除生产高铝水泥的厂家之外，水泥厂都离不开石膏。石膏是硅酸盐水泥的廉价缓凝剂，是低温煅烧水泥的优良矿化剂，还是烧制和磨制多种特种水泥不可缺少的一种组分。 水泥工作者都有这样的体会：初接触石膏时，总觉得它是一种简单的材料，但随着与它接触时间的增长，越来越体会到它的复杂性，弄不好会招来不少麻烦和造成不应有的经济损失。本文从物理化学观点出发，
总结
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和分析我们在从事水泥研究和生产中使用石膏的经验，供大家参考。 一、石膏作缓凝剂 硅酸盐类的普通水泥和特种水泥，都要加一定量的石膏(以SO3计不超过3.5%)，延缓水泥的凝结。如果不加石膏，C3A迅速水化： 2C3A+(x+y)H→C4AHx+C2AHy (六方板状晶体) C3A+xH→C3AHx(立方晶体)这些水化铝酸盐的特点是结晶迅速，颗粒较大，它们在水化初期将水泥颗粒粘连起来，水泥浆迅速稠化、急凝。如C3A活性特别高时，引起闪凝。C3A激烈水化产生的水化热促进C3S的水化。当掺入足够的二水石膏时，反应按下式进行：硅酸盐类水泥是高碱度水泥，在液相CaO饱和条件下，初生钙矾石的粒度在胶体范围内，它沉积在C3A颗粒表面形成覆盖圈，阻止C3A快速水化，进一步水化只能通过水扩散透过钙矾石层才能进行。这样反应速率就得到了控制。在此过程中活性较小的C4AF也发生类似反应，生成钙矾石。 石膏的类型和互变条件 作为缓凝剂的石膏可用生石膏、硬石膏、熟石膏和快溶无水石膏，前两种为天然石膏，后两种为人工脱水石膏(图1)。目前主要采用天然石膏为缓凝剂。石膏的溶解速度决定了它与C3A的反应活性。熟石膏(半水石膏)和快溶无水石膏(也称可溶无水石膏或AⅢ)在不到1分钟内的溶解量超过生石膏(二水石膏)的溶解量的三倍。生石膏在数分钟内达到溶解平衡，溶解度约为2.1克/升。硬石膏(文献中称不溶无水石膏或AⅡ)的溶解速度慢，要几天或几十天后才能达到溶解平衡，溶解度不一定比生石膏低，因此称不溶无水石膏就不妥，本文认为称慢溶无水石膏较为确切。用熟石膏或快溶无水石膏作缓凝剂因反应剧烈，掺量应少。如掺得过多，水泥拌水后很快形成对于二水石膏过饱和的溶液，二水石膏迅速重结晶，产生假凝或者石膏凝结。当熟料含(K，Na)2SO4时还会出现钾石膏(K2SO4·CaSO4·H2O)沉淀，更易发生假凝。通过强力搅拌，可以消除假凝，恢复浆体的塑性，对于因C3A快速水化产生的速凝，无法恢复其塑性。用二水石膏作缓凝剂的水泥，如在球磨过程中大量脱水，水泥也会出现假凝。用硬石膏或者含不同量的无水硫酸钙的混合石膏作缓凝剂时，应适当多加。用硬石膏有下列好处：(1)来源广，价格较低；(2)硬石膏不含结晶水，粉磨时不会象二水石膏那样脱去结晶水使水泥的含湿量增加，对减少水泥预水化和防止贮存中的结块有利；(3)不会产生半水石膏而使水泥出现假凝；(4)粉磨时有助于消除粘磨现象。国外资料认为，硬石膏的取代量不要超过70%，否则得不到足够的快溶CaSO4，难以抑制C3A的快速水化。国家标准GB5483—85指出，当水泥熟料中C3A＜8%时，可以使用只含无水硫酸钙的硬石膏；当熟料中C3A＞8%时，石膏中的二水硫酸钙与无水硫酸钙之重量比应大于或等于0.10。用硬石膏作缓凝剂的水泥在掺木钙或糖蜜时应预先作试验。因为这两种外加剂对硬石膏的溶解有抑制作用，可能会引起混凝土快凝。化学石膏(主要含二水石膏)也能作缓凝剂，使用前应作试验，证明该石膏对水泥性能无害。若用磷石膏还应检测其放射性。 适量石膏不但能延缓凝结，而且能提高强度，过量的石膏使水泥产生缓慢的膨胀，强度下降。水泥混凝土的需水量、和易性、蠕变和抗侵蚀能力都与石膏掺量有关。具有最佳石膏掺量的水泥，标准稠度需水量小，水泥石致密并具有良好的抗侵蚀性能。最佳石膏掺量由下列因素决定：(1)C3A含量和活性。C3A含量高的水泥，石膏要多掺；当水泥熟料受潮或者球磨机磨仓内空气湿含量太高时，C3A发生预水化，活性减弱，石膏掺量应减少；(2)熟料中碱含量越高要求的石膏量越多，而且Na2O含量高的水泥比K2O含量高的水泥需要量多；(3)水泥细度越细要求的石膏越多。此外，水泥熟料本身还含一定量的SO3，来自煤、铁粉等原料，外掺石膏应减量，用石煤烧成的水泥甚至不要外掺石膏。 二、石膏用于熟料煅烧 在煅烧硅酸盐水泥时加石膏(SO3计1～2%)和CaF2(0.8～1.6%)复合矿化剂可以节能，提高产量和质量。其原因是复合矿化剂促进了CaCO3的分解，使液相形成温度降低，粘度减小和数量增加，(C2S)2和3(C2S·3C)·CaF2等中间矿物的出现使水泥矿物的形成提前并加快，特别是C3S形成温度下降100～150℃，形成量显著增加，晶体发育良好。新形成的少量C11A7CaF2和(或)C4A3能提高水泥早强。增加石膏和CaF2的用量，利用煤矸石和粉煤灰等劣质原料配料，便能生产快硬或高强硅酸盐水泥。
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