过硫磷石膏水泥制品制备及其性能研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

磷石膏是日化和化肥等行业制取磷酸的副产品。每生产1t磷酸将产生5t磷石膏。我国每年副产磷石膏超过5000万t，累计堆积磷石膏已超过2亿t。由于种种原因，目前我国磷石膏的资源化利用率不足20%，剩余部分作为固体废物用堆积或者填埋等方式处理。随着我国磷化工行业的迅速发展，2011年，我国磷石膏的新增年产量接近7千万吨，利用率不到20%，累计堆积量已经超过3亿吨，不仅占用大量的土地、浪费资源，而且其中的有害组分还对周围土壤、植被、水系和空气造成严重的污染[1]。2006年国家环保总局将磷石膏列为危固体废弃物，磷石膏问题已经成为严重制约磷化工行业可持续发展和环境保护的世界难题。加快对磷石膏的资源化利用已经刻不容缓[2]。

针对上述问题已有大量的科研工作者经过长期努力，不断拓宽了磷石膏的应用领域，目前磷石膏在工业上主要用来制硫酸联产水泥，在建筑上主要用来生产水泥和胶凝材料，在农业上主要用作土壤改良剂和饲料等，但磷石膏的综合利用率仍然较低[3]。提高磷石膏掺量来制备各方面性能优异的胶凝材料是目前研究较为热门的课题，这种材料在利用磷石膏的同时也能大量消耗矿渣、粉煤灰等工业废渣，制备利废环保的新型材料[4]。国内外利用磷石膏代替天然石膏制备胶凝材料方面存在的主要问题有:（1）磷石膏基胶凝材料的生产成本较高，尽管磷石膏中的ca2s042h20含量很高，但其中的有害杂质对其应用性能影响很大，一般都需要预处理后才能使用，经预处理后的磷石膏与天然石膏相比不但价格方面没有任何优势，而且产品性能也存在一定的差异;（2）使用性能优异、附加值高的高强α半水石膏类胶凝材料要在高温高压的蒸压气氛中制备，存在工艺复杂、能耗高、操作控制不便、性能不稳定、生产成本高的问题，从而限制了其广泛应用;（3）常压水热电解质溶液中制备α半水石膏具有反应条件温和、便于操作的特点，但目前的研究主要还集中在实验室和理论研究阶段，且限于天然石膏、脱硫石膏等杂质含量较少的原料[5]。目前国内外对磷石膏基复合材料的研究，大多都提到了对磷石膏采取煅烧、蒸养等改性措施，将二水石膏相的磷石膏转化为半水石膏，使其具有胶凝性能。这些工艺措施虽然提高了磷石膏制品的相关性能却提高了生产成本[6]。

因此，本论文希望通过改变磷石膏，矿渣以及熟料的掺量，研究其对胶凝材料稠度，凝结时间以及力学性能的影响[7]，探索过硫磷石膏基水泥浆体的改性方法，进一步研究过硫磷石膏水泥制品的制备方法及其基本性能，以提高其应用价值，为磷石膏的资源化利用开拓出一个新途径[8]。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

将从材料的组成对材料性能的影响方面入手，主要研究内容包括以下几个方面：

（1）设计正交试验，研究不同掺量磷石膏，矿渣以及水泥对胶凝材料稠度，凝结时间以及力学性能的影响，用以改善其凝结时间和力学性能，得出最优组分配比；

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告；

第4－6周：按照设计方案，制备过硫磷石膏基水泥浆体，对其进行物理性能检测，得出最优组分配比。进行过硫磷石膏水泥性能影响因素分析[14]；

第7－9周：选择一个最优方案，按设计的方法制备过硫磷石膏水泥制品，并对其进行基本性能测试；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]杨沛浩.磷石膏的综合利用[j].中国资源综合利用,2009(1):13-15.

[2]黄赟.磷石膏基水泥的开发研究[d].武汉理工大学,2010.

[3]刘晨,王昕,郑旭.过硫磷石膏矿渣水泥浆性能优化研究[j].水泥,2013(12):9-13.