脱硫石膏是一种性能优良的胶凝材料,它的某些性能远远优于天然石膏,是天然石膏的最佳替代品;钢渣因含有一定量的胶凝性矿物,使其具有胶凝性。脱硫石膏基钢渣胶凝材料以脱硫石膏为基体、钢渣为填充体,该材料充分利用了两种“二次资源”。但是由于钢渣的形成条件复杂、胶凝性矿物含量少,较难水化;脱硫石膏也具有含水量较大、标稠用水量大、颗粒级配差等性能上的缺陷,使得这两种胶凝材料不能得到良好的应用。因此,为了更好的利用这两种胶凝材料,主要从添加激发剂、缓凝剂、减水剂等方面来改善脱硫石膏基钢渣胶凝材料的性能。本文首先探讨了钢渣掺量对胶凝材料力学性能、凝结时间与晶体形貌等性能的影响,确定了脱硫石膏基钢渣胶凝材料中钢渣的用量。通过试验研究发现,钢渣掺量为胶凝材料总质量的15%时,胶凝材料的力学性能、凝结时间以及硬化体晶体形貌都表现出较为优异的性能。本文通过单掺不同激发剂、复掺激发剂两种方式来激发钢渣的潜在活性,从而改善脱硫石膏基钢渣胶凝材料的各项性能。研究发现,各种激发剂均能不同程度的激发钢渣的潜在活性,提高胶凝材料的力学性能,增加胶凝材料硬化体内水化产物的含量,但会缩短胶凝材料的凝结时间。通过SEM照片与XRD图谱分析可以得到,胶凝材料的硬化体内主要以二水硫酸钙晶体、C-S-H凝胶、AFt、AFm等为主。经正交试验分析得出,8号激发剂(水泥熟料掺量为2%、三乙醇胺掺量为0.8%、硫酸铝掺量为3%、水玻璃掺量为0.2%)能有效改善胶凝材料表面的泛霜现象,提高胶凝材料的力学性能。养护方式也是影响胶凝材料性能的一个重要因素,研究表明最佳养护方式为自然养护(温度:20±2℃湿度:40%-50%)。试验研究了三聚磷酸钠、酒石酸、柠檬酸三种缓凝剂对胶凝材料凝结时间的作用规律。研究发现,三种缓凝剂均能起到缓凝效果,但是会对胶凝材料的力学性能产生负面影响。柠檬酸、酒石酸与胶凝材料液相中的钙离子结合形成络合物,覆盖在二水石膏晶胚表面,降低了晶核的表面活性,增加了成核势垒,使二水石膏晶体成核数目减少,延缓了胶凝材料的进一步水化;三聚磷酸钠与石膏形成某种沉淀膜,沉淀在半水石膏和二水石膏晶核表面,阻碍半水石膏的溶解,延缓了晶核的形成。适量的减水剂可以提高胶凝材料的减水率,但掺量过多,减水效果不再显著,并会对胶凝材料的力学性能产生不利影响,FDN减水效果较聚羧酸减水剂减水效果差。减水剂的减水效果主要是通过静电斥力效应和空间位阻效应实现的,其中聚羧酸类减水剂主要是通过两种效应共同完成的,而FDN减水剂则是通过静电斥力效应完成的。保水剂的掺加一般都会降低胶凝材料的早期强度,增加硬化体内针状晶体的含量,延长胶凝材料的水化时间,但是羧甲基纤维素的保水效果比甲基纤维素的效果差。甲基纤维素对脱硫石膏基钢渣胶凝材料的影响,主要表现在三个方面,一是增稠、增粘作用,二是增强作用,三是保水作用;羧甲基纤维素对胶凝材料的影响主要表现在保水作用与缓凝作用。