在建筑工程中,需要使用大量的湿拌砂浆,从而导致细骨料需求量也随之增多。然而,天然骨料的开采将严重破坏当地生态环境,急需寻找砂浆骨料的替代品。而磷石膏是湿法磷酸生产过程中排放的固体废弃物,可用作制备水泥基砂浆的原料。但是,当磷石膏掺量增大时,存在水泥基砂浆力学性能降低,耐久性能恶化的缺陷。设法提高磷石膏在湿拌砂浆中的掺量,将极大地提升磷石膏资源化利用率。因此,本文将磷石膏先进行改性预处理,制备出高掺量磷石膏湿拌砂浆,并开展改性磷石膏在水泥基湿拌砂浆耐久性能的研究。首先,新鲜磷石膏经生石灰改性,陈化7 d后,筛分至0-53μm、53-106μm、106-150μm和150-212μm四个不同粒径,再固定掺量30%将不同粒径的磷石膏掺入到水泥基湿拌砂浆中,考察不同粒径磷石膏对砂浆工作性能、力学性能的影响,并使用TG-DSC、SEM、MIP对砂浆的物相组成及微观结构进行分析。结果表明:磷石膏经生石灰改性后可去除大部分可溶性磷、氟。随着改性磷石膏粒径增大,砂浆的凝结时间缩短,保水率和稠度损失先减小后增大,然而拉伸粘结强度,抗压强度呈现出先增大后减小的趋势。当掺入53-106μm改性磷石膏时,砂浆的保水率90%,凝结时间23 h,稠度损失19%,28 d抗压强度10.0 MPa,拉伸粘结强度0.25 MPa,性能指标均满足JGJ/T 25181-2019《预拌砂浆》中M10湿拌砂浆的要求。通过TG-DSC分析可知,随着改性磷石膏粒径增大,砂浆中C-S-H含量逐渐增多。当掺入53-106μm改性磷石膏时,砂浆中C-S-H明显增多,随着砂浆中掺入的改性磷石膏粒径进一步增大,砂浆中的C-S-H继续缓慢增多。通过MIP分析可知,随着磷石膏粒径增大,砂浆中无害孔、微害孔逐渐增多,然而有害孔和多害孔先急剧减少后缓慢增多。当掺入53-106μm磷石膏的砂浆中有害孔和多害孔最少,总孔体积也最少,为0.1309 m L/g。其次,采用包裹的方法对磷石膏进行改性,将石灰改性磷石膏成球并使用水泥、粉煤灰将改性磷石膏球包裹,养护7 d,得到不同细度模数的改性磷石膏球并测定不同粒径的改性磷石膏微球SO42-溶出速率。采用改性磷石膏球代替天然细骨料制备砂浆,考察不同细度模数磷石膏球对砂浆工作性能、力学性能的影响,并使用XRD、水化热、MIP对砂浆的水化放热过程,物相组成及微观结构进行分析。结果表明:d≤0.3 mm的改性磷石膏球浸泡24 h会溶出大量SO42-,d≥1.18mm的改性磷石膏球在浸泡72 h会溶出大量SO42-,0.3-1.18 mm的改性磷石膏球浸泡168 h会溶出大量SO42-。磷石膏球细度模数减小,粒径d≤0.3 mm的细颗粒增多,砂浆凝结时间延长,7 d抗压强度减小;拉伸粘结强度和28 d抗压强度先增大后减小。当掺入细度模数为2.5改性磷石膏球时,砂浆保水率91%,2 h稠度损失16%,凝结时间18 h,拉伸粘结强度0.26 MPa,28d抗压强度10.6 MPa,性能指标均满足JGJ/T 25181-2019《预拌砂浆》中M10湿拌抹灰砂浆要求。通过XRD分析可知,磷石膏球细度模数小于2.5时,砂浆中C-S-H衍射峰强度明显降低。通过水化热和MIP分析可知,磷石膏球细度模数减小,砂浆早期水化放热量增多,后期水化放热量减少,砂浆中无害孔、微害孔减少,有害孔和多害孔先减少后增多。使用细度模数2.5的磷石膏球制备的砂浆总孔体积最少,仅有0.1409m L/g。最后,对掺改性磷石膏球湿拌砂浆耐久性能进行检测。通过砂浆收缩率、冻融循环质量和强度损失、干湿交替强度变化和软化系数,对砂浆耐久性能进行分析。结果表明:砂浆28 d收缩变化较小,掺入细度模数2.5的磷石膏球砂浆耐久性能表现最佳,质量损失和力学性能损失最小,25次冻融循环质量损失1.1%,强度损失8.3%,15次干湿交替强度系数0.85,1 d软化系数0.99、4 d软化系数0.91、7 d软化系数0.85。