将矿物与喷射混凝土废弃物残渣结合，以开发具有防水性能且环保的磷石膏道路材料

《Materials & Design》：Mineral interlocking with shotcrete waste residue for developing water resistance and environmentally safe of phosphogypsum road materials

　　

王浩杰|程康|陈宇正|陈欣|程鹏|杨彦文|赵一青|张志航|张浩|王国静|薛飞

中国三峡大学教育部三峡库区生态环境工程研究中心，宜昌443002，中华人民共和国

摘要

本研究提出了一种新型的矿物互锁策略，用于协同利用磷石膏（PG）和喷射混凝土废弃物（SWR）来开发高性能、环保的道路材料。首先通过响应面分析确定了基于PG的粘合剂的最佳配比，即使PG含量超过82%，7天抗压强度也能达到18 MPa以上。随后，使用含5%粘合剂的PG基道路材料固化了95%的SWR，该材料的28天抗压强度为8 MPa，软化系数为0.85，吸水率低于2.5%，符合道路性能要求。微观结构分析表明，高压压实作用使得PG晶体、水化产物和SWR微骨料之间形成了致密的三相互锁结构，这有效阻断了毛细通道，提高了材料的机械强度和耐水性。在固化过程中，PG中的水溶性氟和磷杂质通过转化为Fe-Mn氧化物结合物或掺入羟基磷灰石晶格中得到稳定，显著降低了材料的浸出性，确保了环境安全性。本研究不仅为PG和SWR的高价值、大规模协同利用提供了一种创新方法，还为开发高性能的固体废弃物衍生土木工程材料提供了基于微观结构的设计理念。

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