流动性降低，流动性损失增大，初凝时间缩短；砂浆的粘度、强度、竖向限制膨胀率和钢筋握裹力提高。膨胀剂最佳掺量范围为6%~8%。5）通过正交试验对灌浆砂浆的配合比进行了优化，优化配合比为：硅酸盐水泥69%，磷渣25%，膨胀剂6%，聚羧酸系减水剂1.0%，消泡剂0.4%，纤维素醚0.025%，水胶比为0.26，胶砂比为1/1。按其配制灌浆砂浆的性能满足建材行业标准《水泥基灌浆材料》（JC/T896-2005）中所规定要求，且具有良好的经济效益。6）水化热试验、XRD、DSC/TG、SEM和孔结构分析表明：水泥—磷渣—膨胀剂复合胶凝材料水化放热速率峰值低，水化放热量小；早期水化较快，初始缺陷少，膨胀或者无收缩，后期二次火山灰反应使结构更密实；平均孔径和最可几孔径较小，孔径分布优良。该复合胶凝材料性能良好，适用于配制灌浆砂浆。