磷石膏中有机物的测定及其对水泥性能的影响

磷石膏对水泥性能的影响摘要：目前在我国，磷石膏作为一种工业的副产物，每年的排放量巨大无比，达到了数亿吨。

由于磷石膏杂质多且对磷石膏性能影响较大，目前我们国家对磷石膏的利用率却并不理想。

该论文试着从建材方面入手对磷石膏进行研究，试着探索磷石膏对水泥性能的影响。

实验结果表明，磷石膏能明显地延长水泥的凝结时间，能中和水泥的强碱性，且在实际使用范围内，磷石膏不影响水泥的安定性；然而磷石膏对水泥的标准稠度用水量影响微乎甚微。

关键词：磷石膏水泥标准稠度用水量 PH值安定性湖北文理学院建筑工程学院毕业论文第1章绪论1.1研究背景磷石膏:是指在磷酸生产的过程中用硫酸处理磷矿时所产生的固体废渣,其主要成分为硫酸钙，目前我国目前对磷石膏的利用率仅仅只有10%左右，磷石膏的堆放，会侵占我们的土地资源。

人们长时间的接触磷石膏，会引起体内的病变从而导致死亡。

同时，随着中国建筑业的发展，国内对建筑用料有了许多新的要求。

1.2国内研究现状目前在我们国家，对磷石膏的综合利用主要用于以下几方面：①建筑材料；②化工产品山填③矿充；④土壤改良剂。

然而由于技术限制和对磷石膏进行的高额成本的预处理，国内的研究现况依旧不能较好的解决对磷石膏的利用状况。

1.3论文主要研究内容论文以实验室用42.5PC硅酸盐水泥和周边工厂废弃磷石膏，用磷石膏和水泥以不同比例混合，其中磷石膏质量占混合式样质量的百分比分别为0%、5%、10%、15%、20%和25%。

实验用这5组试样分别研究混合之后水泥的标准稠度用水量、PH值、凝结时间、安定性和膨胀系数的具体数值变化和趋势。

第2章材料与试验2.1实验材料由襄阳泽东化工堆场取粉状磷石膏，堆积时间约1年，没有进行任何预处理，存放温度为正常室温。

复合硅酸盐水泥P·C42.5；实验室用生产厂家包装袋装集，存放温度为正常室温。

2.2试样处理将试验用水泥和磷石膏取出，分别选取堆积时间外观大致一样的式样，将其中的大块碾碎。

技术不同工业副产品石膏对水泥质量及性能的影响引言由于每个水泥企业所处地域不同，材料资源各异。

为降低生产成本，达到环保政策要求，越来越多的水泥企业使用工业副产品石膏作为缓凝剂，特别是两种以上的副产品石膏同时使用时，在不同时间段、使用不同混合材时，对水泥凝结时间、强度以及混凝土外加剂的适应性等，均表现出较为明显的差异。

一般情况下，很少有人将水泥的性能变化和石膏的使用联系在一起，熟料的成分变化、混合材的性质不同固然影响很大，但当在其它因素基本不变时，水泥性能仍变化很大。

笔者在x公司的实际生产中就曾遇到这样的问题。

01X公司所在的区域有两种不同的工业副产品石膏，一种是堆积如山的化工厂的副产物磷石膏，一种是发电厂、钢铁厂产生的脱硫石膏，两种石膏的化学成分见表1。

表1 不同石膏化学成分从表1可看出，两种石膏除脱硫石膏的外水较高以外，其它成分基本相同，实际生产使用时，控制相同的出磨水泥SO₃含量时，掺入的比例是基本相同的。

02两种石膏对水泥凝结时间的影响是完全不同的，相对于天然石膏而言，使用磷石膏和脱硫石膏，水泥凝结时间都偏长，对于凝结时间要求较短的水泥就不适合使用。

磷石膏和脱硫石膏相比较，磷石膏的凝结时间偏长，而脱硫石膏的凝结时间偏短，在控制不同的SO₃含量时，水泥凝结时间的影响是不同的；两种石膏不同比例混合使用时，对凝结时间的影响也是不同的；在不同季节，使用不同的石膏，混合使用不同的比例，对于不同客户的要求的调节手段和结果也是不同的。

另外，不同的石膏对于水泥强度的发挥不同，不同的SO₃含量控制指标对水泥强度发挥也有很大差异，需通过不同时期客户对水泥凝结时间的要求进行调节。

通过大量的实验数据统计，不同石膏的使用对水泥凝结时间的影响结果见表2。

表2 不同石膏对水泥凝结时间的影响通过数据分析，结合实际生产控制情况归纳，不同的季节，同一方案凝结时间相差也很大。

总体来说，冬季较夏季终凝时间长约50min左右，与熟料质量及混合材品种及掺量、磨机工况有关，须通过实验确定。

预处理工艺影响磷石膏水泥砂浆性能研究摘要：磷石膏的预处理工艺包括酸浸法、中合法和水洗法，不同处理工艺都会对磷石膏的性能造成影响，尤其是流动性、凝结时间和抗压强度。

不同预处理工艺能够将石膏中杂质去除，然而由于预处理生成物与去除量之间存在差异性，因此导致砂浆性能差异性比较大。

此次研究主要是探讨分析预处理工艺影响磷石膏水泥砂浆性能，希望能够对相关人员起到参考性价值。

关键词：预处理工艺；磷石膏；水泥砂浆；性能在磷化工生产期间，会产生磷石膏等副产品，其成分包括二水硫酸钙，并且包含磷酸和五氧化二磷等杂质，有效处理磷石膏能够解决环境污染和资源浪费情况。

磷石膏水泥砂浆是按照标准比例，将砂石、水泥和粉煤灰混合制作的建筑材料。

磷石膏中所含有的氟化物和磷酸会影响砂浆性能，包括拌和耗水量以及强度等。

为了使磷石膏的杂质含量减少，加强砂浆性能，此次研究拟采用酸浸法、中合法和水洗法等处理工艺，且比较分析不同处理工艺对砂浆性能的影响。

1 试验分析1.1材料磷石膏，密度2.18g/cm³，成分如下：三氧化硫为39.35w/%；氧化钙为33.56w/%；二氧化硅为3.17w/%；五氧化二磷为0.78w/%；三氧化二铝为0.86/%；氧化镁为0.45w/%；氧化钾为0.15w/%；三氧化二铁为0.13w/%。

集料为河砂，水泥为硅酸盐水泥，聚羧酸减水剂，1级粉煤灰。

1.2预处理在对磷石膏进行预处理时，必须注重磷石膏再利用率，以此降低杂质对性能的影响。

磷石膏杂质为可溶氟、有机物和难溶性磷。

其中，可溶性氟和可溶性磷对磷石膏性能影响比较大。

使用标准筛（74µm）将磷石膏进行筛分处理。

水洗法处理工艺：将磷石膏置于水中进行冲洗，通过检测石膏pH值，判断净化效果。

水洗法能够将石膏中有机物、可溶性氟化与可溶性磷等杂质去除。

然而此种处理工艺需水量比较大，还需要对水洗废水进行处理，以免造成二次污染。

水洗工艺的温度设置在39摄氏度，按照1：3比例将磷石膏与水进行混合水洗，搅拌时间控制为10min，将预处理的石膏置于烘箱（60℃）内烘干。

194在混凝土作业生产中，通常要求混凝土拥有较高的早期强度，以便加快施工进度。

由此产生了各种混凝土早强剂，如：碳酸盐、铝酸盐、硫酸盐、硝酸盐、氯盐等无机盐，此外还有三乙醇胺等有机物、有机物和无机物复合的早强剂[1]。

但大多数早强剂中含有氯离子和碱性成分，对钢筋有着一定的腐蚀作用，也会引起混凝土的碱-集料反应等问题，极大的影响着混凝土的耐久性。

1 试验部分1.1 原材料介绍本实验使用临沂金湖水泥厂生产的Ｐ·Ⅱ4２.５硅酸盐水泥；所使用的甲酸钙、三乙醇胺、硫酸钠为天津光复精细化工研究所生产，工业一级品；所采用的磷石膏为金正大二水半水法工艺转晶处理后石膏。

1.2 实验步骤首先制作硅酸盐水泥净浆试件，分别向磷石膏中掺入不同含量的甲酸钙、三乙醇胺、硫酸钠，并将水灰比定为0.231，所制试件尺寸为40mm ×40mm ×40mm。

将制备的试模放进水泥标准养护箱中养护，1d后进行脱模，然后将试块放置于20℃水中养护至预定龄期，进而测试抗压强度。

2 结果分析2.1 磷石膏中掺入甲酸钙对硅酸盐水泥强度的影响通过向磷石膏中分别掺入0，0.5%，1.0%的甲酸钙，分别测量试块3d，7d，28d抗折抗压强度。

分析表明：向磷石膏掺入甲酸钙后，3d强度有着明显提高，但7d、28d强度变化不大。

因此，可以得出结论：甲酸钙对P·O42.5硅酸盐水泥硬化浆体早期强度有着明显的提升。

这是因为掺入甲酸钙后，一方面Ca 2+离子浓度得到提高，另一方面体系的PH值有所降低，这就使得氢氧化钙沉淀量增加，水泥颗粒表面溶液中OH -浓度有所降低，加速了未水化水泥颗粒的进一步反应，进而使得C-S-H凝胶的形成[2]，对水泥浆体强度的提升起到了很好的促进作用。

2.2 磷石膏中掺入硫酸钠对水泥凝结时间的影响磷石膏中硫酸钠掺量硅酸盐水泥初凝时间硅酸盐水泥终凝时间0%185min 245min 0.5%170min 235min 1.0%147min210min表1数据展示了向磷石膏中掺加不同含量硫酸钠后硅酸盐水泥初终凝时间的变化规律，分析表明：掺加硫酸钠后，其本身会与水泥水化产生的Ca（OH）2反应生成NaOH或CaSO 4，这就降低了浆体中Ca（OH）2的浓度，促进Ca（OH）2的再溶解，加速了水泥的水化速率，反应生成的CaSO 4相对来说具有更好的活性和分散性，能够使得C3A的反应速度明显加快。

原状磷石膏对水泥凝结时间及强度的影响摘要：本文主要研究原状磷石膏作为水泥缓凝剂对水泥凝结时间及强度的影响关键词：磷石膏缓凝剂水泥凝结时间原状磷石膏对水泥性能的影响1.1对水泥凝结时间的影响这部分实验主要以天然二水石膏为基准，研究不同石膏掺量时，原状磷石膏对水泥凝结时间的影响。

实验结果如表1-1表1-1凝结时间表(h-min)注：实验环境，干球温度23摄氏度；湿球温度21.5摄氏度；湿度85%W/C=0.28由表1-1和图1-1不难看出，除石膏掺量为4%时水泥初凝时间出现反常现象外，掺原状磷石膏的水泥凝结时间均比掺天然二水石膏的要长，但初凝时间并不是延长很多。

（笔者认为这可能是由于实验误差造成，而且所用水泥熟料在磨细的过程中以混入了少量石膏。

）尽管如此这组实验还是证明了磷石膏中的杂质对水泥的凝结有反作用，能使水泥凝结时间延长[4]。

同时天然二水石膏在掺量为5%、原状磷石膏在4%时它们的初凝时间都减小，这可能是因为石膏掺量过大时，在水泥水化初期形成大量的钙矾石而造成[5] 。

图1-1据有关文献报道，研究磷石膏对熟料矿物和熟料水化影响机理时业已证实，磷石膏可以延缓水化作用过程。

但各种矿物的缓凝机理是不尽相同的。

当磷石膏存在时，水化就会在其矿物表面吸附磷酸盐离子形成难溶的磷酸盐薄膜。

由于C3S的水化速度很快，所以在悬浮液搅拌的条件下，液相中产生的硫酸钙就不会在C3S表面上形成稳定薄膜。

而C3A的水化则更为复杂，通过热力学分析和化学分析，证实了限制水化铝酸盐的形成物顺序是，先是不溶性磷酸盐的形成，后是水化硫铝酸盐的形成。

在C3A和硫酸盐离子还未相互作用的诱导期，取决于液相中P2O5的浓度，亦即取决于磷石膏的掺量和磷石膏中可溶性P2O5的含量。

并且掺加磷石膏的水泥水化时，不仅在熟料矿物表面形成磷酸盐薄膜，在硫酸钙晶体上也形成磷酸盐薄膜，降低了硫酸盐的溶解速度，延缓了钙矾石的形成，从而影响到水泥的凝结时间[6]。

磷石膏中有机物的测定及其对水泥性能的影响发布时间：2022-10-11T09:07:28.589Z 来源：《工程建设标准化》2022年第11期6月37卷作者：吉小兰[导读] ：通过红外吸收光谱、色质联谱等方法，对磷石膏中的有机质进行了定量、定性的测定，吉小兰合肥水泥研究设计院有限公司安徽省 230051摘要：通过红外吸收光谱、色质联谱等方法，对磷石膏中的有机质进行了定量、定性的测定，探讨了不同有机质对水泥的影响。

研究发现，磷石膏的有机质主要是乙二醇甲醚乙酸酯、异硫氰甲烷、3-甲氧基正戊烷、2-乙基1,3-二氧戊烷等。

在石膏晶体中，有机质以物理吸附的方式存在，其含量在0.1%-0.2%之间。

这种方法可以延长水泥的凝固时间，降低混凝土的强度，特别是28d以后，混凝土的抗压强度明显下降，可以用浮选法去除。

关键词：磷石膏；有机物测定；水泥性能引言磷石膏是湿法磷石膏的副产物。

按磷矿品位及品质，按磷矿产量1吨，可副产磷石膏4.0-6.0。

磷石膏的倾倒，不但占用了大量的土地，而且对环境造成了严重的污染，同时也使磷肥生产企业的经济发展陷入困境。

磷石膏资源的有效利用对磷肥工业的可持续发展起着至关重要的作用。

其中90%以上的二水硫酸钙是一种可再生的重要原料。

磷石膏中含有大量的磷、氟、有机物等杂质，是磷石膏资源化的基础和核心，是研究磷石膏中杂质种类、形态、分布及其对磷石膏特性的影响的重要因素。

采用磷石膏替代天然石膏进行水泥固化改性，既能充分发挥磷石膏的作用，又能有效地节约水泥生产成本，提高生产效率。

资源与环保问题。

目前有关的研究多集中在可溶性磷、氟、磷石膏等方面，对于有机物质的测定和对水泥性能的影响则很少。

有机物质主要来自磷矿中的有机杂质，以及在磷酸盐生产中引入的有机絮凝剂。

磷酸处理后，大多数有机物质都被除去，只有极少数的磷石膏存在。

一、实验方法采用浮选法对磷石膏中的有机物进行分离富集，浮选后的有机物质采用 CCla提取，并将 CCla进行精馏分离。

磷石膏矿渣水泥混凝土的水化机理及耐久性目录一、内容综述 (2)1.1 磷石膏矿渣水泥混凝土的研究背景与意义 (3)1.2 国内外研究现状概述 (4)二、磷石膏矿渣水泥的基本性质 (5)2.1 磷石膏的成分与特性 (6)2.2 矿渣的成分与特性 (7)2.3 磷石膏矿渣水泥的配比设计 (8)三、磷石膏矿渣水泥混凝土的水化机理 (9)3.1 水泥水化过程的一般原理 (10)3.2 磷石膏矿渣水泥的水化产物形成 (11)3.3 水化过程中微观结构的变化 (12)3.4 水泥石中的化学反应机制 (13)四、磷石膏矿渣水泥混凝土的耐久性 (15)4.1 耐久性的定义与评价指标 (16)4.2 磷石膏矿渣水泥混凝土的抗渗性 (17)4.3 抗冻性 (17)4.4 耐硫酸盐侵蚀性能 (19)4.5 微观结构与耐久性的关系 (20)五、提高磷石膏矿渣水泥混凝土耐久性的措施 (21)5.1 材料选择与优化 (22)5.2 配合比设计与调整 (24)5.3 施工工艺改进 (25)5.4 环境因素控制 (26)六、结论与展望 (27)6.1 研究成果总结 (28)6.2 存在问题与不足 (29)6.3 未来研究方向与应用前景展望 (30)一、内容综述磷石膏矿渣水泥混凝土作为一种新型的建筑材料，其研究始于20世纪80年代。

随着磷石膏产量的不断增加，处理磷石膏以减少环境污染和资源浪费已成为当务之急。

磷石膏的主要成分是硫酸钙，同时还含有多种杂质，如磷、有机物等。

这些杂质对水泥混凝土的性能有很大影响，通过改善磷石膏矿渣水泥混凝土的配合比、掺合料及外加剂等，可以提高其性能，满足各种建筑需求。

磷石膏矿渣水泥混凝土的配合比优化：通过调整水泥、砂、石、磷石膏等原料的比例，以及掺合料的种类和数量，旨在提高混凝土的工作性能、强度和耐久性。

磷石膏矿渣水泥混凝土的耐久性研究：重点关注混凝土的抗渗性、抗冻性、抗碳化性等耐久性能。

通过改进混凝土的配合比和微观结构，提高其抵抗环境侵蚀的能力。