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题名高掺量磷石膏水硬性胶凝材料组成设计与性能调节
被引量：5
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作者
刘爱平
吴赤球
水中和
吕伟
练九阳
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机构
武汉理工大学材料科学与工程学院
湖北昌耀新材料股份有限公司
武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室
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出处
《硅酸盐通报》
CAS
北大核心
2024年第3期1003-1011,共9页
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文摘
本文研究的水硬性磷石膏胶凝材料体系由80%(质量分数)磷石膏,以及少量矿渣、水泥、偏高岭土、粉煤灰、硅灰等辅助胶凝材料组成,借助力学性能试验数据与分子动力学(MD)模拟为超高掺量磷石膏体系组成设计提供依据,后续对该体系强度倒缩问题进行性能调节。结果表明,当磷石膏掺量固定时,辅助胶凝材料(SCM)的n(CaO)/n(SiO_(2)+Al_(2)O_(3))摩尔比接近1的样品力学性能结果最佳。分子动力学对模型原子表面积和孔结构分布的模拟结果与力学性能规律相符,孔结构越小时抗压强度越高;在原子尺度上,n(CaO)/n(SiO_(2)+Al_(2)O_(3))摩尔比接近1时O、Ca、Al及S原子表现出较高的扩散能力,可充分发挥碱激发与硫酸盐激发效应,同时使得OO、Al—O、Si—O键长增大而失稳水解,促进水化产物钙钒石的生成。最后,通过调节SCM的种类,在磷石膏-矿渣-水泥体系中复掺偏高岭土、硅灰及粉煤灰改善了90 d龄期强度倒缩的问题。基于化学组分设计配合比对大宗量利用磷石膏以及获得性能更好的胶凝材料具有重要意义。
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关键词
高掺量磷石膏
化学成分
分子动力学模拟
组成设计
性能调节
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Keywords
high content phosphogypsum
chemical composition
molecular dynamics simulation
composition design
performance regulation
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分类号
TU526
[建筑科学—建筑技术科学]
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题名高掺量磷石膏胶凝材料硬化体制备及其性能调节
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作者
李义胜
吕伟
吴赤球
余正康
何静
水中和
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机构
武汉理工大学材料科学与工程学院
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出处
《硅酸盐通报》
2025年第8期2944-2954,共11页
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文摘
为制备高强的高掺量磷石膏胶凝材料,本文研究了成型压力、钙硅铝比及碱激发剂掺量等工艺参数对高掺量磷石膏胶凝材料硬化体性能的影响规律,并基于响应面法中的Box-Behnken设计,分析了各影响因子对抗压强度的交互作用机制。此外,采用X射线衍射、扫描电子显微镜对硬化体进行微观结构分析。结果表明:磷石膏胶凝材料硬化体的长期性能随成型压力、钙硅铝比和碱激发剂掺量的增大均呈先增大后减小的趋势;通过响应面模型分析,影响因子对强度发展的交互作用从强到弱依次是成型压力、钙硅铝比、碱激发剂掺量;当成型压力为60 MPa、钙硅铝比为1.1(摩尔比)、碱激发剂掺量为0.5‰(质量分数)时,可制备出抗压强度超过65 MPa的高掺量磷石膏胶凝材料硬化体,此时结晶良好的针棒状钙矾石填充磷石膏颗粒之间的空隙,水化硅酸钙(C-S-H)凝胶包裹胶结磷石膏颗粒和钙矾石晶体,形成致密结构。
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关键词
高掺量磷石膏
高抗压强度
力学性能
响应面法
微观结构
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Keywords
high content phosphogypsum
high compressive strength
mechanical property
response surface method
microstructure
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分类号
TU526
[建筑科学]
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