硅酸盐水泥中的石膏和碱对水泥早期水化硬化具有重要影响。现有研究一般认为石膏可以延缓水泥水化,延长水泥凝结时间。而碱会加速水泥早期水化,劣化水泥工作性及流变性能。虽然水泥中碱含量总体趋势呈增加,但我国地域广阔,一些地区水泥熟料中的碱含量则异常偏低。实际生产中发现一些低碱水泥随着石膏掺量增加,凝结时间显著缩短,反而不能达到国家标准的最低要求。本文探究石膏和碱对此类低碱水泥水化硬化的影响,尝试找出低碱水泥凝结异常的原因,并给出低碱水泥早期凝结及流变性能调控切实可行的措施。通过将不同种类的石膏和低碱熟料(Na2Oe含量0.10%)复合,并与碱含量较高(Na2Oe含量0.64%、1.08%)的正常凝结熟料对比,采用水化微量热仪、X射线衍射仪和粘度仪研究了石膏种类和掺量对低碱水泥水化硬化的影响。发现二水石膏、天然硬石膏、可溶硬石膏和硫酸钾钙均会造成低碱水泥凝结异常。二水石膏会提前低碱水泥水化第二放热峰出现的时间。石膏不能有效参与低碱水泥水化反应,无法改善低碱水泥流变性和提高水泥早期强度。通过向低碱熟料中复掺二水石膏和碱金属硫酸盐,研究了硫酸钠和硫酸钾对低碱水泥水化硬化的影响。结果显示适量碱金属硫酸盐的掺入可大幅促进低碱水泥中的石膏发挥作用,推迟水泥水化放热峰并降低放热量,延长水泥凝结时间,改善浆体流变性。硫酸钠和硫酸钾均可提高低碱水泥强度。基于硫酸钠和硫酸钾对低碱水泥早期性能的影响,讨论了水泥中的碱硫比(即Na2Oe/SO3的摩尔比)阈值。当水泥碱硫比低于0.30时,仅增大石膏掺量,缓凝作用不大,浆体流动度和粘度几乎无任何改善,适当外掺碱提高碱硫比可促进石膏参与水化反应;当水泥碱硫比高于0.60时,继续增加碱含量将会导致水泥凝结异常,浆体流变性能急剧下降。通过向低碱熟料中掺入二水石膏,再分别掺入氢氧化钠、碳酸钠与硫酸钠,对比研究了三种不同形态碱对低碱水泥早期水化影响的差异。发现掺入氢氧化钠调整碱硫比低于0.60时均可延长水泥凝结时间,碳酸钠会缩短水泥凝结时间。不同形态的碱均可改善低碱水泥早期流变性,增大水泥液相p H,降低水泥液相中K+浓度和水化早期Ca2+浓度,促进水泥2h水化产物中AFt和C-S-H凝胶的生成。综合上述研究,明确了适当提高低碱水泥碱含量可有效改善其早期凝结硬化及流变性能。值得指出,碱硫比的控制对于新拌混凝土性能优化与外加剂应用具有一定参考价值。