无水型粉刷石膏应用技术试验研究

1、汇报内容提纲课题背景试验内容及结果分析效益分析结论机理分析一、课题背景传统抹灰材料缺点无水型粉刷石膏及其性能 无水型粉刷石膏是由天然硬石膏和少无水型粉刷石膏是由天然硬石膏和少量外加剂混磨而成，是一种在价格及量外加剂混磨而成，是一种在价格及综合技术经济比较上有较强竞争力的综合技术经济比较上有较强竞争力的新型粉刷石膏产品。其生产简单节能，新型粉刷石膏产品。其生产简单节能，砂浆和易性好，收缩变形小，施工简砂浆和易性好，收缩变形小，施工简单，价格低廉。单，价格低廉。无水型粉刷石膏的优越性世界各国粉刷石膏使用量占抹灰材料总量比例世界各国粉刷石膏使用量占抹灰材料总量比例研究目的及意义对无水型粉刷石膏应用进

2、行研究，将不同配比的粉对无水型粉刷石膏应用进行研究，将不同配比的粉刷石膏用于各种墙材，测定无水型粉刷石膏的各种物刷石膏用于各种墙材，测定无水型粉刷石膏的各种物理力学性能，找出粉刷石膏最佳配合比，从而使无水理力学性能，找出粉刷石膏最佳配合比，从而使无水型粉刷石膏代替传统水泥砂浆，成为一种新型墙体粉型粉刷石膏代替传统水泥砂浆，成为一种新型墙体粉刷材料刷材料。试验理论依据翟红侠，翟红侠，激发剂对天然硬石膏水化作用的影激发剂对天然硬石膏水化作用的影响响范彦军，范彦军，含山县硬石膏生产工艺对水化机理含山县硬石膏生产工艺对水化机理影响的实验研究影响的实验研究杨新亚，杨新亚，硬石膏基粉刷石膏应用研究硬石膏基

3、粉刷石膏应用研究安徽建筑工业学院，安徽建筑工业学院，无水型粉刷石膏应用技无水型粉刷石膏应用技术规程术规程，安徽省地方标准，安徽省地方标准设计方案本试验以安徽含山县生产天然硬石膏粉为基材，本试验以安徽含山县生产天然硬石膏粉为基材，以以S95S95级矿粉为无机填料，建筑石膏、生石灰粉、级矿粉为无机填料，建筑石膏、生石灰粉、水泥作为增强材料，加入增稠剂和保水剂，细砂水泥作为增强材料，加入增稠剂和保水剂，细砂和再生胶粉作为骨料，主要研究目的是找出无水和再生胶粉作为骨料，主要研究目的是找出无水型粉刷石膏的最佳配合比型粉刷石膏的最佳配合比。第一步找出基准配合比。第一步找出基准配合比。第二步，通过正交试验进

4、一步优化配合比第二步，通过正交试验进一步优化配合比原材料原材料基准试验基准试验抗压强度抗压强度抗折强度抗折强度凝结时间凝结时间基准配比基准配比正交试验正交试验抗压强度抗压强度抗折强度抗折强度凝结时间凝结时间呼吸性能呼吸性能透气性能透气性能粘结强度粘结强度最佳配比最佳配比试验设计无水型粉刷石膏性能指标 指指 标标项项 目目面层粉刷石面层粉刷石膏膏底层粉刷石底层粉刷石膏膏轻质保温轻质保温粉刷石膏粉刷石膏细度细度方孔筛筛余方孔筛筛余0方孔筛筛余方孔筛筛余20可操作时间（可操作时间（min）807060凝结时间凝结时间（h）初凝初凝1.51.51.0终凝终凝6.08.06.0保水率保水率 (%)907

5、560强度强度（MPa）抗抗 折折3.02.01.0抗抗 压压7.05.02.5拉伸粘结强度拉伸粘结强度0.50.40.3体积密度体积密度kg/m3600导热系数导热系数W/m.K0.10放射性放射性符合符合GB/T 6566中中A类要求类要求粉刷石膏抹灰构造基层墙体基层墙体底层粉刷石膏底层粉刷石膏面层粉刷石膏面层粉刷石膏装饰层装饰层二、试验内容及结果分析试验原材料硬石膏：安徽恒泰新型建材有限公司生产的天然硬石膏硬石膏：安徽恒泰新型建材有限公司生产的天然硬石膏粉粉激发剂：煅烧明矾（激发剂：煅烧明矾（650650煅烧煅烧1h1h）无机填料：无机填料：S95S95级矿渣粉级矿渣粉增强材料：相山牌增

6、强材料：相山牌PO42.5PO42.5水泥、生石灰粉、建筑石膏水泥、生石灰粉、建筑石膏砂：细砂砂：细砂胶粉：美国汉森再生橡胶粉胶粉：美国汉森再生橡胶粉增稠剂：淀粉增稠剂：淀粉保水剂：纤维素保水剂：纤维素基准试验原材料原材料硬石硬石膏膏煅烧煅烧明矾明矾水水水泥水泥矿粉矿粉保水保水剂剂建筑石建筑石膏膏石灰粉石灰粉砂砂胶粉胶粉增稠增稠剂剂用量用量1150075.0375.056.2590.003.0011.257.500.000.000.002150075.01125.050.0090.003.5010.007.000.000.000.003150075.0450.056.25120.006.009

7、.457.500.000.000.004150075.0600.056.25120.006.009.457.500.000.000.005150075.0600.056.25120.006.009.457.500.007.500.0061001.950.09751.437.5760.112.006.315.011910.80.000.00775037.5337.528.1560.003.004.7253.751192.417.505.025875037.5337.528.1560.003.004.7253.751192.17.5010.05实验过程基准试验结果测试测试项目项目凝结凝结时间时间抗

8、折强度抗折强度( (MpaMpa) )抗压强度抗压强度（Mpa）压压折比折比开裂情况开裂情况初凝初凝终凝终凝试验组试验组号号11h12im3h21min3.4011.503.38开裂开裂22h50min8h32min1.964.632.36收缩收缩31h50min5h35min3.027.982.64细微收缩细微收缩42h5min6h4min3.178.942.82细微收缩细微收缩52h17min5h50min3.248.942.76未未63h42min-2.565.422.12开裂开裂72h20min6h45min3.529.752.77细微收缩细微收缩82h9min6h13min3.579

9、.862.76未未探索性试验试件强度与水膏比关系图3 抗压强度与水膏比图4 抗折强度与水膏比从图中可以看出：从图中可以看出：无水型粉刷石膏的强度随水膏比的增大而降低，所以在满足工作无水型粉刷石膏的强度随水膏比的增大而降低，所以在满足工作性前提下，尽量减小水膏比。性前提下，尽量减小水膏比。基准配合比原材原材料料硬石硬石膏膏煅烧煅烧明矾明矾水水水泥水泥矿粉矿粉增稠增稠剂剂保水保水剂剂建筑建筑石膏石膏石灰石灰粉粉胶粉胶粉砂砂用量（g）75037.5337.528.156010.053.004.7253.7507.5001192.1比例10.050.450.03750.080.00670.0040.0

10、0630.0050.011.589本次试验发现，可将面层和底层粉刷石膏合二为一，可大大降低墙体厚度，且节约成本，缩短施工时间。本次探索试验中，每组配比均又上一组配比通过调节工作性能和力学性能而得。综合每组工作性能和力学性能，选择第八组为基准配合比。正交试验 在科学研究、产品设计与开发和工艺条件的优选过程中，为了揭示在科学研究、产品设计与开发和工艺条件的优选过程中，为了揭示多种因素对试验或计算结果的影响，一般都需要进行大量的多因素组合条多种因素对试验或计算结果的影响，一般都需要进行大量的多因素组合条件的试验。件的试验。 用正交表安排的试验方法，称为正交试验设计法。其特点为：用正交表安排的试验方法

11、，称为正交试验设计法。其特点为：1. 1.完成试验要求所需的实验次数少。完成试验要求所需的实验次数少。2. 2.数据点的分布很均匀数据点的分布很均匀3. 3.可用相应的极差分析方法、方差分析方法、回归分析方法等对试验结可用相应的极差分析方法、方差分析方法、回归分析方法等对试验结果进行分析，引出许多有价值的结论。果进行分析，引出许多有价值的结论。基于上述优点，本次试验采用正交试验方法，寻求最佳配合比。基于上述优点，本次试验采用正交试验方法，寻求最佳配合比。正交配比试验（红色为基准配合比）水水 水泥水泥 建筑石膏建筑石膏 石灰粉石灰粉 砂砂0.50 0.0425 0.0083 0.006 1.82

12、9+0.05 +0.005 +0.002 +0.001 +0.20.45 0.0375 0.0063 0.005 1.589+0.025 -0.005 -0.002 -0.001 -0.20.475 0.0325 0.043 0.004 1.349硬石膏硬石膏111按硬石膏用量按硬石膏用量750g750g为基准，正交试验因素和水平如下：为基准，正交试验因素和水平如下： 因素因素水平水平水水水泥水泥建筑石膏建筑石膏石灰粉石灰粉砂砂137531.8756.2254.51371.752356.2524.3753.2253.01011.75本次正交试验主要考察水、增强材料、砂对本次正交试验主要考察水、

13、增强材料、砂对粉刷石膏工作性和强度的影响，选取上取上述原粉刷石膏工作性和强度的影响，选取上取上述原材料种类作为因素，上下浮动配合比，产生两个材料种类作为因素，上下浮动配合比，产生两个水平。水平。正交试验表原材料原材料硬石硬石膏膏煅烧煅烧明矾明矾矿粉矿粉增稠增稠剂剂纤维纤维素素胶粉胶粉水水水泥水泥建筑建筑石膏石膏石灰石灰砂砂用用量量1750.0037.5060.0010.053.007.50375.0031.8756.2254.501371.752750.0037.5060.0010.053.007.50375.0031.8756.2253.001011.753750.0037.5060.001

14、0.053.007.50375.00 24.3753.2254.501371.754750.0037.5060.0010.053.007.50375.0024.3753.2253.001011.755750.0037.5060.0010.053.007.50356.2531.8753.2254.501011.756750.0037.5060.0010.053.007.50356.2531.8753.2253.001371.757750.0037.5060.0010.053.007.50356.2524.3756.2254.501011.758750.0037.5060.0010.053.007

15、.50356.2524.3756.2253.001371.75试验过程试验试件（部分）部分试件自制透气性测试仪器原理将100100注射器与输液胶管相连，用铁夹止气，胶管做成注射器与输液胶管相连，用铁夹止气，胶管做成U U型，型，管内注入一定量红墨水。将试件做成注射器形状，涂抹凡士林后管内注入一定量红墨水。将试件做成注射器形状，涂抹凡士林后放入注射器中。利用千斤顶控制气体压力。将注射器活塞推至某放入注射器中。利用千斤顶控制气体压力。将注射器活塞推至某注射器刻度一固定值，打开铁夹，记录液面在单位时间内所能上注射器刻度一固定值，打开铁夹，记录液面在单位时间内所能上升的最大值，从而判定试件的透气性能。

16、升的最大值，从而判定试件的透气性能。该方法简单，易操作，仪器造价低廉，适用场合广泛。该方法简单，易操作，仪器造价低廉，适用场合广泛。透气性测试自制检测仪器，粗略检测硬石膏基粉刷石膏透气性呼吸性测试原理将试件烘干后，称重，然后放入混凝土标准养护箱中，设定某一温度和湿度，然后静置一段时间后，测定试件质量变化，算出吸湿性。在静置在室内一段时间，再次测定试件质量变化，算出放湿性。呼吸性测试混凝土标准养护箱粘结强度测试正交配比试验结果正交试验正交试验14天强度测试结果天强度测试结果测试测试项目项目凝结时间凝结时间抗折强度抗折强度（MPa）抗压强度抗压强度（MPa）压折比压折比初凝初凝终凝终凝试验组号试验

17、组号11h58min4h59min3.28.62.6922h34min6h41min2.77.72.8532h20min6h26min2.98.22.8342h47min6h58min3.18.32.6851h48min5h52min3.07.92.6361h56min6h07min2.67.83.0072h44min6h36min2.77.92.9582h30min6h34min3.18.42.717天粘结强度、呼吸性能、透气性能结果天粘结强度、呼吸性能、透气性能结果测试项目 呼吸性能（%） 粘结强度（MPa）透气性能（）吸湿放湿粘土砖空心砖自保温砌块实验组号1-0.190.1615.202

18、-0.070.1415.4030.570.070.280.370.2512.6040.680.060.060.180.1613.2050.980.070.070.230.1913.9062.280.560.070.170.1612.4070.650.290.040.200.1913.8080.560.560.150.160.2013.40正交试验结果分析原料水（g）水泥(g)建筑石膏(g)石灰(g)砂(g)抗折强度均值1均值23.2002.8502.8753.1752.9252.8753.1752.8753.1752.875极差R0.3500.3000.2000.3000.300抗折强度水平影

19、响趋势图抗折强度水平影响趋势图抗折强度分析抗折强度分析原料原料水水（g）水泥水泥(g)建筑石膏建筑石膏(g)石灰石灰(g)砂砂(g)抗压强度抗压强度均值均值1均值均值28.2008.0008.0008.2008.1508.0508.1508.0508.2507.950极差极差R0.2000.2000.1000.1000.300抗压强度分析抗压强度分析抗压强度水平影响趋势图抗压强度水平影响趋势图原料水（g）水泥(g)建筑石膏(g)石灰(g)砂(g)粘结强度均值1均值20.0850.0830.0350.1330.0480.1200.0950.0700.1250.043极差R0.0020.0980.

20、0720.0280.082粘土砖粘结强度分析粘土砖粘结强度分析粘土砖粘结强度水平影响趋势图粘土砖粘结强度水平影响趋势图空心砖粘结强度分析空心砖粘结强度分析原料水（g）水泥(g)建筑石膏(g)石灰(g)砂(g)粘结强度均值1均值20.2030.1900.1650.2280.1580.2380.2470.1450.2230.170极差R0.0130.0630.0830.1020.053空心砖粘结强度水平趋势图原料水（g）水泥(g)建筑石膏(g)石灰(g)砂(g)粘结强度均值1均值20.1780.1850.16130.2000.1730.1900.1980.1650.1930.170极差R0.007

21、0.0370.0170.0330.023自保温砌块粘结强度分析自保温砌块粘结强度分析自保温砌块粘结强度水平趋势图透气性能分析透气性能分析原料水（g）水泥(g)建筑石膏(g)石灰(g)砂(g)液面高度均值1均值214.60013.37514.22513.75014.45013.52514.37513.60013.90014.075极差R1.2250.4750.9250.7750.175透气性能水平影响趋势图呼吸性能分析呼吸性能分析 原料水（g）水泥(g)建筑石膏(g)石灰(g)砂(g)湿差均值1均值20.2800.7470.6570.3700.0900.9380.4430.5850.5550.4

22、73极差R04670.2870.8480.1420.082呼吸性能水平影响趋势图上述结果表明：水、水泥、建筑石膏、生石灰粉对粉刷上述结果表明：水、水泥、建筑石膏、生石灰粉对粉刷石膏的呼吸性和透气性起重要的影响。综合各个强度分析、石膏的呼吸性和透气性起重要的影响。综合各个强度分析、凝结时间分析、呼吸性能、透气性能得出最佳质量配合比凝结时间分析、呼吸性能、透气性能得出最佳质量配合比原材原材料料硬石硬石膏膏煅烧煅烧明矾明矾水水水泥水泥矿粉矿粉淀粉淀粉羟丙羟丙基纤基纤维素维素建筑石建筑石膏膏生石生石灰粉灰粉胶粉胶粉砂砂表观密度表观密度（/m）比例比例10.05 0.50.03250.080.01340

23、.0040.00830.0060.0011.829413.73普通水泥砂浆试验原料原料水泥水泥砂砂水水质量比质量比11.80.5砂浆配合比砂浆配合比砂浆测试结果砂浆测试结果测试项目测试项目抗压强度抗压强度（MPa）抗折强度抗折强度（MPa）粘结粘结强度度强度度（MPa）呼吸呼吸性能性能透气性透气性能能（）水泥砂浆水泥砂浆表观密度表观密度（/m3）吸湿吸湿放放湿湿结果结果22.122.15.45.43.43.44.474.47% %-12.812.82780.42780.4无水型粉刷石膏与普通水泥砂浆性能对比无水型粉刷石膏水泥砂浆水泥砂浆（上）与无水型粉刷石膏（下）透气性对比由图可知：由图可知：

24、粉刷石膏与水泥砂浆的透气性能相差不大。粉刷石膏与水泥砂浆的透气性能相差不大。粉刷石膏中，第二组的透气性能最好，第二组用水量大，且建筑石膏用量粉刷石膏中，第二组的透气性能最好，第二组用水量大，且建筑石膏用量多，导致第二组的透气性能略高于其他组。多，导致第二组的透气性能略高于其他组。用水量和建筑石膏用量决定粉刷石膏的透气性能。用水量和建筑石膏用量决定粉刷石膏的透气性能。呼吸性能对比吸湿性能对比放湿性能对比由图可知：由图可知：1 1、水泥砂浆在潮湿环境中，吸湿性比粉刷石膏好，水泥砂浆的耐水性能比粉、水泥砂浆在潮湿环境中，吸湿性比粉刷石膏好，水泥砂浆的耐水性能比粉刷石膏好。刷石膏好。2 2、水泥砂浆基

25、本上不放出水分，放湿性能差，而粉刷石膏可以适量放出吸收、水泥砂浆基本上不放出水分，放湿性能差，而粉刷石膏可以适量放出吸收进去的水分，可以调节室内的湿度。进去的水分，可以调节室内的湿度。力学性能对比抗压强度对比抗折强度对比 粘结强度对比1 1、无水型粉刷石膏力学性能符合、无水型粉刷石膏力学性能符合无水型粉刷石膏应用技术规程无水型粉刷石膏应用技术规程规定，可规定，可以作为抹面材料。以作为抹面材料。2 2、无水型粉刷石膏的透气性和呼吸性远远优于水泥砂浆，可以有效地调节室、无水型粉刷石膏的透气性和呼吸性远远优于水泥砂浆，可以有效地调节室内湿度。内湿度。3 3、无水型粉刷石膏早期和后期强度有待提高，可进一步优化配合比。、无水型粉刷石膏早期和后期强度有待提高，可进一步优化配合比。4 4、无水型粉刷石膏可以代替水泥砂浆作为抹面材料，大量使用无水型粉刷石、无水型粉刷石膏可以代替水泥砂浆作为抹面材料，大量使用无水型粉刷石膏不仅可以降低能耗而且可以节约大量的天然二水石膏，保护环境。膏不仅可以降低能耗而且可以节约大量的天然二水石膏，保护环境。三、机理分析无水型粉刷石膏与水泥砂浆微观结构粉刷石膏扫描电镜2000倍水泥砂浆扫面电镜2000倍无水型粉刷石膏微观结构粉刷石膏2000倍粉刷石膏5000倍从上述图片可知，无水型粉刷石膏晶粒生长较水泥规则，晶粒之间有联通的、较大孔隙，内比表面积达，具有良