国家标准计划《磷石膏轻集料》由 TC197(全国水泥制品标准化技术委员会)归口 ,主管部门为中国建筑材料联合会。
主要起草单位 湖北昌耀新材料股份有限公司 、苏州混凝土水泥制品研究院有限公司 。
| 91 建筑材料和建筑物 |
| 91.100 建筑材料 |
| 91.100.10 水泥、石膏、石灰、砂浆 |
磷石膏是化工企业用硫酸分解磷矿、萃取磷酸过程中产生的工业废渣,制取1吨磷酸会产生约5吨磷石膏。
在全世界范围内,仅有15%的磷石膏得到了循环利用,一般用于建筑材料、农业土壤改良、水泥缓凝剂等,剩余85%的磷石膏废渣作为固体废弃物堆放处理。
我国磷石膏年综合利用率仅21%左右。
2021年国内磷石膏存放量已超过7亿吨,每年新增约8000万吨,主要处理方式是掩埋堆存,磷石膏在堆存过程中残留的磷酸、硫酸及水溶性磷氟化物会通过渗透或者随着雨水流入封闭或半封闭的湖泊、河湾等地区对周边土壤、水环境与居民安全带来较大隐患,同时还侵占了大量的土地资源。
《关于“十四五”大宗固体废弃物综合利用的指导意见》与《2030年前碳达峰行动方案》中均指出需要加大对工业副产石膏等工业固废的利用,所以磷石膏综合利用的任务已经迫在眉睫。
目前,混凝土中常用的骨料有砂石、页岩陶粒等。
砂石生产线一般会对环境造成以下影响:在矿石开采及道路运输过程中会产生大量粉尘造成空气污染;开采和运输装卸等环节会有大量噪音,造成周边声音污染;洗石、除尘等工序废水排放量大,且废水中石粉、细砂等悬浮物含量大;采石前需清除山体表面覆土及植被,对生态环境造成不可逆破坏。
而传统的页岩陶粒生产线除了开采页岩资源时对环境的破坏外,在煅烧制备陶粒时需要消耗大量能源同时尾气排放会对空气造成污染。
为大规模利用工业固废磷石膏,减小开采天然砂石集料、制备人造页岩陶粒对生态环境造成的不利影响,国内开展了“磷石膏轻集料的开发与工程应用”项目研究,以磷石膏为主要原材料,添加少量的碱性激发剂和活性硅铝矿物掺合料,通过造粒成球工艺,经自然水化反应生成钙矾石和C-S-H凝胶将剩余二水硫酸钙进行固化成型的一种人造集料,其中磷石膏所占比例在80%~90%。
磷石膏轻集料具有封闭的微孔结构,重量轻密度低、筒压强度高、孔隙率高、抗冻性能良好,可广泛应用于建材、公路、市政等领域当中替代混凝土和路基材料中的碎石,并且具有较高的经济性。
因目前没有相关的国家和行业标准去规范,国内没有大面积推广应用,导致磷石膏的堆积量逐年增加,因此,急需制定《磷石膏轻集料》国家标准,大力拓展磷石膏轻集料在生态混凝土及路基材料中的应用新途径,对磷化工业及新型建材行业绿色发展具有重要意义。
适用于道路基层和非结构性水泥混凝土及制品用的磷石膏轻集料,其他要求用磷石膏轻集料可参照使用。 本标准主要共分8章。分别为1范围;2规范性引用文件;3术语与定义;4分类;5要求:包括颗粒级配、密度等级、筒压强度与强度等级、吸水率与软化系数、粒型系数、有害物质规定;6试验方法:主要针对第5章各项要求指标的试验确定方法;7检验规则;8产品合格证、储存和运输。 磷石膏轻集料可广泛用于非结构性混凝土领域,例如路缘石、透水砖、生态护坡、园林制品、道路基层材料等。