[发明专利]一种高强度抹灰石膏及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种高强度抹灰石膏及其制备方法。

背景技术

抹灰石膏是以石膏为主要胶凝材料，加入砂子、一定的掺合料和专用复合添加剂加工成的一种高效节能的建筑内墙及天花板抹灰材料，其广泛用于内墙及顶板的找平及装饰。在现代建筑工程中，抹灰石膏主要替代水泥、石灰砂浆以及粘土类砂浆等抹灰材料，适用于各种墙体。与其他抹灰砂浆相比，抹灰石膏具有良好的和易性、流动性和保水性能，良好的保温隔热和隔音性，适当的防火性能，墙面致密平整，能够与任何基材粘接，能够调节室内湿度，且不受厚度限制，是一种材料性能、施工性能和使用功能良好的墙体抹灰找平材料，广泛应用于工业与民用建筑。

在欧洲抹灰石膏的用量达到全部抹灰量的50～70％，每年有近400万m²的抹灰石膏应用到建筑的内墙和天花板。抹灰石膏在我国刚刚起步但发展迅速。2012年我国的抹灰石膏的产量在260万吨，仅次于腻子、保温粘结和抹面砂浆，尤其是底层抹灰石膏增长率超过100％。北京、上海、江苏等地已普遍使用抹灰石膏代替水泥基抹灰材料，2014年抹灰石膏的用量达到350万吨。

抹灰石膏在实际应用中有时会出现空鼓、强度低、掉粉等质量问题，客观原因如下：

1)基层干燥，吸水速度快，导致抹灰石膏失水快，建筑石膏没有完全水化形成二水石膏晶体；

2)夏季气温高，二水石膏过饱和度低，晶体形成速度慢，抹灰石膏凝结时间长；

3)施工现场气温高、风速大，抹灰石膏表面迅速表干；

4)没有根据施工进度、人员配备决定抹灰石膏的一次拌合量，拌合好的抹灰石膏初凝后再加水搅拌后继续使用，导致抹灰层没有强度；

5)冬季施工时，施工环境温度低，一方面建筑石膏溶解速度慢，导致石膏固化速度慢；另一方面施工后抹灰石膏浆体在硬化前受冻，抹灰石膏的凝结体中的水结冻成冰，破坏凝固体的结构。

6)随着建筑业水平的提高，新型墙体材料的出现，如加气混凝土砖、砌块等构成的基层吸水率大且快。

国内抹灰石膏的强度相差较大，有时会产生掉粉，甚至强度太低以至于无法作为涂刷建筑装饰涂料和粘贴丰富多彩墙纸的基层。在家庭装饰装修工程中要将低强度的抹灰石膏铲掉，浪费人力和时间，产生粉尘和建筑垃圾，污染环境。

以下因素会影响抹灰石膏的强度：1)建筑石膏的质量，包括相组成，颗粒大小、形状及分布，比表面积，杂质种类及含量；2)抹灰石膏的成分，添加剂(缓凝剂、保水剂、高效超塑化剂等)的种类及用量，石英砂的颗粒大小、形状、分布及用量；3)抹灰石膏标准扩展度的用水量等。

目前市场上抹灰石膏的原材料是采用由天然或脱硫石膏煅烧制备的以β-半水石膏相为主的建筑石膏。建筑石膏中残余的二水石膏在建筑石膏的水化过程中起到晶核的作用，可以促进建筑石膏的水化，缩短凝结时间。当建筑石膏中二水石膏的含量大于3％时，会增加建筑石膏的用水量，大幅度降低抹灰石膏的强度；另一方面，由于二水石膏的存在缩短其凝结时间，需要加入更多的缓凝剂以延长建筑石膏的凝结时间，为其施工提供充裕的操作时间。任何缓凝剂的加入会或多或少降低建筑石膏的强度。因此在天然或脱硫石膏的煅烧过程中，一般采用“宁过勿欠”的原则，避免建筑石膏中二水石膏的存在，但是又带来建筑石膏中无水石膏的大量存在。目前在我国石膏行业，由于煅烧装备及煅烧工艺的特点，实际煅烧出来的建筑石膏中往往存在一定的过烧产物，即可溶性无水石膏，或称为III型无水石膏。III型无水石膏的水化速度高于β-半水石膏，水化形成的二水石膏晶体中会包含未水化的β-半水石膏。二水石膏晶体结构不规则，不致密。在抹灰石膏水化的后期，水或潮气会和二水石膏晶体中的β-半水石膏反应形成二水石膏，新生成的二水石膏晶体破坏了原有的二水石膏晶体的结构，从而导致抹灰石膏强度的降低。经过一段的时间自然陈化，建筑石膏中的III型无水石膏会吸收空气中的潮气而逐渐自然转变为β-半水石膏，同时建筑石膏的颗粒形状会变得规整，导致抹灰石膏的需水量逐渐降低，抗压强度有所增长，最后建筑石膏的性能不仅趋于稳定而且也趋于优化。