含高鎂鎳渣粉的磷酸鉀鎂水泥性能試驗研究

紀榮健，王 琪，盛 敏，楊建明，傅新雨

(1.鹽城工學院土木工程學院，鹽城 224051；2.江蘇科技大學土木工程與建筑學院，鎮江 212005)

0 引 言

我國鎳渣排放量巨大，不僅占用了大量土地，還對周邊生態環境產生嚴重不利影響，其資源化利用問題引起了廣泛關注。鎳渣的組分為SiO2、MgO、Fe2O3、Al2O3和CaO等，可歸結為FeO-SiO2系熔渣，其中的礦物相主要以玻璃態物質存在，具有潛在的火山灰活性。目前鎳渣主要用作水泥混合材、礦物棉和井下填充材料等，每年的使用量不超過10%。磷酸鎂水泥(MPC)是一種新型無機膠凝材料，酸組分和堿組分的中和反應生成了具有膠凝性的磷酸鹽[1]，MPC在常溫下固化，硬化快和早期強度高、體積穩定性好、粘結力強[1-7]，在混凝土結構修補材料、鋼基材和混凝土結構防腐涂層、防火涂料、有毒廢棄物固化劑和核屏蔽材料等領域均有部分應用[2，5]。MPC與富含Ca、Si、Al、Fe的礦物摻合相容性好，礦物摻合料中的Ca、Si、Al、Fe等可與MPC中的酸組分反應，生成具有膠凝性的磷酸鹽水化產物填充MPC硬化體的結構缺陷[8-13]。高鎂鎳渣中富含氧化鎂，易造成硅酸鹽水泥混凝土的安定性不良，不適宜作為水泥混合材。相反，在MPC體系中，氧化鎂為主要的反應組分，且鎳渣中的Fe2O3和Al2O3也是MPC體系水化硬化過程中的有益成分。前期研究中，研制的復合緩凝劑[14]解決了MKPC的快凝問題，但水穩定性差和成本高仍是MKPC基材料的應用瓶頸。為此，本研究擬用高鎂鎳渣粉部分等量替代死燒氧化鎂粉作為堿組分制備MKPC，研究其對MKPC漿體性能的影響，期待實現鎳渣廢棄物的資源化，且達到改善MKPC漿體性能和降低MKPC成本的目的。……