为了改善磷建筑石膏强度低、韧性差的不良特性，本文在磷建筑石膏基复合材料中掺入不同直径和掺量的聚乙烯醇纤维，通过试验分析探究聚乙烯醇纤维对磷建筑石膏基复合材料工作性能和力学性能的影响。结果表明，聚乙烯醇纤维的掺入能够显著降低浆体的流动度和缩短浆体的凝结时间。同时，聚乙烯醇纤维的掺入可以显著提高复合材料的力学强度，当纤维直径为15 μm、体积掺量为1.6%时，复合材料的力学性能最佳，抗折强度、抗压强度、抗弯强度和抗拉强度分别为10.071、13.25、10.73和2.89 MPa。此外，通过SEM对材料结构的微观形貌进行观察，聚乙烯醇纤维能够分散在磷建筑石膏的孔隙和裂缝中，使复合材料的内部结构更加密实，提高了复合材料的力学性能。

通过吸水率、软化系数、抗折强度和抗压强度试验, 并结合傅里叶红外光谱和扫描电子显微镜测试, 探究不同长度和掺量的苎麻纤维对苎麻纤维增强磷建筑石膏复合材料耐水性能和力学性能的影响。研究结果表明, 掺入适量苎麻纤维可改善苎麻纤维增强磷建筑石膏复合材料的耐水性能和力学性能, 以及提高复合材料的延性。掺入0.5%(体积分数, 下同)的10 mm苎麻纤维时, 复合材料的软化系数达到最大, 较空白组提高20.0%。苎麻纤维的掺入能有效提高复合材料的抗折强度, 28 d时, 掺入1.5%的10 mm苎麻纤维试样较空白组抗折强度提高39.5%。掺入小于20 mm的苎麻纤维会降低复合材料的抗压强度, 掺入不超过1.5%的30 mm苎麻纤维可提高复合材料的抗压强度, 28 d时, 掺入1.5%的30 mm苎麻纤维试样较空白组抗压强度提高10.1%。苎麻纤维在复合材料基体内会发生水解, 随龄期的增长水解程度加重, 表面逐渐粗糙。

本文采用不同掺量的磷建筑石膏(CPG)、粒化高炉矿渣和熟石灰制备超硫酸盐水泥(SSC), 通过测试水泥浆体的水化热、电阻率、化学收缩、水化产物、孔溶液pH值和抗压强度的变化规律, 研究了CPG掺量对SSC水化性能的影响规律。结果表明: 当CPG掺量从0%(质量分数, 下同)增大到20% 时, 水泥浆体的第三放热峰出现时间延迟, 3 d放热量与14 d化学收缩均增大, 3 d电阻率减小, 28 d孔溶液pH值从11.95减小到10.80; 掺入CPG会促进钙矾石的生成; 当CPG掺量为10%时, 试件的28 d抗压强度最大, 达到23.8 MPa。

磷建筑石膏(β-HPG)力学性能差,凝结硬化快, 已有研究表明用普通硅酸盐水泥(OPC)替代部分β-HPG可改善其力学性能, 但对此复合体系工作性能的调控作用及机理研究尚不明确。本文探讨了三种缓凝剂对β-HPG-OPC复合体系性能的影响,通过测试凝结时间和抗压强度来表征性能变化, 通过分析水化热曲线、电导率曲线、XRD谱和SEM照片来讨论作用机理。研究结果表明, 三聚磷酸钠(STPP)对复合体系基本无缓凝作用, 蛋白质类SC缓凝剂(SC)和柠檬酸(CA)的缓凝作用均较好, 其中SC对初凝时间的延缓作用较好, CA对终凝时间的延缓作用更佳。CA使二水石膏晶体的形貌发生改变, 导致体系抗压强度显著降低; SC对二水石膏晶体的粗化作用使体系形成相对致密的微观结构体, 对抗压强度影响较小。研究结果将为β-HPG-OPC复合体系工程应用提供重要参考, 有助于推进β-HPG在工程中的高附加值利用。

制备磷建筑石膏制品是磷石膏资源化利用的一条重要途径, 而合适的改性技术是保证建筑石膏制品能够工业化生产的关键。分别利用3种减水剂、3种缓凝剂、2种黏结剂、2种保水剂对磷建筑石膏进行改性, 探讨外加剂品种对磷建筑石膏的适应性, 研究外加剂掺量对磷建筑石膏的性能影响规律, 并采用扫描电镜对优选出的外加剂的改性机理进行分析。结果表明: 聚羧酸减水剂(PC)、醋酸乙烯酯-乙烯共聚物可再分散乳胶粉黏结剂(VAE)、羟丙基甲基纤维素保水剂(HPMC)和骨胶缓凝剂(BG)对磷建筑石膏具有较好的适应性, 可分别用于改善磷建筑石膏的绝干强度、黏结强度、保水性能及延长其凝结时间; PC和VAE能改善磷建筑石膏硬化体内部晶体结构的致密性, 而BG、HPMC则使磷建筑石膏硬化体结构更加疏松。