用脱硫石膏配制嵌缝石膏的研究

徐建军，丁常正，赵大军

（1.江苏尼高科技有限公司，江苏常州 213141；2.常州市建筑科学研究院集团股份有限公司，江苏常州 213015）

嵌缝石膏广泛应用于石膏板的接缝、找平、线槽等部位的嵌缝、阴阳角处理，裂缝修补所使用的嵌缝材料是石膏板材装饰工程中不可缺少的配套材料[1]。

嵌缝石膏传统的做法都是以天然建筑石膏粉为原料配制而成。但近年来，随着脱硫石膏的推广与应用，烟气脱硫石膏制备嵌缝石膏是一种市场趋势。烟气脱硫石膏和天然石膏的主要成分都是二水硫酸钙，经煅烧后可制成建筑石膏粉，但由于其粒度小、粒径分布窄、比表面积小，在使用中与天然建筑石膏还有所区别。用脱硫石膏生产的嵌缝石膏存在薄批掉粉、表面强度低等一些质量通病，本文试验研究了用脱硫石膏完全替代天然石膏制备嵌缝石膏，并解决嵌缝石膏薄批掉粉、表面强度低等质量通病。

1 试 验

1.1 原材料

脱硫石膏：产地江苏，初凝时间10 min，终凝时间12 min，2 h抗折强度3.8 MPa，抗压强度10.6 MPa。

重钙粉：200目，产地浙江长兴。

石膏缓凝剂：蛋白类衍生物，江苏尼高科技有限公司自行研制。

保水剂：羟丙基甲基纤维素醚，黏度为60 000 mPa·s。

可再分散乳胶粉：醋酸乙烯/乙烯共聚胶粉。

白水泥：强度等级32.5，阿尔博波特兰（安庆）有限公司生产。

1.2 测试方法

本试验中嵌缝石膏的保水率、抗拉强度、抗裂性等均依据JC/T 2075—2011《嵌缝石膏》进行测试；抗压强度依据GB/T 28627—2012进行测试。

应用性能（薄批掉粉测试方法）：试验基层为圣戈班石膏板，批刮厚度0.5 mm，在温度（25±5）℃、相对湿度（50±5）%的环境下养护7 d后，用手指压按揉搓嵌缝石膏层，以手上是否沾满粉末为标准进行评价。

1.3 试验基础配方

由于本文主要是对用脱硫石膏制备的嵌缝石膏进行性能改进与提升，因此本文采取试验的基础配方为：m（脱硫石膏）∶m（重钙粉）=65∶35，嵌缝石膏的终凝时间控制在70～90 min。

2 试验结果与分析

2.1 保水剂掺量对嵌缝石膏性能的影响

为避免嵌缝石膏在施工过程中因失水而影响充分水化，降低粘结强度和薄层掉粉，需加入合适的保水剂改善保水性，按照基础配方，缓凝剂掺量（按占脱硫石膏+重钙总质量计）为0.1%，用水量为标准扩散度用水量，保水剂掺量（按占脱硫石膏+重钙总质量计）对嵌缝石膏性能的影响见表1。

表1 保水剂掺量对嵌缝石膏性能的影响

由表1可见，随着保水剂掺量的增加，嵌缝石膏的保水率和粘结强度均先提高后稍有降低，抗压强度逐渐降低。保水剂掺量为0.2%～0.6%时，其抗裂性不符合JC/T 2075—2011的要求。薄批涂层测试结果表明，5组试样均掉粉，且试验中发现S1试样掉粉严重，薄批掉粉性能不满足施工应用要求。从性价比考虑，保水剂的掺量以0.3%～0.4%为宜。

2.2 可再分散乳胶粉掺量对嵌缝石膏性能的影响

通过添加不同掺量的可再分散乳胶粉来改善嵌缝石膏的抗开裂性能和薄层掉粉性，增加其柔性。按照基础配方，用水量为标准扩散度用水量，缓凝剂掺量为0.1%，保水剂掺量为0.3%，可再分散乳胶粉掺量（按占脱硫石膏+重钙总质量计）对嵌缝石膏性能的影响见表2。

表2 可再分散乳胶粉掺量对嵌缝石膏性能的影响

由表2可见，掺加可再分散乳胶粉对嵌缝石膏的保水率和粘结强度均有一定程度的改善。可再分散乳胶粉掺量达到0.6%后，嵌缝石膏的抗裂性能符合JC/T 2075—2011的要求。薄批涂层测试结果表明：S6、S7、S8试件薄批掉粉，S9、S10、S11试件薄批均不掉粉，且S11的表面强度较好。可再分散乳胶粉掺量达到1.2%时，嵌缝石膏的性能符合JC/T 2075—2011要求，薄批涂层不掉粉，嵌缝石膏的综合性能改善明显。因此，从性价比考虑，可再分散乳胶粉的适宜掺量为1.2%～1.5%。

可再分散性乳胶粉分散于石膏浆体中，硬化后可起填充和连接作用的聚合物胶膜层，与交错的石膏晶体互相交联，形成了较为致密的网络结构[2]，从而提高了硬化嵌缝石膏的抗拉强度和薄层不掉粉性能。

2.3 白水泥掺量对嵌缝石膏性能的影响

采用不同掺量白水泥等质量替代脱硫石膏，提高嵌缝石膏薄批涂层的表面硬度，改善嵌缝石膏的综合应用性能。按照基础配方，用水量为标准扩散度用水量，缓凝剂掺量为0.1%，保水剂掺量为0.3%，可再分散乳胶粉掺量为1.2%，白水泥掺量（等质量替代脱硫石膏）对嵌缝石膏性能的影响见表3。

由表3可见，白水泥的掺加对嵌缝石膏的保水率影响较小。随着白水泥掺量的增加，嵌缝石膏的粘结强度和抗压强度均先提高后降低，当白水泥掺量为4%时，其粘结强度和抗压强度最高，分别为0.70、18.0 MPa。白水泥掺量为0～2%时，嵌缝石膏薄批涂层的表面强度无明显改善。薄批涂层测试结果表明，5组试样均不掉粉，白水泥掺量为4%～6%，嵌缝石膏薄批涂层的硬度较好。由此说明，白水泥的适宜掺量为4%～6%。

掺白水泥的石膏砂浆硬化体中二水石膏晶粒和缝隙都被水泥水化产生的大量的C-S-H和AFt等水化产物覆盖，会提高硬化体致密度[3]，当白水泥掺量过高，会造成局部的应力集中，石膏砂浆硬化体脱水干燥时容易因收缩产生微裂纹，影响到硬化体的整体强度。

3 结论

（1）保水剂掺量超过0.3%时，嵌缝石膏薄批不掉粉性能并未明显改善。保水剂的掺量为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。从性价比考虑，保水剂的掺量以0.3%～0.4%为宜。

（2）掺加可再分散乳胶粉对嵌缝石膏的保水率和粘结强度均有一定程度的改善，可再分散乳胶粉的适宜掺量为1.2%～1.5%。

（3）白水泥掺量为0～2%时，嵌缝石膏薄批涂层的表面强度无明显改善；白水泥掺量为4%～6%，嵌缝石膏薄批涂层的表面强度较好。

（4）当保水剂掺量为0.3%、可再分散乳胶粉掺量为1.2%、白水泥掺量为4%时，嵌缝石膏的抗压强度为18.0 MPa，抗拉强度为0.70 MPa、无裂缝、应用性能良好，综合性价比高。