根據(jù)煅燒工藝及用途的不同，脫硫建筑石膏中各相所占比例各不相同，各相的比例會對脫硫建筑石膏的性能產(chǎn)生影響。
2.1 殘余二水石膏含量對脫硫建筑石膏性能的影響
脫硫建筑石膏中殘余的二水石膏在其水化過程中起到晶核的作用，若煅燒產(chǎn)物中存在較多的二水石膏，容易產(chǎn)生快凝等現(xiàn)象。試驗選擇 iii 型無水石膏含量為 0 并且石膏純度在 95％ 以上的脫硫建筑石膏，所測得的殘余二水石膏含量與對應的脫硫建筑石膏性能列于表 1 中。從表 1 和圖1 可以看出，初凝和終凝時間隨著殘余二水石膏含量的增加均減少；當二水相含量由 2.21％ 增加至 8.92％ 時，初凝時間減少 13 min，終凝時間減少 15 min；當二水相含量過高時，脫硫建筑石膏的 2 h 抗壓強度及抗折強度較低。
表 1 殘余二水石膏對脫硫建筑石膏性能的影響
編號
標稠/％
初凝/min
終凝/min
抗折強度/mpa
抗壓強度/mpa
二水石膏/％
sq-1
58
20
24
3.52
7.86
2.21
sq-2
60
14
19
3.88
8.44
2.91
sq-3
61
12
18
3.72
9.91
3.19
sq-4
63
11
13
3.32
7.19
6.57
sq-5
60
7
9
3.48
8.13
8.92
sq-6
63
5
8
2.90
6.25
20.04
圖 1 二水石膏對凝結時間的影響
但脫硫建筑石膏凝結時間受諸多因素的影響，所以有時脫硫建筑石膏內二水石膏含量對凝結時間的影響很難準確獲得。當通過添加緩凝劑后，絕大部分二水石膏含量較低的脫硫建筑石膏的凝結時間可顯著延長；當脫硫建筑石膏內二水相含量較高時，同等的摻量對延長石膏的凝結時間效果并不理想。不同二水石膏含量情況下，加 sc 石膏緩凝劑及未加緩凝劑的脫硫建筑石膏凝結時間見表 2 及圖 2。當殘余二水石膏含量 < 4.0％ 時，在石膏內摻入 0.2％～0.3％sc 石膏緩凝劑后，石膏的凝結時間至少延長至原來的 3 倍以上，初凝時間能達到 1 h 以上；當殘余二水石膏含量 >4.0％時，即使有的空白樣的凝結時間也能達到 6 min以上，但摻入 0.2％～0.3％sc 后，凝結時間與原來差別不大，且終凝時間普遍偏短，此時，即使是摻入成倍乃至更多量的緩凝劑也不能達到理想的凝結時間，見表 3。
表 2sc 緩凝劑對脫硫建筑石膏凝結時間的影響
序號
二水石膏/％
標稠/％
空白樣
加0.2~0.3％sc
初凝/min
終凝/min
初凝/min
終凝/min
1
0.60
53
6
7
61
71
2
1.33
55
13
16
70
78
3
1.82
46
9
11
63
70
4
2.21
41
12
15
80
86
5
2.81
50
7
8
51
60
6
3.34
45
15
20
63
68
7
4.32
40
4
5
11
13
8
8.92
50
7
9
21
25
9
16.78
49
5
8
13
19
10
16.95
50
7
10
10
14
圖 2 摻 sc 緩凝劑后凝結時間與殘余二水石膏之間關系
表 3 緩凝劑摻量對凝結時間的影響
編號
二水石膏/％
緩凝劑/％
標準擴散度/％
凝結時間/min
sc
wc
初凝
終凝
1
7.8
-
-
65
2
4
2
7.8
0.2
0.5
65
3
5
3
7.8
0.8
0.5
65
10
16
2.2 過燒的 iii 型無水石膏對脫硫建筑石膏性能的影響
經(jīng)過煅燒的脫硫建筑石膏，由于含有一定量的性質不穩(wěn)定的無水石膏和少量的二水石膏，使得物相組成不穩(wěn)、分散度大、吸附活性高，導致粉體標準稠度用水量增加、強度降低、凝結時間不穩(wěn)定，此時脫硫建筑石膏需要陳化，以改善其物理性能。陳化對脫硫建筑石膏凝結時間的改善效果見表 4。
表 4 陳化對脫硫建筑石膏凝結時間的影響
無水相/％
半水相/％
二水相/％
加0.2％sc+0.5％wc
注釋
初凝/min
終凝/min
7.73
78.66
3.40
45
51
未經(jīng)陳化
0
88.21
3.54
69
78
陳化1晚
但是當脫硫建筑石膏粉中 iii 型無水石膏含量較高，且二水石膏含量也較高時，陳化雖然能減少無水石膏的含量，但是并不能對其性能起到明顯的改善，尤其是凝結時間，因為二水石膏含量高，其減弱緩凝劑的緩凝效果，使加入緩凝劑的石膏凝結時間不會發(fā)生明顯的變化。
根據(jù)石膏的不同用途，所需脫硫建筑石膏的各相比例是不一樣的。如果是生產(chǎn)石膏建材制品，如各種石膏板、砌塊等，希望的脫硫建筑石膏中二水石膏含量較高，此時建筑石膏的凝結時間較短，可提高生產(chǎn)模具的周轉率或生產(chǎn)線上制品的產(chǎn)量；如果是生產(chǎn)粉體石膏建材，如粉刷石膏、石膏黏結劑、石膏接縫材料等，希望脫硫石膏煅燒產(chǎn)品中絕大部分為半水石膏、極少量的過燒無水石膏ⅲ和欠燒二水石膏，此時生產(chǎn)的脫硫建筑石膏凝結硬化較慢，有利于減少外加劑的摻量，降低生產(chǎn)成本。因此，生產(chǎn)過程中需根據(jù)自身的需要選擇合適的煅燒設備，合理控制煅燒工藝。
2.3 相分析在煅燒設備及煅燒工藝選擇中的應用
脫硫建筑石膏生產(chǎn)采用干法煅燒石膏工藝。按加熱方式，可分為間接加熱和直接加熱；按出料方式，可分為間接出料和連續(xù)出料；按煅燒脫水速度，可分為慢速和快速煅燒。20 世紀 60 年代上主要采用慢燒型間歇炒鍋和外燒式回轉窯，70~80 年代發(fā)展了連續(xù)炒鍋和錐形炒鍋，回轉窯也從外燒式發(fā)展成內燒式煅燒。隨著石膏工業(yè)技術的進步，為滿足石膏建材制品生產(chǎn)線的運行速度，增加產(chǎn)量，目前發(fā)展了氣流式快速煅燒工藝及其相關的氣流式煅燒磨設備。由 2.2 節(jié)的分析，如果是生產(chǎn)石膏建材制品，宜采用快速煅燒設備，縮短生產(chǎn)周期；如果是生產(chǎn)粉體石膏建材，宜選用慢速煅燒設備。
以用于粉體石膏砂漿的脫硫建筑石膏的煅燒為例，采用低溫間接換熱煅燒，石膏不易過燒，煅燒出的建筑石膏中不再含有可溶性 iii 型無水石膏，大部分為半水石膏。但有時受料流的穩(wěn)定性、二水石膏的純度等因素的影響，制備出的建筑石膏中二水石膏含量會偏高，會出現(xiàn)初凝時間偏短；通過進一步調節(jié)煅燒溫度可使脫硫建筑石膏的二水相減少，半水相含量提高，使石膏相組成相對穩(wěn)定，提高脫硫建筑石膏的性能，見表 5 和表 6 。
表 5 煅燒溫度對脫硫建筑石膏相組成的影響
編號
煅燒溫度/℃
吸附水/％
無水石膏/％
半水石膏/％
二水石膏/％
sb-1
147
0.44
0
86.43
3.35
sb-2
135
0.27
0
83.56
6.57
sb-3
130
0.35
0
80.80
8.92
sb-4
120
0.11
0
75.61
16.92
表 6 煅燒溫度對脫硫建筑石膏凝結時間及 2 h 強度的影響
編號
煅燒溫度/℃
初凝/min
終凝/％
摻0.2％sc+0.5％wc
抗折強度/mpa
抗壓強度/mpa
初凝/min
終凝/％
sb-1
147
24
30
63
71
3.6
6.6
sb-1
135
11
13
22
27
3.3
7.2
sb-1
130
7
9
21
25
3.5
8.1
sb-1
120
7
10
10
14
3.2
8.2
由于煅燒溫度的升高導致二水相含量減少，使煅燒出的脫硫建筑石膏的凝結時間變長， 其 2 h 強度比快凝的脫硫建筑石膏強度低，但是這并不意味著其性能劣于二水石膏含量高、凝結時間短的脫硫建筑石膏。從表 7 可以看出，凝結時間長的脫硫建筑石膏絕干強度高于快凝的石膏，其更適合用于粉體石膏砂漿。因此，選擇合適的煅燒溫度可使脫硫建筑石膏的二水相減少，凝結時間增長，絕干強度增加。
表 7 煅燒溫度對脫硫建筑石膏絕干強度的影響
編號
煅燒溫度/℃
二水石膏/％
初凝/min
2h 抗折強度/mpa
2h 抗壓強度/mpa
絕干抗折強度/mpa
絕干抗壓強度/mpa
sb-5
153
2.91
20
3.12
6.61
7.53
23.57
sb-6
133
5.98
14
3.8
8.44
6.63
19.24
在煅燒溫度范圍內，煅燒時間的長短決定了脫硫建筑石膏粉中無水相與二水相的含量。煅燒時間過短會導致其中的二水相含量偏高，煅燒時間過長會導致其中的無水相含量偏高，這就需要一定的陳化時間。因此根據(jù)不同用途的脫硫建筑石膏的性能要求來進行其相組成設計，有利于煅燒設備及煅燒工藝的改進。