[科普中国]-缓凝水泥

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。2

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3。

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4。

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。5

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）