輕質(zhì)抹灰石膏的研制及應(yīng)用問題分析趙守佳 高級工程師石膏基砂漿的發(fā)展及趨勢1、我國特種砂漿行業(yè)發(fā)展趨勢2、石膏基砂漿的優(yōu)勢3、石膏基干混砂漿的種類1）抹灰石膏 GB/T28627-20122）機械噴涂抹灰石膏  JC/T2474-20183）石膏基自流平砂漿 JC/T1023-20074）嵌縫石膏 JC/T2075-20115）粘結(jié)石膏 JC/T1025-20076）石膏基膩子 JC/T2514-20197）防霉耐水抹灰石膏砂漿 JC/T2497-20184、建筑石膏的快速陳化技術(shù)成熟自然陳化時間周期長，而且質(zhì)量不可預(yù)期，因此德國Claudius Peter開發(fā)了均化處理裝置對煅燒石膏進行加快陳化處理。帶有一定潮氣的熱空氣由底部通過收塵布進入，煅燒石膏粉在空氣作用下形成懸浮，可以充分與空氣中的水汽反應(yīng)；此外在均化器中內(nèi)還有一個豎管，可以將熱氣導(dǎo)到均化器上部，實現(xiàn)物料從下到上的混合均化，進一步強化均化的效果。5、建筑石膏均化的條件分析建筑石膏的三相，計算β-半水石膏含量的波動值：式中：    S-標(biāo)準(zhǔn)偏差；   -所有取樣的平均值；     若R ＜5%，表示該批建筑石膏的均勻性好；若R =5~10%，表示該批建筑石膏的均勻性一般，可以選擇使用；若R ＞10%，表示該批建筑石膏的均勻性差，需要將本批建筑石膏組批或均化后使用；6、建筑石膏的倉混均化技術(shù)料倉內(nèi)建筑石膏的性質(zhì)是不均勻的，圖示黑白層代表性能相異的建筑石膏，通過倉混器，建筑石膏穿插混合，達到均化。7、抹灰石膏助劑的發(fā)展8、抹灰石膏的發(fā)展方向9、石膏基干混砂漿的構(gòu)成1、必需的成分：----建筑石膏或高強石膏----纖維素醚 ----緩凝劑：酒石酸、蘋果酸、多聚磷酸鹽、蛋白質(zhì)類2.其他成分：----促凝劑：二水硫酸鈣、水泥、----骨料：水洗砂、機制砂、珍珠巖、玻化微珠  ----填料：重鈣 、滑石粉  ----膠粘劑：可再分散膠粉、聚乙烯醇粉末----水泥：普硅水泥、高鋁水泥、硫鋁水泥、白水泥  ----觸變劑：膨潤土、淀粉醚   ----減水劑 ：密胺類，聚羧酸鹽類 ----纖維：木質(zhì)纖維、PP纖維、芳綸、玻璃纖維 ----密度調(diào)節(jié)劑：引氣劑、消泡劑輕質(zhì)抹灰石膏的重要原材料—建筑石膏輕質(zhì)抹灰石膏的重要原材料—纖維素醚1、纖維素----纖維素醚的前身地球上各種能源都與太陽能密切相關(guān)，人類所使用的能量絕大部分來源于太陽能。捕獲太陽能的生物主要為綠色植物，通過光合作用把太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。光合作用的總反應(yīng)式是：每年通過光合作用合成的纖維素可達1500億t。纖維素是當(dāng)今世界上最豐富的多糖物質(zhì)。天然纖維素的主要來源是棉花、樹木、水生植物、草等。棉花含纖維素92~95%；亞麻含纖維素約80%；木材含纖維素約50%。2、纖維素的結(jié)構(gòu)纖維素是一種復(fù)雜的多糖，分子中含有成千上萬個葡萄糖單元,化學(xué)式為（C6H10O5）n。D-葡萄糖基以β—1,4苷鍵聯(lián)結(jié)起來。3、纖維素醚的原材料建筑用纖維素醚是一種非離子水溶性聚合物，其來源為：纖維素（木漿或棉絨 ）、鹵代烴（氯甲烷、氯乙烷或其他長鏈鹵化物）、環(huán)氧化合物（環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷等）HPMC-羥丙基甲基纖維素醚   HEC-羥乙基纖維素醚 HEMC-羥乙基甲基纖維素醚   EHEC-乙基羥乙基纖維素醚   MC-甲基纖維素醚4、纖維素醚的制備反應(yīng)5、纖維素醚的技術(shù)要求 JC/T2190-2013    建筑干混砂漿用纖維素醚  6、纖維素醚的性能纖維素醚的性能取決于：  聚合度 DP 葡萄糖單元的個數(shù)----粘度   取代基及其取代度、取代均勻程度 ----決定應(yīng)用領(lǐng)域   粒徑大小----溶解性能  表面處理 （即延時溶解）----起粘時間與體系的pH值有關(guān) 改性程度----改進纖維素醚的抗流掛性、施工性等。 7、纖維素醚的作用—保水作用纖維素醚是由β-D-葡萄糖單元組成的高分子鏈狀化合物，分子中的羥基和醚鍵上的氧原子與水分子形成氫鍵，將水分子吸附在高分子鏈表面及纏繞的分子鏈中，延緩水分揮發(fā)和被基層吸附。  纖維素醚的保水性提供的益處：         --不需對基層進行潤濕，節(jié)省工序       --良好的施工性       --足夠的強度HPMC與HEMC熱穩(wěn)定性比較保水性的測定方法保水性與纖維素醚用量的關(guān)系8、纖維素醚的作用—增稠作用纖維素醚能夠增加石膏基砂漿成分之間的凝聚力，表現(xiàn)在砂漿的稠度增加上。纖維素醚的增稠主要提供的益處：      --減少落地灰       --增加與基層的粘結(jié)力       --減少砂漿的流掛性      --保持砂漿均勻9、纖維素醚的作用—表面活性纖維素醚中含有親水基團（羥基、醚鍵）和憎水基團（甲基、乙基、葡萄糖環(huán)）是一種表面活性劑。 (水的表面張力是72mN/m,表面活性劑是30mN/m，而纖維素醚是HPC 42,HPMC 50, MC 56, HEC 69, CMC 71mN/m) 纖維素醚的表面活性主要提供的益處：   --引氣效應(yīng)（批刮順滑、濕密度低，彈性模量低，抗凍融）   --潤濕作用（增加與基層的粘結(jié)力）10、輕質(zhì)抹灰石膏對纖維素醚的要求1.保水性好2.和易性好，沒有結(jié)塊3.批刮順滑4.抗下垂性強5.凝膠溫度高于75℃6.溶解速度快7.有引氣能力，能穩(wěn)定砂漿中的氣泡為最好11、如何確定纖維素醚的用量對于抹灰石膏來說，要具有好的施工性能并且避免表面產(chǎn)生裂紋，在很長一段時間內(nèi)保證砂漿內(nèi)保留充足的水是必要的。同時纖維素醚長時間保留適量的水份可以使砂漿有一個穩(wěn)定的凝結(jié)過程。纖維素醚的用量決定于：          纖維素醚的粘度    纖維素醚的生產(chǎn)工藝    纖維素醚的取代基含量及分布  纖維素醚的粒徑分布 石膏基砂漿的種類和組成    基層的吸水能力 石膏基砂漿的標(biāo)準(zhǔn)擴散度的用水量  石膏基砂漿的凝結(jié)時間    施工厚度及施工性能   施工條件（如溫度、風(fēng)速等）    施工方法（手工刮抹、機械噴涂）輕質(zhì)抹灰石膏的研制1、輕質(zhì)抹灰石膏的基本要求符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T28627-2012《抹灰石膏》輕質(zhì)底層抹灰石膏的要求。強度—抗壓強度能夠為刮抹膩子提供良好牢固的基層  穩(wěn)定—塑性階段不開裂，收縮率在0.05%以下 粘結(jié)—濕粘結(jié)力強，不掉灰，拉伸粘結(jié)強度高，不脫落，不空鼓  快捷—凝結(jié)時間短，初凝和終凝的間隔小于30分鐘   順滑—手工施工時容易攤鋪，刮抹省力（尤其是用1.2m長的刮杠）  適應(yīng)—各種基層（混凝土、砂漿、發(fā)泡混凝土砌塊等），施工環(huán)境（風(fēng)速、溫度等），與后序的建筑材料相容  環(huán)保—符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于VOC、重金屬、放射性的要求2、輕質(zhì)抹灰石膏性能測試項目1）檢測項目（可量化）    ----細(xì)度、凝結(jié)時間、保水率、強度、體積密度、涂布率（濕密度）、抗下垂性能2）用戶體驗項目（非量化）   ----施工手感、表面光滑性、可使用時間、壓光時間、抗開裂性能。除了細(xì)度外，纖維素醚能夠影響輕質(zhì)抹灰石膏幾乎所有的性能3、輕質(zhì)抹灰石膏的推薦配方4、纖維素醚用量的作用5、輕質(zhì)抹灰石膏的特點該配方生產(chǎn)的機噴抹灰石膏經(jīng)工地實際應(yīng)用 6、輕質(zhì)抹灰石膏的性能水泥對輕質(zhì)抹灰石膏的作用1、水泥對抹灰石膏性能的影響2、抹灰石膏凝結(jié)時間的測定方法3、水泥對抹灰石膏性能的影響灰鈣粉對輕質(zhì)抹灰石膏的作用1、輕質(zhì)抹灰石膏的試驗配方2、灰鈣粉對輕質(zhì)抹灰石膏抗裂性的作用3、石膏基厚層找平砂漿的推薦配方4、石膏基找平砂漿對纖維素醚的要求1）在增稠和流動有好的平衡2）易分散、沒有結(jié)塊。3）均質(zhì)能力、懸浮性好石膏砂漿的應(yīng)用問題分析（一）抹灰石膏層開裂原因分析1、抹灰石膏原材料原因分析a） 建筑石膏不合格 建筑石膏中含有含量較高的二水石膏，導(dǎo)致抹灰石膏粘結(jié)較快，為使抹灰石膏有適當(dāng)?shù)拈_放時間，要加入更多的緩凝劑雪上加霜；建筑石膏中可溶性無水石膏AIII含量高，AIII后期膨脹比β-半水石膏厲害，抹灰石膏在固化過程中體積變化不均勻，引起膨脹性開裂；建筑石膏中可固化β-半水石膏含量低，甚至硫酸鈣總量低；建筑石膏來源于化學(xué)石膏，細(xì)度小，400目以上的粉體多；建筑石膏粒徑單一，沒有級配。b) 添加劑不合格   不在緩凝劑最活性的pH范圍內(nèi)；緩凝劑凝膠效率低，使用量大，對抹灰石膏的強度的降低幅度大，初凝時間和終凝時間間隔長；纖維素醚保水率低，水分流失快；纖維素醚溶解速度慢，不適用于機械噴涂施工。解決辦法：a）選用合格穩(wěn)定的建筑石膏，初凝時間3min以上，抗折強度3MPa以上。b）選用粒徑小，保水能力優(yōu)異纖維素醚。c)選用對抹灰石膏凝固影響小的緩凝劑。2、施工人員原因分析a）工程承包單位招收沒有施工經(jīng)驗的操作工人，且不進行系統(tǒng)的上崗培訓(xùn)，施工工人沒有掌握抹灰石膏的基本特性和施工要領(lǐng)，不能按照施工規(guī)程進行操作。b) 工程承包單位技術(shù)管理、質(zhì)量管理薄弱，在施工現(xiàn)場沒有管理人員，對工人不合規(guī)的操作不能及時糾正；c）現(xiàn)抹灰石膏抹灰工程大多采用包清工的形式，重數(shù)量，輕質(zhì)量。解決辦法：a）抹灰工程承包單位加強上崗培訓(xùn)，在施工前進行技術(shù)交底。b）加強施工現(xiàn)場管理。3、抹灰石膏原因分析a）抹灰石膏最終強度低，不能抵抗由于水分流失而產(chǎn)生的收縮應(yīng)力；抹灰石膏強度低是由于原材料不合格或配方不合理。b)抹灰石膏抗下垂性不合格，抹灰石膏在底部堆積，厚度大而造成橫向裂紋。c）抹灰石膏砂漿攪拌時間短，造成砂漿拌和不均勻，強度不高，抹灰石膏層收縮、膨脹不均勻d）已經(jīng)初凝的抹灰石膏砂漿，加水后再次使用。解決辦法：a）使用合格的抹灰石膏，符合GB/T28627-2012的要求。b）使用配套的攪拌設(shè)備，保證抹灰石膏與水拌和均勻。c) 已經(jīng)初凝的砂漿，禁止加水后再次使用4、基層材料原因分析a）目前裝配式建筑砌筑使用了新型墻體材料，其干燥收縮系數(shù)較大。當(dāng)砌塊的齡期不足，或砌塊含水率過大等，經(jīng)過一段時間的干燥，墻體出現(xiàn)失水干縮的裂縫，抹灰層也隨之開裂。b)框架結(jié)構(gòu)混凝土構(gòu)件和墻體材料結(jié)合處，是兩種不同的材質(zhì)相接，其線性膨脹系數(shù)不同，在溫度變化時引起兩種材料變形不同步，會出現(xiàn)分離式的裂縫，常見墻柱間豎向裂縫和梁底的水平裂縫。c）使用鋁質(zhì)模板現(xiàn)場澆筑混凝土，混凝土表面光滑，與抹灰石膏層結(jié)合差，抹灰石膏層易從基層脫開，產(chǎn)生裂紋。d）基層材料與抹灰石膏強度等級相差大，在干縮、溫度變化的共同作用下，伸縮不一致，特別是基層的輕質(zhì)墻體材料密度小，強度低時，往往抹灰石膏層產(chǎn)生冰紋狀開裂，甚至大面積空鼓。e）基層吸水率大，吸水速度快。解決辦法：a）新抹的混凝土基層在通風(fēng)狀況良好的情況下，夏季應(yīng)干燥10天、冬季20天以上，表面光滑，基層吸水快。應(yīng)涂刷界面劑；b）不同材質(zhì)的墻體交接處使用網(wǎng)格布等加強材料c)輕質(zhì)墻體材料應(yīng)養(yǎng)護充分。5、施工工藝原因分析a）基層過于干燥，沒有恰當(dāng)潤濕或涂刷界面劑。抹灰石膏與基層接觸，抹灰石膏中的水分很快被吸干，水分流失，抹灰石膏層體積縮小，造成開裂，同時影響強度增長，粘結(jié)力也降低。b)基層施工質(zhì)量差，局部抹灰石膏層過厚。如一次施工抹灰石膏，砂漿會下墜，形成水平方向的裂縫。c）水電開槽未處理好。水電開槽沒有使用嵌縫石膏或加膨脹劑的細(xì)石混凝土嵌填，產(chǎn)生收縮開裂，從而抹灰石膏層開裂。d）沒有對沖筋部位特殊處理，大面積施工的抹灰石膏層在沖筋處開裂。解決辦法：a）使用優(yōu)質(zhì)的界面劑，處理強度低、吸水快的基層。b）抹灰石膏層厚度較大，超過50mm，必須分次刮抹。c)執(zhí)行施工工藝，加強施工現(xiàn)場質(zhì)量管理。6、施工環(huán)境原因分析a）天氣干燥炎熱。b)風(fēng)速大c）春夏之交，溫度高而濕度小。解決辦法：a）有五級及五級以上大風(fēng)不得施工，環(huán)境溫度高于40 ℃ 不能施工。b）春夏之交，調(diào)整抹灰石膏生產(chǎn)配方。（二）建筑石膏的硬化過程溶解-沉淀理論認(rèn)為：建立較高的過飽和度并維持足夠的時間是建筑石膏硬化的必要條件。從熱力學(xué)的觀點而言，過飽和度可以用化學(xué)勢的差值△ u來表示： △ u=RTln（C/C0）   式中：C—過飽和溶液中硫酸鈣的濃度C0—硫酸鈣水溶液的飽和濃度R—氣體常數(shù)T—絕對溫度Β-半水石膏過飽和度與溫度的關(guān)系（三）抹灰石膏慢增稠原因：1）噴涂施工的抹灰石膏纖維素醚粘度小，用量不足或粒徑大2）手工抹灰石膏攪拌時間短，沒有放置，或未二次攪拌   3）機噴抹灰石膏中的引氣劑的種類和用量問題、與其他組分未充分?jǐn)嚢杈鶆颉＝鉀Q辦法：a）改進產(chǎn)品質(zhì)量（選用粒徑小、粘度適宜的纖維素醚）；b）優(yōu)化施工工藝。（四）抹灰石膏層空鼓原因：1）基層疏松、強度低 ；光滑的基層沒有涂刷界面處理劑2）基層吸水性強，施工前沒有灑透水3）產(chǎn)品質(zhì)量問題：纖維素醚用量小，保水能力差，抹灰石膏內(nèi)聚力小，抹灰石膏與基層的濕粘結(jié)力差；建筑石膏用量小；機噴石膏中可再分散膠粉用量少 解決辦法：a）對空鼓部分進行鏟除，涂刷界面處理劑，增加基層的強度和粘結(jié)力，減少基層的吸水率。b）提高抹灰石膏的性能（五）抹灰石膏層起粉原因：1）建筑石膏未能充分水化：基層吸水性強，施工前沒有灑透水；施工現(xiàn)場氣溫高，風(fēng)力大；施工厚度薄；2）產(chǎn)品質(zhì)量問題：纖維素醚用量小，保水能力差；抹灰石膏強度低（建筑石膏用量小、初凝時間長）3）已經(jīng)固化的抹灰石膏、落地灰及搓抹下的抹灰石膏加水?dāng)嚢韬螅匦率褂媒鉀Q辦法：a）對于未充分水化的抹灰石膏層，噴水提高其固化程度b）改進抹灰石膏的質(zhì)量c）不能使用已經(jīng)固化的抹灰石膏漿料（六）抹灰石膏層泛黃、發(fā)霉原因：1）脫硫石膏水溶性雜質(zhì)多。2）采用磷石膏，含有雜質(zhì)。3）無水石膏的激活劑多為可溶性鹽，加量大。4）石英砂中含泥量大。機制砂中鐵含量高。5）采用鋼絲網(wǎng)，減少開裂，而金屬銹蝕。解決辦法：a）采用2.0級以上的建筑石膏，忌諱采用磷石膏。b）優(yōu)選原材料；c）在抹灰石膏中加入2%～3%的普硅水泥調(diào)節(jié)抹灰石膏的pH值，使之成堿性。