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    2019-2021年抹灰石膏應用問題解析之一——從石膏角度切入

    2022-09-07

    抹灰石膏作為一種新型的內墻抹灰材料,具有輕質、防火、保溫隔熱、吸音、高強、不收縮、不易開裂、施工方便的特點,得到市場廣泛的認可和大力推廣。

    關鍵詞:抹灰石膏   輕質   不易開裂

    近年來,在綠色建材理念的倡導下,抹灰石膏的發展取得了很大進步。抹灰石膏是一種建筑內墻及頂板表面抹面的材料,是傳統的水泥砂漿的換代產品,采用建筑石膏為基料,并輔以優化性能材料及多種外加劑和集料配制而成的氣硬性抹灰材料。抹灰石膏作為一種新型的內墻抹灰材料,具有輕質、防火、保溫隔熱、吸音、高強、不收縮、不易開裂、施工方便的特點,得到市場廣泛的認可和大力推廣。抹灰石膏與基層粘接牢固,可避免水泥砂漿抹面出現的空鼓,開裂、脫落等現象,特別適用于加氣混凝土墻體的抹灰。

    01

    抹灰石膏的優點

    1)粘結力強

    由于石膏本身的特性,幾乎與各種墻體基材都能很好的粘結,對于加氣混凝土墻體效果尤其明顯,抹灰時不用刷任何界面劑。由于石膏具有微膨脹性,能有效抑制抹灰層的收縮開裂現象,墻面抹灰層不會出現空鼓、開裂、脫落現象。

    2)具有裝飾作用

    抹灰石膏墻面致密光滑不起灰,無毒、無味、不破裂,有較高的強度而不收縮,外觀典雅,達到高級抹灰效果。

    3)阻燃性好

    抹灰石膏凝結后,有大量結晶水,在發生火災時,石膏中大量結晶水釋放出來,形成的蒸氣阻擋了火焰的蔓延。同時在整個脫水過程中吸收了大量的熱,從而提高了耐火性能。

    4)保溫隔熱性好

    抹灰石膏硬化體是一種多孔質材料,導熱系數在相同厚度下,是混凝土制品的30%、粘土磚的45%。同時粉刷石膏固化后可有效防止聲波傳遞,隔間效果良好。

    5)施工方便

    抹灰石膏有良好的和易性、保水性,現場加水攪拌均勻后即可直接上墻抹灰,操作自如,勞動強度低,材料消耗少。

    6)節省工期

    抹灰石膏抹灰層凝結硬化快,養護周期短,整個硬化及強度達標過程僅1-2d,施工工期比傳統水泥砂漿可縮短70%左右。

    7)具有良好的呼吸功能

    抹灰石膏在硬化過程中,可形成微小蜂窩狀呼吸孔,當室內環境濕度較大時,能自動吸濕。在相反條件下,能自動釋放儲備的水分,反復循環,將室內濕度控制在適宜范圍之內,為居住者創造良好舒適的生活環境

    8)有利冬季施工

    抹灰石膏具有早強、快凝的特性,施工不受季節限制,尤其在冬季(-5℃以上)仍可施工,其水化速度不因氣溫低而明顯減慢,只要拌合水不結冰即可抹灰,是冬季室內抹灰施工的好材料。

    02

    抹灰石膏的問題探討

    工業副產石膏煅燒的建筑石膏應用于抹灰石膏,理論上應該沒有問題,可是在實際應用中卻出現了難盡人意的結果。目前出現的問題:一是初凝時間短,二是二水相偏高,而且特性不穩定,很難調整到抹灰石膏所要求的指標。

    當然有些是工業副產石膏本身具有的缺陷,有些是煅燒工藝的問題,有些是工藝參數調節不當的原因,在應用中出現了凝結時間短,凝結時間不穩定,強度低等等問題,引起了施工中的種種困難,這也是現實中應用困難的原因之一。根據我們的實踐經驗,試對工業副產石膏加工中出現的上述問題進行探討,以期與石膏行業的同行進行交流。

    1)初凝時間短,較難配制粉刷石膏

    建筑石膏中往往含有三個相組成,即無水相,半水相,二水相,根據行業標準,各相的組成比例為:半水相>80%,無水相<15%,二水相<5%。但是根據目前的煅燒系統,不同的工藝系統相組份的比例各不相同,同一種工藝系統相同,在各個生產廠家生產的相組份也不相同,就是一個生產廠家生產的建筑石膏相組成也會發生差異。生產廠家遇到問題,主要是建筑石膏中的二水相偏高,二水相偏高,帶來的問題是,初凝時間短,就是再增加緩凝劑,也無法達到抹灰石膏要求的凝結時間,同時增加緩凝劑,增加成本,降低強度,無法配制合格的建筑石膏,這就是石膏加工的難點,也是推廣應用抹灰石膏的難點。

    2)二水相含量不穩定

    建筑石膏中的二水相含量不穩定,前面說了二水相的重要性,目前還有一個問題是二水相的不穩定,這也是一個關鍵的問題,在生產中遇到過此類問題,有2個樣品,未加緩凝劑前,初凝時間在16min左右,強度在3.0MPa左右,應該適合于做粉刷石膏,問題在于加了緩凝劑后,一個樣品的初凝時間達到了160min,另一個樣品只有26min,二個樣品相差5倍之多,有一家施工單位用了這個石膏產品作輕質抹灰石膏砂漿,現場工人無法操作,只能調換其它的優質石膏。從中可見半水石膏中的二水相的重要性,所以這個問題要引起各個建筑石膏生產廠家和重視。

    3)采用建筑石膏強度高的原料

    抹灰石膏中半水石膏是用作膠凝材料的,除了石膏以外還大量摻入砂子(;⒅椋┗蛘咂渌畛淞,石膏的強度起關鍵性作用,石膏的強度低,一是容易表面粉化,二是摻入的砂子比例低,如果建筑石膏強度達到3.5MPa以上,加工后的抹灰石膏可以GB/T28627中各類石膏產品的強度,而且還可以增加砂子比例,。建議生產抹灰石膏的廠家,盡可能采購強度高的石膏作為原料,這樣才能提供合格的產品,可以得到質量穩定的產品。

    03

    生產抹灰石膏對建筑石膏的要求

    抹灰石膏對建筑石膏的要求,主要的參數就是二個:其一是初凝時間最好大于10分鐘,其二是建筑石膏中的二水相低于4%。一般而言,高溫快速煅燒的建筑石膏初凝時間快,低溫慢速煅燒的建筑石膏初凝時間慢。關鍵是低溫煅燒后建筑石膏中的二水相的高低,成為抹灰石膏質量好壞的關鍵,我們可以參考《輕質抹灰用?型半水石膏》(T/CBCA004-2020)。建議建筑石膏生產廠家根據客戶對產品的要求和反應,對工藝參數調整,制定產品技術參數標準,制定了質量控制體系,生產的產品質量初凝時間長,相組成比例合理,以滿足應用需求。

    下面我們對建筑石膏的大生產談幾點體會:

    1)采用合適的工藝技術設備是降低二水相的基礎

    采用合適的工藝技術設備是降低二水相的基礎,現在的工業副產石膏加工工藝不少,主要有能耗、凝結時間、強度等方面的不同,生產企業和客戶各有所需,各有所求,都有它的合理性,不能武斷哪一種工藝技術好與壞。從石膏加工企業來說,最重要的工作是,先要了解企業周邊的市場,再來選擇適合市場要求的石膏產品及工藝設備,而這一點往往是目前的石膏加工企業所忽略的,有的企業周邊石膏板材市場大,可是生產的半水石膏由于初凝慢,不適合于人工操作的時間要求。有的石膏加工企業生產的產品初凝快,不適應抹灰石膏對初凝慢的要求,面對周邊的石膏市場只能是無奈。其實對抹灰石膏的原料要求可以說比其它的石膏原料要求高,現在很多的石膏加工企業,最難做到的它的二水相標準達不到建筑石膏產品的要求。

    根據石膏行業資深專家實踐經驗,建筑石膏中的二水相比例控制在4%以下,才能適應抹灰石膏要求,而目前石膏加工企業生產的半水石膏中的二水相一般在5%以上,如果要達到抹灰石膏要求,只能依靠增加外加劑調整,增加了成本,又降低了石膏強度,而且有些二水相高的石膏,再增加緩凝劑調整也無濟于事。所以選擇合適的工藝和設備至為關鍵。

    2)選擇合理的煅燒參數是穩定二水相的關鍵

    選擇了合適的設備后,還要根據工藝設備和原料調整最佳的煅燒參數,F在的脫硫石膏出料大致控制在140℃到190℃之間,這是根據產品要求和工藝設備選擇的,至于選擇那個是合適的出料溫度則要根據加工企業的經驗來決定,不能一概而論。目前生產的建筑石膏除了二水相居高不下的情況,還有一個原因是二水相的不穩定,有些石膏加工企業的建筑石膏,有時其二水相低于4%,甚至達到2%以下,如果能穩定控制在此基礎上,那是質量相當好的產品,問題就在于時高時低,特別是加了緩凝劑以后,其凝結時間波動太大,工地施工無法操作。

    通過幾種加工工藝的研究,不同的工藝設備,生產的產品參數肯定不同,就是同樣采用沸騰爐的工藝設備,其最終產品的差異性也很大,其中有除塵系統的不同,烘干系統的不同,煅燒參數的不同,就是同一種工藝設備,經過石膏加工企業的的技術改造,最終成品質量也各不相同,建筑石膏產品各有特色就不足為怪。工業副產石膏由于其內在的特點,與天然石膏加工有很大的差異性,這也是目前石膏行業眾所周知的問題。

    根據初步研究,其原因大致如下,一是工藝設備的原因,目前有些投資人對石膏加工工藝和要求不熟悉,特別對工業副產石膏的問題沒有深入研究,盲目選擇工藝設備,如果選擇不當,無天不足,投產后再怎么調整也是無濟于事。二是煅燒過程參數的控制,工業副產石膏有很多特殊性,參數的調整是個難點,煅燒設備內的熱量和物料的熱交換,如何保持均勻熱交換是個難點,特別是脫硫石膏,顆粒細小,含水率高,如何保證加熱過程中的均勻熱交換是個急待解決的難題,而目前的石膏加工行業的從業者專業水平偏低,只會做一般的簡單操作,不知設備里面發生的熱交換原理和過程,這也是一個重要的原因。

    3)選擇優質原料是穩定二水相的重點

    工業副產石膏加工最大的難點在于內部結晶水保持在一個穩定的水平上,石膏質量才是穩定的,如果加工后的石膏,有的結晶水>10,有的結晶水<2,雖然經過陳化,可以改變相組分,由于抹灰石膏對半水相的穩定性要求高,也是很難適應抹灰石膏要求的。就脫硫石膏原料的要求來說,一是要求原料供應穩定,最好選用一家電廠的原料,相對而言,一家電廠的脫硫劑供貨固定,一旦控制參數調整以后,石膏各項指標比較穩定,質量不會出現大的波動,就能保證脫硫石膏的質量。其二對電廠來說,首先最好選擇質量好的石灰石原料,并且保持石灰石質量的穩定,不要隨便變換石灰石供應單位。其次調整脫硫運行參數,特別是PH值和石膏時排漿的密度一定要控制好,確保石膏的二水硫酸鈣含量在90%以上。第三電廠一定要投用沖洗水設備,降低氯離子含量,爭取達到國家標準。只要有穩定的原料供應,同時配備合適的工藝設備,調整好參數,就有了石膏產品的質量保證。

    其實在現實中,上述的要求是比較難實現的,比如電廠自己投資的石膏生產線,由于電廠管理的重點是發電,生產和多經部門考核指標重點不同,往往會出現協調上的困難,從而影響石膏品質。目前各地的石膏加工企業,往往用的是多家電廠的脫硫石膏,各家電廠的石膏品質不同,質量差異很大,在同一條生產線生產的半水石膏,也會因各種石膏適應不同的煅燒溫度,而造成建筑石膏質量上的差異,這也是目前脫硫建筑石膏質量不穩定的一個重要的因素。所以煅燒不斷同電廠的脫硫石膏,需要加工企業具備一定的技術人員,經過實際經驗,通過檢測手段,確定各種石膏合適的煅燒溫度,才能煅燒出合格的建筑石膏。就其它工業副產石膏如磷石膏、鈦石膏等又當別論。

    4)配備合格工人是穩定二水相的重要環節

    目前的石膏加工企業位置大都在郊外,由于環境的原因,生產條件不如其它行業企業,石膏加工企業利潤不高,不可能給工人以高工資,所以企業吸引加不大,招工困難,基本上就是在企業周邊招收當地的村民,普遍存在文化程度不高,技術素質差,而石膏加工其實其技術要求并不低,這就存在一個差異,也是造成目前石膏生產的品質不高的原因之一。建筑石膏加工,其實是一個熱交換過程,熱量的分布,熱交換的均勻性如何,煅燒溫度的穩定,不出現大起大落,這些是生產合格半水石膏所必須具備的基本條件。

    在實踐中,首先要保持全天煅燒溫度的穩定,影響的因素很多,燃料的因素,蒸氣壓力穩定性因素等;石膏投料的因素,投料不均勻就會造成熱交換的不均勻;設備的運動穩定性,整套設備運動中任何一樣設備故障就會造成系統的停運,從而影響在系統中的石膏熱交換。而以上這些控制因素。都要依靠生產工人來運行和控制。生產過程中只要有一個班發生故障,就會生產出不合格的石膏產品,就會影響整個成品庫的產品質量。

    抹灰石膏的生產離不開穩定的建筑石膏,也需要合理的生產工藝,希望石膏行業從業者共同努力、不斷交流,為抹灰石膏產業又好又快對發展做出貢獻。

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