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α-半水石膏是重要的胶凝材料,因其优良的性能广泛应用于建材、医学、模具等领域。常压盐溶液法制备α-半水石膏,反应条件温和、产品稳定,是最具前景的制备技术。其中,反应介质是常压盐溶液法最为重要的影响因素之一。本文研究了常压温和条件下Ca(NO3)2水溶液中脱硫石膏制备α-半水石膏的工艺,重点研究了K2SO4对脱硫石膏脱水过程、α-半水石膏形貌的影响以及不同条件下得到的产物的水化强度。为实现脱硫石膏制备α-半水石膏,常用的结晶介质体系为CaCl2水溶液,但是氯根会导致材料腐蚀等问题。本实验以Ca(NO3)2取代CaCl2,在95℃及常压条件下,实现脱硫石膏顺利转化为α-半水石膏,形成了新的脱硫石膏制备a-半水石膏的工艺。通过不同K2SO4浓度对脱硫石膏脱水过程、α-半水石膏形貌的研究,结果表明,K2SO4浓度由0 mM增加至87.50 mM,脱硫石膏的完全转化时间逐渐缩短,由11h缩短至3h。其中对α-半水石膏的诱导成核时间影响比对晶体生长时间影响更为显著。K2SO4对脱硫石膏转化速率的影响是K+和SO42-的共同作用,其中SO42-对转化速率的促进作用大于K+。K2SO4还对α-半水石膏晶体粒径有十分显著的影响,随着K2SO4浓度由0 mM增加到87.50 mM,晶体长度由354.28μm减小为55.11μm,直径由48.88μm减小至10.81μm,长径比由7.25降低至5.10。a-半水石膏最重要的性能是其胶凝体的强度。α-半水石膏的水化过程遵循“溶解-析晶”原理,在水化过程中形成交织连生的二水石膏胶凝体。当K2S04浓度从0mM增加到87.50 mM,α-半水石膏的胶凝体2h抗折强度、抗压强度分别由5.62 MPa降低至2.47 MPa,11.20 MPa降低至4.10 MPa；绝干抗折强度、抗压强度分别由9.63 MPa降低至5.72 MPa,22.90 MPa降低至16.83 MPa。α-半水石膏水化后的二水石膏晶体粒径增大,晶体形貌由板状、薄片状向针柱状转变,晶体间的相互搭接较为疏松,增加了胶凝体的孔径,使得胶凝体的结构趋于疏松,导致其强度降低。研究表明,95℃及常压条件下,脱硫石膏在Ca(NO3)2溶液中快速转化为α-半水石膏,并且a-半水石膏水化后能够得到强度较高的胶凝体,形成了新的制备工艺。通过添加K2S04调节脱硫石膏脱水转化为α-半水石膏的速率、控制α-半水石膏晶体形貌,从而影响胶凝体性能。