无水磷石膏强度激发试验及孔隙分布特征研究

徐韦洪; 张燕; 邓兴辉; 何海; 徐桂弘; 陆红娜; 蒋基湘

doi:10.16009/j.issn.1009-5624.2026.19.004

信息记录材料 ›› 2026, Vol. 27 ›› Issue (19) : 15 -17+37. DOI: 10.16009/j.issn.1009-5624.2026.19.004

无水磷石膏强度激发试验及孔隙分布特征研究

徐韦洪, 张燕, 邓兴辉, 何海, 徐桂弘, 陆红娜, 蒋基湘

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摘要

贵州区域磷肥产业规模大，每年产生大量煅烧磷石膏固体废物，大规模露天堆放不仅占用土地，还会造成水土磷污染等环境问题。经800℃高温煅烧得到的无水磷石膏胶凝活性较低，目前尚无明确的钾系复合激发方案来调控其微观孔隙演化规律。本文以800℃煅烧无水磷石膏为原料，采用硫酸钾（掺量0.5%～2.5%）和钾明矾联合激发，设计5组梯度试验，通过抗压强度测试、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）及液氮吸附试验，系统探讨激发剂对磷石膏强度和孔隙结构的影响。结果表明：养护28 d后试件抗压强度随硫酸钾掺量增加呈先降后升趋势，掺量为0.5%时强度最高（8.28 MPa），掺量为2%时降至最低（5.33 MPa），进一步增至2.5%时回升至7.86 MPa。XRD分析显示，试件主要物相为二水硫酸钙和硫酸钙，物相组成无明显变化，特征峰演变与强度规律一致。SEM观察到材料内部存在细长裂纹、不规则孔洞等微小缺陷，对力学性能产生一定影响。液氮吸附试验表明：试样呈现典型的IV型吸附等温线，富含介孔结构，比表面积随硫酸钾掺量先减后增，内部以0～10 nm圆柱状中孔为主。研究确定了硫酸钾掺量与无水磷石膏强度及孔隙结构的非线性关系，可为贵州本地磷石膏基充填及路基胶凝材料的实际生产提供微观机理支持。