一种钢渣-磷石膏复掺泡沫混凝土

1.本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种钢渣-磷石膏复掺泡沫混凝土。


背景技术：

2.近年来保护环境的意识深入人心，保护环境的举措也在逐步实施。混凝土行业产量大，用途广，随着我国城镇化的发展，对混凝土的需求也在不断增加。将工业固废用于制备泡沫混凝土，既可以减少原材料生产带来的环境问题，又可以减轻工业固废排放和堆积对环境造成的压力。
3.磷石膏是磷化工工业产生的废渣，随着磷化工行业的发展，磷石膏的排放量将越来越大，但是磷石膏本身并无胶凝活性，难以应用，在混凝土中，磷石膏往往是以填料的形式存在，这就导致了混凝土的力学性能较低，同时磷石膏的掺入会造成混凝土的缓凝，使混凝土的凝结时间过长。
4.磷石膏在普通混凝土中的应用，相关学者进行了研究。王贻远等以磷石膏取代部分水泥，研究磷石膏掺量对胶砂试块强度的影响，实验结果表明：随着磷石膏掺量增加，胶砂试块的强度逐渐下降，凝结时间逐渐变长，当磷石膏掺量小于25％时，可配置出c30混凝土，其抗渗性能满足p12抗渗等级要求。于万增等以磷石膏为掺合料，激发混凝土活性，制备出c30混凝土，当磷石膏掺量为3％时，试样28d、90d抗压强度分别为35.7mpa、42.8mpa。龙安等研究水灰比和成型方法对过硫磷石膏矿渣水泥力学性能的影响，实验结果表明：以振动成型的试块，其28d抗压强度随水灰比减小先增大后减小，水灰比为0.38时，强度达到最大值；以压制成型的试块，其28d抗压强度随水灰比减小而减小，且压制成型的试块强度均小于振动成型的试块强度。
5.磷石膏在泡沫混凝土的应用相关学者也进行了研究。tian t等用原状磷石膏、水泥、矿粉、生石灰制备磷石膏泡沫混凝土，实验结果表明，以 4％生石灰和2％硫铝酸盐水泥为激发剂，水泥：矿粉＝1：1，磷石膏掺量为 45％-55％时，制备的泡沫混凝土性能最好。李想等以经过煅烧处理的磷石膏和水泥为原料，采用化学发泡的方式制备出不同容重等级的泡沫混凝土，研究容重等级对泡沫混凝土性能的影响，实验结果表明：随着泡沫混凝土容重等级升高，泡沫混凝土各方面性能均提高，a09级性能最佳。杨杰等通过添加外加剂，提高原料细度、改变水灰比和养护温度四种方式提高泡沫混凝土的抗碳化性能，实验结果表明：对泡沫混凝土抗碳化性能提升性能明显的是提高原料细度和减少水灰比，其原理都是通过提高水泥石的致密度，从而提高泡沫混凝土的抗碳化性能。
6.磷石膏在普通混凝土中研究较多，而在泡沫混凝土中研究较少，这主要是因为磷石膏的掺入会使混凝土的凝结时间变长，对于普通混凝土来说，可以适当延长拆模时间，而对于泡沫混凝土来说，凝结时间过长会导致泡沫在浆体凝结硬化前破灭，造成泡沫混凝土塌模，影响泡沫混凝土的成型效果。


技术实现要素：

7.本发明的目的是针对当前磷石膏和钢渣大量堆存，综合利用率低等问题，提供一种以磷石膏为主要原材料、水泥、矿粉、钢渣、激发剂为辅助材料制备路基填筑用泡沫混凝土，所得的混凝土具有优异的成型效果、工作性能和力学性能。
8.为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
9.一种钢渣-磷石膏复掺泡沫混凝土，包括以下质量分数的成分：7-8％的钢渣、12-13％的水泥、2-3％的水玻璃、25-30％的矿粉和45-55％的磷石膏。
10.进一步的，水玻璃的质量分数为2.5％。
11.进一步的，所述水玻璃的模数为1.2。
12.进一步的，湿密度大于700kg/m3。
13.进一步的，所述钢渣的质量分数为7.5％。
14.进一步的，水胶比为0.34。
15.进一步的，所述磷石膏的质量分数为50％。
16.进一步的，所述矿粉的质量分数为30％。
17.本发明的有益效果为：本发明采用对水泥-矿粉-磷石膏胶凝体系采用合适的激发剂，激发其活性，从而增大水泥替代率，可合理利用并消纳磷石膏，钢渣是炼钢行业的副产品，属于碱性较强的工业固废，可以提供碱性环境促进矿粉水化，在水泥-矿粉-磷石膏胶凝体系引入钢渣，增大固废利用率，进一步降低泡沫混凝土的成本。且本发明的混凝土具备优异的成型效果、工作性能和力学性能。
18.附图介绍
19.图1为钢渣取代水泥对抗压强度的影响示意图；
20.图2为钢渣取代矿粉对抗压强度的影响示意图；
21.图3为水胶比对流动性能的影响示意图；
22.图4为水胶比对抗压强度的影响示意图；
23.图5为湿密度对流动性能的影响示意图；
24.图6为湿密度对抗压强度的影响示意图。
具体实施方式
25.以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
26.一、激发剂和磷石膏掺量对泡沫混凝土性能的影响
27.磷石膏主要成分为caso4.2h2o，是不具备胶凝活性的固体废弃物，在大掺量磷石膏体系中，磷石膏一般与矿粉和水泥协同使用，矿粉在硫酸盐激发和碱激发条件下生成稳定的水化产物，为混凝土提供强度。但是，磷石膏的缓凝作用会使混凝土凝结时间变长，对于普通混凝土而言，凝结时间过长会延后混凝土的拆模时间，影响施工的效率；而对于泡沫混凝土而言，凝结时间过长会则导致泡沫混凝土塌模。本章通过外掺不同的激发剂(naoh、水玻璃、na2co3、na2so4)激发矿粉的早期活性，缩短泡沫混凝土凝结时间，解决泡沫混凝土早期塌模的问题。通过调节激发剂掺量改善泡沫混凝土的工作性能和力学性能，找出适合制备磷石膏泡沫混凝土的激发剂及激发剂的最佳掺量。随后以磷石膏等质量取代矿粉，制备
出性能达标的钢渣-磷石膏复掺泡沫混凝土。
28.1.1激发剂对磷石膏泡沫混凝土性能的影响
29.泡沫混凝土是在胶凝浆体中混入泡沫，随着浆体的凝结硬化，最终将泡沫的孔结构固化下来的多孔材料。孔结构的固化需要胶凝浆体的凝结时间早于泡沫的稳泡时间，不然就会出现塌模的现象。磷石膏具有缓凝作用，用作泡沫混凝土的掺合料需要掺入激发剂，防止由于磷石膏的缓凝作用而出现的塌模现象，但激发剂的激发效果过强，又会导致胶凝浆体在混入泡沫前就变得很干稠，泡沫难以与粉料充分拌合，出现粉料结团的现象，因此，为保证泡沫混凝土最终的成型效果，需要合理的选择激发剂的种类及掺量。
30.激发剂种类对泡沫混凝土成型效果有显著影响，并且该影响并不随着激发剂掺量变化而变化。从激发剂掺量来看，激发剂掺量会影响水化产物的多少，而泡沫混凝土的成型效果又与激发剂掺量无关，说明在本实验中，水化产物的多少并不是影响泡沫混凝土成型效果的主要原因。从成型效果上看，掺入水玻璃的泡沫混凝土试块完整无缺陷，而掺naoh与na2so4的泡沫混凝土均会出现塌模的现象，其中掺na2so4的泡沫混凝土塌模幅度较小。 na2co3的掺入会使胶凝浆体迅速变得干稠，这是因为co
32-与ca
2
生成了caco3沉淀，同时促进水泥水化产生大量c-s-h凝胶，从而使浆体的流动性迅速下降，泡沫与粉料难以充分混合，出现大量的粉料颗粒。
31.1.2激发剂种类及掺量对流动性能的影响
32.表1激发剂种类及掺量对流动性能的影响
[0033][0034][0035]
用于路基填筑的泡沫混凝土流值范围为160mm～200mm，流值过低，难以实现泵送，而且混泡过程中泡沫分散不均匀，流值过大，气泡上浮，容易出现离析、漏浆等现象，因此需要严格控制泡沫混凝土的流值。水泥-矿粉
ꢀ‑
磷石膏胶凝体系在0.32水胶比下浆体呈液态，掺入激发剂后，生成大量的水化产物，浆体迅速稠化，其稠化程度与激发剂掺量有关，激发剂掺量太少，水化产物不够，浆体较稀，混入泡沫后流值过大，激发剂掺量太多，水化产物大量生成，浆体过于干稠，不利于混泡，因此需要严格控制激发剂的掺量。
[0036]
由表1可知，泡沫混凝土流值随各激发剂掺量提高而逐渐下降。这是因为，水玻璃水解生成naoh，为溶液提供碱性环境，促进了矿粉中si-o、 al-o化学健的断裂，矿渣二次水化生成c-s-h凝胶等产物，并且胶凝体系中的oh-、ca
2
、so
42-等游离的离子之间可继续发生反应，生成aft及ca(oh)2，随着水玻璃掺量提高，c-s-h、aft等产物增多，水化产物彼此搭接从而使浆体流动性能下降。na2co3会与水泥水化产生的ca(oh)2迅速反应生成难溶的caco3，同时缩短水泥凝结时间，水泥水化产生大量的c-s-h凝胶，从而使浆体失去流动性，随着
na2co3掺量提高，早期水化产物增多，泡沫混凝土流动性能逐渐下降。na2so4一方面可以与矿粉中的活性氧化铝或铝酸盐矿物作用，形成钙矾石，另一方面，na

离子可以打破矿粉玻璃体的网络结构，促进矿粉水化，从而使浆体流动性能下降，随着na2so4掺量提高，矿粉活性被充分激发，早期水化产物增多，泡沫混凝土流动性能逐渐下降。
[0037]
对比三种激发剂对泡沫混凝土流动性能的影响，发现掺na2co3制备的泡沫混凝土流值较低，当na2co3掺量为3％时，泡沫混凝土流值仅为139mm。掺水玻璃和na2so4的泡沫混凝土流值较高，当na2so4掺量为2％时，泡沫混凝土浆体出现流平状态，但成型后的泡沫混凝土仍未出现分层离析的现象。
[0038]
1.3激发剂种类及掺量对力学性能影响
[0039]
适当提高水玻璃掺量，对泡沫混凝土强度有利，当水玻璃掺量为2.5％时，泡沫混凝土抗压强度达到最高，为3.42mpa。继续提高水玻璃掺量，泡沫混凝土的力学性能逐渐下降，这是因为泡沫混凝土的强度不仅受水化产物的影响，还受孔隙结构的影响，随着水玻璃掺量提高，早期水化产物变多，混泡过程中泡沫受到阻力也越大，泡沫容易受损破裂，当水玻璃掺量超过2.5％时，孔结构对泡沫混凝土力学性能影响起主导作用，从而表现为泡沫混凝土力学性能下降。
[0040]
掺na2co3制备的泡沫混凝土整体强度较低，且随着na2co3掺量增加，泡沫混凝土强度先上升后下降。这是因为掺na2co3会降低胶凝浆体的流动性能，泡沫在与浆体混合时，受到阻力增大，泡沫在搅拌过程中更容易受损，同时，当浆体过于干稠时，粉料容易结团，泡沫与浆体难以混合均匀，从而劣化泡沫混凝土的力学性能。另外，na2co3会消耗泡沫混凝土内ca(oh)2，当ca(oh)2浓度不足以平衡c-s-h凝胶时，c-s-h凝胶就会解体，从而使泡沫混凝土强度下降。随着na2co3掺量增加，一方面na2co3的激发效果提高泡沫混凝土的强度，一方面流动度降低影响泡沫混凝土强度，因此强度随 na2co3掺量增多，泡沫混凝土抗压强度先上升后下降。
[0041]
na2so4掺量由2％增长到3％时，泡沫混凝土强度有一定增长，但是增长幅度不大，当na2so4掺量为4％时，泡沫混凝土强度出现明显下降。这可能是因为na2so4促进了泡沫混凝土中钙矾石的持续生成，当na2so4掺量过大时，钙矾石含量增多，导致泡沫混凝土内部出现微裂缝，造成泡沫混凝土抗压强度下降。
[0042]
从力学性能上看，水玻璃和na2so4适合做泡沫混凝土激发剂，但考虑到掺na2so4制备的泡沫混凝土成型后会轻微塌模，造成泡沫混凝土的表观容重偏高，因此优选出水玻璃作为磷石膏泡沫混凝土的激发剂。
[0043]
1.4水玻璃模数对流动性能的影响
[0044]
表2水玻璃模数对流动性能影响
[0045][0046]
由表2可知，水玻璃模数越大，泡沫混凝土的流值越大，当水玻璃模数超过1.2时，泡沫混凝土流值流值超过200mm，当模数为1.6时，表现为流平状态。水玻璃模数是通过加
naoh调整，模数越低，加入的naoh越多，因此，水玻璃模数对泡沫混凝土流动性能的影响实际上是naoh对泡沫混凝土流动性能的影响。naoh掺入越多，早期水化产物越多，水化产物彼此搭接使浆体变得干稠，从而导致泡沫混凝土流值下降，因此，水玻璃模数越低，泡沫混凝土流值越低。
[0047]
1.5水玻璃模数对力学性能的影响
[0048]
随着水玻璃模数增大，泡沫混凝土的各龄期强度先上升后下降，当模数为1.4时，强度达到最高，但此时泡沫混凝土流值为226mm，超过了200mm，结合流动性能和力学性能，水玻璃最佳模数为1.2。水玻璃的模数实际上是 sio2与na2o的摩尔比，模数的变化会对水玻璃胶团的性质产生影响，进而影响水玻璃的激发效果。水玻璃胶团由胶核、吸附层、扩散层3部分组成，高模数水玻璃溶液中胶核较大，故大多数sio2聚集在胶核中，真溶液中na2o 少；低模数的水玻璃，真溶液中na2o多，胶团中的sio2从胶核中释放出来，以维持na2o与sio2的比例，故真溶液中sio2增多。真溶液中na2o与sio2具有双重作用，前者大大提高了液相ph值(》13)，从而使玻璃态硅氧网络迅速解离，加速水化；后者能与溶于水的ca
2
、al
3
等反应，生成c-s-h凝胶或水化铝酸钙，促进胶凝材料的进一步水化。水玻璃模数大，na2o含量少，激发效果弱，同时真溶液中，参与反应的sio2少，不利于强度的发展，水玻璃模数低，水玻璃胶团少，水化产物依附在反应物表面，影响反应继续进行，从而影响强度，因此，水玻璃模数存在最佳值。
[0049]
二、磷石膏掺量对力学性能的影响
[0050]
通过对比不同种类激发剂及掺量对泡沫混凝土成型效果和力学性能的影响，得出naoh、水玻璃，na2co3、na2co3四种激发剂中，水玻璃最适合作为磷石膏泡沫混凝土的激发剂，最佳掺量为2.5％。调节水玻璃模数，当模数为1.2时泡沫混凝土的力学强度最高，但此时磷石膏掺量较少，仅为15％，虽然此时泡沫混凝土固废率已经达到80％，但是主要固废仍是成本较高的矿粉，为进一步降低泡沫混凝土的成本，以磷石膏等质量取代矿粉，研究磷石膏掺量对泡沫混凝土性能的影响。试验配合比如表3所示。
[0051]
表3磷石膏掺量配合比
[0052][0053]
2.1磷石膏掺量对流动性能的影响
[0054]
随着磷石膏取代矿粉量增加，泡沫混凝土的流动性能下降，流值由 198mm下降到149mm，这是因为，磷石膏的表观密度比矿粉小，等质量取代矿粉造成粉料体积增大，在相同
的水胶比下，浆体变得粘稠，流动性能下降，另一方面，随着磷石膏掺量增加，半水磷石膏含量也会增加，半水磷石膏遇水会迅速生成二水石膏，这个过程会消耗一部分自由水，导致泡沫混凝土流动性能下降。流值太低会影响泡沫混凝土的工作性能和力学性能，当磷石膏的掺量为65％和70％时，泡沫混凝土的流值分别为为156mm、149mm，低于规范要求的160mm，因此对于高磷石膏掺量(≥60％)的泡沫混凝土，应适当提高水胶比或减水剂掺量。
[0055]
2.2磷石膏掺量对力学性能影响
[0056]
路基材料对力学性能要求低，可以通过牺牲部分强度来达到消纳固废，降低路基材料成本的目的。在磷石膏-矿粉-水泥胶凝体系中，当磷石膏掺量为15％时，泡沫混凝土28d抗压强度为3.42mpa，强度有一定富余，可以继续提高磷石膏的掺量，以达到消纳更多磷石膏的目的。
[0057]
随着磷石膏掺量提高，泡沫混凝土的强度逐渐下降，这是因为磷石膏本身并没有活性，大部分是以填料的形式存在泡沫混凝土中，取代矿粉后造成胶凝体系整体活性下降，从而表现为泡沫混凝土强度下降。从强度下降趋势来看，泡沫混凝土的力学性能随磷石膏掺量增加而缓慢下降，但当磷石膏掺量由55％增加到60％时，泡沫混凝土的28d抗压强度出现骤降，由 2.24mpa下降到1.60mpa，此时磷石膏掺量的增加对泡沫混凝土强度影响较大，综合力学性能和经济效益，磷石膏掺量不应超过55％。
[0058]
2.3磷石膏掺量对耐久性能的影响
[0059]
上述试验证明，用磷石膏制备的泡沫混凝土具有良好的力学性能和工作性能，磷石膏掺量在20％-50％时，对应的28d抗压强度为3.28mpa-2.29mpa， 28d抗折强度为1.55mpa-0.95mpa，根据不同路基条件对强度要求，可以通过控制磷石膏的掺量，实现磷石膏资源化的利用。但磷石膏泡沫混凝土在长期服役中，服役环境的变化会泡沫混凝土的力学性能产生不利影响，影响泡沫混凝土的服役寿命，因此需要对磷石膏泡沫混凝土的耐久性能进行研究。本节以磷石膏掺量为变量，分别研究磷石膏掺量对泡沫混凝土水化放热性能、膨胀与收缩性能、干湿循环性能、冻融循环性能和耐水性能的影响，为推动磷石膏泡沫混凝土的应用提供理论参考。耐久性能实验配合比如表4所示。
[0060]
表4磷石膏掺量对泡沫混凝土耐久性影响
[0061][0062]
三、钢渣-磷石膏复掺泡沫混凝土的制备
[0063]
3.1钢渣掺量对力学性能的影响
[0064]
在水泥-矿粉-磷石膏胶凝体系中，水泥是属于不可再生资源，减少水泥掺量，提高泡沫混凝土固废率是推动泡沫混凝土可持续发展的有效途径，矿粉是钢铁厂冶炼生铁产生的固体废弃物，是优质的混凝土掺和料，近些年，随着对矿粉在混凝土中应用的深入研究，矿粉已成为混凝土的主要原料之一，因此矿粉的价格也大幅度提高。磷石膏是尚待开发的工业固废，其堆存量巨大，成本基本可以忽略不计。因此，在磷石膏泡沫混凝土中，减少水泥或者矿粉的量，均可以降低泡沫混凝土的成本。
[0065]
以c1组配比(水泥：矿粉：磷石膏＝20：30：50)为基准配合比，钢渣分别取代水泥与矿粉，对比两种掺入方式钢渣掺量变化对泡沫混凝土性能的影响，试验配合比如表5所示。
[0066]
表5不同钢渣掺量泡沫混凝土配合比
[0067][0068]
3.2钢渣掺量对流动性能的影响
[0069]
由实验数据可知，随着钢渣掺量增加，泡沫混凝土的流值逐渐增大，这是因为，在湿密度为1000kg/m3的泡沫混凝土中，泡沫掺量较少，影响泡沫混凝土流动性能的主要因素为胶凝浆体的流动性。钢渣的活性低于水泥与矿粉，随着钢渣取代水泥或矿粉量增加，胶凝浆体早期水化产物减少，在水胶比不变的条件下，胶凝浆体流动性上升，因此，随着钢渣掺量增加，泡沫混凝土的流动性能提高。对比同等钢渣掺量下钢渣掺入方式对泡沫混凝土的流动性能的影响，可以发现，钢渣取代水泥制备的泡沫混凝土流动性能较高，这是因为，水泥比矿粉活性高，水泥掺量减少对胶凝浆体流动性影响更大，因此，在同等钢渣掺量下，钢渣取代水泥制备的泡沫混凝土流动性较高。
[0070]
3.3钢渣掺量对力学性能的影响
[0071]
钢渣取代水泥和钢渣取代矿粉对泡沫混凝土抗压强度的影响如图1、2 所示。由图1可以看出，随着钢渣取代水泥量增加，泡沫混凝土的抗压强度先上升后下降，当钢渣掺量为7.5％，泡沫混凝土的28d抗压强度达到最大值，为4.01mpa。继续增加钢渣取代水泥量，泡沫混凝土的抗压强度开始下降，但仍高于未掺钢渣泡沫混凝土的强度。与用矿粉与磷石膏取代水泥制备的泡沫混凝土相比，钢渣取代水泥制备的泡沫混凝土力学性能更好，同时水泥掺量更少，这说明钢渣与水泥协同使用制备的磷石膏泡沫混凝土优于单掺水泥制备的磷石膏泡沫混凝土。
[0072]
由图2可知，随着钢渣取代矿粉量增加，泡沫混凝土的抗压强度逐渐下降，这与钢渣取代水泥对泡沫混凝土力学性能的影响趋势不同，说明矿粉在磷石膏泡沫混凝土中对强度发展有重要的作用，这是因为，钙矾石的生成是磷石膏泡沫混凝土强度主要来源之一，矿粉掺量减少，体系中铝相减少，水化产物钙矾石生成量减少，泡沫混凝土结构变得疏松，从而抗压强度下降。
[0073]
对比钢渣作为掺合料的两种掺入方式，发现钢渣取代水泥对磷石膏泡沫混凝土的力学性能有提升作用，钢渣取代矿粉对磷石膏泡沫混凝土的力学性能有劣化作用，因此，最终确定钢渣掺入方式为取代水泥。
[0074]
3.4水胶比对力学性能的影响
[0075]
以h3组配比(钢渣掺量为7.5％)为基准配合比，改变泡沫混凝土的水胶比，研究水胶比的变化对泡沫混凝土性能的影响，试验配比如表6所示。
[0076]
表6不同水胶比泡沫混凝土配合比
[0077][0078]
由图3可知，泡沫混凝土的流值随水胶比增大逐渐增大，这与4.1.3 节试验结果一致。随着水胶比由0.28增长到0.36，泡沫混凝土的流值由 160mm增长到208mm，为控制泡沫混凝土流值范围为160mm-200mm以满足路基填筑对泡沫混凝土流动性能的要求，应控制泡沫混凝土的水胶比为 0.28-0.34。
[0079]
由图4可知，随着水胶比增加，泡沫混凝土的力学性能先上升后下降，在水胶比为0.34时，磷石膏泡沫抗压强度最高，为4.11mpa。这是因为泡沫与胶凝浆体混合时，胶凝浆体的稠度会对泡沫的稳泡性产生影响，当水胶比较小时，胶凝浆体过于粘稠，混泡过程中泡沫受到阻力增大，同时泡沫中的水分容易被浆体吸走，导致泡沫水膜变薄，稳泡时间缩短，当水胶比较大时，胶凝浆体稠度不够，泡沫容易上浮，泡沫分散不均匀造成泡沫混凝土上层强度低，下层强度高，从而影响泡沫混凝土的整体强度。
[0080]
综合考虑到磷石膏泡沫混凝土流动性能和力学性能，掺钢渣的磷石膏泡沫混凝土的推荐水胶比为0.30-0.34。
[0081]
3.5泡沫掺量对力学性能的影响
[0082]
以h3-c组配比(钢渣掺量为7.5％，水胶比为0.34)为基准配合比，改变泡沫混凝土的湿密度，研究泡沫混凝土湿密度对泡沫混凝土性能的影响，试验配合比如表7所示。
[0083]
表7不同湿密度泡沫混凝土配合比
[0084][0085]
湿密度对泡沫混凝土流动性能和抗压强度的影响如图5、6所示，由图可知，随着泡沫混凝土湿密度增加，泡沫混凝土的流值和抗压强度均增加。这是因为，在流动性能方面，湿密度越大，泡沫掺量越少，一方面，泡沫不具备流动性，泡沫掺量越少，泡沫混凝土流动性越高，另一方面泡沫混凝土的流动性靠自重驱动，湿密度越大，驱动力就越强，因此随着湿密度增加，泡沫混凝土流动性能提高。在抗压强度方面，泡沫掺量越少，泡沫混凝土内部孔结构减少，相对来说变得更加密实，因此强度逐渐升高。当湿密度为600kg/m3和700kg/m3时，泡沫混凝土28d的强度分别为0.75mpa 和0.99mpa，仍处于较低水平，因此掺钢渣的磷石膏
泡沫混凝土虽然可以进一步提高磷石膏泡沫混凝土的强度，但是仍不推荐用来生产制备湿密度小于800kg/m3的泡沫混凝土。
[0086]
3.6钢渣掺量对耐久性能的影响
[0087]
上述试验表明，钢渣取代矿粉制备的泡沫混凝土力学性能较差，钢渣取代水泥制备的泡沫混凝土力学性能较好，因此确定钢渣的掺入方式为取代水泥。以钢渣取代水泥的方式制备泡沫混凝土，研究钢渣掺量对泡沫混凝土的耐久性能的影响。试验配合比如表8所示。
[0088]
表8不同钢渣掺量泡沫混凝土配合比
[0089][0090]
六、结论
[0091]
(1)优选出适宜制备磷石膏泡沫混凝土的激发剂：对比分析激发剂种类(naoh、水玻璃、na2co3、na2so4)及掺量对泡沫混凝土成型效果、工作性能和力学性能的影响，优选出水玻璃作为磷石膏泡沫混凝土的激发剂。通过调整水玻璃模数及掺量，得出最佳的水玻璃模数为1.2、最佳掺量为 2.5％，此时磷石膏泡沫混凝土28d抗压强度、抗折强度分别为3.42mpa、 1.78mpa，其中磷石膏掺量可达到15％。以xrd和sem分析不同激发剂对泡沫混凝土成型效果的影响，结果表明，泡沫混凝土成型效果与ca(oh)2含量成反比关系，以naoh和na2so4为激发剂浇筑的泡沫混凝土在成型后期会出现不同程度的塌模。
[0092]
(2)磷石膏掺量、半水磷石膏掺量对泡沫混凝土性能影响规律为：以磷石膏等质量取代矿粉，随着磷石膏掺量增加，泡沫混凝土流动性能和工作性能逐渐下降，综合考虑泡沫混凝土力学性能和经济效益，磷石膏掺量不应大于55％，半水磷石膏的掺入并没有带给泡沫混凝土性能上的提升，考虑到经济效益，泡沫混凝土中不宜掺入半水磷石膏。
[0093]
(3)制备出大磷石膏复掺泡沫混凝土：磷石膏泡沫混凝土主要水化产物为c-s-h凝胶和钙矾石，大部分磷石膏是以填料的形式存在泡沫混凝土中；磷石膏泡沫混凝土水化放热量低，可用于大体积混凝土的浇筑；磷石膏掺量的变化会对泡沫混凝土耐久性能产生影响，当磷石膏掺量为50％时，磷石膏泡沫混凝土27d膨胀值为5120μm/m，27d收缩值为6120μm/m、干湿强度系数为0.80、冻融循环抗压强度损失为24％、水软化系数为0.88。
[0094]
(4)水胶比对泡沫混凝土影响规律：随着水胶比减小，泡沫混凝土力学性能先上升后下降，以矿粉：磷石膏＝3：5等质量取代水泥，最佳水胶比为0.32，以钢渣取代水泥，最佳水胶比为0.34。
[0095]
(5)泡沫含量对磷石膏泡沫混凝土力学性能有显著影响，与传统水泥基泡沫混凝土相比，磷石膏泡沫混凝土在湿密度小于等于700kg/m3时，制品强度较低，磷石膏泡沫混凝土适宜制备高湿密度泡沫混凝土。
[0096]
(6)钢渣掺量对磷石膏泡沫混凝土性能影响规律：当钢渣取代矿粉时，随着钢渣掺
量提高、泡沫混凝土抗压强度逐渐下降；当钢渣取代水泥时，随着钢渣掺量提高，磷石膏泡沫混凝土强度先上升后下降，当钢渣掺量为 7.5％时，磷石膏泡沫混凝土28d抗压强度最高，为4.01mpa，与矿粉：磷石膏＝3：5等质量取代水泥相比，钢渣取代水泥制备的磷石膏泡沫混凝土具有更高的强度。当钢渣掺量为7.5％时，磷石膏泡沫混凝土27d收缩值为7000μm/m、干湿强度系数为0.88、冻融循环抗压强度损失为12％、水软化系数为0.74。
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以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。