用脫硫石膏配制嵌縫石膏的研究

徐建軍，丁常正，趙大軍

（1.江蘇尼高科技有限公司，江蘇常州 213141；2.常州市建筑科學(xué)研究院集團(tuán)股份有限公司，江蘇常州 213015）

嵌縫石膏廣泛應(yīng)用于石膏板的接縫、找平、線槽等部位的嵌縫、陰陽(yáng)角處理，裂縫修補(bǔ)所使用的嵌縫材料是石膏板材裝飾工程中不可缺少的配套材料[1]。

嵌縫石膏傳統(tǒng)的做法都是以天然建筑石膏粉為原料配制而成。但近年來，隨著脫硫石膏的推廣與應(yīng)用，煙氣脫硫石膏制備嵌縫石膏是一種市場(chǎng)趨勢(shì)。煙氣脫硫石膏和天然石膏的主要成分都是二水硫酸鈣，經(jīng)煅燒后可制成建筑石膏粉，但由于其粒度小、粒徑分布窄、比表面積小，在使用中與天然建筑石膏還有所區(qū)別。用脫硫石膏生產(chǎn)的嵌縫石膏存在薄批掉粉、表面強(qiáng)度低等一些質(zhì)量通病，本文試驗(yàn)研究了用脫硫石膏完全替代天然石膏制備嵌縫石膏，并解決嵌縫石膏薄批掉粉、表面強(qiáng)度低等質(zhì)量通病。

1 試 驗(yàn)

1.1 原材料

脫硫石膏：產(chǎn)地江蘇，初凝時(shí)間10 min，終凝時(shí)間12 min，2 h抗折強(qiáng)度3.8 MPa，抗壓強(qiáng)度10.6 MPa。

重鈣粉：200目，產(chǎn)地浙江長(zhǎng)興。

石膏緩凝劑：蛋白類衍生物，江蘇尼高科技有限公司自行研制。

保水劑：羥丙基甲基纖維素醚，黏度為60 000 mPa·s。

可再分散乳膠粉：醋酸乙烯/乙烯共聚膠粉。

白水泥：強(qiáng)度等級(jí)32.5，阿爾博波特蘭（安慶）有限公司生產(chǎn)。

1.2 測(cè)試方法

本試驗(yàn)中嵌縫石膏的保水率、抗拉強(qiáng)度、抗裂性等均依據(jù)JC/T 2075—2011《嵌縫石膏》進(jìn)行測(cè)試；抗壓強(qiáng)度依據(jù)GB/T 28627—2012進(jìn)行測(cè)試。

應(yīng)用性能（薄批掉粉測(cè)試方法）：試驗(yàn)基層為圣戈班石膏板，批刮厚度0.5 mm，在溫度（25±5）℃、相對(duì)濕度（50±5）%的環(huán)境下養(yǎng)護(hù)7 d后，用手指壓按揉搓嵌縫石膏層，以手上是否沾滿粉末為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.3 試驗(yàn)基礎(chǔ)配方

由于本文主要是對(duì)用脫硫石膏制備的嵌縫石膏進(jìn)行性能改進(jìn)與提升，因此本文采取試驗(yàn)的基礎(chǔ)配方為：m（脫硫石膏）∶m（重鈣粉）=65∶35，嵌縫石膏的終凝時(shí)間控制在70～90 min。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 保水劑摻量對(duì)嵌縫石膏性能的影響

為避免嵌縫石膏在施工過程中因失水而影響充分水化，降低粘結(jié)強(qiáng)度和薄層掉粉，需加入合適的保水劑改善保水性，按照基礎(chǔ)配方，緩凝劑摻量（按占脫硫石膏+重鈣總質(zhì)量計(jì)）為0.1%，用水量為標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)散度用水量，保水劑摻量（按占脫硫石膏+重鈣總質(zhì)量計(jì)）對(duì)嵌縫石膏性能的影響見表1。

表1 保水劑摻量對(duì)嵌縫石膏性能的影響

由表1可見，隨著保水劑摻量的增加，嵌縫石膏的保水率和粘結(jié)強(qiáng)度均先提高后稍有降低，抗壓強(qiáng)度逐漸降低。保水劑摻量為0.2%～0.6%時(shí)，其抗裂性不符合JC/T 2075—2011的要求。薄批涂層測(cè)試結(jié)果表明，5組試樣均掉粉，且試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)S1試樣掉粉嚴(yán)重，薄批掉粉性能不滿足施工應(yīng)用要求。從性價(jià)比考慮，保水劑的摻量以0.3%～0.4%為宜。

2.2 可再分散乳膠粉摻量對(duì)嵌縫石膏性能的影響

通過添加不同摻量的可再分散乳膠粉來改善嵌縫石膏的抗開裂性能和薄層掉粉性，增加其柔性。按照基礎(chǔ)配方，用水量為標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)散度用水量，緩凝劑摻量為0.1%，保水劑摻量為0.3%，可再分散乳膠粉摻量（按占脫硫石膏+重鈣總質(zhì)量計(jì)）對(duì)嵌縫石膏性能的影響見表2。

表2 可再分散乳膠粉摻量對(duì)嵌縫石膏性能的影響

由表2可見，摻加可再分散乳膠粉對(duì)嵌縫石膏的保水率和粘結(jié)強(qiáng)度均有一定程度的改善。可再分散乳膠粉摻量達(dá)到0.6%后，嵌縫石膏的抗裂性能符合JC/T 2075—2011的要求。薄批涂層測(cè)試結(jié)果表明：S6、S7、S8試件薄批掉粉，S9、S10、S11試件薄批均不掉粉，且S11的表面強(qiáng)度較好。可再分散乳膠粉摻量達(dá)到1.2%時(shí)，嵌縫石膏的性能符合JC/T 2075—2011要求，薄批涂層不掉粉，嵌縫石膏的綜合性能改善明顯。因此，從性價(jià)比考慮，可再分散乳膠粉的適宜摻量為1.2%～1.5%。

可再分散性乳膠粉分散于石膏漿體中，硬化后可起填充和連接作用的聚合物膠膜層，與交錯(cuò)的石膏晶體互相交聯(lián)，形成了較為致密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[2]，從而提高了硬化嵌縫石膏的抗拉強(qiáng)度和薄層不掉粉性能。

2.3 白水泥摻量對(duì)嵌縫石膏性能的影響

采用不同摻量白水泥等質(zhì)量替代脫硫石膏，提高嵌縫石膏薄批涂層的表面硬度，改善嵌縫石膏的綜合應(yīng)用性能。按照基礎(chǔ)配方，用水量為標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)散度用水量，緩凝劑摻量為0.1%，保水劑摻量為0.3%，可再分散乳膠粉摻量為1.2%，白水泥摻量（等質(zhì)量替代脫硫石膏）對(duì)嵌縫石膏性能的影響見表3。

由表3可見，白水泥的摻加對(duì)嵌縫石膏的保水率影響較小。隨著白水泥摻量的增加，嵌縫石膏的粘結(jié)強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度均先提高后降低，當(dāng)白水泥摻量為4%時(shí)，其粘結(jié)強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度最高，分別為0.70、18.0 MPa。白水泥摻量為0～2%時(shí)，嵌縫石膏薄批涂層的表面強(qiáng)度無明顯改善。薄批涂層測(cè)試結(jié)果表明，5組試樣均不掉粉，白水泥摻量為4%～6%，嵌縫石膏薄批涂層的硬度較好。由此說明，白水泥的適宜摻量為4%～6%。

摻白水泥的石膏砂漿硬化體中二水石膏晶粒和縫隙都被水泥水化產(chǎn)生的大量的C-S-H和AFt等水化產(chǎn)物覆蓋，會(huì)提高硬化體致密度[3]，當(dāng)白水泥摻量過高，會(huì)造成局部的應(yīng)力集中，石膏砂漿硬化體脫水干燥時(shí)容易因收縮產(chǎn)生微裂紋，影響到硬化體的整體強(qiáng)度。

3 結(jié)論

（1）保水劑摻量超過0.3%時(shí)，嵌縫石膏薄批不掉粉性能并未明顯改善。保水劑的摻量為0.2%～0.6%，其抗裂性和薄批掉粉性能均不符合JC/T 2075—2011的要求。從性價(jià)比考慮，保水劑的摻量以0.3%～0.4%為宜。

（2）摻加可再分散乳膠粉對(duì)嵌縫石膏的保水率和粘結(jié)強(qiáng)度均有一定程度的改善，可再分散乳膠粉的適宜摻量為1.2%～1.5%。

（3）白水泥摻量為0～2%時(shí)，嵌縫石膏薄批涂層的表面強(qiáng)度無明顯改善；白水泥摻量為4%～6%，嵌縫石膏薄批涂層的表面強(qiáng)度較好。

（4）當(dāng)保水劑摻量為0.3%、可再分散乳膠粉摻量為1.2%、白水泥摻量為4%時(shí)，嵌縫石膏的抗壓強(qiáng)度為18.0 MPa，抗拉強(qiáng)度為0.70 MPa、無裂縫、應(yīng)用性能良好，綜合性價(jià)比高。