本文将水泥工业的节能减排和磷石膏的资源化利用结合起来,以磷石膏为主要原料,通过添加适量矿渣粉、石灰石和少量硅酸盐水泥熟料,制备出具有较高性能的磷石膏基水泥,并通过大量实验对磷石膏基水泥的性能进行了研究。结果表明：在磷石膏基水泥中,熟料主要起碱性激发剂的作用,其最佳掺量为4%；磷石膏除了作硫酸盐激发剂外,大部分未反应的磷石膏以集料的形态存在于水泥中；矿渣是主要的胶凝组分,在熟料与石膏的碱性激发和硫酸盐激发双重激发下进行水化,使水泥浆体不断密实,强度不断增长。通过使用2%钢渣预处理磷石膏和采用熟料超细粉作为碱性激发剂这两种措施能有效提高磷石膏基水泥的早期性能,通过组分优化能制备出磷石膏掺量达45%,3d抗压强度超过10MPa,28d抗压强度达49MPa的磷石膏基水泥。对磷石膏基水泥耐久性的研究结果表明,与普通硅酸盐水泥相比,磷石膏基水泥的长期强度、抗淡水侵蚀性能、体积稳定性、抗硫酸盐侵蚀性能、抗冻性以及耐高温性能均较好。但是由于其碱度较低,对CO2的中和能力不足,导致其抗碳化性能明显劣于普通硅酸盐水泥。通过改变磷石膏基水泥的养护制度、向磷石膏基水泥中引入可碳化物质MgO和Mg(OH)2这两种措施,可以提高磷石膏基水泥的抗碳化性能。磷石膏基水泥在钢渣泥和饱和石灰水中养护后,其抗碳化性能均有不同程度的改善。这是由于养护环境碱度提高,且富含Ca2+,使得磷石膏基水泥试块表层矿渣水化加速,从而提高了试块表层的密实度,使CO2扩散速度减慢。在磷石膏基水泥中,通过加入适量的氧化镁,可以大幅提高水泥碳化后的强度,但是氧化镁的加入使水泥28d强度大幅度降低；氢氧化镁的掺入可显著提高磷石膏基水泥的抗碳化性能,且对水泥的其他性能影响不大。氧化镁、氢氧化镁能提高磷石膏基水泥抗碳化性能的原因是：在碳化过程中,水泥石中的氢氧化镁与二氧化碳反应生成碳酸镁,阻塞了水泥石中的孔隙,使水泥石的密实度提高,降低了CO2的扩散速度,从而提高了水泥的抗碳化性能。