改性磷石膏轻骨料在路基材料中的应用研究
Research on the Application of Modified Phosphogypsum Lightweight Aggregate in Subgrade Materials
关键词：
改性磷石膏轻骨料；筒压强度；吸水率；软化系数；磷石膏基路基材料；道路工程
Key words：
Modified phosphogypsum lightweight aggregate; Cylinder compressive strength; Water absorption; Softening coefficient; Phosphogypsum-based subgrade material; Road engineering
刊期：
2022年第6期
DOI：
10.19761/j.1000-4637.2022.06.082.05
文章编号：
基金项目：
作者：
吕 伟，吴赤球，龚文辉，胡 彪
单位：
湖北昌耀新材料股份有限公司，湖北 宜昌 443100
摘要
利用电石渣对磷石膏进行改性，得到了改性磷石膏，将改性磷石膏、水泥、矿渣粉按一定比例混合，采用造粒成球工艺制成改性磷石膏轻骨料，研究了改性磷石膏掺量和养护龄期对改性磷石膏轻骨料性能的影响，分析了改性磷石膏轻骨料替代部分碎石在磷石膏基路基材料中应用的可行性。结果表明：随着改性磷石膏掺量的增加，改性磷石膏轻骨料的筒压强度和软化系数降低，吸水率增大；当改性磷石膏掺量为88%、养护龄期为60 d时，改性磷石膏轻骨料的筒压强度为5.8 MPa、吸水率为9.8%、软化系数为0.75，符合GB/T 17431.1—2010《轻集料及其试验方法 第1部分：轻集料》的要求。研制的改性磷石膏轻骨料已成功应用于道路工程中。
The modified phosphogypsum was obtained by modifying phosphogypsum with carbide slag. The modified phosphogypsum, cement, and slag powder were mixed in a certain proportion, and the modified phosphogypsum lightweight aggregate was made by the granulation process. The effects of modified phosphogypsum content and curing age on the properties of modified phosphogypsum lightweight aggregate were studied, and the feasibility of using modified phosphogypsum lightweight aggregate to replace part of crushed stone in phosphogypsum-based subgrade materials was analyzed. The results show that with the increase of modified phosphogypsum content, the cylinder compressive strength and softening coefficient of modified phosphogypsum lightweight aggregate decrease, and the water absorption rate increases. When the content of modified phosphogypsum is 88% and the curing age is 60 d, the cylinder compressive strength of modified phosphogypsum lightweight aggregate is 5.8 MPa, the water absorption rate is 9.8%, and the softening coefficient is 0.75, which meets the requirements of GB/T 17431.1—2010 Lightweight Aggregates and Its Test Methods—Part 1: Lightweight Aggregates. The developed modified phosphogypsum light aggregate has been successfully used in road engineering.
结论
（1）随着改性磷石膏掺量从80%增加到90%，改性磷石膏轻骨料的筒压强度、软化系数逐渐降低，吸水率逐渐增大。
（2）改性磷石膏轻骨料的性能与养护龄期密切相关，养护60 d时，改性磷石膏轻骨料的性能普遍优于养护28 d和90 d时的性能。
（3）利用改性磷石膏掺量为88%、养护龄期为60 d的改性磷石膏轻骨料部分替代碎石用于道路稳定层的制备，可使道路稳定层的7 d无侧限抗压强度满足≥3.0 MPa的强度设计要求。
（4）改性磷石膏轻骨料由于其颗粒圆滑，棱角不明显，应用到道路稳定层中时宜采用悬浮密实型结构。
参考文献
[1] 杨沛浩.磷石膏的综合利用[J].中国资源综合利用,2009,27(1):13-15.
[2] 吴赤球,吕伟,孙涛.一种磷石膏轻骨料制备技术[J].混凝土与水泥制品,2020(2):98-100.
[3] 吴赤球,吕伟.磷石膏在水泥制品中的应用[J].混凝土与水泥制品,2019(1):45-46.
[4] 武希彦.磷肥产业应综合利用资源[J].中国农资,2013(38):7.
[5] 贺晓燕,吕飞,贺光照.我国工业固体废弃物磷石膏预处理及综合利用[J].资源节约与环保,2021(3):114-115.
[6] 朱羽蒙,叶芝祥,杨怀金.四川某磷化工区氟污染状态及居民氟暴露量研究[J].环境工程,2014,32(11):137-140.
[7] 王智娟,郑绍聪,葛艳清.磷石膏基抹灰石膏性能研究[J].非金属矿,2019,42(3):42-45.
[8] 马保国,胡鹏辉,金子豪,等.EPS-磷石膏复合体系的性能优化研究[J].硅酸盐通报,2020,39(2):147-154.
[9] 林宗寿,黄赟,水中和,等.过硫磷石膏矿渣水泥与混凝土[M].武汉:武汉理工大学出版社,2015.
[10] 杨荣辉,水中和.磷石膏-矿渣体系水化过程与水化产物研究[J].建材世界,2016(1):33-36.
[11] 程小伟,赵峰,梅开元,等.碱激活矿渣地聚物早期水化与碳化耦合作用过程研究[J].硅酸盐通报,2020,39(3):826-831.
[12] 秦毅,朴应模.无熟料矿渣水泥混凝土碳化特性研究[J].施工技术,2012,41(10):47-50.
[13] 史才军,郑克仁.碱-激发水泥和混凝土[M].北京:化学工业出版社,2008.
[14] 李兆恒,杨永民,蔡杰龙,等.不同环境因素对混凝土碳化深度的影响规律研究[J].人民珠江,2017,38(1):21-24.
[15] 巴明芳.微细观尺度上考虑化学反应影响的混凝土碳化速度[J].中南大学学报(自然科学版),2015(46):2412-2418.
[16] 柳俊哲,吕丽华,李玉顺.混凝土碳化研究与进展(2)——二碳化速度的影响因素及碳化对混凝土品质的影响[J].混凝土,2005(12):10-13,17.
[17] 单继雄.碱矿渣混凝土耐久性能的研究[D].武汉:武汉理工大学,2015.
[18] 杨敏.磷石膏的溶解度研究[J].广州化工,2016,44(15):62-63.
引用本文
吕伟,吴赤球,龚文辉,等.改性磷石膏轻骨料在路基材料中的应用研究[J].混凝土与水泥制品,2022(6):82-86.
LYU W,WU C Q,GONG W H,et al.Research on the Application of Modified Phosphogypsum Lightweight Aggregate in Subgrade Materials[J].China Concrete and Cement Products,2022(6):82-86.
上一个： 透水混凝土的细观孔隙结构分析
下一个： 凝灰岩粉对水工混凝土耐久性能的影响研究
相关文件