輕質抹灰石膏的研制及應用問題分析趙守佳 高級工程師石膏基砂漿的發展及趨勢1、我國特種砂漿行業發展趨勢2、石膏基砂漿的優勢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成熟自然陳化時間周期長，而且質量不可預期，因此德國Claudius Peter開發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；此外在均化器中內還有一個豎管，可以將熱氣導到均化器上部，實現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-標準偏差；   -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料倉內建筑石膏的性質是不均勻的，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、抹灰石膏助劑的發展8、抹灰石膏的發展方向9、石膏基干混砂漿的構成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：木質纖維、PP纖維、芳綸、玻璃纖維 ----密度調節劑：引氣劑、消泡劑輕質抹灰石膏的重要原材料—建筑石膏輕質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，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化為化學能。光合作用的總反應式是：每年通過光合作用合成的纖維素可達1500億t。纖維素是當今世界上最豐富的多糖物質。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、纖維素的結構纖維素是一種復雜的多糖，分子中含有成千上萬個葡萄糖單元,化學式為（C6H10O5）n。D-葡萄糖基以β—1,4苷鍵聯結起來。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）、環氧化合物（環氧乙烷、環氧丙烷等）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5、纖維素醚的技術要求 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----粘度   取代基及其取代度、取代均勻程度 ----決定應用領域   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 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，節省工序       --良好的施工性       --足夠的強度HPMC與HEMC熱穩定性比較保水性的測定方法保水性與纖維素醚用量的關系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）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（批刮順滑、濕密度低，彈性模量低，抗凍融）   --潤濕作用（增加與基層的粘結力）10、輕質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生裂紋，在很長一段時間內保證砂漿內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定的凝結過程。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 石膏基砂漿的標準擴散度的用水量  石膏基砂漿的凝結時間    施工厚度及施工性能   施工條件（如溫度、風速等）    施工方法（手工刮抹、機械噴涂）輕質抹灰石膏的研制1、輕質抹灰石膏的基本要求符合國家標準GB/T28627-2012《抹灰石膏》輕質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  穩定—塑性階段不開裂，收縮率在0.05%以下 粘結—濕粘結力強，不掉灰，拉伸粘結強度高，不脫落，不空鼓  快捷—凝結時間短，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—各種基層（混凝土、砂漿、發泡混凝土砌塊等），施工環境（風速、溫度等），與后序的建筑材料相容  環保—符合國家現行標準關于VOC、重金屬、放射性的要求2、輕質抹灰石膏性能測試項目1）檢測項目（可量化）    ----細度、凝結時間、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。除了細度外，纖維素醚能夠影響輕質抹灰石膏幾乎所有的性能3、輕質抹灰石膏的推薦配方4、纖維素醚用量的作用5、輕質抹灰石膏的特點該配方生產的機噴抹灰石膏經工地實際應用 6、輕質抹灰石膏的性能水泥對輕質抹灰石膏的作用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抹灰石膏的作用1、輕質抹灰石膏的試驗配方2、灰鈣粉對輕質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、沒有結塊。3）均質能力、懸浮性好石膏砂漿的應用問題分析（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，導致抹灰石膏粘結較快，為使抹灰石膏有適當的開放時間，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石膏，細度小，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；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驗的操作工人，且不進行系統的上崗培訓，施工工人沒有掌握抹灰石膏的基本特性和施工要領，不能按照施工規程進行操作。b) 工程承包單位技術管理、質量管理薄弱，在施工現場沒有管理人員，對工人不合規的操作不能及時糾正；c）現抹灰石膏抹灰工程大多采用包清工的形式，重數量，輕質量。解決辦法：a）抹灰工程承包單位加強上崗培訓，在施工前進行技術交底。b）加強施工現場管理。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生的收縮應力；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）使用配套的攪拌設備，保證抹灰石膏與水拌和均勻。c) 已經初凝的砂漿，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，其干燥收縮系數較大。當砌塊的齡期不足，或砌塊含水率過大等，經過一段時間的干燥，墻體出現失水干縮的裂縫，抹灰層也隨之開裂。b)框架結構混凝土構件和墻體材料結合處，是兩種不同的材質相接，其線性膨脹系數不同，在溫度變化時引起兩種材料變形不同步，會出現分離式的裂縫，常見墻柱間豎向裂縫和梁底的水平裂縫。c）使用鋁質模板現場澆筑混凝土，混凝土表面光滑，與抹灰石膏層結合差，抹灰石膏層易從基層脫開，產生裂紋。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，特別是基層的輕質墻體材料密度小，強度低時，往往抹灰石膏層產生冰紋狀開裂，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狀況良好的情況下，夏季應干燥10天、冬季20天以上，表面光滑，基層吸水快。應涂刷界面劑；b）不同材質的墻體交接處使用網格布等加強材料c)輕質墻體材料應養護充分。5、施工工藝原因分析a）基層過于干燥，沒有恰當潤濕或涂刷界面劑。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，粘結力也降低。b)基層施工質量差，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石混凝土嵌填，產生收縮開裂，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）使用優質的界面劑，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)執行施工工藝，加強施工現場質量管理。6、施工環境原因分析a）天氣干燥炎熱。b)風速大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不得施工，環境溫度高于40 ℃ 不能施工。b）春夏之交，調整抹灰石膏生產配方。（二）建筑石膏的硬化過程溶解-沉淀理論認為：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。從熱力學的觀點而言，過飽和度可以用化學勢的差值△ 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T—絕對溫度Β-半水石膏過飽和度與溫度的關系（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、與其他組分未充分攪拌均勻。解決辦法：a）改進產品質量（選用粒徑小、粘度適宜的纖維素醚）；b）優化施工工藝。（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）產品質量問題：纖維素醚用量小，保水能力差，抹灰石膏內聚力小，抹灰石膏與基層的濕粘結力差；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；施工現場氣溫高，風力大；施工厚度薄；2）產品質量問題：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）已經固化的抹灰石膏、落地灰及搓抹下的抹灰石膏加水攪拌后，重新使用解決辦法：a）對于未充分水化的抹灰石膏層，噴水提高其固化程度b）改進抹灰石膏的質量c）不能使用已經固化的抹灰石膏漿料（六）抹灰石膏層泛黃、發霉原因：1）脫硫石膏水溶性雜質多。2）采用磷石膏，含有雜質。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，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）優選原材料；c）在抹灰石膏中加入2%～3%的普硅水泥調節抹灰石膏的pH值，使之成堿性。