磷石膏是工业生产磷酸或者磷肥排出的一种固体废渣。我国是世界上生产磷酸磷肥的第一大国,随着磷肥业的飞速发展,磷石膏的排放量也呈现逐年增长的趋势。到目前为止,我国磷石膏的堆存量已超过3亿吨,年产生量将超过7000万吨。磷石膏中含有有害杂质,如果将其大量堆存,不仅会占用大量土地,而且污染环境,这给国家和企业的发展带来了严重的不利影响。磷石膏的资源化利用已经成为磷肥行业的重要任务,对于保护生态环境、节约自然资源和发展低碳经济具有十分重要意义。本文主要研究了以下四个方面的内容：一是磷石膏微观形貌、化学成分以及磷石膏粉料的粒度组成的分析；二是掺入磷石膏替代部分水泥制备胶凝材料,探讨了不同的磷石膏替代量和减水剂添加量对胶凝材料的力学性能和水化过程的影响；三是掺入磷石膏替代部分水泥制备C30混凝土,研究了不同的磷石膏替代量和减水剂添加量对混凝土的强度、工作性和抗渗性的影响；四是采用不同比表面积的磷石膏制备胶凝材料,研究了磷石膏的比表面积对胶凝材料的力学性能和水化过程的影响。通过XRD和SEM分析可知,磷石膏的主要矿物组成是二水硫酸钙(CaSO4·2H2O),磷石膏的结晶形态为菱形或柱形的板状结构,尺寸在30-40μm之间；磷石膏的主要化学成分是CaO和S03,并且还有少量的SiO2、MgO、Al2O3、Fe2O3和P2O5。磷石膏中含有15.35%的附着水和11.74%的结晶水。将磷石膏进行粉磨处理,其平均粒径为20.71gm,最大粒径为139.36μm,粒径小于53.46gm的颗粒占99.60%时,可作为实验原料制备胶结材和混凝土。以磷石膏作为掺合料替代部分水泥、添加减水剂,制备复合胶凝材料。胶砂实验结果表明：随着磷石膏替代量的增加,复合胶凝材料的抗压抗折强度减小；在0.6%-1.2%的范围内,同一磷石膏替代水泥量的条件下,减水剂的添加量越大,胶凝材料的强度越高。用磷石膏替代5%的水泥,可以制备出强度达到P.042.5水泥的胶凝材料；用磷石膏替代10%～15%的水泥,可以制备出强度符合P.032.5水泥的胶凝材料。胶凝材料的凝结时间及安定性均合格。磷石膏在胶凝材料水化过程中,可以与水泥水化生成更多的水化产物,同时提高胶凝材料的致密性。掺入磷石膏替代部分水泥,并加入减水剂,可以制备C30混凝土。随着磷石膏替代量的增加,混凝土的抗压抗折强度减小；在同一磷石膏替代量下,添加2.0%的减水剂,混凝土的强度最高；用磷石膏替代不大于25%的磷石膏,添加2.0%～2.3%的减水剂,可以制备合格的C30混凝土,抗渗性能达到P12抗渗等级要求。在混凝土的水化过程中,磷石膏与混凝土的其他成分水化状况良好,并且对水泥起到硫酸盐的激发作用,使硬化体的结构不断致密,强度不断提高。增加磷石膏的比表面积,用其制备的胶凝材料强度呈现先增加后减小的趋势,磷石膏的比表面积在630m2/kg左右,胶凝材料的强度最高。分析原因是,适当增大磷石膏的比表面积,可以提高磷石膏的活性,与水泥生成更多的水化产物,同时提高胶凝材料硬化体的致密性。