轻质高强抹灰石膏的配制与性能研究

摘要:轻质高强抹灰石膏是以脱硫石青为胶凝材料,通过研究引气剂用量、轻骨料用量、石膏用量等对抹灰石膏的体积密度、抗压强度、拉伸黏结强度等性能的影响,确定了轻质高强抹灰石膏的配比组成,制备的轻质高强抹灰石膏体积密度小于1000kg/m3,抗压强度大于5.0MPa,并在工程中得到广泛应用。

1.试验

1.1原材料

1.1.1脱硫石膏

采用湿法脱硫废渣原料经煅烧所生成的半水石,脱硫石膏的初凝时间不小于10min,2h抗折强度不低于30MPa。

1.1.2轻骨料

轻骨料采用50~70目玻化微珠,玻化微珠体积吸水率不大于45%,堆集密度不大于150kg/m3

1.1.3细砂

采用赣江天然河砂,连续级配,砂的最大粒径控制小于1.0mm

1.1.4其他添加剂

保水剂:HPMC10W,山东赫达股份有限公司。

石膏缓凝剂:SG-12,苏州兴邦化学建材有限公司。

引气剂:HostapurOSB ,德国科莱恩。

1.2试验方法

按CB/T28627-2012《抹灰石膏》制备拌合物,并测试砂浆的体积密度、抗压强度、拉伸黏结强度等。

2.结果与讨论

2.1引气剂用量对抹灰石膏性能的影响

抹灰石膏中添加引气剂,可降低砂浆的黏合性,改善可操作性,降低砂浆的密度,施工省力。固定脱硫石膏用量为总量的50%,细沙用量为总量的50%,纤维素醚用量为外掺总量的0.2%,调整石膏缓凝剂的用量,使抹灰石膏的初凝时间保持在(120±20)min引气剂用量对抹灰石膏体积密度及抗压强度的影响见表1

由表1可知,随着引气剂用量的增加,抹灰石膏的体积密度及抗压强度逐渐下降,当引气剂用量不大于0.06%时,抗压强度较未添加引气剂的配合比下降小于20%,拌制的浆料均匀性好,且具有较好的触变性,当引气剂用量大于0.06%时,抗压强度较未添加引气剂的配合比下降30%以上,且拌制的浆料有较多大气泡,施工性一般。因此,综合考虑抹灰石膏的强度、施工性,确定引气剂用量不宜大于0.06%。

2.2轻骨料用量对抹灰石膏性能的影响

抹灰石膏中添加轻质骨料取代部分细砂,可降低砂浆的密度,改善施工性。固定脱硫石膏用量为总量50%,(细沙+轻骨料)用量为总量的50%,纤维素醚用量为外掺总量的0.2%,引气剂用量为0.06%,调整石膏缓凝剂的用量,使抹灰石膏的初凝时间保持在(00±20)min。轻骨料用量对抹灰石膏体积密度及抗压强度的影响见表2。

由表2可知,随着轻骨料用量的增加,抹灰石膏的体积密度及抗压强度逐渐下降,当轻骨料用量7.0%时,抹灰石膏的体积密度小于1000kg/m3,施工性更好,但随着轻质骨料用量的增加,当轻骨料用量大于7.0%时,抹灰石膏抗压强度下降趋势明显,且浆料对骨料的包裹性变差,导致浆料的黏性较差。为了保证砂浆强度,综合考虑抹灰石膏施工性及砂浆状态,确定轻质骨料最佳用量为7.0%。

2.3石膏用量对抹灰石青性能的影响

抹灰石膏中添加引气剂轻骨料等材料组分,降低了抹灰石膏的体积密度,改善了施工性能,但对抹灰石膏的强度产生较大的影响,增加石膏用量可提高抹灰石膏强度。(脱硫石膏+细砂)用量为总量的93%,轻骨料用量为总量的7%,纤维素醚用量为外掺总量的0.2%,引气剂用量为0.06%,调整石膏缓凝剂的用量,使抹灰石膏的初凝时间保持在(100±20)min。脱硫石膏用量对抹灰石膏抗压强度及拉伸黏结强度的影响见表3。

由表3可知,随着脱硫石膏用量的增加,抹灰石膏的抗压强度及拉伸黏结强度逐渐增加,当脱硫石膏用量60%时,抹灰石膏的抗压强度大于5.0MPa,拉伸黏结强度大于0.30MPa,继续增加脱硫石膏的用量,抹灰石膏的黏性增加,施工费力,施工性变差。综合考虑抹灰石膏施工性及砂浆强度,确定脱硫石膏用量为60%。

2.轻质高强抹灰石膏配方确定及性能测试

通过大量试验研究,最终确定轻质高强抹灰石膏生产配方见表4,性能测试结果见表5。制备的轻质高强抹灰石膏体积密度小于1000kg/m3,抗压强度大于5.0Mpa,拉伸黏结强度大于0.30mpa。

3.工程应用

轻质高强抹灰石膏经过试验研制,已开发出相关产品,并在常州嘉宏蔚蓝天地、常州莱蒙城项目的室内找平工程中得到应用。

通过工程应用比较轻质高强抹灰石膏对比水泥砂浆类粉刷材料具有以下优势。

①降低材料用量,轻质高强抹灰石膏室内找平施工材料用量15kg/m2,水泥砂浆类粉刷材料室内找平施工材料用量40kg/m2,减少材料用量约25kg/m2,对于抹灰面积1万m2的建筑可减少材料用量250t,有效降低建筑负荷。

②轻质高强抹灰石膏保水率高、与基层黏结力强、不收缩,有效避免了抹灰层空鼓、开裂等质量通病,改善工程质量。

③轻质高强抹灰石膏采用脱硫石膏为胶凝材料,使脱硫石膏资源得到综合利用,绿色环保。综合以上几点,轻质高强抹灰石膏的市场前景广阔。

4.结论

a.通过试验确定轻质高强抹灰石膏中引气剂添加量不宜大于0.06%,轻质骨料最佳用量为总量的7.0%,脱硫石膏最佳用量为60%

b.制备的轻质高强抹灰石膏体积密度小于1000kg/m3,抗压强度大于5.0MPa,拉伸黏结强度大于0.30MPa

c.轻质高强抹灰石膏替代水泥砂浆类粉刷材料用于室内找平工程,优势明显。可减少材料用量,有效降低建筑负荷;有效避免抹灰层空鼓、开裂等质量通病,改善工程质量;轻质高强抹灰石膏采用脱硫石膏为胶凝材料,脱硫石膏资源得到综合利用,绿色环保。