钛石膏是采用硫酸法生产钛白粉过程中,加入石灰石（或电石渣）中和大量酸性废水而衍生的工业副产品。钛石膏与天然石膏的主要化学成分相同,均为CaSO4·2H2O;但由于钛石膏存在品位低、粘度大和杂质含量高等诸多问题,因而制约了其资源化利用的发展。钛石膏的简单堆放处置不仅占用土地资源,还给企业带来了巨大的环保压力。本课题针对当前钛石膏利用的困局,开展以钛石膏为主要原材料,掺入适量的矿物掺合料和化学外加剂配制出新型胶凝材料,主要的研究内容及取得的成果如下:1、钛石膏基本性能表征利用X射线荧光光谱仪、激光粒度分析仪和X射线粉末衍射仪等仪器对钛石膏的基本性能进行了表征。结果表明:钛石膏主要物相组成为CaSO4·2H2O以及少量的Ca CO3;颗粒形貌主要呈菱形薄板状、棒柱状和碎屑状;主要化学成分为SO3和Ca O;含水率为16.8%,p H值为5.74,密度为2.31g/cm~3,比表面积为1.01m~2·g-1,中值粒径为17.016μm。2、钛石膏-矿渣基胶凝材料组成与性能的研究开展“钛石膏+矿渣”、“钛石膏+矿渣+水泥”二、三元胶凝材料组成与性能的研究,主要内容包括:（1）以原状钛石膏为对象,研究不同W（TG）/W（S）,以及不同水泥掺量对体系浆体性能和硬化体性能的影响;研究不同减水剂、激发剂对三元胶凝材料浆体性能及硬化体性能的影响。结果表明:在二元胶凝材料中,当W（TG）/W（S）=5:5时,体系的抗压强度最高。在三元胶凝材料中,当W（TG）/W（S）=5:5时,通过内掺5%水泥后的体系抗压强度最高;当聚羧酸减水剂在掺量为0.2%时,与体系的匹配性较好,“减水增强”效果较佳;盐类激发剂对于提高体系抗压强度的效果要优于碱性激发剂,其中掺1.0%的激发剂S对于提高体系抗压强度最为显著。（2）以炒制钛石膏为对象,研究不同炒制制度,以及不同缓凝剂、激发剂对三元胶凝材料浆体性能及硬化体性能的影响。结果表明:以体系在不同龄期下的抗压强度作为评判钛石膏炒制制度优劣性的指标,当钛石膏在180℃下炒制2h,并陈化7d后,此时体系的抗压强度最高;为了提高浆体的工作性能,需要掺入缓凝剂;体系在掺入0.3%的酒石酸后,浆体的工作性能及硬化体的抗压强度表现最佳;盐类激发剂对于提高体系抗压强度的效果要优于碱性激发剂,其中掺1.0%的激发剂K对于提高体系抗压强度最为显著。以钛石膏-矿渣-水泥三元胶凝材料的抗压强度作为评判原状钛石膏与炒制钛石膏性能优劣的指标,可以知道:对钛石膏进行炒制处理,可以使其活性得到很大的提高。3、钛石膏-粉煤灰基胶凝材料组成与性能的研究开展“钛石膏+粉煤灰”、“钛石膏+粉煤灰+水泥”二、三元胶凝材料组成与性能的研究,主要内容包括:（1）以原状钛石膏为对象,研究不同W（TG）/W（F）,以及不同水泥掺量对体系浆体性能和硬化体性能的影响;研究不同激发剂对三元胶凝材料浆体性能及硬化体性能的影响。结果表明:在二元胶凝材料中,不同W（TG）/W（F）下的试块几乎没有任何强度。在三元胶凝材料中,同一W（TG）/W（F）下体系的抗压强度均随着水泥掺量的增加而呈现不断提高的趋势;对于配合比为W（TG）:W（F）:W（C）=37.5:37.5:25和配合比为W（TG）:W（F）:W（C）=60:15:25的体系而言,激发剂掺量及种类分别为1.0%的激发剂C、1.5%的激发剂K对于提高体系的抗压强度最为显著;（2）以炒制钛石膏为对象,研究不同激发剂对三元胶凝材料浆体性能及硬化体性能的影响。结果表明:对于配合比为W（CTG）:W（F）:W（C）=37.5:37.5:25和配合比为W（CTG）:W（F）:W（C）=60:15:25的体系而言,激发剂掺量及种类分别为0.5%的激发剂S、1.0%的激发剂C对于提高体系的抗压强度最为显著。以钛石膏-粉煤灰-水泥三元胶凝材料的抗压强度作为评判原状钛石膏与炒制钛石膏性能优劣的指标,可以知道:对钛石膏进行炒制处理,可以使其活性得到很大的提高。4、钛石膏基复合胶凝材料水化特性及机理分析利用等温量热仪、XRD和SEM等微观分析手段,对钛石膏基复合胶凝材料的早期水化特性、水化产物以及内部微观结构等进行分析研究。结果表明:（1）在钛石膏-矿渣基复合胶凝材料中,随着矿渣、水泥和激发剂的掺入,体系的诱导期缩短,到达第二放热峰所需时间提前,表明水化反应速率加快;（2）在钛石膏-粉煤灰基复合胶凝材料中,随着水泥和激发剂的掺入,体系的诱导期缩短,到达第二放热峰所需时间提前,表明水化反应速率加快。由XRD和SEM分析可知,钛石膏基复合胶凝材料的主要水化产物为AFt晶体以及C-S-H凝胶,它们与未水化的胶凝材料颗粒一起互相连生胶结形成了一个较为紧密的结构体,使钛石膏基复合胶凝材料具有较高的抗压强度。