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1、(10)申请公布号 CN 103043933 A (43)申请公布日 2013.04.17 CN 103043933 A *CN103043933A* (21)申请号 201210571526.6 (22)申请日 2012.12.26 C04B 18/04(2006.01) C04B 28/00(2006.01) (71)申请人 贵州省建筑材料科学研究设计院 地址 550002 贵州省贵阳市沙冲南路 13 号 (72)发明人 王勇 高遇事 宋美 甘四洋 唐朝军 闫亚楠 刘恒波 (74)专利代理机构 北京联创佳为专利事务所 ( 普通合伙 ) 11362 代理人 郭防 (54) 发明名称 一种改性。
2、磷渣微粉及其应用 (57) 摘要 本发明公开了一种改性磷渣微粉及其应 用， 按重量百分比计算， 所述改性磷渣微粉是由 98% 92% 的磷渣微粉和 2% 8% 的硫酸盐改性 剂混合、 磨细制成的。与现有技术相比， 本发明能 够提高磷渣微粉在水泥中的掺入量， 并且使磷渣 微粉在水泥中的内掺量达到30%时， 其28天抗折、 抗压强度与不掺磷渣微粉的水泥砂浆的强度基本 一致， 加强废渣的综合利用， 减少土地占用和环境 污染 ； 还能降低水泥水化热， 节约水泥用量， 降低 混凝土成本。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申。
3、请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 1/1 页 2 1. 一种改性磷渣微粉， 其特征在于 ： 按重量百分比计算， 所述改性磷渣微粉是由 98% 92% 的磷渣微粉和 2% 8% 的硫酸盐改性剂混合、 磨细制成的。 2. 根据权利要求 1 所述的改性磷渣微粉， 其特征在于 ： 按重量百分比计算， 所述改性磷 渣微粉是由 96% 的磷渣微粉和 4% 的硫酸盐改性剂混合、 磨细制成的。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的改性磷渣微粉， 其特征在于 ： 硫酸盐改性剂采用天然硬 石膏。 4. 根据权利要求 3 所述的改性磷渣微粉， 其特征在于 ： 天然硬石膏中 SO3的含量大于 45%。 5. 。
4、根据权利要求 4 所述的改性磷渣微粉， 其特征在于 ： 磨细后的改性磷渣微粉的比表 面积不小于 350m2/kg。 6. 权利要求 1 5 任一项所述改性磷渣微粉在制备混凝土中的应用。 7. 根据权利要求 6 所述的改性磷渣微粉的应用， 其特征在于 ： 所述混凝土由水硬性胶 凝材料和碎石、 砂子、 水及表面活性剂制备而成 ； 按重量百分比计算， 其中所述水硬性胶凝 材料由改性磷渣微粉 10% 30% 和水泥 90% 70% 组成。 8. 根据权利要求 7 所述的改性磷渣微粉的应用， 其特征在于 ： 按重量百分比计算， 所述 水硬性胶凝材料由改性磷渣微粉 30% 和水泥 70% 组成。 权 利 。
5、要 求 书 CN 103043933 A 2 1/4 页 3 一种改性磷渣微粉及其应用 技术领域 0001 本发明涉及一种改性磷渣微粉及其应用， 属于废渣利用及建筑材料领域。 背景技术 0002 磷渣是电炉法生产黄磷时产生的一种工业废渣， 每生产一吨黄磷要排放810吨 的磷渣。目前贵州省磷渣年排放量约 200 多万吨， 历年堆存量在 1000 多万吨。大部分磷渣 露天堆放， 不仅占用大量耕地， 而且经雨水淋洗， 其中的磷、 氟逐渐溶出， 渗入地下， 污染水 源， 影响植物生长， 严重危害人类健康， 因此对其加以有效的、 合理的利用， 符合全国循环经 济的大政方针。 0003 目前磷渣微粉生产企。
6、业， 如贵州力邦超细微粉有限公司、 贵阳国华天成微粉有限 公司等 （累计产量达到 100 多万吨） ， 均采用将磷渣直接磨细后销售。磷渣微粉的一个重要 用途就是掺入水泥， 代替部分水泥， 降低混凝土成本。由于磷渣微粉中含有 P2O5及 F 等， ，加 之未很好地激发磷渣微粉的潜在水凝性， 在实际应用过程中会导致混凝土强度 （抗压、 抗折 强度） 不高 ； 而且磷渣微粉的实际掺量仅在 10% 左右， 建筑行业标准 JGJ/T2412011人 工砂混凝土应用技术规程 也要求磷渣微粉的掺量不能大于 20%， 使得磷渣微粉的利用率不 高， 严重制约了磷渣微粉的综合利用。 发明内容 0004 本发明的目。
7、的在于 ： 提供一种改性磷渣微粉及其应用。本发明能够提高磷渣微粉 在水泥中的掺入量， 并且使磷渣微粉在水泥中的内掺量达到30%时， 其28天抗折、 抗压强度 与不掺磷渣微粉的水泥砂浆的强度基本一致 ； 加强废渣的综合利用， 减少土地占用和环境 污染 ； 还能降低水泥水化热， 节约水泥用量， 降低混凝土成本。 0005 本发明是这样实现的 ： 一种改性磷渣微粉， 按重量百分比计算， 是由 98% 92% 的 磷渣微粉和 2% 8% 的硫酸盐改性剂混合、 磨细制成的。 0006 按重量百分比计算， 前述的改性磷渣微粉优选由96%的磷渣微粉和4%的硫酸盐改 性剂混合、 磨细制成。 0007 前述的改。
8、性磷渣微粉中， 硫酸盐改性剂采用天然硬石膏。 0008 前述的改性磷渣微粉中， 作为硫酸盐改性剂的天然硬石膏中SO3的含量大于45%。 0009 前述的改性磷渣微粉中， 磨细后的改性磷渣微粉的比表面积不小于 350m2/kg。 0010 前述改性磷渣微粉在制备混凝土中的应用。 0011 前述的改性磷渣微粉的应用中， 所述混凝土是由水硬性胶凝材料和碎石、 砂子、 水及表面活性剂制备而成 ； 按重量百分比计算， 其中所述水硬性胶凝材料由改性磷渣微粉 10% 30% 和水泥 90% 70% 组成。 0012 前述的改性磷渣微粉的应用中， 按重量百分比计算， 所述水硬性胶凝材料由改性 磷渣微粉 30%。
9、 和水泥 70% 组成。 0013 以下是发明人为完成本发明所进行的主要研究和筛选试验。 说 明 书 CN 103043933 A 3 2/4 页 4 0014 一、 改性剂的筛选 0015 磷渣的 XRD 分析表明， 磷渣的玻璃体含量高达 90%， 故其具有一定的潜在水凝性， 但需要通过碱性激发剂或酸性激发剂激发其潜在水凝性。 由于碱性激发剂激发磷渣容易带 入碱金属而导致水泥碱含量过高， 可能引起混凝土发生碱集料反应而破坏混凝土结构的后 果 ； 并且氢氧化钾、 氢氧化钠等碱性激发剂的价格相对较高 ； 生石灰容易消解结块， 不易保 存， 且试验表明其改性效果不好， 因此本发明通过试验研究， 确。
10、定采用硫酸盐改性剂， 来对 磷渣微粉进行改性， 激发其潜在水凝性。 0016 硫酸盐改性剂包括天然硬石膏、 半水石膏、 二水石膏、 硫酸钠和硫酸钾等。如果 选用硫酸钠和硫酸钾作为改性剂， 容易在混凝土中引入碱金属 （其在混凝土中是严格控制 的） ， 可能引起混凝土碱集料反应而导致混凝土结构的破坏 ； 而半水石膏的水化反应仅有几 分钟， 易引起水泥假凝现象 ； 二水石膏的水化反应也较快， 不能很好的与混凝土的强度增长 速度匹配， 因此只有天然硬石膏相对比较稳定， 能与混凝土 （水泥） 的强度增长速度相匹配， 故本研究选择硬石膏作为硫酸盐改性剂。 0017 天然硬石膏中 SO3的含量大于 45% 。
11、是基本要求， 其含量越高越好， 目的是保证硬石 膏的品质， 确保改性剂的效果。硬石膏中 SO3的理论含量是 58%（通常 53% 就很高了） ， 45% 的含量相对较普遍， 容易找到， 效果也不错， 故要求天然硬石膏中 SO3的含量在 45% 以上。 0018 二、 改性剂掺量的筛选 0019 1、 表 1 反应了在 50% 普硅水泥掺 50% 的磷渣微粉时， 不同改性剂掺量对水泥砂浆 强度的影响。 0020 表 1 0021 0022 由表 1 可知， 掺入 4% 的改性剂对强度提高效果最好 ( 说明 ： 空白为净水泥砂浆强 度 )。 0023 三、 改性磷渣微粉掺量的筛选 0024 表 2。
12、 反应了在掺入 4% 的改性剂后， 不同磷渣微粉掺量对水泥砂浆强度的影响。 0025 表 2 0026 说 明 书 CN 103043933 A 4 3/4 页 5 0027 表 3 反应了未掺改性剂的不同磷渣微粉掺量对水泥砂浆强度的影响。 0028 表 3 0029 0030 由表 2、 3 可知， 在水泥中掺入相同量的磷渣微粉的情况下， 掺入改性剂后的磷渣 微粉的水泥砂浆强度 （3 天、 7 天、 28 天） 均大于未改性的磷渣微粉的水泥砂浆强度 ； 在磷渣 微粉中掺入 4% 的改性剂后， 当磷渣微粉的掺量达到 30% 时， 其 28 天强度与不掺磷渣微粉的 空白水泥砂浆强度基本一致， 且。
13、后期 （2 个月、 3 个月） 强度增长良好。 0031 四、 磷渣微粉的细度筛选 0032 依据 GB/T26751-2011用于水泥和混凝土中的粒化电炉磷渣粉及其 JC/ T317-2011混凝土用粒化电炉磷渣粉 标准中对磷渣微粉的细度要求， 原则上越细效果越 好， 但过细也会导致能耗过高， 故将磷渣微粉的细度定为比表面积不小于 350m2/kg。 0033 与现有技术相比， 本发明针对磷渣微粉的潜在水凝性进行了高值化综合应用 ： 在 磷渣微粉内掺入2%8%的硫酸盐改性剂， 并将其混合磨细至比表面积350m2/kg， 以激发 磷渣的潜在水凝性， 能够将磷渣微粉在水泥中的掺量提高到 30%，。
14、 并使磷渣微粉在水泥中的 内掺量达到30%时， 其28天抗折、 抗压强度与不掺磷渣微粉的水泥砂浆的强度基本一致 （即 28 天抗折、 抗压强度不降低） 。因而， 采用本发明技术方案可以消化掉大量的工业固体废弃 物 （磷渣） ， 加强废渣的综合利用， 减少土地占用和环境污染， 还可节约水泥用量， 降低混凝 土成本， 降低水泥水化热， 减少和避免混凝土因水泥用量过高产生的温度收缩和化学收缩， 说 明 书 CN 103043933 A 5 4/4 页 6 保证结构的整体性。 具体实施方式 0034 本发明的实施例 1 ： 称取天然硬石膏 （SO3含量大于 45%） 2kg， 与磷渣微粉 98kg 混。
15、 合， 并磨细至比表面积不小于 350m2/kg， 即得改性磷渣微粉。 0035 本发明的实施例 2 ： 称取天然硬石膏 （SO3含量大于 45%） 4kg， 与磷渣微粉 96kg 混 合， 并磨细至比表面积不小于 350m2/kg， 即得改性磷渣微粉。 0036 本发明的实施例 3 ： 称取天然硬石膏 （SO3含量大于 45%） 8kg， 与磷渣微粉 92kg 混 合， 并磨细至比表面积不小于 350m2/kg， 即得改性磷渣微粉。 0037 本发明的实施例 4 ： 称取实施例 1 所述的改性磷渣微粉 100kg， 与水泥 （符合 GB175 通用硅酸盐水泥 42.5 或 32.5 级） 9。
16、00kg 混合， 得水硬性胶凝材料 ； 按照 JGJ552011普 通混凝土配合比设计规程 进行混凝土配合比设计， 并按照设计配比取水硬性胶凝材料， 加 入碎石 （符合 GB/T14685-2011 建筑用卵石、 碎石 标准要求， 最大粒径 3cm） 、 砂子 （符合 GB/ T14684-2011建筑用砂 标准质量要求） 、 水及表面活性剂 （符合 JG/T223-2007聚羧酸系 高性能减水剂 标准要求） ， 混合， 采用混凝土搅拌机搅拌均匀， 即得混凝土。 0038 本发明的实施例 5 ： 称取实施例 3 所述的改性磷渣微粉 200kg， 与水泥 （符合 GB175 通用硅酸盐水泥 42。
17、.5 或 32.5 级） 800kg 混合， 得水硬性胶凝材料 ； 按照 JGJ552011普 通混凝土配合比设计规程 进行混凝土配合比设计， 并按照设计配比取水硬性胶凝材料， 加 入碎石 （符合 GB/T14685-2011 建筑用卵石、 碎石 标准要求， 最大粒径 3cm） 、 砂子 （符合 GB/ T14684-2011建筑用砂 标准质量要求） 、 水及表面活性剂 （符合 JG/T223-2007聚羧酸系 高性能减水剂 标准要求） ， 混合， 采用混凝土搅拌机搅拌均匀， 即得混凝土。 0039 本发明的实施例 6 ： 称取实施例 2 所述的改性磷渣微粉 300kg， 与水泥 （符合 GB175 通用硅酸盐水泥 42.5 或 32.5 级） 700kg 混合， 得水硬性胶凝材料 ； 按照 JGJ552011普 通混凝土配合比设计规程 进行混凝土配合比设计， 并按照设计配比取水硬性胶凝材料， 加 入碎石 （符合 GB/T14685-2011建筑用卵石、 碎石 标准要求） 、 砂子 （符合 GB/T14684-2011 建筑用砂 标准要求） 、 水及表面活性剂 （符合 JG/T223-2007聚羧酸系高性能减水剂 标 准要求） ， 混合， 采用混凝土搅拌机搅拌均匀， 即得混凝土。 说 明 书 CN 103043933 A 6 。