干法脱硫灰作为一类以半水亚硫酸钙、碳酸钙、飞灰及氢氧化钙为主要矿物组成，具有干态、粒径细等特点的一般工业固废，兼具粉煤灰和二水石膏的特点，在水泥行业的应用受到国内外研究者的重视。苏达根和刘辉敏等认为：对于中间相和 C3A 含量较高的熟料，亚硫酸钙不具有缓凝作用；对于中间相含量少、C4AF 含量较高的熟料，亚硫酸钙单独加入有缓凝作用，且比石膏作缓凝剂水泥的凝结时间长。美国电力研究机构(EPRI)在 2007 年的报告中也将脱硫灰在水泥中的应用列为高潜能行列。但是大多数研究仅针对某一项目脱硫灰在某特定水泥熟料进行指标性实验，或间接从水泥反应产物推断其反应机理，缺乏有关干法脱硫灰在水泥中起缓凝作用的机理研究。
本文将不同来源脱硫灰添加至不同种类水泥熟料和采用马弗炉制备的纯矿物 C3A 和 C4AF 中，并通过对水化放热过程及水化的矿物相研究，分析脱硫灰和脱硫石膏在水泥中的缓凝效果。
1. 试验
脱硫灰为梅钢钢铁烧结机烟气干法脱硫工艺所产生的副产物，脱硫石膏(FGD)为火电厂湿法脱硫工艺产生的副产物。两种熟料HR和LT分别来自福建龙岩华润和蓝田两家水泥厂。用 X 射线荧光光谱(XRF)分析脱硫灰和两种熟料的元素组成，结果如表 1 所示。利用 Bouge 法计算得到HR熟料的 C3A含量为6.61%，C4AF 含量为10.43%；LT 熟料的C3A含量为 8.78%，C4AF 含量为 8.15%。
所用的纯矿物 C3A 和 C4AF 均采用纯化学试剂烧制而成。其中 C3A 以 Ca(OH)2和 Al(OH)3为原料，按照摩尔比为 3:2(对应的质量百分数为58.76%和41.24%)进行配料；C4AF 以 Ca(OH)2、Al(OH)3和Fe2O3为原料，按照摩尔比4:2:1(对应质量比为48.42%:25.49%:26.09%)进行配料。纯矿物 C3A 和C4AF 的制备过程为：按化学计量称取相应的化学原料，混合均匀后加入 10%的去离子水搅拌成均匀的混合湿料；称取 8~10 g 的湿原料，在 80 MPa 的压力下制成 ϕ25 mm 的试块，将试块放入烘箱内，在105~110℃烘干至质量恒定；将试块置于铂金坩埚内，先在低温箱式电炉内 800℃预烧 30min，然后分别在1350和1300 ℃烧结30min 制备成纯矿物C3A 和 C4AF。
用量热仪测试水化放热行为，对比脱硫灰及脱硫石膏对熟料水化放热行为的影响。用 X 射线衍射仪(CuKα射线，40 kV，40 mA)分析水化产物的矿物组成，对比脱硫灰和脱硫石膏对熟料和纯相矿物的水化产物的影响。水化试验配方如表 2 所示，试样在 20℃，95%相对湿度条件下水化。
