石膏板生产工艺技术 石膏板添加剂

1、 第十三章 石膏板添加料 1. 介绍 有;石膏板的基本原料是石膏、水和护面纸。包括各种其他材料还有一些是为了降低制造成本，有些是为了提高或保持板材的质量， 些是为特殊类型的板材赋予特殊的附加质量。 ：石膏板的主要材料成本为（随市场的价格变动而有差异） 51% 护面纸 36% 石膏 4% 淀粉 其它 9% 可用于石膏板厂浆体的添加剂包括:- ? 促凝剂 ? 缓凝剂 ? 淀粉 ? 玻璃纤维 ? 纸浆 ? 木质素磺酸盐 ? 泡沫 ? 硅油 ? 瓜儿豆胶 ? 乳化石蜡 ? 硅粉 . . . , 瓦解和水合2. 脱水 : 生产石膏和石膏板的过程围绕着一个简单的可逆化学反应 O H?O CaSO.HO +

2、 1?.2HCaSO?22244 水二水硫酸钙 半水硫酸钙 + ? ? 熟石膏粉 + 水石膏 2.1 脱水在其他石膏转化成熟石膏粉的过程是一个脱水过程，称为煅烧， 部分也有介绍，但是在这个阶段也要对脱水过程的效果有所了解。 这些变化对我们除了伴随脱水而来的化学变化，还有物理变化，这些物理变化是由于结合水体积的脱水过程的后期有着深远的影响。 的损失而引起的收缩。 。在石膏结构中，水分子与21%石膏的重量约为，体积约为50% 硫酸钙分子以平面的形式交替。 石占据水平面的四分之三的水分流失，在半水合物脱水过程中，硫导致硫酸钙平面出现裂缝。膏颗粒无法改变尺寸以适应体积损失，类似于干燥泥浆中出现的六角形

3、裂(酸钙平面的表面进一步出现裂缝缝)。 这些裂缝的数量、大小和方向与煅烧过程中存在的温度和压力条件有关，具有明显的“指纹”形状，即温度和压力是影响裂缝类型的主要因素。 . . . 但其主要作用是裂纹模式对煅烧问题的诊断有一定的指导意义，其对水需求量和水化速度由于石膏颗粒在掺混过程中出现崩解现象， 的影响。 : 这些包括此外，还有一些次要因素会影响裂纹模式发展的性质。 石膏纯度? ) 粒径分布? 研磨 ( ?能源的输入) 大小, 产量, ? 煅烧炉的类型 (类型 ? 可溶性盐类 个次要因素会影响脱水速率，因此，当主要温度和前4压力因素定义的裂纹模式形成时，随着脱水速率的变化，裂纹模式可以从数量增

4、加或减少的位点开始。这反过来又会导 致或多或少的裂缝，干扰裂缝系统等。 在许多天然但是以更基本的方式。可溶性盐也会影响脱水速度，石膏中发现的某些盐类，如氯化物，可以改变原煅烧条件(特别是在分批煅烧过程中，大于0.007%的氯离子水平可以显著降低煅烧温度)。这些盐还会导致煅烧炉的湿度升高，甚至会在煅烧石膏颗粒表面形成非常短暂的水分膜。这可以在不同程度上导致裂缝的“愈合”。 . . . 2.2 瓦解当水进入主要裂缝，如沿着原来的水平面，石当石膏加入水中，膏颗粒会立即破裂。随着混合能量的增加，或混合时间的延长，崩解通过崩解过过程继续进行，半水合物颗粒沿着越来越细的裂缝分裂，其需熟石膏粉崩解的可能性越

5、大，程在浆体中产生越来越细的颗粒。就越高。这是因为随着颗粒的变小，比表面积增大，需(需水量)水量 要更多的水来充分润滑表面。 裂隙系统当暴露在大气水蒸气中时，石膏在新鲜时最容易崩解。这个过程被称为“老裂解势和需水量都在逐渐减少。开始“愈合”， 化”。 但也)，虽然老化过程降低了石膏的需水量(从而降低了干燥成本最初随着石膏老化，会导致石膏凝结时间的改变和强度发展的减少。 的凝结时间延长，然后缩短。. . . 2.3 水合 Solubility of Calcium Sulphate phases8 76Hemihydrate5Gypsum4Solubility(g/l)3210175150125

6、0255075100Temperature (C) 水合过程2.3.1 摄氏度50半水石膏在100摄氏度以下的溶解度远大于石膏，在这意这种差异更加明显。即板材厂浆体的正常温度)，以下的溶解度( 味着水在溶液中所含半水合物的重量要大于石膏。 熟石膏与水混合时，半水合物迅速溶解，形成石膏过饱和的饱和溶液。 然后石膏开始沉积，从成核点开始生长，成核点可能是细小的石膏颗粒或作为种子的杂质。石膏晶体以铅笔形棱柱状生长，比宽度或深度长15倍。 . . . 否则浆体除非石膏颗粒溶解掉更多的半水合物，当石膏结晶时，更多的半水合物溶解成石膏对半水合物的饱和程度就会降低。因此，即直到所有的半水合因此结晶过程一直持

7、续到石膏完全水化，沉积，. 物都转化成石膏晶体 影响水合率的因素2.3.2 :- 水化反应的速度受到许多因素的影响，包括摄氏 ?温度水化速率随着温度的升高而下降，当温度超过60时水化速率就会停止，因此在进入干燥器之前没有完成的水化将 会有效地丧失。温度也会影响晶体的大小和形状。 ?总的比表面积 比表面积越大，半水合物表面的溶解度越快。但这通水量半水合物在溶液中的含量就越低 水用量越低，? 因为板材制造中使用的水量相对较高。不是一个实际的考虑因素，并能改变水 许多盐能影响半水合物或石膏的溶解度， 可溶性 参见后面关于硫酸钾作为盐也会影响晶体的大小和形状(化速度。 。促进剂的讨论)晶种数量 晶种数

8、量越多，石膏从溶液中析出的速度就越快，? 此水化的速度也就越快。 水合的影响2.3.3 : 虽然水化过程正在发生，一些影响是明显的 浆体变硬，然后逐渐变硬，形成一个固定的质量。?. . . 温度的升高? 固定质量的膨胀 ? 凝结时间 2.3.3.1 石膏晶体从晶种点向四面八方生长，形成“球体”(像卷起的刺猬)，逐渐开始相互接触。随着这个过程的继续，水化质量从流动的泥浆变成逐渐硬化的固体。整块实心(如板芯)由针状晶体联锁而成. 在随后的干燥过程中，剩余的饱和石膏溶液将其石膏放置在这些交叉点，并将结构“粘接”在一起，形成一个非常坚固的干燥体。 在水化过程的不同阶段，可以对硬度进行任意定义。这可以通

9、过维卡仪设备精确地完成，以确定初始和最终的凝结时间。另一种不太精确的测量，因人而异，是每个人都熟悉的拇指法或成型带定位。 . . . 。在拇指法或维卡仪的终凝时间，水化过程仅完成40% - 60%Effect of ageing on setting times12 108 Low humiditySetting time (mins)6High humidity420402030010Ageing time (days)前面描述的影响水化速率的因素也会影响凝结时间。除这些因素 外，熟石膏粉存放时间也会影响凝结时间，尤其是在高湿度条件下。 在老化过程中，石膏凝固时间先延长后缩短。 熟石膏的最终

10、强度主要由添加的再水化石膏含量决定：石膏最初有多少纯度 ? 在低效煅烧过程中，石膏损失了多少? 煅烧效率 在板芯中加入了多少石膏石膏芯密度? 石膏损失了水合效率 在这个过程中，由于水化作用不充分，? 多少 :- 许多次要因素可以显著影响强度和凝结时间 的游离水分，干石1%自由水 水很容易从大气中吸收，只要有? 60% 膏的强度就会降低水合作用越快，强度越大，虽然这种作用很小。老化 水合速度?它们的总水合因而崩解可能性较低的石膏粉显示出这种效果;的、 时间慢，尽管凝结时间快。大多数水合作用是通过前面描述的结晶过程 ?水合作用的特性进行的，但也有一些水合作用可以通过“拓扑结构”反应进行。. . .

11、 在这里，半水合物颗粒不会进入溶液，而是重新吸收水分，在原 地转化为石膏。这通常影响大颗粒石膏在老化的石膏粉。其强度就越大。晶体越小、越像针， 晶体尺寸和形状 一般来说，?这是因为存在的晶体越多，晶体接触点的数量就越大，因此强度也就越大。然而，有可能有太多的晶体太小，导致强度下降，这，最佳长15:1。最佳晶体形状约为(见种子促凝剂)将在后面描述 微米。度约为15降低料浆温度可以得到更小的晶体和更一般来说，石膏浆温度 ? 大的强度。那些可用于 这可能导致石膏晶体形状和大小的变化。 ?可溶性盐见盐促我们将在后面介绍(石膏板制造的促凝剂会造成强度损失， 。凝剂). . . 温度上升2.3.3.2 过

12、程中能量被吸收时，在水化过程中能量被释放，(脱水)当煅烧使水化体在凝固过程中温度升高。这种放热反应称为温升设置 temperature rise set (TRS)。Plot showing Temperature Rise Set and associated DifferentialRate of Temperature Change (20TRS215)癱( esiR10 erutarep癱m5/min)eDifferentialT00该反应可用于跟踪水化过程，温度随时间的变化由嵌在浆体样品中的热电偶监控，绝缘盒中(程的结果，不形成一套是可能的2515020510Time from mi

13、xing (mins)并且浆体其方式与硬化速率相同，热电偶保存在热。但是，应当指出，温度的上升是重新水化过)如聚苯乙烯将半水合物再水合回到石膏中而而不是凝固过程的结果。 。节)见第(3.3 膨胀2.3.3.3 在煅烧过程中，石膏颗粒随着结晶水从硫酸钙层间析出而收缩。导致成型带上的板材宽度水合作用伴随着体积增加或“凝结膨胀”， 和长度“增大”。 因随着凝结膨胀的进行，凝结的石膏块在其表面形成一个吸力，为空气被吸入，以弥补体积的增加。在制板过程中，这种吸力对湿式 粘结剂的发展起着重要作用。. . . 3. 促凝剂 有必要通过适当使用可溶性盐或种子促进剂来控在石膏工业中， 制水化速率和/或石膏晶体生

14、长速率来控制产品的凝结时间。 被纳入底层石膏粉和石灰活化酒石酸角蛋白，该蛋白质缓凝剂， 和石膏种子促凝剂的组合，以提供逐渐凝固的特点，在石膏结束时。 石膏板行业最常见的促进剂形式是种子促进剂，它为石膏晶体的生 长提供成核位点，促进所需的快速浆体凝结和水化特性。 理想的石膏板工厂促凝剂需要石膏、水等助剂在搅拌机中充分混合，板材在凝结带上正确成型后才能发挥作用。然后它会迅速形成许多针状石膏晶体。 地面石膏与新暴露的表面是一个非常强大的促凝剂和更强大的是更精细的地面。它的效力随着年龄的增长和新暴露石膏表面的愈合而减弱。 . . . 3.1 早期促凝剂后最早的板材工厂使用新鲜的石膏作为促凝剂，并从那里

15、发展到使用“地面固定块”。一旦它毫米100毫米。/水泥浆块铸造而成，通常约为600毫米300一种促凝剂是由石膏当设备需要石膏块时，将石膏们凝固，就会在专门的干燥室中干燥，并储存到需要的时候。并将石使石膏块压在变速砂轮上，块放置在倾斜的床上，变速砂轮逐渐磨碎新鲜石膏表面，部分原因是人们事实证明，这种促凝剂的效力非常不稳定，膏块分配到板材设备搅拌机中。并导减少产生的促凝剂数量，倾向于在石块完全干燥之前使用它们。湿石膏会使砂轮失效， 致热的积累，从而导致部分煅烧和失效。 它是由石膏和水在研磨机上另一种早期的促凝剂叫做微絮凝剂，当水合作用发混合而成。石膏和水被连续地喂入一个小管磨的一端，然后将这些浆料

16、直接生时，石膏晶体被磨成一种非常细磨的石膏浆。且缺乏灵)(整个过程极其嘈杂、混乱密封泄漏送入板材厂的搅拌机。 活性，新一代促凝剂应运而生。 并导致在混合器中和它们立即有效，早期促凝剂的主要缺点是，:- 在板形成完成之前水化。这类促凝剂的典型温升集曲线为Temperature rise set curve55 50Temp(C) TRS454035Time (mins) 3.2 现代促凝剂 . . . 使用的是新磨的石膏，大多数现代石膏板厂促凝剂都是种子型的，最早的一种石膏表面覆盖了一层材料，以防止新表面的老化和愈合。 是HRA(耐热加速器)，由石膏和糖一起磨管制成 3.2.1 促凝剂为新型促凝

17、剂申请了专利，USG60年代末/ 70年代初，在20世纪甚至在石膏袋装并随该促凝剂在袋装石膏中实现了凝固时间稳定性，到5%后在高温下储存时也是如此。这些促凝剂是由球磨地面石膏和1000直到比表面积达到约25%的糖在60摄氏度左右的温度下制造的，部24小时，100到120摄氏度的浅托盘上加热平方米/千克。然后在 分煅烧得到的材料。 砂糖在磨矿过程中部分研究表明，随着石膏颗粒磨得越来越细， 包裹在石膏颗粒表面，在第二阶段起着抑制煅烧的作用。 但在板材工厂虽然该促凝剂最初是为行业的袋装石膏面开发的， 进行了测试，发现表面涂层有显著的副作用，即延迟释放。 但涂布虽然使用大量未涂布的新磨石膏会导致搅拌机

18、过早水化，温升凝的促凝剂似乎直到石膏混合物与水接触几秒钟后才发挥作用。结时间曲线显示，初始放热很少，随后温度急剧上升，最终凝结时间 往往与之前相似温度上升曲线45 40 Microfloc35HRA3025 晶体倾向于以更喜欢的针然而，由于晶体被压缩到更短的时间， 状形状生长，从而提高了石膏芯强度。 . . . B A A . 使用微絮凝剂生长的片状晶体 HRA生长针状晶体 B .用 ? GMN 和3.2.2 GMS 表现出的延迟释放效应允许工厂使用足够数量的促进剂，以HRA水化，同时避免在形成过程完成之前在/确保在切刀处有足够的凝结 混合器中或板材中过早水化。 ，它是用少GMS第一个专为板材

19、厂使用提供延迟释放的促凝剂是磨管石膏矿物制成的。(通常是硬脂酸钙)(0.5量到2%)金属硬脂酸钙公斤左右的比表面积，平方米/理想的研磨方法是将混合物研磨到800 但是如果没有伴随的温度升高导致部分煅烧，通常很难实现这种研磨 在石膏中成功地作为板材工厂的促凝剂使用了一段时间，通GMS随着板材工厂的速度常使用早期袋装石膏生产中多余的管脚。然而，因此有必要投资于额外的资本GMS的需求超过了生产能力，增加，对 设备，或寻找另一种更有效的促凝剂。 GMS的矿物，答案是GMN，它是一种比一种涂有表面活性剂Nansa 更有效的促凝剂，一夜之间促凝剂的生产能力几乎翻了一番 公斤的特平方米600/到800的糖制

20、成，研磨到HRA通常由3.2% 定表面积。 可溶性盐促凝剂3.2.3 (K2SO4)最常用的可溶性盐促进剂是硫酸钾，俗称钾肥。 . . . 它必须充分再为了从石膏胶结物的含量中实现最大的潜在强度，在干燥温度升高导致再水化停止之前，水合物和形成最佳的针状晶体。这对结晶结构的形成没有任何作用，任何半水合物都不能转化为石膏，因此对石膏芯强度没有任何贡献。同样的，任何石膏晶体，只要不是 针状的，就不会产生最大的石膏芯强度。 可能是由于所使用矿物的性质或由在再水化速率较慢的情况下，许多专于过程中的问题，有时需要使用碳酸钾以便及时完成再水化。因为它经常伴随着核心力量的显家认为，钾肥的使用是最后的手段， 1

21、5%)。著下降(降幅高达 一方面是完成水化的好这在很大程度上是一个“权衡”的问题，大得多的石膏晶体的缺点，石膏晶体的加处，另一方面是生产更少、固交叉点更少，因此产生的石膏芯强度更低。然而，在某些情况下，参见稍后的防潮产使用碳酸钾形成的更大的板状晶体可能是有益的( 。品). . . 其它可溶性盐促凝剂3.2.4这些主许多可溶性化学物质可以改变石膏的水化和凝结行为的组如下所示所有的无机酸都是促凝 大多数有机酸是缓凝剂? ?大多数氯化物是促凝剂或中性的 ?大多数硝酸盐是促凝剂 氢氧根是缓凝剂? 大多数硫酸盐和重硫酸盐都是促凝剂? ?所有磷酸盐都是缓凝剂 ?所有碳酸盐和碳酸氢盐都是缓凝剂 尽管许多无机

22、酸起着促进作用，但只有很少一部分被用于商业用 途，其成本和效力是决定因素。 尽管硫)是石膏板生产中最常用的可溶性盐促进剂，硫酸钾(钾盐 酸铵已知在过去曾使用过。 确保石膏板板芯的充分水虽然硫酸钾具有非常强大的促进作用，也会导致石膏晶体习性的改变，化，但这种盐)(和其他盐促进剂一样，可使)产生更少、更大的晶体。在高掺量的情况下(0.5% w:w石膏 15%至甚至更多。石膏芯抗压强度降低10% 并与受保护的种子促凝硫酸钾通常只在低添加率下使用，因此，通常使用双加速剂是为了达到碳酸钾所提供的全部水化剂一起使用。这可能是在快速强度，而不是在石膏芯中有任何未转化的半水合物， 移动的板材生产线上单独使用种

23、子促凝剂的结果 0.5%双促凝剂系统的添加速率通常由生产线速度决定，但通常为 石膏)种子加速器。+ 0.1%硫酸钾(w:w 3.3 促凝剂使用率种子促凝剂的添加速率因为了获得良好的凝结时间和水化特性， 0.5% 作用（石膏）生产线而异，由线速度决定，但通常在 降低可以使用超过最佳的种子促凝剂用量，从而延长凝结时间，尽管随着种子添加量的增加，;板芯在刀区和干燥状态下的抗压强度种子促凝剂的过度使用会导致切刀处湿粘水化率保持不变甚至增加。. . . 在这种情况下，导致粘接差和机械强度降低的干板。接和软板性能差， 只要简单地降低促凝剂进给速度，就能恢复良好的浆料和板材特性。 所有人都上述影响是由于浆体

24、被过多的成核位点所淹没造成的;由此在争夺结晶石膏。这导致凝结核由大量非常短的石膏晶体组成，造成的强度降低远远超过了“胶结”晶体交叉点数量增加所带来的 强度增加。 3.4 其它过程的影响还有一些过程效应本身影响水化速率或缩短凝结时除加速剂外，: 间石膏晶体啮合发生得更早，因为:降低石膏/水比可缩短凝结时间? 混合料的密度增加，起始点之间的距离缩短。尽管在石膏和水比 降低的情况下水化率略有降低，但仍会出现这种效果。，这是)20C - 40C围? 浆体温度的升高缩短了凝结时间(在实际的由于越来越大的石膏晶体的形成，相互啮合的速度越来越快，以 及在这个温度围半水合物水化速率的增加。 再一次，较大的晶体

25、导致抗压强度降低，这超过了较低的促凝剂要求所带来的任何好处。 这是由于半水合物颗粒的表面积石膏瓦解增加导致水化率增加，增加，从而允许更高的溶解率。. . . 4. 缓凝剂 其中蛋白质缓凝剂角蛋白与底层石膏缓凝剂主要用于建筑石膏，种子促进剂的组合，结合，使用石灰活化酒石酸(Aegrit)和石膏或HRA 为最终的石膏粉提供必要的缓凝特性。 如酒石酸、(石膏工业中最常见的两种缓凝剂是基于天然有机酸 和基于蛋白质(如角蛋白)的缓凝剂。柠檬酸) 相信有机酸的缓凝剂的作用机,而迟钝的力学过程的不完全理解理是通过抑制增长的石膏晶体饱和溶液而蛋白质的情况下“营”的导致更短和更慢比其他情况下。,石膏晶体防止在更

26、短的时间越来越长 它们还可以降低半水合物在混合水中的溶解速度。 ，用于一种或两种P(蹄和角)制成，而缓凝剂角蛋白由动物制品 石膏板工厂的缓凝剂是由人造蛋白制成的蛋白质缓凝剂。 因此，用一些合成石膏制作(磷酸盐和许多糖类也是强力缓凝剂 。石膏板以及使用一些含糖量很高的木质素磺酸盐时也会遇到问题) 凝结/水化过程也可能迟钝的过程因素包括用水量(水本身就是一种缓凝剂)、料浆温度(半水化合物溶于温水比在寒冷的,所以补液下降的速度随着温度上升)和潜在的粒子的衰变(瓦解容易将进入溶解更快)。. . . 淀粉5. 石膏芯与护面纸之间形成了两种不同的在石膏板的制作过程中，粘结剂，即湿粘结剂和干粘结剂。我们之前

27、已经看到，湿粘结是由细并随着石膏芯膨胀时吸力的发展而小的石膏晶体生长到纸里的湿层，干粘结的建立通常形成的。这种湿粘结在干燥过程中被干粘结取代， 需要淀粉的存在。 淀粉是碳、氢、氧的化合物，是碳水化合物中的一种。它是谷类 食品和一些蔬菜食品的重要组成部分。 稻, 木薯, 大麦, 玉米 这些是淀粉的主要来源和原料，即淀粉 玉米淀粉, 木薯淀粉 但也有例外，比如甘薯的提取物淀粉。 :- 工业上的一些主要用途是 转化为糖，然后转化为酒精生产的粘合剂 淀粉的两种主要成分是直链淀粉。10%)和支链淀粉(90%)，前者在干燥过程中通过胶凝作用，受干燥热的影响，迁移到石膏板的纸/芯界面。 . . . 淀粉加工

28、的过程5.1 水成浆后紧密混合，均匀分布在/在板材湿端，干粉淀粉与石膏就会形成本文前面所板材的整个石膏芯。当板材沿着成型带前进时，述的湿粘结，但淀粉对这种粘结的形成绝对没有作用。然而，一旦板材进入烘干机，石膏芯的水开始升温，淀粉的温度就会升高，直到达这时淀粉凝胶在水中部分至到“凝固温度”(通常为7080。摄氏度): 溶解 淀粉稠化顺序 然后，当水移动到界面蒸发时，淀粉就被带到了界面上(其他可溶性物质如盐也是如此)。 在石膏芯和纸的界面，水开始蒸发，并在这个区域沉积淀粉。随着蒸发的继续，淀粉的迁移也在继续，直到它在界面上集中，而不是均匀地分布在整个石膏芯。 . . . : 它在界面上的存在以两种

29、方式帮助干粘结的形成 当石膏板沿成型带向下移动，石膏芯开始凝固时，许多细小的? 纸被(针状石膏晶体就会在石膏芯生长，从石膏芯粘结纸的厚度。当淀粉在界面上浓缩时，就会在)石膏芯的饱和石膏溶液浸湿这些晶体上形成一层薄膜。离开板芯核的水必须经过淀粉层，淀粉层吸收水分，然后缓慢地释放水分，从而保护这些细小的 晶体在干燥温度升高时不被煅烧。 ? 淀粉的另一个作用是作为粘合剂，即简单地将核心粘在纸衬里。 淀粉添加率对所有板材都应该是无论板材厚度如何，可以认为，但是因为水因为其有效性是基于表面积而不是石膏芯体积。相同的，,而不是薄的板(以及淀粉)迁移从中心厚板的核心则需要更长的时间以确保足量的淀粉到达接,随

30、着板厚度的增加有必要增加淀粉添加率 口之前的板受到干燥温度越高。. . . 目前的标准增长率是（随着技术的提高用量有大幅的降低）: 2 ? 7.5 mm 板 2.27 kg/100 m2 ? 3.18 kg/100 m 9.5 mm 板 2 ? 12.5 mm 板 3.78 kg/100 m2 15.0 mm ? 板 4.54 kg/100 m 2 5.75 kg/100 m? 19.0 mm 板 或变化的情/使用天然石膏的工厂经常会遇到可溶性盐含量升高况，这降低了煅烧的温度，并导致在干燥机燃烧。在这种情况下，经 常需要根据可溶性盐水平的变化而改变淀粉的添加速率。 所有板材工厂的淀粉都应该按照

31、确保它们适合我们的目的的规在大多数情况下，我们倾向于依靠最初的实验室测格来购买。然而，然后使用供试，然后是实际的工厂测试来确定某一种淀粉是否有效， 规来提供质量控制。相当模糊的)(应商 适用于石膏板生产的淀粉可能具有以下性质：这将是一种低沸点、酸改性的玉米淀粉，具有确定的可用性、稠? 度和纯度。可溶于热水，均匀分散于浆体冷水中，达到凝固点后逐渐进入溶? 液。之间，在这个温度下，它将形成一种轻 80 c70 ? 它的凝固点在 至中等粘度的流体。 在石膏板中测试淀粉的存在5.2 其特征是纸从芯面剥配制的浆液中没有淀粉，导致没有干粘结， 离干净。淀粉对湿粘结的发展没有影响。 在芯板表面滴一滴碘溶液呈

32、现紫色时，当淀粉与棕碘迅速反应， 就可以很容易地证明淀粉的存在. . . . . . 6. 减水剂 : 石膏板生产过程中发生的基本化学反应是 O .?HO + 1?HO = CaSO.2H CaSO22424 份水才能实现石膏的完全水化。由此可以计算出，对于每145份半水合物，我们需要27从而在实际操作中，在板材上加水比这多得多是很有必要的，这样才能保证浆体的流动性，的水膏比中，我们加入的水大约是化学计72%使我们能够正确地形成板材的形状。例如，在 量所需要的水的四倍。 此外，但通过干燥过程除去这些水的成本是巨大的。这些额外的水的基本成本相对较小，使用减水剂可以从降低干燥成本因此，在许多工厂，

33、干燥机的容量是限制生产速度的因素。 或提高生产速度中获得重大好处。 用于使我们在较低水量下达到所需流动性的添加剂是木质素磺 或合成萘磺酸盐。酸盐(木浆工业的天然副产品) 可以作为棕色的溶液或喷雾干燥的细许多早期的木质素磺酸盐，的速率加入到石膏板的浆体中，根据0.5%棕色粉末。它们以0.02到 石膏的重量，在这些速率下，通常可以使水的用量降低10%。 木质素磺酸盐分人们认为，木质素磺酸盐是一种有效的分散剂，类似的带电粒子是从而给它们带负电荷。子附着在单个浆体颗粒上，颗粒团聚体对液体流动相互排斥的，因此团聚体被破坏或阻止形成。具有阻力，如果没有团聚体，则大大增加了混合料的流动性，从而减 少了使浆体

34、能够正常流动所需的水量。 但这一优势被它们延早期的木质素磺酸盐都能显著降低水用量，石膏板生产需要其他没有产生缓凝作用缓石膏浆凝固的趋势抵消了。 的木质素磺酸盐。 在水泥和混凝土工业中，作为减水剂的几种超级增塑剂已经发展了多年，其中一些已被证明适用于石膏工业。它们比木质磺酸盐贵得多，但似乎能够在使用木质磺酸盐的基础上进一步降低用水量。有一种是由木质素磺酸盐和萘磷酸酯超级增塑剂混合而成，木质素磺酸盐先将初始的水分还原，然后再将其余部分加入其中。这种木质素磺酸盐和超级增塑剂的混合物是一种有效的方法，可以在控制成本的情况下大幅度降低用水量。 . . . 这既可以转化为生10%的蒸发负荷，使用这些材料可

35、以减少5%到也可以转化为干燥成本的而干燥能力是一个限制因素，产率的提高， 降低。 必须通过增加泡沫来弥补板芯当用水量降低时，应该记住的是，这可能会对原材料成本和石膏板芯体质量造成不利影响。体积的损失， . . . 7. 泡沫 但也有可以看出，石膏板中使用的浆体主要由石膏粉和水组成，一部分在进入搅拌器时夹杂相当数量的空气，其中一部分来自泡沫，那么我们在石膏浆中。如果我们要做的板没有任何空气在石膏浆中， 的板重量将不得不显着增加或我们的生产线速度降低。 从最早的石膏板制作开始，泡沫就被添加到板料浆中，原因如下：为了达到所需的流动性，石膏板浆通常含有三到四倍的水，在水? 化过程中会发生化学复合。通过

36、用空气代替一些多余的水，蒸发 以及由此产生的干燥成本)可能会显著降低。负荷(由于石膏板厂的线速度经常受到干燥能力的限制，因此减少的蒸? 发负荷可以转化为提高速度生产无泡沫石膏板所需要的石膏重量远远超过达到良好机械性能? 所需要的重量。用泡沫代替一些石膏，可以节省运输和搬运费用 以及石膏费用。通过使用泡沫体积来调整和保持浆体体积，可以更好地控制板材? 重量和蒸发负荷。 用水量74%,在我们可以计算了解对板的影响,这样的计算表明1039公斤/ 100平方米(相比之下,可能与空气9.5毫米板的干重是670公斤/ 100平方米)和12.5毫米板将重1373公斤/ 100平方米(约860)。为了达到更正

37、常的板材重量，水用量必须增加到140%左右，如果干燥能力限制在每小时20吨，那么对于9.5毫米板材，生产线速度必须降低到45米/分钟，对于12.5毫米板材，生产线速度必须降低到33米/分钟。 可见，石膏板芯中加入泡沫对石膏板的重量和生产速度都有深远的影响。 Calculation of dry board weights without air 9.5 9.5 Board caliper (mm) 9.5 9.5 9.5 0.285 0.285 0.285 0.285 Paper caliper (mm) 0.285 0.893 0.893 0.893 0.893 0.893 Core vol

38、. (m3 per 100m2) 136.7 Water gauge (%) 74 80 100 120 Composition of slurry 100 100 hemihydrate 100 100 100 136.7 74 120 80 100 water Composition of set core 118.6 118.6 118.6 gypsum (wt.) 118.6 118.6 . . . 118.1 55.38 61.38 101.4 81.38 water (wt.) 30.22 33.53 gypsum (vol.%) 48.01 45.45 38.59 69.78 6

39、1.41 66.47 water (vol.%) 51.99 54.55 For 100m2 of dry board 626 694.6 Wt of gypsum (kg) 994.6 941.5 799.4 44 44 44 Wt of liner (kg) 44 44 670 843.4 738.6 Wt of board (kg) 1039 985.5 623.2 548.4 487.2 593.6 Water evaporated (kg) 464.3 20 Dryer capacity (tph) 20 20 20 20 44.58 50.65 57.02 46.79 Maximu

40、m belt speed (m/min) 59.83 Similar calculations for 12.5mm board yield:- Calculation of dry board weights without air 12.5 12.5 12.5 12.5 12.5 Board caliper (mm) 0.285 Paper caliper (mm) 0.285 0.285 0.285 0.285 1.193 1.193 1.193 1.193 Core vol. (m3 per 100m2) 1.193 141 100 120 Water gauge (%) 74 80

41、Composition of slurry 100 100 100 100 hemihydrate 100 141 100 120 water 74 80 Composition of set core 118.6 118.6 118.6 gypsum (wt.) 118.6 118.6 122.4 81.38 101.4 61.38 water (wt.) 55.38 29.47 38.59 48.01 gypsum (vol.%) 45.45 33.53 70.53 water (vol.%) 51.99 54.55 61.41 66.47 For 100m2 of dry board 8

42、15.6 927.9 1258 Wt of gypsum (kg) 1329 1068 44 44 44 44 Wt of liner (kg) 44 859.6 971.9 1112 1302 Wt of board (kg) 1373 841.4 650.8 732.7 793 620.3 Water evaporated (kg) 20 20 20 20 20 Dryer capacity (tph) 33.01 42.68 37.91 35.03 44.78 Maximum belt speed (m/min) 水和压缩空泡沫是用发泡剂、空气以泡沫的形式进入石膏板芯，0.75 - 1.

43、5%气在单独的发泡机中产生的。发泡剂与水混合可以产生/克60至120强度(体积)的溶液。泡沫密度因工厂而异，但一般在 升。 稀释后的发泡剂溶液与压缩空气一起进入泡沫发生器，空气与表面活性剂溶液剧烈混合产生泡沫。 下面的示意图剖面图显示了发泡机的固定壳，它带有同心圆的齿(定子)，以及中央转子，它也有同心圆的齿通过定子之间。将稀释的表面活性剂溶液和压缩空气注入发泡剂的中轴，强迫其向外运动，然后再回到泡沫排出的另一侧的中心。 . . . STATOR SOASOLUTIONROTORSOLUTION INLETFOAM OUTLETFOAAIAIR INLET 但还是经常使用尽管后者在平衡压力和流量

44、方面存在操作问题， 多个发泡机，或串联或并行使用。 干石膏板的板然而，在石膏板制造中使用泡沫也有消极的一面。这些空气部分来芯基本上是由空气包围的相互连接的石膏晶体组成。部分来自干燥过程中，自泡沫(以及进入搅拌器时用石膏夹带的空气) Vb/Vm从板芯部取出的水被空气替代。这两种空间的比值称为比值 如我们/ Vm比率上升,Vb 研究表明,在给定板重量，板芯强度的如果我们希望做一个重放入更多的空气，较弱的将是最终的石膏浆, 量轻板强度不至于恶化，然后我们需要更换石膏与水而不是空气。. . . Compressive Strength vs Water Gauge1.24.81.154.7Compre

45、ssive1.14.6ostrengthit1.054.5a2Rm14.4 mmVb/Vm/VN0.954.3/b0.94.2V0.854.1Linear(Compressive0.84strength)6971737270767874% Gauge 5.0aPM4.5/ htgner4.0tS eviss3.5erpmoC3.012011010090Water Gauge8070604050 . . . (Vb)下图为研发公司扫描电镜下石膏板芯。气泡的大小和比例可以看到从页面的左到右增加 . . . 防火材料添加8. 这取决于许多石膏板在相当长的一段时间可以抵抗火灾的影响，因素，包括火灾的强

46、度、石膏板的结构和组成。当普通墙板在标准火通常是因为火焰能够通过板芯部的裂缝渗透到灾测试中最终失败时， 墙板的更远处，或者是因为部分墙板石膏芯已经破裂。 如需特殊耐火条件，可生产纤维防火板。 石膏板芯中的石膏发生煅温度升高，石膏板芯长期暴露在火中，见(烧。当它煅烧，水从石膏中被除去时，组成板芯的颗粒就会收缩通过裂缝，)前面关于脱水的部分。这种收缩最终导致板芯产生裂缝，特别是在天花板系统中，或者，热量和火焰能够扩散到板的其他表面。 从而让火到达结构的另一边。裂缝的增长会导致整个木板的部分掉落， 比高纯石膏板材更能抵抗火灾天然石膏板材中含有大量的粘土，而不是几个大因为粘土往往促进许多小的收缩裂缝的

47、生长，的影响， 的收缩裂缝。 是由玻璃纤维,防火石膏板,在正确的建筑系统会给防火2小时黏和蛭石、添加到板芯提供火灾的结构完整性(帮助板芯团结在一起) 土或微硅减少脱水收缩。 蛭石、黏土和微硅粉8.1 在火灾中，耐燃性是石膏板生产中少数几个纯度不高的领域之一。板材最终会失效。导致板材的结构无法持续时，当收缩裂缝变得太大，由于收缩是由于石膏颗粒脱水而产生的，因此，板芯中石膏越多，收 缩越大。 蛭石已被加入石膏板芯多年。据认为，蛭石防火的机理是，它在这种膨胀弥补了石膏颗，(建筑石膏见珍珠岩和蛭石一节)受热时膨胀但虽然有的国家使用的蛭石具有良好的健康状况，粒脱水时的收缩。世界上大多数蛭石都含有石棉。

48、高粘土含量的天然石膏在防火测试中的表现优于DSG等天然石膏。粘土(和许多其他材料)似乎引入了大量的微裂缝，而不是一些更大的裂缝，这些微裂缝承担了板芯收缩，没有导致立即的结构崩溃。因此，在一些国家，在高纯石膏中加入粘土以提高耐火性能。 . . . 因此很难它像水一样流动，微硅是熔融硅的一种极细的粉末形式，处理。它以一种“致密化”的形式提供给我们，作为微球，与水接触在板芯中这些纳米球的存在刺激了微裂后立即分解成原始的纳米球。就像人们认为的粘土这些微裂纹是在火灾条件下形成的，纹的形成， 颗粒的行为一样。 玻璃纤维8.2 在最早的纤维制造系统中，玻璃纤维以连续的玻璃丝缠绕成圆柱 然后在石膏板搅拌机之前被送入然后被拉进切碎机，的形式被运送， 进给石膏螺旋。 为了达到所需的玻璃纤维添加率，以提供防火性能，这些圆。这个系统有几柱中的几个将一起解开(4取决于板的厚度)至6: 个问题 ?以防其中一个或多个圆柱用完或坏掉，