近日，一项“变废为宝”的材料创新成果引发建筑行业关注。郑州大学化工学院科研团队以磷尾矿、磷酸二氢钾、轻烧氧化镁为核心原料，成功制备出高性能尾矿基磷酸钾镁胶凝材料。该材料不仅实现2小时抗压强度超25MPa、抗折强度达3.6MPa，1天强度更突破45MPa，同时将工业固废磷尾矿利用率提升至60%以上，开创了绿色建材领域的新方向。
磷尾矿作为磷肥工业的主要副产物，长期堆积不仅占用土地资源，还存在重金属污染风险。研究团队通过优化原料配比与反应机制，使磷尾矿中的活性成分与磷酸二氢钾、轻烧氧化镁发生协同水化反应，不仅赋予材料优异的快硬早强性能，更实现了工业固废的高值化利用。数据显示，该材料2小时抗压强度较传统硅酸盐水泥提升超10倍，1天强度达到C45混凝土标准，能够满足道路快速修复、桥梁紧急加固等工程的“小时级”强度需求。
除突出的早强特性外，尾矿基磷酸钾镁胶凝材料还具备优异的综合性能：其抗折强度2小时达3.6MPa，有效提升材料韧性；与旧混凝土粘结强度达2.8MPa，在结构修补中可实现无缝衔接；耐盐冻循环次数超过50次，适用于严寒及沿海腐蚀环境。此外，材料水化过程中释放热量较低，降低了大体积混凝土施工的开裂风险。值得一提的是，该材料在文物建筑修复领域也展现出独特优势。在郑州大学校史馆修复项目中，由于建筑年代久远，部分墙体和地基出现裂缝、剥落等问题，传统修复材料难以与原有建筑材料良好融合，且修复周期长。而尾矿基磷酸钾镁胶凝材料凭借快硬早强特性，能在短时间内完成修复部位的加固，同时其与旧建筑材料的高粘结性，确保了修复后的整体性和美观度，最大限度保留了校史馆的历史风貌。
“这项技术突破不仅解决了磷尾矿的资源化难题，更创造了高性能胶凝材料的新可能。”项目负责人介绍，目前团队已完成实验室配方优化与中试生产，已经在市政道路抢修、地下工程衬砌、文物建筑修复等场景开展示范应用。随着工业化量产技术的成熟，预计可实现磷尾矿年消纳量超10万吨，显著缓解固废处置压力。
专家指出，该成果是建筑材料领域“双碳”目标的重要实践，既通过固废利用减少资源消耗，又以高效性能缩短工程周期、降低能耗。未来，随着尾矿基磷酸钾镁胶凝材料的规模化应用，有望推动传统建材行业向绿色化、高性能化方向加速转型。
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