用石膏復合膠凝材料配制粉刷石膏

用石膏復合膠凝材料配制粉刷石膏

趙云龍 馬小南

太原市金龍鳳建材科貿有限公司，石膏建材研究所(太原030025)

摘要

利用工業廢渣，化學外加劑制備的石膏復合膠凝材料配制的粉刷石膏，其硬化體在濕度大于90%的條件下養護28d的強度較基準建筑石膏配制的粉刷石膏硬化體均有所提高，軟化系數達到0.75—0.80。

關鍵詞

石膏復合膠凝材料 軟化系數 化學外加劑 建筑石膏

一、前言

利用建筑石膏為基料配制的粉刷石膏，在建筑內墻及頂棚抹灰的應用中，避免了水泥砂漿、混合砂漿抹灰面層出現的空鼓、開裂、脫落的現象而被廣泛應用。但因其軟化系數小，耐水性能差，在濕度較大的環境中不宜采用，使用上受到一定局限。

針對石膏膠凝材料的特性，筆者在建筑石膏中摻加微細礦物摻合料與各種化學外加劑制備石膏復合膠凝材料。利用該膠凝材料配制粉刷石膏，以改善其操作性，提高后期強度與粘結性、耐水性，達到在潮濕環境條件下使用的目的。

二、配制原理

用石膏復合膠凝材料配制粉刷石膏，是以建筑石膏為主要基料，輔以微細礦物摻合料及化學外加劑配制而成。其主要強度由建筑石膏水化形成的二水石膏獲得，其次為復合礦物摻合料在水化反應過程中生成的水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣凝膠及鈣礬石(3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O)，它們分散在二水石膏晶體周圍對二水石膏產生包復保護作用，使粉刷石膏抹面硬化體后期強度及耐水性能得到提高。

為保證粉刷石膏具有良好的操作性、保水性、粘結性，避免抹灰層出現開裂、空鼓、掉粉等弊端，對各種外加劑應有一定要求。

保水劑：不同材質的墻體材料，吸水速度與吸水率各不同。為確保粉刷石膏抹面層有足夠的水化時間，防止失水過快造成開裂、掉粉，以及提高粉刷石膏施工的和易性和粘結穩定性及砂漿的抗下垂性，選定在配制的復合膠凝材料粉刷石膏中添加顆粒細小、易溶解、熱穩定性高的纖維素醚類保水劑。摻加量根據主要基材的性能確定，一般為0.1—0.3%范圍內。

凝結時間調節劑：可操作性是粉刷石膏的重要指標。為使粉刷石膏在施工中有足夠的操作時間，應保證粉刷石膏凝結時間有較大范圍的調整來滿足要求。

因粉刷石膏組成原材料的配合比不同，PH值有很大差異，緩凝劑的作用效果也不同，試驗表明：每種緩凝劑都有一個最佳效果的PH值范圍，大多數緩凝劑適宜于中性偏堿的條件下使用，應用面較窄。本公司制備的蛋白質類高效復合型緩凝劑適用于PH值8—13范圍的粉刷石膏，尤其對于利用石膏復合膠凝材料配制的PH值較高的粉刷石膏中更為有效。試驗確定，根據施工要求的可操作時間，緩凝劑摻加量可以控制在0.25%—0.4%之間。

粘結劑：為保證粉刷石膏強度適中，并與基底有較好的粘結力。在復合膠凝材料粉刷石膏中摻加一定量的膠粘劑，用以提高石膏復合膠凝材料粒子間的粘結強度以及利用其在粉刷石膏硬化干燥過程中，隨水分排出而遷移到表面，能夠增強抹面硬度的特性。同時在粉刷石膏拌合使用過程中能改變料漿的流動性。試驗確定摻加量0.2%—0.3%為宜。

引氣劑：由于粉刷石膏中摻加保水劑，粘結劑而增加了料漿的粘度，影響了和易性，操作困難，不易抹平，尤其對于保溫型粉刷石膏的操作帶來不利，為此在粉刷石膏中加入適量的能夠產生氣泡作用減少抹面阻力的引氣劑來改善料漿的和易性及可操作性。

同時由于引氣劑的摻入，增加了粉刷石膏料漿的產漿量，減少了單位面積用量，成本降低。經試驗摻加量0.05%—0.07%為宜。

三、配制工藝

配制復合膠凝材料粉刷石膏，是以建筑石膏為主要基料，其用量為70—80%，微細礦物摻合料為20—30%，堿性激發劑是礦物摻合料的10—20%，組成石膏復合膠凝材料。另外，根據膠料的性能以及施工要求，經過試驗摻加保水劑、粘結劑以及引氣劑等，制備成粉刷石膏或摻加輕集料配制的保溫型粉刷石膏。

制備工藝為：

工業廢渣Ⅰ加入工業廢渣Ⅱ，再加入激發劑和外加劑進行混合制成摻和料后加入到半水石膏中與化學添加劑再次攪拌混合均勻，進入料倉包裝后即為成品。

四、技術性能

根據JC/T517—2004《粉刷石膏》的范圍中規定，粉刷石膏適用于在建筑物室內各種墻面和頂棚上進行底層、面層及保溫層的抹灰，粉刷石膏分為面層粉刷石膏(不含集料具有較高強度)、底層粉刷石膏(用于基底找平，含有集料)、保溫層粉刷石膏(含有輕集料，密度≯500㎏/m3有絕熱性)三個品種。

按照三個品種的要求，經過配制均達到JC/T517的技術性能要求。試驗結果如下。

1、面層粉刷石膏：

細度：0.2㎜方孔篩篩余≤20%

初凝：86min

終凝：132min

抗折強度：4.3Mpa

抗壓強度：12.7Mpa

保水率：>93%

剪切粘結強度：0.69Mpa

軟化系數：0.77

2、底層粉刷石膏：利用粉刷石膏膠料，中砂(細度模量1.8—2.3，含泥量<3%=為集料，按膠骨比為1︰1.5~2比例混合均勻，成為底層粉刷石膏，其試驗結果如下。

初凝：76min

終凝：118min

抗折強度：2.6MPa

抗壓強度：6.2MPa

剪切粘結強度：0.62MPa

軟化系數：0.72

3、保溫層粉刷石膏：利用粉刷石膏復合基料摻加一定量的膨脹珍珠巖、?；⒅榛駿PS顆粒輕骨料，并在基料中適當增加保水劑的用量，另外，為提高石膏膠料與輕集料的粘結強度和表面硬度，粘結劑的用量亦相應增加。

保溫層粉刷石膏應具備良好的絕熱性能，其絕熱性能取決于輕集料的材性及摻加量，在配制過程中應按其硬化體的密度及導熱系數確定，一般膠骨體積比為1︰4至1︰5，硬化體的密度低，孔率分布合理，導熱系數小。

技術性能結果如下：

①初凝：85min

②終凝：130min

③抗折強度：0.3MPa

④抗壓強度：1.7MPa

⑤密度：310㎏/m3

⑥導熱系數：0.067[W/(m·k)]

五、結論

1、利用石膏復合膠凝材料為主要基料配制的粉刷石膏技術性能除符合JC/T517—2004《粉刷石膏》要求外，其耐水性能大幅度提高(基準軟化系數為0.56，該粉刷石膏軟化為0.77)，在濕度大于75%的環境條件下使用，物理力學性能仍能達到標準要求。

2、石膏復合膠凝材料配制粉刷石膏的技術關鍵為：主要原料的性能、配合比，堿性激發劑的品種及用量，堿度過高由于生成具有破壞性的硫鋁酸鈣而導致抹面硬化體的強度及軟化系數降低。堿度太低則不能激發礦物摻合料的活性，達不到耐水性的目的。

3、每一種緩凝劑都有一個最佳作用效果的PH值范圍，由石膏復合膠凝材料配制的粉刷石膏PH值范圍在9—11間，宜選用蛋白質復合型緩凝劑。