缓凝水泥的作用

公路基层施工要求延缓混凝土的凝结时间，以利于施工操作和保证基层质量。由于施工季节通常在春夏季，气温高，水泥水化速度加快，水分蒸发迅速，混凝土坍落损失加快，很快失去流动性，会给施工带来困难或影响基层施工质量，所以要求混凝土施工有较长的工作时间。同时混凝土凝结时间的延长，还可以有效减少基层因温差作用产生的早期裂缝。

磷石膏作水泥缓凝剂作用机理

石膏是一种无机缓凝剂，其缓凝机理是石膏溶解后，其中的SO42-与水泥水化产生的水化铝酸钙反应生成单硫型水化硫铝酸钙（AFm），在石膏量足够的情况下进一步生成多硫型水化硫铝酸钙（AFt），俗称钙矾石。

钙矾石是一种沉淀，会附着在熟料颗粒表面，减少了水泥熟料与水的接触面积，从而延缓了水化过程。因此，SO3含量是磷石膏作缓凝剂的重要指标。

此外，磷石膏与天然石膏的不同在于其pH低，F-、P2O5含量高，而且有机质含量高。水泥是一种高碱性物料，一般酸性的物质均可以用作水泥缓凝剂。磷石膏pH过低会影响水泥的凝结时间，甚至损害水泥石强度。 F-、P2O5，特别是可溶磷和可溶氟，会与水泥水化产生的Ca（OH）2反应生成CaF2和Ca3（PO4）2等惰性盐，沉淀在水泥熟料表面，延缓了铝酸三钙（C3A）和硅酸三钙（C3S）等矿物早期水化速度。

磷石膏中的有机质会吸附在石膏晶体表面，因此磷石膏呈现灰白色，有机质含量过高会使硬化后的水泥结构疏松，强度降低。

磷石膏作水泥缓凝剂研究进展

面临磷石膏大量堆存所造成的环境危害的压力，各大研究机构、企业技术研究人员在磷石膏作水泥缓凝剂的应用性能和作用机理上做出了大量的研究和探索，并取得了一定的成果。

无论是小磨试验还是生产实践，磷石膏用作水泥缓凝剂对水泥的性能并无较大的影响，而且用于生产制备缓凝水泥有较大的优势。此外，因所用的磷石膏不同，对水泥的影响的结论略有差异，但总体来说，磷石膏的掺加相比天然石膏，水泥的凝结时间变长，早期强度略有降低，磷石膏对硅酸盐水泥的缓凝作用主要是由其中的可溶性磷和氟造成的，其中HPO42-对水泥的缓凝作用最强。

磷石膏作水泥缓凝剂净化工艺

为了降低磷石膏中有害杂质及不同批次磷石膏性能的差异性对水泥稳定性的影响，将磷石膏用于水泥缓凝剂之前一般须对其进行预处理，磷石膏预处理一般采用水洗、石灰或碱性钙质材料中和等工艺。用于水泥缓凝剂的磷石膏一般需要满足w（可溶P2O5）<0.3%、w（可溶F）<0.05%、pH为6.5～7.5的要求。

水洗法是磷石膏预处理工艺中较为常见的工艺，反复水洗可以消除可溶性P2O5、F-的影响。水洗和石灰中和工艺虽然对磷石膏的处理效果较好，但是并不能有效除去其中的有机质及共晶磷和氟。

对于共晶磷和氟含量较高的磷石膏，应采用磷石膏溶解再结晶的原理对共晶磷和氟进行消除。其本质是转晶工艺，磷石膏溶解再结晶的过程可以消除其晶体结构中的磷和氟。

而对于有机质含量较高的磷石膏，多采用浮选的方式，即利用有机物易浮、磷石膏沉淀的特点，通过浮选机内的简单搅拌就可以使有机物和磷石膏分离，有机物用刮板刮出，磷石膏沉淀进入抽滤机或压滤机除水，此过程无需添加浮选药剂，成本低。

此外，煅烧也是磷石膏的预处理工艺之一，国内磷石膏煅烧工艺已比较成熟。高温煅烧工艺可以有效去除磷石膏中的有机质，但是对于其中的共晶磷和氟只能释放，不能消除。

不同地区以及不同阶段生产出来的磷石膏的杂质含量及性能有所差异，磷石膏的净化过程并不是一个简单的工艺就可以完成的，而是依据磷石膏的成分性质，选择多种工艺组合的流程，因此磷石膏净化成本较高，这也是限制磷石膏应用的因素之一。

磷石膏作水泥缓凝剂的展望

面临天然石膏资源的不断枯竭，以及磷化工企业磷石膏堆存的压力，加大磷石膏的综合利用是必然趋势，将其用作水泥缓凝剂是磷石膏发展和推广的主要方向。磷石膏作为一种极具发展潜力的二次资源，为提高其利用率，首先应深入研究磷石膏的成分及性能，掌握其多变性和复杂性，提出一套效果好、成本低的磷石膏净化工艺，再者相关机构应联合制定并完善磷石膏用于水泥缓凝剂的相关标准，使磷石膏的应用有所依据，提高市场认可度。