磷酸盐自硬砂的性能主要受到粘结剂、固化剂和环境等因素的影响。实验通过对改性粘结剂和复合固化剂的研究,阐述了两者对磷酸盐自硬砂性能的影响;研究了不同温度和相对湿度下磷酸盐自硬砂性能的变化;通过扫描电镜对磷酸盐自硬砂的微观形貌进行了观察,并进行了机理分析。通过对柠檬酸改性粘结剂的研究发现,柠檬酸粘结剂加入量为4%,固化剂加入量为10%时,能够得到抗拉强度为0.77MPa的自硬砂,比没有改性的磷酸盐自硬砂,抗拉强度提高了35%以上;将柠檬酸与PVP联合改性发现,磷酸盐自硬砂在脱模时间上大大缩短,由较长的55min缩短到25min左右;将柠檬酸与硅酸联合改性所得粘结剂,自硬砂存放稳定性得到提高,自硬砂强度在七天内波动值小于14%。通过对复合固化剂的研究发现,固化剂中稀土含量为10%时,自硬砂的抗拉强度最高达到0.97MPa,提高了60%以上,并且使自硬砂抗拉强度在七天内的波动值小于17%;固化剂中氧化铁含量为20%时,使得到的自硬砂抗拉强度提高了30%,固化剂中氧化铁含量为30%时,得到的自硬砂存放稳定性最好,七天内抗拉强度波动小于5%;将氧化铁改性固化剂与含镁改性粘结剂配合使用,发现自硬砂抗拉强度能够达到1.18MPa,与没有改性的固化剂所得磷酸盐自硬砂相比,强度提高了97%以上,但在自硬砂存放稳定性上表现不佳,强度下降达到47%左右。通过对环境因素的研究发现,在低湿环境中自硬砂硬化速度快,脱模时间在35min以内,自硬砂存放稳定性良好,七天抗拉强度值波动小于10%;在高湿环境中自硬砂硬化速度慢,脱模时间超过95min,自硬砂存放稳定性极差,抗拉强度下降超过80%;在低温环境下自硬砂的可使用时间要长于在高温环境下,自硬砂的抗拉强度随着温度的升高最大有20%左右的下降。通过对磷酸盐自硬砂的微观形貌进行观察,发现性能较好的自硬砂粘结膜和粘结桥表面光滑、平整,裂纹数较少。