农业和化工业每年会产生大量的工业副产品,其中如磷渣和磷石膏具有双重危害,即不仅会带来处理难题,而且造成环境污染。磷渣和磷石膏具备潜在活性,可以作为水泥工业的添加剂而得到广泛应用。然而在中国,每年有大量的磷渣和磷石膏得不到有效利用,究其原因,主要是其中所含的磷和氟严重延缓水泥的凝结时间,并降低早期强度。为了改善这一缺点,本文重点研究了磷渣和磷石膏中磷和氟对水泥单矿硅酸三钙和铝酸三钙的水化机理影响。在此基础上,采用化学方法来激发磷渣和磷石膏的活性,选取碱性物质如生石灰、氢氧化钠、硅酸钠以及盐类如氯化钠等,来加快掺加磷渣和磷石膏水泥的水化速率。制备硅酸三钙和铝酸三钙,以磷渣浸泡液和磷石膏浸泡液代替水,通过量热分析、化学结合水、XRD和SEM等方法,探讨磷和氟对水泥单矿硅酸三钙和铝酸三钙水化进程的影响。研究表明,可溶性磷和氟对水泥单矿的水化反应有明显的延缓作用。硅酸三钙在含磷和氟溶液中的水化放热量显著降低,而且诱导期延长,推迟了第二放热峰的出现,体现在整个放热曲线上呈现放热峰的峰值低,峰出现时间推迟的特点。铝酸三钙在含磷和氟溶液中的水化放热峰推迟出现,水化产物数量减少。难溶性磷对水泥单矿的水化也有一定的延缓作用,难溶性氟对单矿物的水化放热速率影响很小。SEM图像表明,由于磷和氟对水化延缓的作用,使得单矿物硬化浆体早期微观形貌存在少量孔隙,裂缝出现概率减少。将不同形态的磷酸盐和氟盐外掺引入硅酸盐水泥,结果表明：磷和氟对硅酸盐水泥物理性能的不利影响主要是由其中的可溶磷和氟造成的,难溶磷和氟对水泥物理性能的影响很小,可溶磷中以HPO42-对水泥物理性能的影响最大。针对磷渣材料的特性,采用碱激发剂对磷渣进行改性,结果表明：氢氧化钠、碳酸钠及其与尿素或氯化钠的复合都可以加速磷渣的水化,但是氢氧化钠的复合作用更明显。激发剂对磷渣活性的激发主要发生在磷渣水化早期,后期增幅不大。掺加生石灰能够提高磷渣硅酸盐水泥的3d和28d强度。3d强度比未掺生石灰的磷渣硅酸盐水泥提高0.5MPa,增长率2.0%,28d强度可以提高4.7MPa,增长率12.2%。针对磷石膏的特性进行系列研究,将磷石膏代替天然石膏作为硅酸盐水泥的组分掺入,测定水泥的强度和凝结时间。结果表明：在相同SO3掺量的条件下,同天然石膏相比,磷石膏会降低水泥的早期强度,提高后期强度,显著延长凝结时间。矿渣或粉煤灰取代部分熟料掺入,能够减弱磷石膏对水泥强度的不利影响,但会延长水泥的凝结时间。筛分、煅烧和石灰中和对磷石膏的性能均有所改善,通过2wt%生石灰预处理后的磷石膏可以用作硅酸盐水泥的调凝剂。