摘要：本文研究了硬石膏活性的激發(fā)，確定了硬石膏膠結材適宜的原材料配合比，并研制了硬石膏基粉刷砂漿，測定其各項性能指標。
關鍵詞：硬石膏 粉刷石膏 活性激發(fā) 應用
引言
硬石膏資源豐富，但由于其活性差、凝結硬化慢、強度低，國內外均未大量利用。在我國，其研究應用更少，只約占石膏生產總量的十分之一，主要被一些水泥廠用作水泥緩凝劑，這種狀況與我國豐富的硬石膏資源地位極不相稱。開發(fā)利用大量閑置的硬石膏資源來制作石膏砌塊、石膏板材、石膏砂漿不僅具有很大的經濟效益，而且對環(huán)境保護也有指導意義。
粉刷工程是建筑工程中的重要組成部分，據統(tǒng)計，在一般民用建筑中，其造價約占建筑物總造價的10%-15%，工期約占建筑總工期的30%-40%，勞動量約占總勞動量的25%-30%[1]。本文以天然硬石膏為研究對象，通過添加增強材料與活性激發(fā)劑等手段來激發(fā)硬石膏的活性，配制出性能優(yōu)良的粉刷石膏。 
1 試驗用原材料及試驗方法
1．1 試驗用原材料
（1）硬石膏粉：南京特種建筑材料股份有限公司提供，檢驗項目如下表所示；
（2）礦粉：S95級礦粉；
（3）水泥：三龍P.O42.5水泥；
（4）生石灰：上海久億化學試劑有限公司提供；
（5）明礬石：廬江縣遠達非金屬礦石經營部提供。
1．2 試驗方法
（1）強度性能測試
成型及強度測試參照GB177-85《水泥膠砂強度檢驗方法》，試件24h拆模后放入標準養(yǎng)護室養(yǎng)護3天后，進42±1℃烘箱烘至恒重，測其強度。
（2）標準稠度用水量、凝結時間及砂漿流動度的測定
標準稠度用水量及凝結時間的測定參照行業(yè)標準JC/T517-2004《粉刷石膏》； 砂漿流動度的測定參照GB/T2419-94《水泥膠砂流動度測定法》。
2 試驗內容及數(shù)據分析
2．1 硬石膏膠結材的研制
天然硬石膏具有潛在的水化活性，不需鍛燒，礦石直接粉磨后，摻入不同的鹽類化學物質或堿性材料作為激發(fā)劑來激發(fā)硬石膏的活性，與水混合后即可產生較好的膠凝特性。由前期探索性試驗發(fā)現(xiàn)：若以Al2（SO4）3和明礬為激發(fā)劑，成型過程中會有大量氣泡產生，這是由于天然硬石膏中一般含有部分碳酸鹽礦物，如果所使用的激發(fā)劑水解后酸性較強，生成的H＋將與C032－作用產生CO2氣體，料漿有明顯的發(fā)泡現(xiàn)象；而以Na2SO4為激發(fā)劑成型后的試塊上有明顯返霜現(xiàn)象，故選擇K2SO4、明礬石作為激發(fā)劑較合適。根據現(xiàn)有研究表明，酸、堿激發(fā)劑復摻效果比較顯著，因此在使用酸性激發(fā)劑的基礎上，考慮用礦粉代替部分硬石膏，并摻入水泥進行復合激發(fā)，為了提高水化率，摻入適量的半水石膏作為增強材料[2]。下面以硬石膏與礦粉比例、明礬石摻量和半水石膏摻量為因素做正交試驗，以硬石膏膠結材7d抗壓強度為考核指標，因素水平見表1： 
試驗結果如表2所示：
由表2可知：B列和C列的極差均小于空列，這說明這兩列對抗壓強度的影響極小，則可認為該明礬石對硬石膏的激發(fā)作用不理想，明礬石摻量的增加對抗壓強度的提高效果甚微，這可能是由于該明礬石的溶解度過低從而造成了激發(fā)效果不顯著。故考慮采用K2SO4作為酸性激發(fā)劑，測出的試驗結果如下：
a) 單摻4%分析純K2SO4，初凝時間為60min，7d抗壓強度為11.25MPa；
b) 單摻3%工業(yè)級K2SO4，初凝時間為50min；單摻2.5%工業(yè)級K2SO4，初凝時間為165min，7d抗壓強度為10.9MPa；
c) 硬石膏：礦粉=90：10，2.5%工業(yè)級K2SO4，外摻5%水泥，初凝時間為65min，7d抗壓強度為23.53MPa； d) 硬石膏：礦粉=90：10，2.5%工業(yè)級K2SO4，外摻5%水泥，5%半水石膏，初凝時間為60min，7d抗壓強度為18.1MPa。
2．2 硬石膏粉刷砂漿的研制
硬石膏基底層粉刷石膏是在硬石膏膠結材中摻入一定的建筑砂，配成干混砂漿，由于硬石膏水化膠凝性的發(fā)揮比半水石膏慢得多，摻砂量對粉刷石膏性能影響較大，因此在摻砂量上需嚴格控制。試驗結果如表3所示：
由表3可知：
a) 砂子的摻量越高強度越低，即1:3的強度比1:4的高，砂的摻入量增加，凝結時間明顯延長，強度下降幅度較大，因此在建筑中應根據工程實際情況控制膠砂比；
b) 1組與3組比較，2組與4組比較得出：礦粉的摻量對硬石膏砂漿的強度亦有很大的影響，摻量越高，強度越高；
c) 1組與6組比較得出：K2SO4的摻入可以縮短砂漿的凝結時間，對強度沒有明顯的影響；
d) 水泥與CaO的摻入，為料漿提供堿性環(huán)境，可以激發(fā)硬石膏，從1組與7組可以看出，水泥的效果比CaO好；
e) 硬石膏基粉刷石膏配合比為：硬石膏：礦粉＝80：20，水泥為礦粉的10％，外摻5％半水石膏，膠砂比為1：3，保水劑為2‰。
3 結論
1) 以天然硬石膏為主要原料制備的硬石膏基粉刷石膏，是一種節(jié)能環(huán)保的新型墻體抹灰材料，原料資源豐富，生產工藝簡單；
2) 可操作時間優(yōu)于半水石膏基粉刷石膏，可采用強制攪拌機拌合，使?jié){料更均勻、和易性；
3) 更好，達到最好施工效果；
4) 由于硬石膏早期強度不如半水石膏，且其性能對水量敏感，需嚴格控制水量，施工前應進行需水量測定；
5) 由于硬石膏水化膠凝性的發(fā)揮比半水石膏慢得多，摻砂量對粉刷石膏性能影響較大，因此在摻砂量上需嚴格控制。
