石膏缓凝剂

图1.新型混凝土缓凝剂

一、前言 缓凝剂是一种能推迟水泥水化反应，从而延长混凝土的凝结时间，使新拌混凝土较长时间保持塑性。方便浇注，提高施工效牢，同时对混凝土后期各项性能不会造成不良影响的外加剂。目前．木质素硫磺盐是产量较大、应用较为广泛的缓凝剂。除此以外，糖蜜类、羟基羧酸类以及少数无机盐类缓凝剂也得到了普遍使用。混凝土超缓凝剂技术是当今混凝土技术的一个新的研究方向。它是解决港工、水工结构、工业与民用建筑等大体积混凝土施工中的冷缝和温度裂缝问题、滑模施工中调节凝结时间等问题的行之有效的手段。

二、混凝土缓凝剂SEM测试

飞秒检测技术利用SEM扫描电镜、MIP压汞测孔技术等测试手段,研究缓凝剂对建筑石膏水化早期液相过饱和度、晶体形貌以及硬化体孔结构的影响,研究了石膏强度损失的内在原因和机制.结果表明:缓凝剂降低了胶凝材水化早期液相过饱和度,改变了二水石膏结晶习性和晶体形貌,晶体明显粗化,晶形也由针状转变为短柱状,大大削弱了晶体间的搭接,硬化体孔径增大,大孔比例明显增加,孔结构劣化,并最终导致建筑石膏强度的大幅度降低.强度损失与其缓凝效果基本成正比,掺量越高,缓凝时间越长,强度损失越大。

骨胶的缓凝机理为骨胶在新生二水石膏晶核表面产生化学吸附，覆盖在二水石膏晶核表面，降低晶核的表面能，抑制了二水石膏晶核生长，使建筑石膏水化受到抑制，凝结时间延长。

三、混凝土缓凝剂的作用机理

1、大多数无机缓凝剂是电解质盐类，在水溶液中电离出带电离子，产生置换和凝聚作用，在水泥的凝结硬化过程中产生难溶的膜层，阻止水泥的水化，产生缓凝效果。2、有机缓凝剂分类不同，缓凝机理不同。主要依靠形成络合物、水化薄膜、吸附层等来延缓水泥的水化。

四、混凝土缓凝剂配方及成分

混凝土缓凝剂配方主要是由焦磷酸钠、氟硅酸钠、木质紊磺酸盐、羟基羧酸及其盐、多元醇及其衍生物、糖类及碳水化合物等组成的。目前木质素硫磺盐是产量较大、应用较为广泛的缓凝剂。除此以外，糖蜜类、羟基羧酸类以及少数无机盐类缓凝剂也得到了普遍使用。

飞秒检测定义（引自百度百科）：主要利用飞秒激光研究各种化学过程和物质组成，包括化学键断裂，新键形成，质子传递和电子转移，化合物异构化，分子解离，反应中间产物及最终产物的速度、角度和态分布，溶液中的化学反应以及溶剂的作用，分子中的振动和转动对化学反应的影响等。 飞秒检测为当今先进的检测技术，通过观测分子、原子、电子、原子核、官能团等粒子飞秒级（一千万亿分之一秒，即10-15s）的振动、能级跃迁，可以很方便的判断物质组成和含量。飞秒检测技术可以用于未知物分析、配方分析还原、工业诊断、卫星遥感、超级计算、痕量检测分析等方面,咨询罗工133+3618++5021欢迎大家咨询。

摘要：本文研究了国内外的不同石膏缓凝剂对石膏的作用效果。通过作用于脱硫建筑石膏、天然建筑石膏的凝结时间、强度等对比，对几种石膏缓凝剂进行性能评估。并选择合适的石膏缓凝剂应用于石膏基产品。

关键词：石膏缓凝剂、脱硫建筑石膏、天然建筑石膏、凝结时间、强度

一、前言

石膏由于其自身的水化特性和物理结构，是一种非常好的建筑材料，常常广泛应用于国内外的装饰装修市场。但由于石膏凝结硬化非常迅速，工作时间通常在3~30分钟，容易限制石膏的使用，因此，我们一般会在石膏中添加石膏缓凝剂。同时，大部分文献资料表明【1~2】，缓凝剂在改变石膏缓凝时间的同时，对强度也产生了极大的破坏。因此，我们收集到一些国内外知名品牌的石膏缓凝剂，通过缓凝时间，抗折抗压强的测试，来比较石膏缓凝剂对不同种类石膏脱硫建筑石膏和天然建筑石膏的性能，研究其中的规律，并应用到产品中去。

二、实验

2.1 实验原料

① 脱硫建筑石膏（以下简称脱硫石膏） 湖北武汉

② 天然建筑石膏（以下简称天然石膏） 湖北应城

③ 缓凝剂 PE 意大利SICIT2000公司、

P粉 德国SIKA公司、

国产A、国产B、国产C、国产D

2.2 实验方法

执行《建筑石膏》 GB/T 9776-2008及GB/T17669.1-1999~ GB/T17669.5-1999中一系列实验方法。主要针对石膏凝结时间和抗折抗压强度的测试。

三、结论与分析

3.1 原材料物理性能

表1 脱硫石膏和天然石膏物理性能

从表1可以看出，脱硫石膏的凝结时间比天然石膏凝结时间短，2h强度和绝干强度比天然石膏高。

3.2 缓凝剂对脱硫石膏凝结时间的影响

表2 不同掺量缓凝剂对脱硫石膏凝结时间的影响

从表2可以看出：

①PE对脱硫石膏的凝结时间影响最大，当掺量0.2‰时，初凝时间35min，终凝时间55min，掺量0.8‰时，初凝时间134min，终凝时间149min。

②缓凝剂国产B对脱硫石膏的凝结时间影响最小，当掺量1.0‰时，初凝时间14min，终凝时间45min，掺量5.0‰时，初凝时间70min，终凝时间170min。

③不同缓凝剂有相对最高掺量，超过最高掺量，则石膏终凝时间过长，不符合施工要求，且对强度破坏严重。例如：国产A 3.0‰、国产D 3.0‰。

④从相同掺量的缓凝剂缓凝效果对比来看，PE优于P粉，而国产A、D、C三者缓凝时间相差不大，可视为同等效果。

⑤从初终凝相差时间来看，呈无规律性变化。

3.3缓凝剂对天然石膏凝结时间的影响

表3 不同掺量缓凝剂对天然石膏凝结时间的影响

从表3可以看出：

①PE对天然石膏的凝结时间影响最大，当掺量0.2‰时，初凝时间27min，终凝时间42min，掺量0.8‰时，初凝时间104min，终凝时间115min。

②缓凝剂国产C对天然石膏的凝结时间影响最小，当掺量2.5‰时，初凝时间34min，终凝时间67min，掺量3.5‰时，初凝时间76min，终凝时间99min。

③从相同掺量的缓凝剂缓凝效果对比来看，PE优于P粉，而国产A、B、D三者缓凝时间相差不大，可视为同等效果。

④从初终凝相差时间来看，初终凝间隔时间相差在10~37min左右。

⑤结合表2和表3的初终凝间隔时间来看，天然石膏的初终凝间隔时间整体较短，说明缓凝剂对不同种类石膏的初终凝间隔时间影响不一致。

3.4 缓凝剂对脱硫石膏强度的影响

表4 不同掺量缓凝剂对脱硫石膏强度的影响

根据表4数据，得表5如下：

从表5中可以看出：

① 掺加PE石膏缓凝剂的绝干强度明显高于其他缓凝剂的强度。

② 考虑到强度和缓凝时间呈正比的关系，在表1中找出缓凝时间相差不大的点，例如：初凝时间70~80min左右时，PE 0.4‰，P粉1.0‰，国产A 2.5‰，国产C 2.0‰，国产D 2.0‰，其强度从高到低，顺序如下：PE＞P粉＞国产C,D＞国产A。

③ 综上所述，PE对脱硫石膏强度的影响最小，其次为P粉，国产对脱硫石膏强度影响最大。

3.5 缓凝剂对天然石膏强度的影响

表6 不同掺量缓凝剂对天然石膏强度的影响

根据表6数据，得图表7如下：

从表7中可以看出：

①掺加P粉石膏缓凝剂的绝干强度明显高于其他缓凝剂的强度。

②考虑到强度和缓凝时间呈正比的关系，在表2中找出缓凝时间相差不大的点，例如： 初凝时间50~60min左右时，PE 0.4‰，P粉0.4‰，国产A 2.5‰，国产B 3.0‰，国产D 2.5‰，其强度从高到低，顺序如下：P粉＞PE＞国产D＞国产A＞国产B。

③综上所述，P粉对天然石膏强度的影响最小，其次为PE，国产B对天然石膏强度影响最大。

3.6 综论

①不同缓凝剂对脱硫石膏和天然石膏的适应性不同。例如国产B更适合天然石膏，而国产C更适合脱硫石膏。

②不同缓凝剂对脱硫石膏和天然石膏的初终凝时间间隔表现不同。例如：天然石膏的初终凝间隔时间普遍较短，而脱硫石膏的初终凝时间间隔有长有短，呈无规则变化。

③不同缓凝剂对脱硫石膏、天然石膏强度的影响大小不同。例如：PE对脱硫石膏的强度影响最小，P粉次之，而P粉对天然石膏的强度影响最小，PE次之；而其他国产缓凝剂A、B、C、D在不同石膏，优异性也表现不同。

四、缓凝剂在石膏中的应用

由于不同缓凝剂对应不同种类的石膏应用有所不同，因此，我们以粘结石膏为例进行实验。

表8 粘结石膏（G型）配方

执行《粘结石膏》JC/1025-2007标准，测细度，凝结时间，抗折抗压强度，拉伸粘结强度等项。

表9 粘结石膏（G型）实验结果

从表7可以看出，两组配方实验结果满足粘结石膏(G型）指标要求，说明我们的配方设计是合理的，可行的。

五、总结

综上，我们在生产实践中，由于不同石膏化学特性的不同，所使用的缓凝剂也应经过慎重的选择。我们在设计配方的时候要综合性能、生产成本等多方面因素，经过反复试验，找出综合性价比优越的配方进行生产，从而提高产品竞争力。

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