石膏基建材与应用

一、石膏干混建材的品种及其用途

1.1粉刷石膏

粉刷石膏可代替水泥砂浆、混合砂浆、找平层腻子及轻质砂浆在建筑物室内各种墙面和顶棚上进行抹灰的石膏基粉刷材料，粉刷石膏与各种无机墙体基层粘结牢固，可避免传统水泥砂浆、混合砂浆抹灰层出现空鼓、开裂、脱落等现象，它特别适用于加气砼的室内墙面抹灰。

（1）底层粉刷石膏

底层粉刷石膏适用于室内墙体基底找平的抹灰，通常含有一定量的集料（中细建设用砂）；其主要技术指标是在手工抹灰时初凝时间为70～90min，机械喷涂抹灰初凝时间在35～55min为宜；干抗折强度大于2Mpa，抗裂性能良好、粘结效果佳有优越的施工性。

（2）面层粉刷石膏

面层粉刷石膏适用于底层找平材料（含底层粉刷石膏）表层及现浇砼顶棚和墙体表面薄抹灰，通常不含集料、具有较高的强度、粘结性、和易性优良、可抹可刮，施工厚度从1mm至5mm都可施工，并不产生开裂与空鼓、脱落现象，在终凝前沾水压光后表面细腻而光滑，有镜面抹灰材料之称。其主要技术性能初凝时间大于60min，干抗折强度大于3Mpa、剪切粘结强度大于0.4Mpa、涂刮顺利、压光时无打卷现象。

（3）保温层粉刷石膏

保温层粉刷石膏是一种含有轻骨料、其硬化后体积干密度小于500kg/m的石膏抹灰材料，所含轻骨料有闭孔珍珠岩（玻化微珠）、聚苯颗粒、陶粒、橡胶粒、沸石等，它有较好的热绝缘性，通常用于建筑物室内的楼梯间、电梯间、分户墙、外墙内保温或外墙内外复合保温体系中室内墙面的保温层抹灰。其主要技术性能应达到初凝在90min左右，干抗压强度大于0.8Mpa，导热系数在0.06～0.09 W/(m·K)之间,粘结强度大于0.5Mpa。

1.2 粘结石膏

粘结石膏是用于石膏制品，轻质隔墙板材，聚苯板等室内装饰建材的粘结，它具有无毒无味、使用方便、粘结力强、粘结速度快、不收缩等优点。

（1）通用型粘结石膏

通用型粘结石膏适用于石膏砌块、石膏条板、纤维石膏板、纸面石膏板及加气砼条板等室内墙体材料的粘结，也用于外墙内保温、外墙内外复合保温体系的聚苯板与墙体的粘结。其主要物理性能是初凝时间应在40～50min，干抗折强度大于5Mpa、拉伸粘结强度大于0.8Mpa。

（2）快凝型粘结石膏

快凝型粘结石膏适用于室内装饰线条、灯盘等石膏饰品与基层的粘结，它是一种凝结时间较快的粘结材料，使用方便、安全、环保、其物理性能初凝时间为5～8min，干抗折强度大于5Mpa，拉伸粘结强度大于0.8MPa。

（3）石膏腻子

石膏腻子也称石膏刮墙腻子，是民用及公用建筑物内墙，顶棚、纸面石膏板装饰面找平不可缺少的一种材料，它粘结强度高，墙壁面光洁细腻，不空鼓、不开裂，环保节能，表面硬度好，施工方便快捷。也可在石膏腻子中掺入一定量的电气石粉末，利用石膏建材独特的湿度呼吸功能，可自动调节室内湿度的同时将电气石产生的负离子释放到室内空气中，成为环境友好健康新材料，有益人类居住环境的改善。其物理性能要求抗压强度应大于4Mpa，粘结强度大于0.6Mpa，表干时间2h，施工刮涂无障碍。

（4）嵌缝石膏

嵌缝石膏（也称石膏嵌缝腻子）是用于石膏板安装时接缝，嵌填，找平和粘结的接缝充填材料，硬化后使石膏板与板之间成为一体，粘结牢固、不收缩、不开裂，能充分饱满地填嵌不同厚度的板间缝隙，有利于提高石膏板墙面的隔声指数和耐火性能，使用时和易性好，易涂刮，干硬快(但有足够的操作时间)属于凝固腻子，其技术要求应达到细度0.2mm方孔筛全部通过，初凝大于60min、干抗折强度大于2Mpa、与接缝带粘结试验时剥离粘结面大于90%。

1.3石膏自流平砂浆

石膏自流平砂浆适用于建筑物室内地面找平层的使用。它在自身流动作用下，可在室内地面形成平整度很好、不空鼓、不开裂，省工时的基层面;是铺设地毯、木地板和各种地面装饰的基层材料。其技术性能是30min时经流动度损失小于3mm，初凝时间大于65min、24h抗折强度大于3Mpa、绝干抗折强度大于8Mpa、绝干拉伸粘结强度大于1Mpa、收缩率小于0.05%。

1.4石膏基厚层防火涂料

石膏基厚层防火涂料适用于钢结构现代建筑中的梁、柱等构件表面，避免火灾对建筑物主体造成破坏，它施工方便、早强快硬、耐火极限高，在施工和火灾中无毒无味，不产生有害气体，对建设物主体结构起到隔热防火作用，其技术性能初凝在60～90min，粘结强度大于0.3Mpa，耐火极限不低于3h，(涂层厚度25～30mm)。

1.5石膏矿渣粉煤灰胶凝材料

石膏矿渣粉煤灰胶凝材料利用矿渣、粉煤灰自身活性，通过激发剂的作用产生较高的强度，用来制备道路建设材料和矿山充填材料。

1.6矿山充填材料

矿山充填材料是用来充填回采后形成的空洞，以便经济合理地建立和保持安全作业条件的一种物料，使矿产资源得到最大限度地开采，其技术性能试块龄期28天抗压强度大于3Mpa，坍落度大于18cm，分层度小于2cm，具有良好的稳定性和流动性。

1.7道路基层稳定土

道路基层稳定土用于修筑道路路面结构的基层和底基层，其具有稳定性好、抗冻性能强、结构本身经压实、水化反应后自成板体等特点，但其耐磨性差、技术主要性能为强度大于3Mpa。

二、石膏干混建材的原料及质量要求

石膏干混建材原料首先决定于熟石膏性能的适应性。由于产品的不同所需要的性能也不相同，另还有无水石膏类产品，对其质量要求也不同。

2.1 熟石膏生产干混建材的质量要求

（1）凝结时间

一般干混建材对熟石膏的初凝时间要求在6min以上，最好大于8min。

（2）二小时湿抗折强度

一般情况石膏自流平用高强石膏或高强石膏与建筑石膏混合材料的2h湿抗折强度要大于4Mpa以上，其它干混建材均使用建筑石膏，2h湿抗折强度大于2.2Mpa，在其它掺合料和相关外加剂的配制条件下便可满足各种产品强度的质量要求。

（3）熟石膏的细度

嵌缝石膏、石膏腻子、快凝型粘结石膏所使用建筑石膏细度要求是0.2mm方孔筛筛余量等于0。其它产品所使用的熟石膏细度均在0.3～0.06mm之间为好，过细的石膏粉要注意颗粒级配，尽量使用颗粒级配面较宽的产品。

（4）白度

用于石膏刮墙腻子的白度要大于85，其它产品则没有强调白度范围。

干混建材生产时原料温度必须小于45℃，并是要经过均化、陈化后的熟石膏。陈化期最好大于一周以上。

（5）杂质含量

对熟石膏中所含可溶性镁盐及可溶性钠盐要控制在0.06%以下，在脱硫石膏中还应注意对氯离子含量不能超过0.01%，半水亚硫酸钙含量要小于0.25%，在磷石膏中要注意氟含量小于0.9%，五氧化二磷小于0.9%，可溶磷小于0.3%，有机物小于0.15%，在柠檬酸石膏中还要注意二氧化钛不宜超过0.5%。钛石膏一般硫酸钙含量较低，含铁量较高。所以不太适宜生产石膏干混建材、盐石膏，硼石膏在干混建材中也不使用。

2.2石膏原材料质量要求

（1）天然硬石膏、新生氟石膏

天然硬石膏、新生氟石膏都属于无水石膏，需要进行干燥、中和、粉磨，激发其活性应用于干混建材中，对其技术要求是细度在0.15～0.04mm之间，硫酸钙含量大于80%。新生氟石膏在潮湿条件下经二年以上堆放陈化转化为二水氟石膏时，则需进行煅烧制成建筑石膏，天然硬石膏和氟石膏适用于生产力学性能良好，施工性能优质的粉刷石膏和石膏自流平砂浆。

（2）二水脱硫石膏

二水脱硫石膏干燥后附着水含量小于1%，二水硫酸钙含量大于90%，也可生产矿山充填料，路基稳定土，底层型粉刷石膏（试验在进行中）。

三、石膏干混建材掺合料

石膏干混建材掺合料、填料与外加剂及其作用：为了适应石膏干混建材的产品质量和施工性能，必须在石膏粉中掺一定量的掺合料及有机与无机化学外加剂。

无机掺合料和填料：石膏材料内加入某些掺合料，可改变石膏产品的部分性能，使石膏产品适应不同条件、不同环境、不同用途、能使石膏干混建材更好地发挥作用。

（1）硅酸盐水泥

主要利用水泥和石膏在水化反应过程中生成钙矾石，以达到提高石膏产品的强度，软化系数、粘结效果，使用量一般在1%～12%之间。

（2）生石灰粉

石膏内掺入少量的生石灰粉可改变石膏的凝结时间，提高石膏产品的强度、耐水性并对其抗冻性也有提高，可改进石膏料浆的和易性、减少用水量；使用量一般在1%～10%之间。

（3）高炉矿渣粉

高炉矿渣粉配合生石灰粉、水泥、水泥熟料掺入石膏产品中可提高石膏硬化体的强度与耐水性，改善石膏干混建材的施工性，使用量一般在10%～30%。

（4）粉煤灰

粉煤灰掺量在20%以下对石膏粉体建材的强度、凝结时间影响都不很大，但可以改善石膏料浆的和易性。如在碱性激发条件适当的情况下，可明显提高石膏硬化体的后期强度和耐水性，使用量一般在0.5%～30%。

（5）膨润土

膨润土是石膏干混建材中最廉价的保水增稠材料，但掺量不宜太多，否则影响强度。用量一般在0.3%～1%。

（6）沸石粉

沸石粉可改善石膏干混砂浆的施工性，减少泥浆泌水性、改善可流动性、提高抗冻性。有增粘、增强作用。用量一般在1%～3%。

（7）云母

掺于石膏干混砂浆某些产品中，可提高产品的干抗折强度，具有隔热、隔音、轻质、抗裂、降低收缩率等优点。用量一般在0.5%～2%。

（8）钙与重钙（双飞粉）

钙与重钙（双飞粉）用于石膏干混砂浆为填料，改善石膏流动性。一般用量在5%～40%。

（9）高岭土

高岭土石膏干混建材产品中可以改善料浆的保水性、黏聚性、复配粉煤灰可提高料浆的流动性，一般掺量为1%～3%。

（10）矿物保温材料

海泡石、膨胀蛭石、珍珠岩、玻化微珠等都可称为矿物保温材料。在石膏干混建材中适用于石膏轻质砂浆、石膏保温胶料，对粉刷石膏产品有改善施工性，增加保水性、改变隔声效果等功能。使用量一般在5%～45%。

（11）矿物增强材料

无机矿物纤维可提高石膏干混建材的抗裂性、抗折强度、代替部分或全部木质纤维与聚丙烯纤维。一般用量无机矿物纤维是1%～5%。

（12）集料

集料含石英砂、建筑用砂。无论是天然砂还是人工砂、石英砂，都要求其含泥量要控制在4%以下，颗粒级配范围要大。配制底层粉刷石膏、石膏自流平砂浆最好使用中砂。这样，生产出的集料强度高、流动性好、不离析、泌水性小、保水性好、施工性佳。在通用型粘结石膏、石膏矿山充填材料使用时应选用中、细砂各半效果较好，而在快粘石膏、嵌缝石膏中使用细石英砂为宜。用量一般在30%～70%。

四、石膏砂浆外加剂

单一外加剂对石膏浆料性能的改进存在局限性。若想使石膏砂浆的性能达到满意的效果，并满足不同的应用需求，需要化学外加剂、掺合料、填料及多种材料复合互补，科学合理地复配。

（1）调凝剂

调凝剂主要分缓凝剂和促凝剂。在石膏干混砂浆中，使用熟石膏配制的产品均使用缓凝剂，使用无水石膏或直接利用二水石膏配制的产品则需要促凝剂。

（2）缓凝剂

在石膏干混建材中加入缓凝剂，抑制了半水石膏的水化过程，延长了凝固时间。熟石膏水化的条件因素是多方面的，包括熟石膏的相组份、配制产品时熟石膏材料温度、颗粒细度、凝结时间和配制成品的pH值等。各个因素对缓凝效果都有一定的影响，所以不同情况下的缓凝剂用量存在较大差异。目前，国内较好的石膏专用缓凝剂是变质蛋白（高蛋白）缓凝剂，它具有成本低、缓凝时间长、强度损失小、产品施工性好、开放时间长等优点。在底层型粉刷石膏配制中用量一般在0.06%～0.15%。

（3）促凝剂

加速料浆搅拌时间、延长料浆搅拌速度都是物理促凝的方法之一。在无水石膏粉体建材中常用的化学促凝剂有氯化钾、硅酸钾、硫酸盐等酸类物质。用量一般在0.2%～0.4%。

（4）保水剂

石膏干混建材离不了保水剂。提高石膏制品料浆的保水率就是保证水分能够较长时间存在于石膏料浆中，以此获得良好的水化硬化效果。改善石膏粉体建材的施工性，减少和防止石膏料浆的离析与泌水现象，提高料浆的流挂性、延长开放时间、解决开裂、空鼓等工程质量问题都离不开保水剂。保水剂是否理想，主要取决于其分散性、速溶性、成模性、热稳定性和增稠性，其中最重要的指标是保水性。

①纤维素类保水剂

目前市场上应用最广的是羟丙基甲基纤维素，其次是甲基纤维素，再次是羧甲基纤维素。羟丙基甲基纤维素综合性能优于甲基纤维素，二者的保水性远远高于羧甲基纤维素，但增稠效果和黏结效果比羧甲基纤维素差。在石膏干混建材中，羟丙基和甲基纤维素用量一般在0.1%～0.3%，羧甲基纤维素用量则在0.5%～1.0%，通过大量应用实例证明二者复合使用效果更佳。

②淀粉类保水剂

淀粉类保水剂主要用于石膏腻子、面层型粉刷石膏，可代替部分或全部纤维素类保水剂。在石膏干粉建材中添加淀粉类保水剂，可改善料浆的和易性、施工性、稠度等。常用的淀粉类保水剂产品有木薯淀粉、预糊化淀粉、羧甲基淀粉、羧丙基淀粉等。淀粉类保水剂用量一般在0.3%～1%，若用量过大会促使石膏制品在潮湿环境下产生霉变现象，直接影响工程质量。

③胶类保水剂

某些速溶胶粘剂也可起到较好的保水辅助作用。如将17—88、24—88聚乙烯醇粉末、田青胶和瓜尔胶等用于粘结石膏、石膏腻子、石膏保温胶料等石膏干混建材中，在一定加量的情况下，可减少纤维素保水剂的用量。尤其在快粘石膏中，某些情况下可全部代替纤维素醚类保水剂。

④无机保水材料

复合其它保水材料在石膏干混建材中应用，可减少其它保水材料的用量，降低了产品成本，对改善石膏浆料的和易性、施工性也起到一定作用。常用的无机保水材料品种有膨润土、高岭土、硅藻土、沸石粉、珍珠岩粉、凹凸棒粘土等。

（5）胶粘剂

胶粘剂在石膏干混建材中的应用只次于保水剂和缓凝剂。石膏自流平砂浆、粘结石膏、嵌缝石膏、保温型石膏胶料都离不开胶粘剂。

可再分散乳胶粉

可再分散乳胶粉广泛应用于石膏自流平砂浆、石膏保温胶料、石膏嵌缝腻子等。特别是在石膏自流平砂浆中，它可使料浆胶粘性、流动性好，对减少分层、避免泌水、提高抗裂性等也起到了很大的作用。使用量一般在1.2%～2.5%。

速溶型聚乙烯醇：

目前市场上用量较多的速溶型聚乙烯醇是24—88、17—88二个型号的产品，常用于粘结石膏、石膏腻子、石膏复合保温胶料、粉刷石膏等产品中，用量一般在0.4%～1.2%。

③瓜尔胶、田青胶、羧甲基纤维素、淀粉醚等在石膏干混建材中都是具有不同的粘结功能的胶粘剂。

（6）增稠剂

增稠主要是改善石膏料浆的和易性、流挂性，与胶粘剂、保水剂有相似之处，但并不完全。有的增稠剂产品在增稠方面效果好，但在粘结力、保水率方面并不理想。在配制石膏干粉建材时，要充分考虑外加剂的主要作用，以便更好、更合理地应用外加剂。常用的增稠剂产品有聚丙烯酰胺、田青胶、瓜尔胶、羧甲基纤维素等。

（7）引气剂

引气剂也称发泡剂，主要用于石膏保温胶料、粉刷石膏等石膏干混建材中。引气剂（发泡剂）有助于提高施工性、抗裂性、抗冻性、减少泌水和离析现象，用量一般在0.01%～0.02%。

（8）消泡剂

消泡剂常用于石膏自流平砂浆、石膏嵌缝腻子中，可提高料浆的密实度、强度、耐水性、粘结性，用量一般在0.02%～0.04%

（9）减水剂

减水剂可提高石膏浆体流动度和石膏硬化体强度，通常用于石膏自流平砂浆、粉刷石膏。目前，国产减水剂按流动度和强度效果排列是聚羧酸缓凝减水剂、三聚氰胺高效减水剂、荼系高效缓凝减水剂、木质磺酸素减水剂。在石膏干混建材中使用减水剂，除了考虑用水量和强度外，还要注意石膏建材的凝结时间和流动度经时损失。

（10）防水剂

石膏制品最大的缺陷就是耐水性能差，空气湿度较大的地区对石膏干混砂浆的耐水性要求更高。一般提高石膏硬化体的耐水性是外掺水硬性掺合料。在潮湿或饱和水情况下，外掺水硬性掺合料可使石膏硬化体软化系数达到0.7以上，从而满足制品强度使用要求。也可采用化学外加剂减少石膏的溶解度(即提高软化系数)，减少石膏对水的吸附性(即降低吸水率)及减少对石膏硬化体的侵蚀性(即与水隔离性)的耐水途径。石膏防水剂有硼酸铵、甲基硅醇钠、硅酮树脂、乳化石腊、效果较好的还有有机硅乳液防水剂。

（11）活性激发剂

对天然和化学无水石膏进行活化处理，可使其具有胶粘性和强度，以适用石膏干混建材的生产。酸性激发剂可加速无水石膏早期水化速度、缩短凝结时间、提高石膏硬化体早期强度。碱性激发剂对无水石膏早期水化速度的影响不大，但能明显提高石膏硬化体后期强度，并且可在石膏硬化体中生成部分水硬性胶凝材料，有效改善了石膏硬化体的耐水性。酸碱复合型激发剂的使用效果优于单一的酸性或碱性激发剂。酸性激发剂有钾明矾、硫酸钠、硫酸钾等。碱性激发剂有生石灰、水泥、水泥熟料、煅烧白云石等。

（12）触变润滑剂

触变润滑剂使用于自流平石膏或粉刷石膏中，可减少石膏砂浆流动阻力、延长开放时间、防止浆料的分层和沉降，从而使浆料获得良好的润滑性和施工性，在使硬化体结构均匀同时，增加了其表面强度。

五、纤维类材料

纤维类材料具有提高石膏干混建材的抗裂性能，补偿砂浆的硬化收缩，提高硬化体抗折强度等功能。

（1）玻璃纤维、丙纶纤维、聚乙烯纤维等

玻璃纤维、丙纶纤维、聚乙烯纤维等用于石膏保温浆料和粉刷石膏等产品中，可提高石膏产品的抗裂性和抗折强度，使产品耐老化、抗冲击。使用量一般在0.1%～0.3%。

（2）木质纤维和纸纤维

在石膏干混建材中，木质纤维和纸纤维可起到增强、增稠、减少收缩、抗流挂、抗开裂、改善施工性、延长开放时间、部分提高保水性、提高粘结剂的功能和增长粘结效果等重要作用。一般用量在0.3%～0.8%。

六、石膏干混建材的生产与储存

6.1石膏干混建材的生产

所有原料必须保证质量的稳定性，如熟石膏粉的凝结时间(±1min)、强度（±0.2Mpa），无水石膏或二水脱硫石膏的杂质含量、品位等都要求稳定在一定范围内，才能保证石膏干混建材的质量。

为适应掺合料和化学外加剂功能的有效发挥，所配干混建材的pH值一般在8～12为好,但碱性不宜太高。

在生产石膏干混建材过程中原料、掺合料、骨料及外加剂的投放顺序不一样，产品的效果也不一样。

掺合料、骨料等添加材料的含水率必须控制在0.5%以下，否则会直接影响到干混建材的质量。

配料计量的准确性非常重要。为了生产出质量稳定的石膏干混建材必须严格控制配合比。对用量大于10%的材料，计量应控制在产品总量的±0.3%之内；用量在1%～10%之间的材料，计量应控制在产品总量的0.03%之内；用量小于1%的材料，一般计量控制都应小于材料单一重量的0.5%，甚至更精确。

对石膏干混建材的生产控制一定要搅拌均匀，搅拌时最好选用二次以上混合工艺。检验搅拌均匀性最有效的方法：对同一批产品，从不同点分别取5个以上样品，测试其初凝时间是否一致，如初凝时间超过产品质量要求凝结时间的5%，则说明这批产品没有搅拌均匀。

6.2 石膏干混建材的储存

石膏干混建材一定要采用带有塑料内衬的防潮包装袋包装。若在贮罐内存放，则要求贮罐密封严实。用钢板制造的贮罐，罐体外部要做防潮处理，避免因环境影响，导致钢材产生“出汗”现象，影响石膏干混建材产品的质量。

石膏干混建材如存放在阴暗潮湿、空气不流通的地方或贮存期在正常贮存条件下自生产之日算起超过6个月时，使用前一定要做质量检验才能进行施工应用。

总之，生产和应用石膏干混建材要牢记“原料稳定是前提、准确计量是保证、混合均匀是手段、产品质量是根本、贮运防潮保管好、产品特性人人晓、施工工艺严控制、确保质量效果好”。

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