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以云南安宁某磷肥厂的磷石膏为原料，制备磷石膏基建筑石膏。采用3种不同类型的缓凝剂，即蛋白质类缓凝剂中的动物蛋白SH缓凝剂、碱性磷酸盐缓凝剂中的多聚磷酸钠PC缓凝剂及有机酸类缓凝剂中的柠檬酸钾CQ缓凝剂，考察不同缓凝剂的掺量对磷石膏基建筑石膏的凝结时间、抗折抗压强度的影响。结果表明，动物蛋白缓凝剂缓凝效果最好，并且对建筑石膏的强度影响较小。

随着社会发展，工业副产品石膏的排放量呈现逐年递增趋势，其中磷石膏和脱硫石膏占比最大。拓展石膏的利用途径是提高其综合利用率的必由之路。机械喷涂轻质抹灰石膏具有施工效率高、不空鼓、不开裂等优点，已由沿海逐渐发展到内地。由于抹灰石膏的凝结时间短，为满足施工要求，抹灰石膏中往往掺有缓凝剂。建筑石膏常用的缓凝剂主要有蛋白类和无机盐两大类。

本试验拟对3种不同类型的缓凝剂，即蛋白质类缓凝剂中的动物蛋白SH缓凝剂、碱性磷酸盐缓凝剂中的多聚磷酸钠PC缓凝剂及有机酸类缓凝剂中的柠檬酸钾CQ缓凝剂，分别进行单掺试验，通过对比改性效果选择较好的外加剂作为改性缓凝剂。同时，分析比较不同缓凝剂的掺量对磷石膏基建筑石膏的凝结时间、抗折抗压强度的影响，并结合SEM微观形貌图，探明反应机理，以期为磷石膏基建筑石膏缓凝剂的选择提供技术指导和理论支撑。

试验部分

磷石膏，云南省安宁某磷肥厂，pH值为2.8，硅含量较高，符合云南地区磷石膏的特性。根据GB/T-中的分析方法，其化学组成（w/%）为：SO3，39.73；CaO，27.66；SiO2，11.15；MgO，1.53；Fe2O3，0.21；Al2O3，0.62；P2O5，0.78；TiO2，0.09；结晶水，18.10。1.2　试验方法　将石膏破碎、粉磨，然后置于烘箱中，煅烧温度℃，时间为5h，在空气中陈化3d，得到磷石膏基建筑石膏，然后添加一定量的缓凝剂，在45~50℃烘干，待用；分别称取不同类型的缓凝剂(w/%)：0、0.01、0.03、0.06、0.，进行标准稠度用水量的测定试验，以得到的标稠为基准，分别进行磷石膏基建筑石膏凝结时间与试件强度的测试试验，结果与空白组对比，实验室测试温度为25℃。

分析方法　凝结时间测定按照GB/T-，试件抗折、抗压测试按照GB/T.3-

表征方法　采用SEM扫描电镜观察石膏晶体形貌。

　结果与讨论

CQ对磷石膏基建筑石膏性能的影响　分析不同掺量下的CQ对磷石膏基建筑石膏的凝结时间与试件强度的影响，结果见图1、图2。从图1可看出，当CQ掺量为0.01%时，建筑石膏凝结时间变化较小，掺量继续增大后，建筑石膏的凝结时间开始呈较大幅度增加，当CQ掺量为0.06%时，相比于空白组初凝终凝时间分别增加%、87.5%；当CQ掺量为0.09%时，初凝终凝时间分别增加%、%。从图2可看出，随着CQ掺量的增加，建筑石膏试件的强度一直在下降。当CQ掺量为0.06%时，建筑石膏试件的2h抗折、抗压强度分别下降22.47%、14.67%；绝干抗折、抗压强度分别降低27.78%、13.79%。

SH对磷石膏基建筑石膏性能的影响　分析不同掺量下的SH对磷石膏基建筑石膏的凝结时间与试件强度的影响，结果见图3、图4。

从图3可看出，建筑石膏的凝结时间随着SH缓凝剂掺量的增加一直在延长，当SH掺量为0.06%时，建筑石膏的初凝时间为37min，终凝时间为42min，符合大部分石膏基胶凝材料的施工要求，此时建筑石膏的初凝终凝时间相比于空白组分别增加%、%；当SH掺量为0.09%时，初凝终凝时间相比于空白组分别增加%、%。数据表明SH缓凝剂对建筑石膏的凝结时间影响非常明显。从图4可看出，当SH掺量为0.06%时建筑石膏试件的2h抗折、抗压强度分别下降26.76%、15.35%；绝干抗折、抗压强度分别降低0.06%、15.02%。数据表明SH缓凝剂对抗折强度的影响比抗压强度更大，即抗折强度下降更明显。并且随着SH缓凝剂掺量的增加，整体强度一直降低。2.3PC对磷石膏基建筑石膏性能的影响　分析不同掺量下的PC对磷石膏基建筑石膏的凝结时间与试件强度的影响，结果见图5、图6。从图5可看出，当PC在掺量较低时对建筑石膏的凝结时间影响较小，当PC掺量为0.06%时，相比于空白组初凝终凝时间分别增加%、%；当PC掺量为0.09%时，凝结时间相比于空白组初凝终凝分别增加%、%。从图6可看出，PC对建筑石膏试件的强度影响大于前述两种缓凝剂，特别是抗压强度随着PC掺量的增加呈直线下降趋势。当PC掺量为0.06%时，试件2h抗折、抗压强度相对于空白组分别下降34.47%、26.25%；绝干抗折、抗压强度分别降低29.11%、32.53%。并且随着PC掺量的增加，建筑石膏试件强度一直降低。

不同缓凝剂的效果对比及结果分析　

上述试验研究了单因素CQ、SH、PC3种物质对磷石膏基建筑石膏物理性能的影响，通过比较不同缓凝剂在掺量均为0.06%时（此时3种缓凝剂的缓凝效果均较好）对建筑石膏各性能的影响，选出对磷石膏基建筑石膏改性效果最好的缓凝剂。当CQ、SH、PC掺量都为0.06%时，对磷石膏基建筑石膏的缓凝时间与试件各龄期强度的影响，见图7、图8。由图7可知，在相同掺量时缓凝效果从高到低为：SH＞CQ＞PC，其中SH缓凝剂对建筑石膏的缓凝效果明显大于另外两种缓凝剂，CQ的缓凝效果略大于PC，通过数据对比还发现所有缓凝剂对初凝时间的增益效果均明显优于终凝时间。由图8可知，掺量为0.06%时，不同缓凝剂对磷石膏基建筑石膏试件的整体强度降低趋势一致，降低幅度从小到大依次为：CQ＜SH＜PC。其中SH缓凝剂对强度的降低程度略高于CQ缓凝剂，而PC缓凝剂对强度的降低程度明显强于另外两组。通过上图的强度变化率可看出，SH与CQ缓凝剂对抗压强度减小相对较小，而对抗折强度减小较为严重，PC缓凝剂对建筑石膏试件的整体强度都有大幅度的降低。

综上，在相同掺量下，动物蛋白缓凝剂缓凝效果最好，它对石膏强度影响略高于柠檬酸钾缓凝剂，但柠檬酸钾缓凝剂缓凝效果明显低于动物蛋白缓凝剂，因此选择动物蛋白缓凝剂作为磷石膏基建筑石膏的最佳改性缓凝剂，具体剂量根据实际使用要求而定。

微观结构及机理分析

进行SEM微观形貌分析并与空白组进行对比，放大倍数为倍，结果见图9。从图9可看出，不同类型缓凝剂对磷石膏基建筑石膏试件微观形貌影响较大，未掺加缓凝剂时石膏试件内部晶体以棒状结构相互杂乱搭接为主，当掺加多聚磷酸钠缓凝剂后晶体形貌变化较大，以板状结构或者短柱状结构为主；掺加柠檬酸钾缓凝剂后晶体相对变粗，以长柱状与块状结构为主；掺加动物蛋白缓凝剂后石膏晶体形貌变化相对较小，长径比有所减小，石膏内部主要以棒状与柱状结构相互交错组成。

加入缓凝剂后石膏晶体均发生了长径比减小的情况，原因是缓凝剂的加入减慢了成核速率，使得相同时间内形成的石膏晶核较少，此时石膏的成核时间会延长，使得晶核发育得更好，从而晶体变粗，晶体强度增加，但同时也导致结晶接触点较少

结论

通过添加多聚磷酸钠、柠檬酸钾、动物蛋白3种物质对磷石膏基建筑石膏进行改性，研究不同缓凝剂对建筑石膏凝结时间及强度的影响，结果表明，动物蛋白缓凝剂缓凝效果最好，并且对建筑石膏的强度影响较小。因此，在缓凝剂选择方面使用动物蛋白缓凝剂改性最好，具体掺量根据实际需求而定。

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