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磷石膏-矿渣水泥是以磷石膏、矿渣为主要原料,通过与少量硅酸盐水泥复合,制备出的一种具有水硬特性的胶凝材料。磷石膏-矿渣水泥中由于磷石膏掺量过大,远远超出化学平衡所需的反应物需要量,在硬化浆体中仍存在大量的未反应磷石膏。尽管由于磷石膏颗粒被C-S-H凝胶等水化产物包裹使得材料整体上有了水硬性,但大量可溶石膏的存在使得磷石膏-矿渣水泥在应用中是否能够保持稳定留下了不确定性。本文主要研究了磷石膏-矿渣水泥的水化过程中矿渣和石膏反应程度发展规律,分析和统计了水化后硬化浆体中各物质组成的量。在此基础上,通过实验评价磷石膏-矿渣水泥在软水浸泡作用下的稳定性,测定硫酸根离子的溶出行为,为磷石膏基水泥的实际应用,提供理论指导。以Pb(NO3)2、Cr(NO3)3作为重金属离子Pb、Cr的来源,研究了磷石膏-矿渣水泥对重金属离子的固化效果。得到的主要结论如下:1.磷石膏-矿渣水泥水化的最佳养护制度为:试块脱模后由塑料薄膜包覆好置于标准养护箱中养护。经配合比设计和试验,确定材料组成为:磷石膏的掺量为45%,硅酸盐水泥的最佳掺量为2%,磷渣的最佳掺量为10%。2.该复合胶凝体系水化至28d时矿粉的反应程度仅达到25%40%,且矿粉掺量越低其反应程度越高;石膏的反应程度随水化龄期延长而略微增大,说明可反应的石膏在水化早期即已接近全部反应,水化28d后反应的石膏量占体系的25%左右。3.胶凝材料硬化体在软水中浸泡时,SO42-的释放受磷石膏的掺量和细度影响,浸取前期SO42-的释放机理为扩散控制,中后期发生了损耗作用,即实验后期的累计释放率远低于前期。试样经碳化或荷载破坏后,浸取前期SO42-的浸出发生了溶解作用,中后期SO42-的释放机制为扩散控制。实验中由扩散控制的浸出阶段,SO42-的扩散系数比混凝土中重金属的扩散系数大510个数量级,比硫酸盐侵蚀混凝土中SO42-的扩散系数大23个数量级,与磷石膏的掺量即试样中SO42-的总量呈正相关,细度呈负相关。4.试样经周期性的干湿循环后,其强度和质量都有大幅下降。磷石膏的掺量和细度会影响干湿循环后试样的质量和强度损失率,随磷石膏掺量的增大,干湿循环后试样的质量和强度损失率增大,增加磷石膏的细度可以减小试样的强度和质量损失。5.软水浸泡后试样被侵蚀部分的表面形貌变得疏松,钙矾石分解,C-S-H凝胶脱钙化导致锡箔状的C-S-H减少,孔隙增多,说明软水侵蚀会导致磷石膏-矿渣基水泥硬化浆体微观结构的劣化,宏观上表现为强度的下降。SO42-浸出深度与时间的关系符合Fick第二定律即d=k(?),说明SO42-的浸出由扩散所控制。6.磷石膏-矿渣水泥对Pb、Cr离子有较好的固化效果,浸出浓检测结果显示Pb、Cr离子掺量达到1%时,磷石膏-矿渣水泥对其固化率可达到92%以上,强度测试表明Pb、Cr离子理想固化掺量应在0.5%以内。