钢渣微粉改性磷石膏试验研究

钢渣微粉改性磷石膏试验研究

陈勇，解鹏洋

(中国新型建材设计研究院有限公司，浙江杭州310022)

摘要:利用钢渣微粉中的活性石灰中和磷石膏的酸性，改善磷石膏的颗粒级配，降低建筑石膏的标准稠度用水量，进而提高强度。

实验表明钢渣微粉20%掺量对嶙石膏增强幅度超过30%。关键词：钢渣微粉;磷石膏

Experimental Study on Modified Phosphogypsum

with Steel Slag Powder

Chen Yong,Xie Pengyang

(CNBM Design & Research Institute Co. , Ltd. , Hangzhou , Zhejiang , 310022)

Abstract ： The active lime in the steel slag powder neutralizes the acidity of the phosphogypsum , improves the particle gra­

dation of the phosphogypsum , reduces the water consumption of the standard consistency of the building gypsum , and fur­ther increases the strength. Experiments show that the 20% blending amount of steel slag powder enhances the phospho­gypsum by more than 30% .Key words： Steel slag powder , Phosphogypsum

磷石膏是生产湿法磷酸的副产品，我国每年磷石膏的排放 量在5000万吨左右，累计堆存量超过2亿吨。由于磷石膏呈酸 性且含有P2〇5等有害成分，储存和利用受到很多限制。目 前磷石膏的利用途径成本高且制品性能不理想，消纳量又远小 于新增排放量，而磷石膏堆放容易又对水体和土壤造成污染，磷 石膏综合利用的难题一直困扰着人们。

本文针对磷石膏的特点，探索利用钢渣微粉中残余的活性 石灰中和磷石膏的酸性，同时改善磷石膏的颗粒级配分布，以降 低建筑石膏的标准稠度用水量，进而改善其制品的性能[3<。 磷石膏和钢渣同为工业副产物，都存在排放量大和难以消容的 问题，钢渣微粉改性磷石膏可以同时消纳二者，减少对环境的污 染，同时产生一定的经济效益，这对时下倡导的绿色循环经济是 一个十分有益的促进。1

试验 1.1原材料

钢渣微粉:上海某钢厂炼钢排出的熔渣，粉磨后比表面积 460m2/kg,pH 值 > 14 , - CaO =5. 32%。磷石膏:安徽某磷肥厂生产湿法磷酸时排放出的副产品。 新下线磷石膏pH值2. 1，品位89% , P2O5 = 2. 21 %，水溶性P2 O5 = 0.66%。堆场磷石膏 pH 值 4.0,品位 90%, P2O5 =1.26%,水 溶性 P2〇5 =0.25%。1.2试验方法

钢渣微粉改性磷石膏，可以预先掺人磷石膏,也可以直接掺作者简介:陈勇，男，汉族,1986年4月生，安徽安庆人，大学本科，工程 师，现于中国新型建材设计研究院有限公司从事工业固体废弃物综合利 用研究等工作。

人建筑石膏。在磷石膏中掺人钢渣微粉，陈化后粉磨煅烧，分散 效果相对较好。

(1) 钢渣微粉按照0%、10%、0%和30%的比例分别掺人 新下线磷石膏和堆场磷石膏，拌匀陈化一周，烘干粉磨后过0.2mm 。

(2)

过筛粉料在托盘中摊平，厚度不超过10mm，置于（160

±5)丈烘箱中煅烧约1h，控制残余结晶水3.5% ~4.5%,所得 建筑石膏装袋密封陈化24h。

(3)

建筑石膏按照GB/T 9776 -2008《建筑石膏》测试标准

稠度用水量。

(4) 建筑石膏按照标准稠度用水量各制备2组6条试件，试 件大小为160mmx40mmx40mm,其中1组置于（20 ±3)丈、（65 ±10)RH%环境下养护2h，另1组置于（20 ±3)丈、（65 ±10) RH%环境下养护2h后立即移人（40±3)丈烘箱中恒量。测试 试件的抗折强度和抗压强度。(5) 新下线磷石膏和堆场磷石膏直接干燥粉磨，过0. 2mm 方孔筛，过筛粉按（2)进行处理，再按（1)中的比例将钢渣微粉 掺人建筑石膏中，依照（3 )、4)进行测试。2

试验结果与分析

2.1 钢淹微粉掺量和掺入方式对新下线嶙石膏性能的影响 钢渣微粉掺量和掺人方式对新下线磷石膏强度等性能有明 显的影响。制备了 7组建筑石膏,并对这7组建筑石膏的性能 进行了测试，测试结果如下表1所示。

如表1所示，随着钢渣微粉掺量的增加，新下线磷石膏pH 值接近中性乃至弱碱性。标准稠度用水量有所降低，掺量为 20%时，降幅达到10% ,掺量继续增加影响不敏感。2h强度和 绝干强度随着钢渣微粉掺量的增加均有明显的（下转第32页）

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2018年7月江西建材研究与应用

根据温度变色的部分设置成可以正反面旋转的装置，并起到窗 户的作用。也就是说，冬季旋转变色墙让深色部分朝阳，大量的 吸收储存并向室内提供热量;夏季旋转变色墙让浅色部分朝阳， 反射大部分的太阳热，为室内降温，同时开启集热组建件利用太 阳能制冷。

由此可知，利用墙体变色的被动式节能技术的核心部分是 控制墙体变色的构件，温度调控不足的部分由太阳能制冷构件 补给。目前，已有的太阳能集热板固定在外墙上不能改变位置, 更换电池极为不方便，如果出现故障维修也比较麻烦，所以，在 市场上不受欢迎很难普及推广。利用太阳能的变色技术是把集 热构件以单独产品的方式，可以根据需要放置在任意位置，安 装、维修和拆卸都特别方便。太阳能变色墙的颜色与功能，在选 择时应该考虑与住宅建筑整体色调及自然环境和谐统一;变色 构件的翻转采用温控自动变换装置，使用者可以根据自己感觉 舒适的温度自由设定;集热器部分收集的热能在超过设定温度 时可以自动运行转化成冷量送人室内，这样，就可以解决东莞地 区夏季炎热的问题。要实现这三个目标,太阳能变色墙应该满 足以下三个原则:第一，构件质量轻，耐久性好，投人使用的安全 性能好。第二，要迎合普通大众的居家生活习惯，符合群众的审 美，更要实用,操控简单并实现降温的作用。第三，老百姓能接 受的合理性价比。6结束语

建筑外墙被动式环境调控技术的目的是节约能源，降低建

筑物的耗能，提高室内的舒适度。在进行节能设计时，应该考虑 建筑物与周围生态环境的协调一致，根据当地的气候状况选择 适宜的节能技术，尽可能利用清洁自然的绿色能源。东莞地区 住宅建筑可以通过选择合适的保温隔热材料来达到环境调控的 目标，也可以利用空间绿化减少外墙对太阳辐射热的吸收，增加 窗户的密闭性，同时配备节能玻璃，甚至可以采用被动式太阳能 变色墙节能技术来增加室内人体的舒适度。在进行环境调控设 计时，尽可能采用被动式的节能技术，整合理念,从总体上进行

和。参考文献[1 ]汤国华.岭南湿热气候与传统建筑[M].北京：中国建筑工业出版社， 2005.[2]]日）一般社团法人能源•资源学会编，宁亚东等译.走向低碳社会:

由资源•能源•社会系统开创未来[M].北京:科学出版社,2011,9.[3 ]涂逢祥.节能窗技术[M].北京：中国建筑工业出版社,2〇3.[4](英）彼得• F •史密斯著，邢晓春等译.适应气候变化的建筑——可 持续设计指南[M].北京：中国建筑工业出版社,2009.[]原点编辑部.住进光与影的家[M].海口：南海出版公司,013,10.[6]王海松,仲昱雯.节能城市——城市的智慧[M].上海:格致出版社、 上海人民出版社,2010,6.

(上接第29瓦）提高，钢渣微粉掺量为20%时，强度增幅明显，超 过30% ,掺量继续增加影响不敏感。强度的提高很大程度是标 准稠度用水量下降所致。表1掺人

方式

钢渣微粉掺量和掺入方式对新下线磷石膏性能的影响掺量/%0

预混人

102030

人建筑石

10203

pH值2 87.07.29.56.57.79.0

标准稠度 用水量/%

80

77性强,P2〇5含量较高，钢渣微粉使pH值转变为中性甚至弱碱 性，影响强度的水溶性P2〇5转变成难溶性磷酸盐，钢渣微粉对 其改性效果的十分显著。堆场磷石膏经过雨水冲刷，酸性降低 且部分P2〇5进人地表泾流而使其含量降低，钢渣微粉的改性效 果相较新下线磷石膏要弱。3结论

(1) 钢渣微粉的掺人可以明显提高磷石膏的强度，预混人磷 石膏陈化，增强效果更显著，强度升幅达30%以上。

(2)

钢渣微粉对新下线磷石膏和堆场磷石膏有很好的改性

效果，但新下线磷石膏酸度大且限制成份略高，因此其对新下线石 要更 。参考文献[1 ]韩青,罗康碧，等.磷石膏开发利用现状[J].化工科技,2012,20 (1) 53 -58.[2]何宾宾，张晖，等.浅述磷石膏综合利用技术及对云天化集团磷石膏 综合利用的建议[J].磷肥与复肥,2016,31(7) :31 -32.[3 ]殷小川，黄赞，等.提高磷石膏基水泥早期性能的研究[J ].水泥,2010

(9) 1-4.

[4]赵前,张冠鹏.钢渣改性磷石膏做水泥缓凝剂的研究[J].水泥,2011

(10) 8-10.

2强度 /MPa抗折10111212101111

抗压2 12 12 72 72 12 42 4

绝干强度

/MPa抗折17182 32 416192 0

抗压5.05.26.46.55.05.96. 1

7272

777575

钢渣微粉预混人磷石膏的改性效果比掺人建筑石膏要明

显，标准稠度用水量降幅相差3 % ,绝干强度提升幅度相差 1%。这缘于钢渣微粉预混人的分散效果更好,对磷石膏颗粒 级配有更加明显的改善。

2.2嶙石膏陈化对嶙石膏改性效果的影响

试验表明钢渣微粉对新下线磷石膏的改性效果要比堆场磷 石膏明显,绝干强度提高幅度高1%。这缘于新下线磷石膏酸

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