不同组分对抹灰石膏新拌性能影响研究.docx

? ? 不同组分对抹灰石膏新拌性能影响研究 ? ? 唐 勇 (西南水泥有限公司，四川 成都 610000) 0 前 言 石膏是一种传统建筑材料，古埃及、古希腊和古罗马的现存文物或古迹的砌筑和抹灰层中，仍可以见到石膏基材料的踪影。尽管石膏具有悠久的应用历史，但由于缺乏科学的煅烧装备和工艺，以及古代优秀配方技术的失传，近代以来石膏的应用远落后于水泥等建筑材料。20世纪50年代，干混砂浆在欧洲开始快速发展，德国可耐福公司于1964年发明了第一台单层石膏抹灰砂浆喷涂机以及相对应的产品，抹灰石膏机械化施工随即被推广应用到世界各地[1]。在一些欧洲国家，抹灰石膏的用量占据抹灰总量的半数以上，形成了从基础研究、生产技术、到应用施工的完整体系。目前，我国石膏砂浆研究主要集中在水膏比、缓凝剂、集料等方面，针对不同组分对石膏浆体新拌性能的研究较少。因此，本文重点研究了脱硫石膏、不同纤维素醚及掺量、轻重集料对石膏浆体新拌性能的影响，以期为机械喷涂抹灰石膏的工作性调节、配比设计和应用提供参考。 1 试验部分 1.1 原 料 建筑石膏(以磷石膏、脱硫石膏为原料制备)由贵州某公司提供，其化学组成和物理性能见表1～2。缓凝剂为市售蛋白类建筑石膏缓凝剂。引气剂为α-烯基磺酸。 表1 建筑石膏的化学组成 wt.% 表2 建筑石膏的物理性能 1.2 试验方法 浆体的搅拌方法和扩散度参照《抹灰石膏》(GB/T 28627—2012)执行。硬化浆体的凝结时间参照《建筑石膏 净浆物理性能的测定》(GB/T 17669.4—1999)进行测试。保水率和湿密度参照《建筑砂浆基本性能试验方法标准》(JGJ/T 70—2009)执行。 2 结果与讨论 2.1 不同复配比例对石膏凝结时间的影响 选择国产缓凝剂，掺量为0.2%(占石膏质量比)。水粉比为0.7。 由图1(a)可知，当脱硫石膏的掺量从10%提高到30%，石膏的初凝时间从95 min降低到77 min。脱硫石膏的掺量继续增加至50%，石膏的初凝时间稳定在67 min左右。由图1(b)可以看出，当灰钙掺入量为10%时，脱硫石膏掺量(≤30%)显著影响了石膏初凝时间，使得初凝时间从71 min降低到60 min。但是脱硫石膏的掺量继续增加对石膏的初凝时间无明显影响，维持在65 min左右。说明当磷石膏与脱硫石膏的比例大于2.33时，灰钙的掺入缩短了石膏的初凝时间。并且在灰钙存在的情况下，磷石膏与脱硫石膏的比例对初凝时间的影响不大。这主要是因为磷石膏含有部分杂质(主要为可溶性磷、氟等)，这些杂质附着于磷石膏表面，阻碍了石膏的溶解，因而延长了石膏的凝结时间[5]。脱硫石膏的掺入相当于稀释了可溶磷的含量，所以石膏的初凝时间随脱硫石膏的掺入而缩短。灰钙的加入使得石膏浆体的pH值增加，更容易与可溶性磷反应生成沉淀物，减弱了磷石膏杂质对石膏凝结时间的影响。 (a)灰钙掺量0% 2.2 纤维素醚掺量和种类对石膏浆体性能的影响 脱硫石膏掺量为50%，缓凝剂掺量为0.2%，灰钙掺量为10%，调整用水量使石膏浆体的扩散度为(165±5)mm。 表3为不同掺量纤维素醚对石膏浆体性能的影响，由表3可以看出，纤维素醚的掺入对石膏浆体用水量影响明显，但纤维素醚的种类对石膏浆体用水量的影响不大。纤维素醚的加入显著提升了石膏浆体的保水率，其中A3、B3、C3组分别比空白组提升了11.8%、12.7%、11.8%。但是纤维素醚掺量的增加对石膏浆体保水率的影响较小。还可以看出，随纤维素醚的加入，浆体的湿密度下降，其中A3、B3、C3组分别比空白组降低了6.5%、8.0%、6.7%。一般来说，纤维素醚结构含有的羟基和醚基基团易与水分子缔合成氢键，使游离水变成结合水，从而发挥良好的保水性能[6]。同时，烷基基团的引入使含有纤维素醚的水溶液的表面能降低，因此，纤维素醚具有引气的作用，最终降低了石膏浆体的湿密度[7]。综合性能和成本考虑，掺量为0.125%的HPK150 MS适合用于抹灰石膏。 表3 纤维素醚对石膏浆体性能的影响 2.3 引气剂对石膏性能的影响 脱硫石膏掺量为50%，缓凝剂掺量为0.2%，灰钙掺量为10%，纤维素醚掺量为0.125%，水灰比为0.505。引气剂对石膏浆体性能的影响见表4。 表4 引气剂对石膏浆体性能的影响 由表4可以看出，引气剂的加入明显降低了石膏浆体的湿密度，其中引气剂掺量为0.015%时，石膏浆体的湿密度比空白组降低了16.8%。一般来说，引气剂的加入会造成石膏硬化体力学性能的下降[8]。所以综合来看，引气剂掺量为0.01%较适宜。 2.4 填料对石膏性能的影响 脱硫石膏掺量为50%，缓凝剂掺量为0.2%，灰钙掺量为10%，纤维素醚掺量为0.125%，引气剂掺量为0.01%，水灰比为0.505。 图2为填料对石膏性能的影响