半干法石膏胶凝是未来石膏制品的发展方向重点.docVIP

半干法石膏胶凝材料是未来石膏制品发展的方向 安徽森科新材料有限公司 张庚福 一、浇注法石膏胶凝材料 目前国际上和中国国内石膏砌块的生产工艺均为：以建筑石膏（α或β）为主要原料（亦可加入轻集料）、纤维增强材料、发泡剂等辅助材料，经加水搅拌、在流体状态下浇注成型，经过干燥（自然晾晒和烘干）制成的块状、板状的轻质建筑石膏制品，如：石膏砌块、石膏条板、纸面石膏板、抗静电地板石膏基材、石膏模盒等。 理论上半水石膏水化的需水量为18.62%，而实际制作石膏制品时其需水量都大大超过它，原因是使石膏浆体具有流动性，便于生产操作，使石膏浆体具有一定的流动性的需水量称为标准稠度需水量，一般在0.7左右（α石膏在0.35-0.4左右），β石膏实际生产中的水膏比远远大于“标稠”，即0.8-0.9，甚至达到1.0，德国石膏砌块生产的水膏比在0.9左右，除去石膏水化结晶的需水量，多余的自由水（60-70%）需要干燥（人工或自然）延长出厂时间，增加生产成本（约8元/㎡），由于自由水占据了石膏硬化体内大量空间，石膏硬化体密度虽轻，但硬度小，强度低，搬运破碎率高、市场认同度低，制约了石膏胶凝材料的发展。 为降低水膏比，在石膏砌块生产实践中，多采用如下方法： 手工浇注：手工生产，石膏浆体的流动性要求小， 其水膏比可大大降低，一般在0.6左右，降低了干燥压力，但生产效率低。 高效减水剂，据说可降低水膏比10-20%，但生产中至今未遇到真实的减水剂，同时价格昂贵，生产实用价值不高。 球磨粉碎，改变颗粒级配和形貌，增加石膏胶体流动度，降低水膏比约10%（实验室实验），但生产实践上少见。 添加改性剂，增加流动度，这是很好的途径，笔者经过长期实践，其水膏比也仅降低10%左右，未能彻底改变水膏比多的现状。 长期以来，为解决高水膏比的干燥问题，业内石膏砌块企业从生产实践中总结出如干燥下方法： 芯孔水平放置法：利用风的水平方向流动的特点，把砌块芯孔水平放置，便于通风，加快干燥速度； 建干燥楼，把砌块放到楼房上，因高度增加，风力增大，离开湿度大的地面，便于去湿。 建干燥窑，通过加热干燥。 上述干燥方法虽有一定效果，但未根本解决石膏砌块的干燥瓶颈，且生产成本高，占地面积大，搬运成本高，未能形成连续大规模化生产，再加上力学性能差，破碎率高，虽然是绿色建材，但严重的制约了石膏砌块的发展。 二、半干法石膏砌块的提出 应用研究是为生产第一线服务的，市场的需求是应用研究的方向，石膏砌块浇注法多余自由水的干燥制约了其发展，能否有一种半干法石膏砌块的生产工艺彻底解决其发展瓶颈问题。 为此，依据对石膏材性的多年研究和其工艺实践，我们提出了半干法石膏砌块的研究课题。半干法石膏砌块的研究的基本原则是： 半干法石膏砌块的各项指标仍执行JC/T698-2010； 半干法石膏砌块与浇注法一样，只是加水量大大减少，但必须百分百水化，即熟石膏（半水石膏）CaSO4.1/2H20→H20水化反应（空气中）→二水石膏（CaSO4. 2H20）； 半干法石膏砌块的机械化生产仍是模腔成型，但工艺流程与浇注法不同。 研究表明，半干法石膏砌块与浇注法石膏砌块的结晶理论基本一致，但水化过程和水化反应速率大不一样。 半干法在低水膏比的时候，由于无多余自由水迟缓水化反应，其晶核产生，晶体形成反应速率快，其水化热高于浇注法5-10℃（初终凝时间远短于浇注法），由于无多余自由水，再加上添加是SK半干法石膏助剂，晶体结构粗壮，致密，硬化密度大，力学性能高，由于配方中除供给结晶的需水量外，还有多余的少量的自由水，可确保完全水化反应，只是生产中最好水化反应一致，不要因水与石膏粉的界面接触不均匀而影响同步水化，因此加入分散剂非常重要。 通过大量实验，半干法石膏砌块有如下技术问题需解决： 由于水膏比低，水化反应激烈，一般水化热高出浇注法5-10℃，某些建筑石膏粉甚至高出10℃，由于反应激烈，易造成硬化体产生细微裂缝； 初终凝时间比浇注法缩短1-2min； 在水膏比低的情况下如何确保水与石膏的完全结合，完全水化； 密度大，如何降低密度以满足标准要求； 半干法石膏胶凝材料粘性极大，选择好不粘的界面材料； 半干法石膏胶凝材料对环境温度、水温、粉体温度等敏感性极强，其配方如何满足生产要求； 同类石膏，但不同品质，不同类石膏其配方均不一致，其工业化生产时候通过大量的实验以最终确定其配方； 调整好初终凝时间与现有浇注法基本一致，使石膏砌块高生产效力保持； 在解决好上述技术问题后，与其配套的机械设备设计必须满足如下技术要求： 浇注法石膏砌块是在静态的状态下水化、硬化，而半干法石膏砌块是在动态的状态下水化、硬化，其动态的应力、速率应不破坏其水化时晶体结构； 在配方中分散剂的配合下，如何确保水与石膏粉体的充分结合； 机械工艺流程时段必须与石膏胶凝