水泥稳定磷石膏基层材料力学性能简析

水泥稳定磷石膏基层材料力学性能简析
[摘要]磷石膏，属于磷肥生产当中产生的固体废渣，因国内高浓度的磷复肥
及磷酸工业近几年发展迅速，致使副产磷石膏量呈逐渐增加趋势。

那么，伴随道
路建设项目工程逐渐增多，耗材量也呈逐渐提高趋势，这就面临着磷石膏的大量
堆积问题，严重污染着周边环境。

因而，将磷石膏利用率有效提升，促使磷石膏
总体堆积量能够减少是现阶段相关领域重点研究工作内容。

鉴于此，本文主要通
过试验的方式，通过振动击实及各项抗压强度试验操作，进一步探讨水泥稳定磷
石膏基层材料自身力学性能，期望可以为后续更多技术专家和学者对此类课题的
实践研究提供有价值的指导或者参考。

[关键词]基层材料；水泥；石膏；稳定磷；力学性能
前言
因考虑到道路建设有着点多、线长及面广等特点，所需消耗材料量相对较大,如果可以把磷石膏当成道路材料使用,能够消纳更多的磷石膏。

但这一过程当中，将会面临着大量堆存废弃的磷石膏问题，不但占用土地资源，且还会对周边环境
造成严重污染问题，还会致使水体产生二次污染。

因公路建设过程当中耗材量大，所以，现有研究中已经把磷石膏应用至改性二灰类型路面基层材料，缓解或改善
磷石膏所致的囤积污染，获取技术效应较为显著。

那么，为今后更好地在解决这
一问题，对水泥稳定磷石膏基层材料自身力学性能开展综合分析，有着一定的现
实意义和价值。

1、关于磷石膏的概述
磷石膏，一般是灰白色的粉末状，内部成分以二水硫酸钙为主，且含少量杂质，如未能充分反应的磷矿、磷的有机质、中间产物的磷酸和含氟等。

磷石膏，
其属于磷肥实际生产过程当中排放的固体类废弃物，基本上每生1吨的磷肥，均
会产生5吨以上的磷石膏[1]。

2、性能分析
2.1材料选取
选取某地磷石膏的堆场当中磷石膏为主要材料，该磷石膏内部成分以二水石
膏为主，为灰白色。

试验选定水泥材料是标准PO42.5水泥，该水泥材料凝结时
间是P042.5h/min，且初凝及终凝时间分别是2:40、3:40；添加剂选定液型的固
化剂。

2.2分析方法
2.2.1在振动击实具体试验方法层面
结合公路工程当中无机结合料内部稳定材料现行试验规程及要求，开展对无
机结合料开展稳定材料现场击实试验操作，因磷石膏自身物理性质与粉土较为相似，所以，拟定实行甲类击实试验，并选定内径约100mm小型击实筒，127mm高
度的金属圆筒，50mm高度的套环，便于对水泥稳定磷石膏类材料最佳的含水率及
其最大密度进行确定。

2.2.2在抗压强度具体试验方法层面
依照现行规范及要求开展无侧限抗压强度现场试验。

由于磷石膏总体颗粒大
小为细粒土，故此次选取小型试模，该试模半径及高度分别是100mm、100mm。

针
对此试件，选定98%压实度的静压成型且为1：1高径比圆柱形的试件；结合现行
规程要求实施标准养护处理，对所有配比试件制作9个，实施无侧限抗压强度现
场测试操作，便于对水泥稳定磷石膏材料无侧限实际抗压强度予以测定，开展力
学性能综合评价分析。

2.3结果及分析
2.3.1在振动击实层面
一是，针对含水率具体测定方法层面。

由于磷石膏内部化学成分以CaSO42H2O 为主，故自身带有着两个结晶水。

倘若放置于105℃温度环境当中予以烘干处理，则结晶水会出现流失情况，含水率实测数据会产生偏差[2]。

因而，对于磷石膏实
际含水率来说，测定方法应当改成处于60℃温度环境当中，对磷石膏实施36h烘
烤处理后，再开展含水率的测定操作。

针对磷石膏开展室内的振动击实现场试验
操作当中，水泥稳定磷石膏整个基层材料配比应当确定是磷石膏：PO42.5水泥：
固化剂=92：8：0.04。

针对磷石膏此类材料自身天然的含水率实施有效测定之后，可获取磷石膏实际天然的含水率约10.00%；二是，针对含水率实际范围预设层面。

预设16.00%、14.00%、12.00%、10.00%、8.00%这几个不同的含水率试样开展现
场击实试验操作，那么，经现场测定及计算分析后了解到，水泥稳定的磷石膏整
个基层材料，其最佳的含水率应当是11.80%，且所对应最大的干密度是
1.601g/cm³。

2.3.2在抗压强度层面
一是，针对不同配比条件之下水泥稳定磷石膏类型材料实际强度层面。

处于
最佳的含水率基础条件之下，无侧限的抗压试验操作，主要选取在不同掺量液体
类型固化剂应用下，改良过的水泥的磷石膏稳定材料，选取试件借助98%压实度
条件下静压成型的直径及高度尺寸为100mm*100mm水泥磷石膏各组试件。

完成制
备的所有试件，均需放置到标准的养护室内予以集中养护处理，养护最后一日，
试样需泡水24h之后，再开展无侧限抗压强度现场试验操作，各组均为9个试件，变异系数均在10.00%以内。

那么，结合不同配比水泥稳定的磷石膏整个基层材料
了解到，添加剂实际剂量为一定条件下，水泥稳定磷石膏整个基层材料因水泥剂
量持续增加，则7d无侧限抗压强度呈缓慢增加趋势；倘若水泥与磷石膏掺量一定，则水泥稳定磷石膏整个基层材料因添加剂实际掺入量的不断增加，7d无侧限
抗压强度呈缓慢增加趋势。

结合公路工程的沥青路面现行设计规范及要求，对于
无机结合料的稳定材料来说，7d无侧限抗压强度实际代表值可知材料自身可应用
至中等及轻交通类型高速公路、重交通类型高速公路和一级公路底部基层、一级
公路基层与其底基层等当中；二是，针对水泥基磷石膏基层部位稳定材料自身强
度实际增长规律层面。

充分考虑到材料性能和磷石膏实际利用效率情况下，把
8.00%水泥、92.00%磷石膏、0.40%固化剂这一材料配比当成是室内最佳的一个配
比参数。

在最佳配比之下，选取标准养护基础条件，对水稳的磷石膏总体强度实
际增长规律开展试验分析后了解到，水泥稳定的磷石膏类型材料自身抗压强度经180d标准养护处理后，无侧限抗压强度实际代表值在6.1Mpa以上[3]。

那么，结
合无侧限抗压强度总体试验分析可了解到，整个水泥磷石膏稳定材料自身力学特性层面优势显著，属于道路基层优异材料。

3、结语
综上所述，通过此次围绕着水泥稳定磷石膏类型基层材料自身力学性能开展试验分析可了解到，水泥稳定磷石膏类型基层材料实际应用期间，最佳的含水率应当是11.80%，所对应最大的干密度应当以1.601g/cm³为宜；结合室内开展无侧限抗压强度现场测试及分析后，掌握水泥基的磷石膏类型基层材料总体强度的增长规律可了解到，实施180d标准养护处理后，无侧限抗压强度达到6.1Mpa，表现出力学性能比较优异，能够用于道路基层重要材料，且结合无机结合料的稳定类型材料开展7d无侧限抗压强度现场测定、无侧限抗压强度实际代表值各项要求可了解到，此类材料适宜应用至中等及轻交通类型高速公路、重交通类型高速公路和一级公路底部基层、一级公路基层与其底基层当中，此类磷石膏材料应用至道路基层项目建设当中，能够消耗掉磷石膏类型材料一部分堆积量，有效缓解其对周边环境所造成的污染，为道路工程建设提供新型材料，有效降低道路工程总体造价，应用价值显著。

参考文献：
[1]麻鹏飞,杨文,程宝军,等.碱激发磷石膏复合胶凝材料力学性能研究[J].混凝土与水泥制品,2021,000(8):83-87.
[2]肖庆一,苏刚,王志辉,等.碱渣对水泥稳定半刚性再生基层力学与水稳性能影响及微观分析[J].武汉大学学报（工学版）,2022,055(007):675-681.
[3]莫俊明.水泥稳定再生碎石基层材料力学性能试验研究[J].福建交通科技,2020(5):16-20.。