石膏缓凝剂与石膏的关系
使用湿粉脱硫石膏替代天然石膏作缓凝剂在水泥生产中的应用

2 0 1 3 年第 l 1 期
呼志刚 使用湿粉脱硫石 膏替代天然石膏作缓凝剂在水泥生产 中的应用
2 9
4 . 1 试验 材料 、 配料 方 案和 试验 结果
表 1 天然石膏与脱硫 石膏化学成分对 比( )
的 目的 。 考虑 到湿 脱硫 石 膏下料 困难 的因 素 , 除搅拌
蒙西 水泥股 份有 限公 司下 属 呼和浩 特子 公 司水 泥 用缓 凝剂 以天然 石 膏 与 烘 干脱 硫 石 膏为 主 , 主要
供 方为 杭锦 旗 巴拉 贡 韩 治 石膏 厂 、 四子 王 旗矿 办 石
装置外在钢板仓内壁及下料溜子 内使用聚乙烯防粘 板确保 下料 流 畅 。
1 . 2 我 国脱硫 石 膏的应 用 现状
生产中应用 大唐托克托县 电厂的湿粉脱硫石 膏 。由于脱 硫石 膏水 分大 ( 1 5 ~2 0 ) , 保水 性强 , 粘 附性 也 大 , 在 使 用 过程 中 , 下 料 困难 , 易 出现 堵料 现象 , 且无法 入库 使用 ; 即使是烘 干 的脱硫石 膏仍含 有5 ~6 的水 分 , 单独 入库经 常发 生堵 料的现象 , 不能 正常生 产 。 鉴 于 以上情 况 , 我 们采 取如下技 术方
显著 。
关 键词 : 脱硫 石 膏 ; 天 然石 膏 ; 替代 ; 效 益
中图分类 号 : TQ1 7 2
1 项 目研究 的必要 性
1 . 1 脱 硫 石 膏 基 本 性 质
文 献Байду номын сангаас 识码 : A
文章编 号 : 1 0 O 6 —7 9 8 1 ( 2 O 1 3 ) 1 1 一o o 2 8 ~O 2
产水 泥具有 十分 重要 的意 义 。
材料工程技术专业《石膏适宜掺量的确定》

石膏的适宜掺量确实定影响石膏掺量的因素试验说明,石膏对水泥凝结时间的影响,并不与掺量成正比,并带有突变性,如图1所示。
石膏掺入量〔SO3计〕小于%缺乏以阻止快凝,当SO3含量继续增加,才有明显的缓凝作用,而掺量超过%,对凝结时间的影响不大。
因此石膏最正图1 石膏对水泥凝结时间的影响确掺量是决定水泥凝结时间的关键。
所谓石膏最正确掺入量是指使水泥凝结正常、强度高、安定性良好的掺量。
许多研究者指出,石膏的适宜掺量,应是加水后24h左右能够别耗尽的数量。
此量与熟料矿物成、碱含量和水泥细度等因素有关。
影响石膏掺量的因素主要有:①熟料中C3A含量熟料中C3A含量是石膏掺量最主要的影响因素。
C3A含量高,石膏掺量应相应增加,反之那么减少。
作为一般的规律,可以大致地说,C3A<11%的普通硅酸盐水泥,SO3最正确掺量为%。
②熟料中SO3含量由于使用原燃料、配料的缘故,以及局部立窑采用石膏、重晶石等作为矿化剂,熟料中常含有少量SO3,当熟料中SO3含量较高时,那么要相应减少石膏掺量。
③水泥细度熟料中,在相同C3A含量的情况下,当水泥粉磨得较细时,其比外表积增大,水化加快,那么应适当增加石膏掺量。
④混合材的种类与掺量水泥中掺加不同品种和数量的混合材时,其石膏掺入量也不同。
如混合材采用粒化高炉矿渣,且含量较多时,应适当多掺入些石膏,这是因为石膏在水泥中除了起缓凝剂作用外,还对矿渣活性起到硫酸盐激发剂的作用,加速矿渣的硬化过程。
⑤石膏的种类石膏除了二水石膏外,还有硬石膏及工业副石膏,硬石膏在常温下的溶解度比二水石膏大,但其溶解速度很慢,故其掺入量应比二水石膏要适当增加。
由于掺量加大,易使水泥中SO3含量超过国家标准,所以将适量的天然无水石膏与二水石膏使用,缓凝效果更好。
硫酸盐的溶解度、溶解速度见下表。
各种硫酸盐的溶解度、溶解速度与缓凝作用可溶性无水石膏CaSO4 ·~ 6 快很强烈天然无水石膏CaSO4最慢弱⑥碱含量水泥中碱含量较高时,其凝结速度加快,石膏掺量也应适当增加。
脱硫石膏作水泥缓凝剂的应用研究

大 下料 口的 宽度 , 有必 要 可 在 下 料 斗 外 壁 加一 小 如
振 动机 或者 采用 空气 炮 。 3 2 2 脱硫 石膏 造 粒 .. 脱 硫 石 膏较 天 然 石 膏 细 , 水 率 高 , 湿 粉 状 , 含 呈
又具 有较 高 的黏 性 , 因此 , 易黏 附在 装卸 、 升 、 输 提 运 设备 上 。若 直接 用于 水 泥生 产 会造 成该 物 料输送 不
脱 硫石 膏 是火 力发 电厂烟 气脱 硫时 生成 的一 种 工业 副 产物 ,主要 成 分为 C S ・2 O。脱 硫石 膏 a O H。 产 量大 , 不 加 以利用 , 但需 要资 金 和土地 建造 堆 如 不 场 , 且还 污 染环 境 。 而 将脱 硫 石膏用 于 水泥 生产 已 引 起人 们的 广泛 关 注 , 用 脱 硫 石 膏作 水 泥 缓 凝剂 是 使 非常 有效 的将 废 物资 源化 的途径 。国外 已有成 功地
1 实 验部 分
1 1 材料 及 实验 方 案 .
1 2 2 天 然石 膏 和 脱硫 石 膏 不 同 比例 时 对 不 同 品 ..
种水泥 性 能的影 响
主 要 原 材 料 有 脱 硫 石膏 、 然石 膏 、 泥 熟 料 、 天 水
矿渣、 粉煤 灰 、 灰石 。湿 脱 硫石膏 在 进试验 小 磨粉 石 磨 前将 其 在 自然 条件 下 干燥 , 水率 约 为 0 8 。在 含 . 实验 室 将 水泥 熟 料 、 膏及 各 种 混 合材 料 按 配 比要 石
泥 、 渣硅 酸 盐水 泥 的性 能进 行全 面测 试 。 矿
1 2 实 验 结 果 .
1 2 1 不 同 S 含 量 的硅酸 盐 水泥性 能 .. O。
控制 水 泥 中 S 含量 分 别 为 2 0 2 5 和 3 O。 . %、 . . O , % 剐成 的硅酸 盐 水泥 物理 性 能见表 1 。 由表 1可 以看 出 , 天 然 石膏 时 , 掺 水泥 的各 项 物 理指 标 都 相 差 不太 明显 , 只有 强 度 随 着 S 含 量 的 Os 为 了检验 脱硫 石 膏对 不 同 品种 硅酸 盐 水泥性 能 的 影响 , 将石 膏 、 熟料 、 渣 、 煤 灰并和 石 灰石 按不 矿 粉 同配 比 , 分别 测试 物 理性 能并 进行 对 比 , 果见 表 2 结 。
缓凝剂缓凝机理及实验研究

按照化学成分, 缓凝剂分为有机缓凝剂和无机缓凝剂两种。常用的有机缓凝 剂包括: 木质素磺酸盐及其衍生物、羟基羧酸及其盐( 如酒石酸、酒石酸钠钾、 柠檬酸等) 、多元醇及其衍生物和糖类等碳水化合物。其中, 多数有机缓凝剂通 常具有亲水性活性基团, 因此兼具减水作用, 又称为缓凝减水剂。无机缓凝剂包 括: 硼砂, 氯化锌, 铁、铜、锌的硫酸盐、磷酸盐和偏磷酸盐等。
2.3 糖类、多元醇类及其衍生物 醇类化合物对硅酸盐水泥的水化反应具有不同程度的缓凝作用, 其缓凝作用在于羟基吸附在水泥颗粒表面与水化产物表面上的O2- 形成 氢键, 同时, 其他羟基又与水分子通过氢键缔合, 同样使水泥颗粒表面形 成了一层稳定的溶剂化水膜, 从而抑制水泥的水化进程。在醇类的同系 物中, 随其羟基数目的增加, 缓凝作用逐渐增强。一元醇随烷基的增加 表面活性增强, 直链的正辛烷可以吸附在气液相界面上形成单分子膜, 起到保湿作用, 有利于防止水化、混凝土表面干缩裂缝的产生。丙三醇 具有强烈的缓凝作用, 掺量过大甚至可以使水泥水化过程完全停止。单 糖、低聚糖, 如葡萄糖、蔗糖等, 均具有较强的缓凝作用, 它们的缓凝机 理与醇类相同。
2.缓凝剂的缓凝机理
2.1 无机类缓凝剂 水泥的水化过程本质上就是一种低溶解度的固体与水生成更低溶解度的固体产 物的反应过程。也就是说, 这是一个随水泥浆体系中液相量不断消耗, 而与之相 接触的固相量不断增加的过程。无机电解质的加入( 尤其在水泥水化初期) 会影响Ca( OH) 2, C- S-H 析出成核及C-A- S-H 的形成过程, 进而对水泥的凝结 硬化产生影响。
谢谢大家!
表3.1 不同石膏的缓凝作用
石膏种类
化学式
溶解度 /(g性无水石膏 天然无水石膏
石膏种类对水泥性能的影响.doc

石膏掺入种类对水泥性能的影响摘要:用不同种类的石膏对水泥凝结时间调凝时,硅酸盐水泥的性能存在较大的差别,其力学强度由大到小的顺序为:二水石膏、氟石膏、磷石膏、硬石膏、半水石膏,半水石膏对早期强度影响较大,而磷石膏缓凝效果过强。
对于硅酸盐水泥,适宜的调凝剂为二水石膏、氟石膏和硬石膏。
本文通过分析对比,研究了产生这些差异的机理,进而进一步了解了石膏种类对水泥性能的影响。
关键词:石膏、掺量、水化过程、水化产物1引言硅酸盐水泥中掺加适量的石膏不仅可调节凝结时间,同时还能提高早期强度。
通常水泥生产过程中所用的石膏为一水石膏,但近来有一些研究表明,其它种类的石膏同样可作为缓凝剂。
不同种类的石膏对水泥凝结时间和强度的影响也各不相同,本文选取了五种石膏:常用的二水石膏、资源丰富的天然硬石膏、半水石膏和两种工业废料---磷石膏和氟石膏,并对其加入硅酸盐水泥熟料后粉磨而成的水泥的各项性能进行了研究。
2石膏的分类本文主要介绍了五种石膏以不同的掺量与硅酸盐熟料共同粉磨而成的各种水泥的物理性能,并且从石膏的性能和水化产物的微观形貌进行了解释对比。
2.1二水石膏天然二水石膏又称生石膏、软石膏或简称石膏,分子式为CaS04.2H20。
学组成的理论质量为:CaO-32.57%,S03~46.50%,H20~20.93%,常伴有粘土细砂等杂质。
二水石膏属单斜晶系,Ca2+联结[SO4]2-四面体,构成双层的结构层,H20子则分布于双层结构层之间。
石膏的双晶形常成燕尾状。
由于二水石膏的晶面发育好,其解理完全,所以在显微镜下常看到菱形薄板状、柱板状或针状体。
不论何种晶形的二水石膏,其折射率是一定的,Ng=1.529,N P=1.520。
2.2生石膏天然硬石膏主要由无水硫酸钙(CaS04)组成,化学组成的理论质量为:CaO-41.19%,S03~58.81%,属正交晶系,晶体参数为:a=0.697nm,b=0.698nm,c=0.623nm。
磷石膏综合利用的研究进展

磷石膏综合利用的研究进展目录一、内容概述 (3)1.1 磷石膏的来源与产量 (4)1.2 磷石膏的性质与应用前景 (5)二、磷石膏综合利用的技术途径 (6)2.1 建筑材料领域 (7)2.1.1 建筑砌块 (8)2.1.2 道路基层填充材料 (9)2.1.3 膨胀珍珠岩等保温材料 (10)2.2 化肥工业领域 (10)2.2.1 磷石膏作为硫酸钙的原料 (12)2.2.2 磷石膏在肥料生产中的应用 (13)2.3 环保领域 (14)2.3.1 磷石膏在土壤改良中的应用 (15)2.3.2 磷石膏在废水处理中的应用 (16)三、磷石膏综合利用的政策支持与市场现状 (18)3.1 政策支持 (19)3.1.1 国家政策导向 (20)3.1.2 地方政府政策支持 (21)3.2 市场现状 (22)3.2.1 国内外市场需求分析 (24)3.2.2 市场竞争格局 (25)四、磷石膏综合利用的挑战与对策 (26)4.1 技术挑战 (27)4.1.1 提高磷石膏品质的方法 (28)4.1.2 新技术的研发与应用 (29)4.2 经济挑战 (30)4.2.1 降低成本的方法 (31)4.2.2 提高产品附加值的方式 (31)4.3 管理挑战 (32)4.3.1 加强政策引导与支持 (34)4.3.2 促进产学研合作 (35)五、磷石膏综合利用的未来发展趋势 (36)5.1 绿色发展 (37)5.1.1 可持续发展理念的深化 (38)5.1.2 循环经济模式的推广 (39)5.2 高值化发展 (40)5.2.1 高附加值产品的开发 (41)5.2.2 产业链的延伸与拓展 (42)5.3 智能化发展 (43)5.3.1 智能制造技术的应用 (44)5.3.2 信息化管理与服务的发展 (46)六、结论 (47)6.1 磷石膏综合利用的重要意义 (47)6.2 研究展望与建议 (48)一、内容概述磷石膏是磷酸生产过程中产生的工业副产品,主要成分为硫酸钙和有机物质。
脱硫石膏完全代替天然石膏作水泥缓凝剂的应用
天 然 石 膏 12 .5
熟 料 一
( ) 干法 脱 硫 工 艺 在 烟 气 脱 硫 1半
时 加 水 量 可 控 , 过 和 电 厂 协 商 沟 通
后 用 ” 且 在 堆 厂 储 存 中用 铲 车 直 接 ,
程 中 , 粘 结 和 堵 塞 , 库 后 由于 粒 易 入 度 小 , 有 黏性 和 可 压 缩 性 , 使 料 具 常
仓 底 部 的 脱硫 石 膏被 压 实 和 变 硬 , 甚 至结块 , 造成 下 料 困难 , 法 计 量 , 无 严 重 情 况 下 要 停 磨 处 理 。 为 了保 证 下 料 持 续 稳 定 , 过 两 年 的 实 践 , 公 经 我 司从 以 下 途 径 解 决 了 下 料 不 稳 的 问
3 d
53 .
56 . 43 . 40 .
2d 8
8 . 9
87 . 82 . 82 .
3 d
2. 85
2. 79 2. 08 l. 84
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—
45 . — 47 ,
7 9
4
P. 2 5 O3 . R
一
通 讯 地 址 : 肃 祁 连 山水 泥 集 团股 份 有 限 公 司 , 肃 甘 甘
兰 州 市 7 0 3 ; 收 稿 日期 :0 0 0 — 3 编 辑 3 0 0 2 1— 7 1 ;
1 .2 2 .6 01 O3 01 3 . 20 4 .5 02 9 .1 56 02 .9 . 6 .1 36 5 . 3 1 .6 7 86 1.9 2 .3 06 O9 1 5 3 . 1 5 3 .7 07 9 .7 64 06 .8 . 2 . 28 2 4 . 98 .3 4 83
磷石膏在水泥制品中的应用
磷石膏在水泥制品中的应用分析了脱硫石膏的主要成分、应用机理和分类,并研究了替代天然石膏的可行性、对水泥缓凝性能的影响、优点及注意事项。
将脱硫石膏用作水泥缓凝剂,可以提高水泥生产企业的经济效益。
标签:脱硫石膏;水泥;应用;实践目前,中国的SO2污染主要来源于燃煤烟气中的SO2,而通过烟气脱硫,可以减少SO2的排放量。
而现今应用最广泛的脱硫工艺会产生副产物—脱硫石膏,而且数量非常庞大,因此,应对其进行综合利用。
有关试验研究显示,将脱硫石膏用于生产水泥,既能节约资源,又可以减少生产成本,从而实现节能减排。
1 概述脱硫石膏1.1 化学组成脱硫石膏(CaSO4·2H2O)中,一般含90%以上的CaSO4+CaSO4·2H2O,高于天然石膏的70%至80%。
如表1所示为几种厂家脱硫石膏的化学成分,如果用作缓凝剂,均能满足要求。
1.2 应用机理在水泥生产中,脱硫石膏的应用机理如下:脱硫石膏是一种工业副产品,由火电厂进行烟气脱硫时,CaCO3与SO2反应所生成,主要为二水硫酸钙,还含一些其他杂质。
根据国家倡导的节能环保方针,以及综合利用工业废渣的政策,将脱硫石膏用作缓凝剂进行水泥的生产,既能减少成本,又能变废为宝。
1.3 应用分类目前,根据煅烧与否,对脱硫石膏进行应用分类:①不煅烧,直接使用;②煅烧(脱水)脱硫石膏,制成熟石膏,再进行利用。
第一种情况作为水泥缓凝剂或代替全部的天然石膏进行水泥生产等,第二种情况主要作为建筑石膏或用于石膏硬性胶凝材料的配制。
2 在水泥生产中脱硫石膏的应用2.1 分析替代可行性天然石膏(CaSO4·2H2O)的缓凝作用机理为,石膏能快速和Ca(OH)2、C3A反应,生成水化硫铝酸钙C3A3·CaSO4·Ca(OH)2,它难溶于水,会在沉积C3A表面,进而形成包裹层,阻止C3A进一步发生水化,而降低铝酸盐的溶解度,致使不能分离出铝酸钙的水化产物。
石膏的水化,凝结,和硬化过程
石膏的水化、凝结和硬化是建筑材料领域中一个十分重要的过程。
石膏是一种常见的建筑材料,广泛应用于室内装修、雕塑、建筑模型等领域。
在这篇文章中,我们将深入探讨石膏水化、凝结和硬化的过程,包括各个阶段的化学反应、影响因素以及其在建筑领域中的应用。
一、石膏的水化过程石膏的水化是指石膏与水发生化学反应,生成硬化后的产物。
石膏分子中包含结晶水,其化学式为CaSO4·2H2O。
当石膏与水接触后,发生如下水化反应:CaSO4·2H2O + 3H2O → 2CaSO4·2H2O从上式可以看出,水化反应的产物是2CaSO4·2H2O,即石膏的水化硬化产物。
这一过程是放热反应,放出的热量会使石膏矿物晶体结构发生变化,逐渐变得坚硬。
水化过程是石膏硬化的第一步,需要控制好石膏水化的时间和温度,以确保硬化后的产物质量。
二、石膏的凝结过程石膏的凝结是指石膏水化后逐渐变得坚硬的过程。
在水化后,产生的石膏结晶体逐渐沉淀并排列成网状结构,从而形成坚硬的石膏体。
凝结过程的速度受到多种因素的影响,包括温度、湿度、石膏水化的程度等。
凝结过程是石膏硬化的关键阶段,其速度和质量决定了石膏产物的强度和耐久性。
在实际应用中,需要通过控制温度、湿度和添加适量的添加剂来控制石膏的凝结速度和质量,以满足不同应用场景的需求。
三、石膏的硬化过程石膏的硬化是指石膏在凝结过程中逐渐变得坚硬,最终形成硬度较高的产物。
硬化过程是在石膏凝结过程的基础上进行的,其速度和质量受到凝结过程的影响,同时还受到外界环境和添加材料的影响。
硬化过程是石膏产物达到使用强度的关键阶段,同时也是石膏在建筑领域中广泛应用的基础。
通过控制硬化过程的温度、湿度和添加剂的用量,可以获得不同强度和材质的石膏产物,以适应不同的建筑需求。
四、石膏的应用领域石膏作为一种常见的建筑材料,被广泛应用于室内装修、雕塑、建筑模型等领域。
由于其水化、凝结和硬化过程的可控性,可以获得各种形状、强度和质地的石膏产物,满足不同应用场景的需求。
脱硫石膏替代天然石膏做缓凝剂生产水泥
后 , 脱硫 石 膏 的使 用 经 验 推 广 到公 将
司 蓝 田尧 柏 5 0 td熟 料 新 型干 法 生 0 0/ 产线 水 泥磨 进 行 生 产 ,0 8年 1月公 20 司 又 在 2条 5 0/ 0 td干 法 生 产 线 水 泥
的稳 定 , 时产 量 忽 高 忽 低 , 生 产 台 给
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脱硫石膏代替天然石膏水泥小磨试验化学成分 , %
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5 0 5.9 5 7 6. 56 2 -2 5 4 4.4
表 3 脱 硫 石 膏 与天 然 石 膏 与 外 加 剂 适 应 性 实验 结 果 细 度 , 00 rm 筛 余 ) %( .8 a
03 .R、 .3 .R 水 泥 为 17 02 , 25 PC 25 .± .%
P0 25 水 泥 为 20 02 , 结 时 间 .4 .R .± .% 凝
5.2 1
4.8 8
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5 6 7.6
2 _8 63
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30 .0
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5 5 5.7
2 . 6 .8 5 69 6 28 5 0 3 5
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石膏缓凝剂如何选择
半水石膏凝结硬化很快,其初凝时间为6~30min,可以操作时间大概只有
5~10min,早期强度发展迅速,一个半小时的强度可达到绝干强度的1/2~1/
3。半水石膏的这种特点在生产各种石膏制品的过程中给施工操作带来许多不便,
为了满足不同施工工艺的要求,就必须选择适宜的缓凝剂及掺量来调节其凝结时
间。
目前常用的缓凝剂主要有三类:有机酸及其可溶盐、碱性磷酸盐以及蛋白质
类等缓凝剂。有机酸及其可溶盐类缓凝剂主要有柠檬酸、柠檬酸钠、酒石酸、酒
石酸钾、丙烯酸及丙烯酸钠等,其中研究最多,效果最好的是柠檬酸及其盐。柠
檬酸及其盐在掺量很小时即可达到较强的缓凝效果。磷酸盐类缓凝剂主要有六偏
磷酸钠、多聚磷酸钠等。
国内外有不少文章和资料报导了各类缓凝剂的作用效果,对于有机酸盐的缓
凝效果的排列顺序为H+>K+>ca+;柠檬酸及其盐只添加很小的量就能减缓石膏
的凝结,但柠檬酸及其盐导致石膏强度剧烈下降的问题无法得到解决;对于磷酸
盐类缓凝剂同样存在强度损失问题。
名阳石膏模具厂试验选择三种缓凝剂来进行具体性能测试,这三种缓凝剂为
柠檬酸、多聚磷酸钠和硼砂。将这三种缓凝剂掺入石膏体系中,试验结果表明它
们在较小掺量下就可以获得较长的凝结时间,并且随着掺量增加,缓凝效果明显
增强,是对半水石膏有效的缓凝剂类型。
缓凝剂对石膏强度的影响
1.掺入柠檬酸、多聚磷酸钠、硼砂三种缓凝剂的石膏强度随着掺量的增加而
降低,干强和湿强的变化规律和趋势相似。
2.掺入柠檬酸后,石膏试样的干强度和湿强度降低幅度较大。干抗折强度在
其掺量大于O.07%时,急剧降低;干抗压强度在其掺量大于0.05%时,急剧降
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低;而湿抗折强度几乎是成直线下降,当掺量为0.1%时,模具石膏的湿抗折强
度只有0.5MPa。
3.掺入多聚磷酸钠后,模具石膏的强度下降趋势较掺柠檬酸小很多,但是比
掺硼砂的下降明显。
4.在缓凝剂掺量相同的情况下,对石膏强度的影响呈现如下规律:硼砂<多
聚磷酸钠<柠檬酸,这是和它们对凝结时间的影响顺序相同的。
从对石膏强度的影响来看,硼砂是三种缓凝剂种最合适的缓凝剂;虽然多聚
磷酸钠对石膏强度的负面影响较硼砂大,但是在其掺量少的情况下也能用来做缓
凝剂。若用柠檬酸来做缓凝剂,则其掺量应控制在O.03%以下。