磷矿渣轨枕混凝土力学性能的试验研究

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发布时间：2021-10-08

资料介绍

引言
磷渣是磷矿石热法生产黄磷过程中排放的工业废渣。在密
封式电弧炉中，用焦炭和硅石作为还原剂和成渣剂，使磷矿石
中的钙和二氧化硅化合，以硅、钙为主的熔融渣排出，一般在炉
前经高压水淬处理为粒状水淬渣【”。每生产 1 t黄磷，大约产生
8～10 t磷矿渣，以我国目前的黄磷生产能力，每年的磷矿渣排放
量都在 500万 t以上，且逐年递增。2002年全国的磷矿渣排放量
在 550~690万 t[2】。我国多数黄磷生产企业将磷矿渣作为废渣露
天堆放，不仅造成磷矿渣资源的浪费和水土流失，而且磷矿渣
中有害物质随雨水流出对环境造成了一定破坏 [3]。
不同产地磷矿渣的化学成分均与天然硅灰石矿石的化学
组成相似，主要成分为 SiO 和 CaO，可达 86．74％～94．85％。块状
磷矿渣由环硅灰石，枪晶石与两种硅酸钙(Ca Si O 。和 CasSiO )
共生，其主要矿物成分与水泥熟料的基本矿物成分相似，性能类
似于粒化高炉矿渣，磨细后的磷矿渣具有一定的火山灰活性[4J。
磷矿渣作为掺合料已应用于碾压混凝土和水工混凝土，结果表
明磷矿渣混凝土较好的和易性，较低的早期水化热，较高的极
限拉伸和后期强度对工程的改善效果良好。
粉煤灰掺合料对轨枕混凝土的性能提升较大Is]，但随着矿
物掺合料应用的日益广泛，粉煤灰资源已开始紧缺。对磷矿渣与
粉煤灰从原材料价格、加工成本等方面进行经济比较，掺磷矿
渣的总费用只相当于掺粉煤灰费用的 50％左右。因此在经济方
面，掺磷矿渣要优于掺粉煤灰。利用磷矿渣不但有利于缓解目前
收稿日期：2011-03-26
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粉煤灰资源的供需矛盾，而且避免了磷矿渣露天堆放对环境产
生的污染。从宏观角度入手，着重研究了磷矿渣的掺量和细度
对轨枕混凝土早期力学性能的影响，为磷矿渣轨枕混凝土的广
泛应用提供科学依据。
1 试验原材料
(1)磷矿渣：四川德阳什邡的工业磷矿渣