關(guān)于石膏砂漿技術(shù)的深度思考

張 軍

（泰安市散裝水泥服務(wù)中心，山東 泰安 271000）

1 石膏砂漿行業(yè)的現(xiàn)狀和存在的問題

1.1 發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，石膏砂漿生產(chǎn)企業(yè)如雨后春筍般發(fā)展起來。一個(gè)中等城市，有幾十家石膏砂漿企業(yè)，但企業(yè)規(guī)模大小不等，技術(shù)力量參差不齊，砂漿質(zhì)量存在較多隱患。同時(shí)，石膏砂漿市場無序競爭，砂漿價(jià)格不斷下降，石膏砂漿行業(yè)前景堪憂。

1.2 存在的問題

1.2.1 市場非理性化

從1999 年下半年起，石膏砂漿熱度開始升溫，參加石膏學(xué)術(shù)大會(huì)的人越來越多，關(guān)心石膏砂漿行業(yè)的人越來越多。為了不錯(cuò)過石膏砂漿發(fā)展的大好時(shí)機(jī)，很多企業(yè)積極研發(fā)石膏砂漿，投入大量的設(shè)備，招聘石膏技術(shù)人員；還有的水泥砂漿企業(yè)認(rèn)為石膏砂漿將代替水泥砂漿，為了迎合市場，也在積極準(zhǔn)備上石膏砂漿生產(chǎn)線。正是在這種大背景條件下，人們開始了石膏砂漿的生產(chǎn)、應(yīng)用。經(jīng)過一年多時(shí)間，各地石膏砂漿企業(yè)發(fā)展迅速，生產(chǎn)能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過市場需求量，石膏砂漿的市場價(jià)格一落千丈，甚至接近成本價(jià)。

1.2.2 人才短缺

從目前國內(nèi)石膏砂漿研究現(xiàn)狀看，只有少數(shù)人對(duì)石膏砂漿技術(shù)有深入的研究，真正能把石膏砂漿研究透，并大量應(yīng)用于市場還需要時(shí)日。行業(yè)內(nèi)技術(shù)人員要刻苦努力，不斷積累經(jīng)驗(yàn)，掌握石膏砂漿的內(nèi)在規(guī)律，將實(shí)驗(yàn)室技術(shù)與施工技術(shù)有機(jī)結(jié)合，從根本上解決石膏砂漿技術(shù)問題。同時(shí)，由于石膏砂漿技術(shù)人才短缺，不熟悉石膏砂漿的質(zhì)量控制，更不熟悉根據(jù)地材的變化、環(huán)境的變化、施工方式的變化調(diào)整配方就開始生產(chǎn)，導(dǎo)致出現(xiàn)了大量質(zhì)量問題而被迫停產(chǎn)整頓。

1.2.3 施工不規(guī)范

石膏砂漿剛剛普及、推廣，很多施工隊(duì)沒有掌握好砂漿的施工技術(shù)，施工方法存在問題。例如，輕質(zhì)抹灰石膏施工時(shí)，剪力墻上必須打好界面劑，否則石膏層容易起泡；石膏自流平施工時(shí)，自流平加水量控制不好，會(huì)出現(xiàn)空鼓、開裂現(xiàn)象。

2 石膏砂漿的質(zhì)量控制

2.1 石膏粉的選擇

天然石膏在大自然中的存在狀態(tài)普遍為二水石膏，通過煅燒生成半水石膏，半水石膏作為建材行業(yè)的重要膠凝材料比較穩(wěn)定，色澤比較一致。但開采成本較高，由于含有雜質(zhì)，強(qiáng)度也受到影響。天然石膏粉在市場上一般銷售價(jià)格是800 元/噸，由于價(jià)格偏高，市場上只有特定情況下使用天然石膏，銷售情況不好，因?yàn)閲艺呦拗崎_山取石，天然石膏的使用量受到限制。

近年來，國家加大對(duì)固廢材料的利用，工業(yè)副產(chǎn)石膏作為固廢得到了廣泛應(yīng)用。一般來講，濕法脫硫的工業(yè)副產(chǎn)石膏的主要成分也是二水硫酸鈣，如果品位合適、氯離子不超標(biāo)，可以通過煅燒的方法脫水形成半水石膏，根據(jù)煅燒溫度不同，可以形成α 石膏（也叫高強(qiáng)石膏）和β 石膏（也叫建筑石膏）。α 石膏吸水率低、標(biāo)準(zhǔn)稠度小、強(qiáng)度高，而β 石膏吸水率高、標(biāo)準(zhǔn)稠度大、強(qiáng)度低。如果采用半干法脫硫，形成的亞硫酸鈣較多，目前還沒有成熟的工藝來煅燒應(yīng)用。一般來講，高強(qiáng)石膏粉用于石膏自流平，而建筑石膏用于抹灰石膏砂漿。

目前，國內(nèi)一般采用過燒工藝，無水石膏的含量較高，必須通過陳化過程消化無水石膏，吸水形成半水石膏，當(dāng)無水石膏低于4%、二水石膏低于5%時(shí)，可以生產(chǎn)石膏砂漿；國內(nèi)開發(fā)了石膏三相測定儀，為石膏相關(guān)企業(yè)提供了一個(gè)檢測石膏三相的有效手段。按照筆者的經(jīng)驗(yàn)，雖然儀器非常好用，但為使結(jié)果更加精確，也要用實(shí)驗(yàn)法對(duì)石膏粉進(jìn)行檢測，這個(gè)實(shí)驗(yàn)非常重要。

脫硫石膏、磷石膏是目前市場上的主導(dǎo)產(chǎn)品，特別是脫硫石膏在市場上已經(jīng)大量使用，而磷石膏在云、貴、川等省份也有大量應(yīng)用。而檸檬石膏、鹽石膏正在研究中，還沒有在市場上大面積應(yīng)用。

2.2 骨料的選擇

在設(shè)計(jì)重質(zhì)石膏砂漿、輕質(zhì)石膏砂漿、石膏砂漿自流平中都涉及用砂的問題，骨料的選擇直接影響石膏砂漿質(zhì)量和砂漿成本，只有根據(jù)各地的實(shí)際情況，正確選用砂骨料，才能保證石膏砂漿質(zhì)量，降低石膏砂漿成本，產(chǎn)品才有市場競爭力。

根據(jù)石膏配方的設(shè)計(jì)要求，砂子可以選擇100目以下的石粉、40 目以下的連續(xù)級(jí)配砂子、20 目以下連續(xù)級(jí)配砂子。使用多少粒徑的砂子，與石膏砂漿的施工厚度有關(guān)，一般來講，如果施工厚度薄，就選用較細(xì)的砂子；施工厚度厚，則選用較粗的砂子，以滿足施工的需要。

目前，市場上可以選擇的砂骨料包括天然砂、機(jī)制砂、建筑垃圾細(xì)骨料等，這些砂子均可以應(yīng)用到石膏砂漿中。天然砂、機(jī)制砂中的石英砂一般比較好用，但涉及到機(jī)制砂、建筑垃圾細(xì)骨料，砂子的石粉含量不同、粘性不同、吸水率不同，因此，調(diào)整配方要困難一些。

國內(nèi)大部分地區(qū)砂子、重鈣的價(jià)格非常高，如果在石膏砂漿中應(yīng)用，成本就會(huì)非常高，產(chǎn)品沒有市場競爭力。如果在配方中使用石粉，可以大大降低石膏砂漿的成本，對(duì)砂漿的市場推廣非常有利。

2.3 外加劑的選擇

2.3.1 羥丙基甲基纖維素

石膏砂漿中最常用的外加劑是羥丙基甲基纖維素，在石膏砂漿中起保水作用，半水石膏在形成二水石膏的凝結(jié)過程中起供水作用。根據(jù)纖維素鏈的長短，分為低粘度纖維素、中粘度纖維素和高粘度纖維素，石膏砂漿配方中加入纖維素，不但起保水作用，還有增稠、增粘的作用。因?yàn)槟ɑ乙笊皾{不但有稠度，還要求砂漿滑爽、不粘刀，所以，選擇纖維素種類時(shí)要注意，在保證保水性的前提條件下，盡量選擇低粘度的纖維素，幾百粘度的纖維素價(jià)格非常高，可能會(huì)增加石膏砂漿的成本。

2.3.2 緩凝劑

石膏緩凝劑也是石膏砂漿中必用的添加劑，用量較大。半水石膏遇水后凝結(jié)時(shí)間為5～20min，緩凝劑的主要作用是延緩石膏水化，延長凝結(jié)時(shí)間，主要機(jī)理是放慢半水石膏相的溶解速度。目前，常用的緩凝劑有磷酸鹽、硼酸鹽、有機(jī)酸及其可溶性鹽、蛋白類。石膏砂漿的緩凝時(shí)間越長，強(qiáng)度損失越大；反之，強(qiáng)度損失小。在滿足施工的條件下，盡量減少使用緩凝劑。如果要求石膏砂漿的緩凝時(shí)間較短，建議使用檸檬酸鈉、酒石酸、磷酸鹽等化合物；如果需要凝結(jié)時(shí)間超過1h，最好選用高效蛋白石膏緩凝劑。

2.3.3 減水劑

近年來，石膏自流平發(fā)展迅速，特別是在北方地區(qū)，由于大面積推廣地暖取暖，因此，需要回填材料。以前使用細(xì)石混凝土、地坪砂漿作為地暖回填材料，存在堿性腐蝕盤管的現(xiàn)象，而歐、美、日已經(jīng)開始使用石膏自流平進(jìn)行回填。石膏自流平配方中使用聚羧酸高效減水劑，減水效果好，受到人們的青睞。合理使用聚羧酸減水劑，可以增加石膏自流平的強(qiáng)度，如果加大聚羧酸的使用量，就增加了緩凝效果，降低了石膏的強(qiáng)度。

2.3.4 消泡劑

消泡劑一般用于石膏自流平砂漿中，由于施工過程中產(chǎn)生的氣泡會(huì)影響石膏的強(qiáng)度，因此，在配方中適量加入消泡劑，可以消除氣泡，有效提高砂漿的抗?jié)B性和抗壓強(qiáng)度。石膏自流平中加入消泡劑后，可以消除不穩(wěn)定的大氣泡，使氣泡均勻，增加石膏自流平流動(dòng)度，改善砂漿硬化后的表觀狀態(tài)，從而使自流平砂漿硬化后抗壓、抗折強(qiáng)度顯著提高。不同種類的消泡劑作用機(jī)理不同，與不同砂漿體系的適應(yīng)性不同，通過實(shí)驗(yàn)確定消泡劑的效果，便于科學(xué)選用。

2.3.5 可再分散乳膠粉

可再分散乳膠粉是石膏基干粉預(yù)拌砂漿中的主要添加劑，膠粉是通過乳液噴霧、干燥而來，與水接觸重新分散成乳液，化學(xué)性質(zhì)與初始乳液完全相同，在石膏砂漿中加入可再分散乳膠粉，可以改善砂漿多種性能：提高石膏的粘接力、內(nèi)聚力；降低材料的吸水性和彈性模量；增強(qiáng)材料的抗折強(qiáng)度、抗沖性、耐磨性、耐久性；提高材料的施工性能?？稍俜稚⑷槟z粉加量少不起作用，加量多則導(dǎo)致內(nèi)聚力過大，對(duì)砂漿產(chǎn)生不良影響，只有合理的加量才能發(fā)揮重要作用。

另外，防水劑、聚乙烯醇粉末、觸變潤滑劑、引氣劑、低膨脹劑、促凝劑等添加劑也在石膏砂漿中得到廣泛應(yīng)用。

2.4 檢驗(yàn)的控制

為保證石膏砂漿的產(chǎn)品質(zhì)量，應(yīng)對(duì)原材料的指標(biāo)進(jìn)行全面檢測，包括石膏標(biāo)稠、初凝時(shí)間、終凝時(shí)間、強(qiáng)度、結(jié)晶水、三相、氯離子含量、細(xì)度、均一性等指標(biāo)。以前忽視了對(duì)均一性指標(biāo)的測定，導(dǎo)致石膏粉存在不均勻的情況、砂漿的緩凝時(shí)間不好調(diào)整、砂漿質(zhì)量不穩(wěn)定，致使施工出現(xiàn)問題。目前，很多企業(yè)已認(rèn)識(shí)到這個(gè)問題，特別是磷石膏粉生產(chǎn)廠家，增加了勻質(zhì)化設(shè)備，提升了石膏粉的質(zhì)量，解決了石膏勻質(zhì)化問題。

石膏砂漿生產(chǎn)過程中，要注意石膏粉不能受潮，否則，二水石膏占比增加，石膏速凝，石膏上墻后，容易開裂、空鼓。因此，要隨時(shí)抽檢石膏粉的三相。石膏砂漿屬于特種砂漿范疇，需要使用高速攪拌器，攪拌時(shí)間要控制在3～5min。石膏砂漿在裝袋過程中，開始的幾包和后面的幾包要回鍋重新攪拌，防止砂漿離析。施工過程中的加水量、攪拌時(shí)間、基層處理等各環(huán)節(jié)都要處理好，如果一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，產(chǎn)品質(zhì)量就會(huì)出現(xiàn)問題。

在原材料檢驗(yàn)控制中，要注意以下幾個(gè)主要指標(biāo)：

（1）石膏粉的三相檢測。固廢石膏經(jīng)煅燒后，二水石膏轉(zhuǎn)化為半水石膏、無水石膏，無水石膏如果含量過多，石膏砂漿上墻后就會(huì)引起開裂；如果欠燒，二水石膏含量超標(biāo)，石膏砂漿上墻后容易引起早凝、空鼓、開裂、強(qiáng)度偏低等，甚至不凝結(jié)，形成不了強(qiáng)度。一般二水石膏控制在5%以內(nèi)、無水石膏控制在4%以內(nèi)就是安全指標(biāo)，企業(yè)應(yīng)根據(jù)具體情況，制定企業(yè)內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)。通過三相檢測，把三相控制在合理范圍內(nèi)，才能保證石膏原料質(zhì)量。

（2）石膏標(biāo)準(zhǔn)稠度的檢測。石膏標(biāo)準(zhǔn)稠度是指100 份石膏粉取得一定流動(dòng)度所需要的加水量，用百分?jǐn)?shù)表示。稱取（300±1）g 半水石膏粉和預(yù)定稠度水量，按照實(shí)驗(yàn)方法，石膏漿體流動(dòng)度達(dá)到（22±0.5）cm 時(shí)，加水量占石膏量的百分?jǐn)?shù)；α石膏粉吸水率低，一般在45%～55%，強(qiáng)度高；而β石膏粉吸水率較高，一般在60%～80%，強(qiáng)度較低。因此，通過標(biāo)準(zhǔn)稠度的測定，也能判斷石膏粉的強(qiáng)度。

（3）細(xì)度的檢測。細(xì)度是描述半水石膏的一個(gè)重要指標(biāo)，關(guān)系到半水石膏的凝結(jié)速度和模型強(qiáng)度。一般情況下，半水石膏的細(xì)度越細(xì)，比表面積就越大；與水的接觸面積越大，在水中的溶解速度就越快，與水結(jié)合后反應(yīng)充分；石膏漿的凝結(jié)速度加快，形成網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，模型強(qiáng)度高，吸水率相對(duì)降低。但當(dāng)石膏粉細(xì)度達(dá)到一定程度后產(chǎn)生較大的結(jié)晶壓力，石膏模型強(qiáng)度下降。α石膏粉細(xì)度較細(xì)，模型強(qiáng)度高；而β 石膏粉細(xì)度較粗，模型強(qiáng)度較低。

（4）凝結(jié)時(shí)間的檢測。凝結(jié)時(shí)間是石膏粉的一個(gè)主要指標(biāo)，初凝時(shí)間是指在標(biāo)稠用水量下，從石膏粉撒入水中至石膏漿失去流動(dòng)性開始變稠時(shí)所需要的時(shí)間；終凝時(shí)間是指石膏粉撒入水中至石膏漿固化時(shí)需要的時(shí)間。在標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量下，初凝時(shí)間不短于6min，終凝時(shí)間不長于25min，適宜的凝結(jié)時(shí)間是石膏粉在生產(chǎn)中正常使用的先決條件，在實(shí)際生產(chǎn)中，初凝時(shí)間長一些，終凝時(shí)間要短一些。如果初凝時(shí)間短，說明石膏粉沒有炒熟、石膏粉受潮、石膏粉存放時(shí)間過長等；如果終凝時(shí)間過長，說明石膏粉過燒或者沒有陳化，表現(xiàn)為石膏漿稀，注模時(shí)容易漏漿，甚至石膏漿不凝固。

（5）抗折強(qiáng)度的檢測。抗折強(qiáng)度是判斷石膏粉質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，一般檢測石膏粉2h 濕抗折強(qiáng)度和40℃干燥抗折強(qiáng)度，實(shí)際生產(chǎn)過程中，在保證模型良好吸漿的條件下，盡量增加抗壓強(qiáng)度，增加石膏砂漿的使用壽命。

3 石膏砂漿的未來發(fā)展

石膏基砂漿與水泥基砂漿相比，具有透氣、隔音、環(huán)保、固廢利用等諸多優(yōu)點(diǎn)，有較好的發(fā)展空間。特別是近年來，國家不少技術(shù)機(jī)構(gòu)加大了對(duì)石膏及其制品的深入研究和應(yīng)用，石膏砂漿的品種和應(yīng)用也越來越廣泛，滿足了建筑工程的不同需求，如石膏自流平砂漿、加氣石膏自流平砂漿。泰安市2020年新上該產(chǎn)品生產(chǎn)線3 條，目前該產(chǎn)品在山東市場推廣較好，正逐步向全國推廣。石膏自流平的優(yōu)點(diǎn)很多：政府鼓勵(lì)使用固廢材料、施工速度快、不空鼓、不開裂、對(duì)地暖盤管的腐蝕性小。這些優(yōu)勢使石膏自流平砂漿迅速被大家接受，很多建筑項(xiàng)目之前設(shè)計(jì)用細(xì)石混凝土回填，后來變更為使用石膏自流平，可以看出建筑市場對(duì)石膏自流平產(chǎn)品的青睞。

4 結(jié)語

石膏砂漿是近年來散裝水泥綠色產(chǎn)業(yè)關(guān)注、熱議和推廣的特種砂漿。它的出現(xiàn)和應(yīng)用彌補(bǔ)了水泥基砂漿某些性能的不足，豐富了預(yù)拌砂漿的技術(shù)和品種，極大促進(jìn)了脫硫石膏、磷石膏等固廢的利用，保護(hù)環(huán)境，節(jié)約資源，為推動(dòng)散裝水泥綠色產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展、促進(jìn)流通領(lǐng)域節(jié)能減排作出了積極貢獻(xiàn)。但由于石膏砂漿企業(yè)的迅猛發(fā)展，造成生產(chǎn)能力過剩。同時(shí)，市場的無序競爭，導(dǎo)致石膏砂漿的價(jià)格不斷下降，砂漿質(zhì)量存在較大隱患。只有做到科學(xué)精準(zhǔn)的配方、嚴(yán)格的生產(chǎn)管理、維持良好的市場秩序，才能降低石膏砂漿的生產(chǎn)成本，保證產(chǎn)品質(zhì)量，推動(dòng)建筑工業(yè)化進(jìn)程。