磷渣对混凝土性能影响的研究

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发布时间：2021-10-08

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要：通过研究掺入磷渣后的混凝土拌合物性能、力学性能、热学性能、变形性能和耐久性能，认为磷渣能代替粉煤灰作为混凝土的掺
合料。本研究结果为缓解粉煤灰供应压力，充分利用磷渣资源提供一定的参考依据。
关键词：磷渣；粉煤灰；混凝土；性能
中图分类号： TU528．041 文献标志码： A 文章编号： 1002～3550(2010)03—0095—05
Influence of phosphor slag on concrete performance
XU X an ’ ．SONG Xiao—lan 3,LUZhong-yuan1,2 L／San-xia1,2 LIU Dong-feng
(1．KeyLaboratoryforBuildingMaterialsofSichuanProvince，Mianyang 621010。China；
2．School ofM aterial Science and Engineering，Southwest University ofScience and Technology，M ian yang 621010，China；
3．School ofMinerals Processing and Bioengineering，Central South University，Changsha 410083，China)
Abstract： Fresh concrete perform an ce，concrete m echanics perform ance，concrete th ermofics perform an ce，concrete deformation perform an ce
an d concrete durable perform ancebe has be stuied。The results showed that phosphor slag Call disp lace fly ash as concrete m ineral admixture．It sup·
plied referential prooffor relieving supplication offly as h and fully exploiting phosphor slag．
Keywords： phosphor slag ；flyash；concrete；perform an ce
0 引言
粉煤灰是一种人工火山灰质混合材料，在混凝土中使用已
有几十年的历史，并取得了许多成功的经验。粉煤灰由过去一
般作为混凝土填充料使用，变为如今混凝土，尤其是大体积混
凝土必不可少原材料之一。桐子林水电站主体工程混凝土浇筑
期间，周边众多水电工程，如官地水电站、锦屏一、二级水电站、
金安桥水电站、溪洛渡水电站、向家坝水电站等将相继开工，对
粉煤灰的需求也越来越大，粉煤灰呈现出供不应求的局面。考
虑到桐子林周边掺合料资源，以及及桐子林施工高峰期间粉煤
灰的供应情况，选择粉煤灰的替代产品，作为混凝土掺合料的
相关研究也显得非常必要。
磷渣是电炉法制取黄磷时所产生的工业废渣，每生产 1 t黄
磷要排放 8～10 t的黄磷渣。在我国，几乎每个省都有磷渣资源，
其中云南、贵州、四川等省份，磷渣资源较为丰富，仅云南省磷
矿石储量就有 7．8亿 t，每年排放磷渣约 7O万 t。磷渣是以硅酸
钙为主的熔融物，经淬冷成粒，即为粒化电炉磷渣，简称磷渣。
磷渣矿相组成为假硅灰石 Ot．CS和硅钙石 C，S：，从 x射线分析可
以明显看到黄磷渣以玻璃态为主，从岩相分析可知，其玻璃体
含量为 85％~90％。在结晶相中有石英、假硅灰石、方解石、氟以
氟化钙形态存在。其主要矿物成分与水泥熟料的基本矿物成分
类似，主要化学成分为氧化硅和氧化钙，性能与水淬高炉矿渣
接近。磨细后的磷渣称为磷渣粉，具有一定的活性。
磷渣直接作为混凝土掺合料应用，国外的文献资料较少，
但在我国大朝山水电站工程中，磷渣与凝灰岩粉复掺已获得应
用，景洪电站、小湾电站、土卡河电站、金安桥电站等也相继开
展了试验研究。成都院科研所、长江科学院、水电八局等科研、
施工单位，在构皮滩电站混凝土原材料调研和配合比优化设计
试验研究、索风营电站大坝混凝土配合比验证试验研究等项目
中，对单掺磷渣取代粉煤灰，以及磷渣与粉煤灰复掺混凝土的
各种性能进行了研究。结果表明，磷渣可降低混凝土用水量，掺
磷渣的混凝土和易性好、早期水化热低、后期强度较高、极限拉
伸值较大。
本研究的主要目的在于：从宏观角度综合研究磷渣替代粉
煤灰作为混凝土掺合料的可行性，从而缓解粉煤灰供应压力，
充分利用磷渣资源提供科学依据。
1 原材料 +
水泥采用四川峨嵋水泥有限公司生产的 42．5级中热硅酸
盐水泥，磨细 Ⅱ级粉煤灰和原状粉煤灰来自四川省攀枝花市 504
发电厂，磷渣来自桐子林水电站上游的川投电冶公司黄磷厂，石
灰石粉取自攀枝花大地水泥有限公司矿山石灰石矿初次破碎
时，收尘设备收集的石灰石粉。其化学成分分析结果见表 l。
本次试验所采用的减水剂为浙江龙游五强混凝土外加剂
有限公司生产的 ZB．1A缓凝高效减水剂和 ZB．1D高效减水
剂、江苏博特新材料公司生产的 JM．IIC缓凝高效减水剂、四川