石膏作為傳統(tǒng)無機(jī)膠凝材料之一,應(yīng)用非常廣泛,石膏制品具有質(zhì)輕、隔聲、防火等優(yōu)良的特點(diǎn),是全世界大力發(fā)展的綠色建筑材料",而工業(yè)副產(chǎn)品一磷石膏/脫硫石膏也已經(jīng)廣泛應(yīng)用于石膏板、石膏砌塊及內(nèi)墻涂料等領(lǐng)域。半水石膏的理論水膏比18.61％,但實(shí)際使用中,用水量往往達(dá)到65％~80％,這樣不僅降低了石膏制品的強(qiáng)度,而且大大增加了制品在干燥過程中的能耗。針對(duì)這一問題,通常采用的方法就是向石膏中摻入一定量的減水劑 ,一方面能在保持流動(dòng)度相同的情況下有效降低石膏拌合時(shí)的用水量,另一方面水膏比的降低又能減少干燥過程中的能耗。

     聚羧酸 減水劑 在磷石膏中的應(yīng)用性能優(yōu)勢(shì)

     磷石膏是濕法生產(chǎn)磷酸 時(shí)硫酸 與磷礦石作用所得的副產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)外研究證明,磷石膏建材資源化是實(shí)現(xiàn)其有效利用的主要途徑,不僅能有效利用廢棄物,還能帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益,有效減少對(duì)不可再生資源天然石膏的使用。化學(xué)外加劑 是現(xiàn)代建筑材料向高科技領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵材料和技術(shù),所以探索減水劑 與磷石膏的作用特性,對(duì)磷石膏的廣泛應(yīng)用有著重要意義。

     不同類型減水劑 對(duì)石膏基材料的作用機(jī)理

     減水劑 對(duì)石膏基材料的作用機(jī)理目前并不明了,一般認(rèn)為：萘系減水劑 分子中的磺酸 根易與水分子以氫鍵形式締合起來,進(jìn)而影響減水劑 在水化物表面的吸附平衡濃度,當(dāng)石膏中摻入萘系減水劑 后,其在石膏表面平躺吸附,依靠靜電斥力對(duì)石膏產(chǎn)生分散作用。在保持水膏比不變的情況下,減水劑 的加入能有效拆散二水磷石膏形成的雙層結(jié)構(gòu)層,使磷石膏顆粒間相互分散,釋放出包裹在顆粒間的游離水,達(dá)到減水目的。加入減水劑 后石膏硬化體晶體結(jié)構(gòu)中針狀晶體間搭接緊密,結(jié)點(diǎn)增多且接觸點(diǎn)發(fā)育良好,從而改善石膏硬化體,使其強(qiáng)度得以提高；而聚羧酸 減水劑 具有很多支鏈,主鏈與鈣離子發(fā)生作用,屬于化學(xué)吸附,支鏈則在顆粒表面形成立體吸附結(jié)構(gòu),產(chǎn)生空間位阻效應(yīng),并協(xié)同靜電斥力共同分散顆粒,達(dá)到減水效果,加入自制減水劑 后,能使較多的針狀晶體轉(zhuǎn)變?yōu)榇执蟮陌魻罨蚱瑺畹闹旅芙Y(jié)構(gòu),并且大的晶體間由原本細(xì)小的針狀晶體填充,使得晶體間搭接更為緊密,宏觀表現(xiàn)出硬化體強(qiáng)度的提高。

     從上述特征來看,不同類型減水劑 對(duì)磷石膏的適應(yīng)性不同,其中聚羧酸 減水劑 效果較好,萘系減水劑 、三聚氰 胺 效果次之。聚羧酸 減水劑 對(duì)磷石膏具有緩凝效果好、流動(dòng)性經(jīng)時(shí)損失小和強(qiáng)度提升效果高的特點(diǎn)。而萘系減水劑 對(duì)半水磷石膏具有促凝、流動(dòng)性經(jīng)時(shí)損失大和有一定強(qiáng)度提升的特點(diǎn)。要注意的是,當(dāng)使用聚羧酸 系減水劑 作用于石膏基材料前,一定要先測(cè)試其適應(yīng)性,因?yàn)檫m用于水泥的減水劑 不一定適用于石膏基材料。

     聚羧酸 減水劑 在脫硫石膏中的應(yīng)用性能優(yōu)勢(shì)

     （1）分散性

     在脫硫石膏中,達(dá)到同一減水率時(shí)不同類型減水劑 摻量差異較大。其中磺化三聚氰 胺 sm所需的摻量高,其對(duì)脫硫石膏的分散性差；萘系減水劑 nsf所需的摻量略低于木質(zhì)素 磺酸 鈣m,萘系減水劑 nsf的分散性要略好于木質(zhì)素 磺酸 鈣m；而聚羧酸 減水劑 pce所需的摻量低。在脫硫石膏分散性上,pce具有較高的減水率和優(yōu)異的分散性能。

     （2）凝結(jié)時(shí)間

     而從脫硫石膏的凝結(jié)時(shí)間來看,萘系減水劑 的摻入不會(huì)對(duì)石膏的初凝時(shí)間產(chǎn)生影響,但能有效縮短石膏的終凝時(shí)間；三聚氰 胺 的加入對(duì)石膏凝結(jié)時(shí)間的影響較小,基本不會(huì)影響凝結(jié)時(shí)間；聚羧酸 減水劑 僅會(huì)略微延長(zhǎng)石膏漿體的終凝時(shí)間,表現(xiàn)出較弱的緩凝作用；而木質(zhì)素 磺酸 鈣則對(duì)石膏的初凝和終凝時(shí)間都有明顯的延長(zhǎng),表現(xiàn)出較強(qiáng)的緩凝作用。

     （3）石膏強(qiáng)度

     水膏比是影響石膏孔結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度的主要參數(shù),在一定范圍內(nèi)隨著減水劑 的摻入,水膏比（減水率的提高）的降低,一方面能降低水膏比,降低孔隙率,另一方面能夠改善石膏硬化體的微觀結(jié)構(gòu)及晶體形貌,進(jìn)而提高石膏硬化體的的抗壓、抗折強(qiáng)度；其中聚羧酸 減水劑 pce的摻入對(duì)強(qiáng)度的增加為明顯,但當(dāng)減水率提高到一定程度后,對(duì)石膏制品強(qiáng)度的增長(zhǎng)并無較大變化。所以聚羧酸 減水劑 在脫硫石膏應(yīng)用中,需要控制合適的使用摻量。

     （4）經(jīng)濟(jì)效益分析

     在脫硫石膏制品生產(chǎn)過程中,若減水率越高,用水量越少,則石膏制品烘干到恒重所需要去除的水分越少,且需要的時(shí)間也越短,這必定會(huì)大幅降低石膏制品在烘干過程中所產(chǎn)生的能耗。提高聚羧酸 減水劑 pce的用量,能有效降低脫硫石膏粉 的用水量,進(jìn)而能大幅度提高生產(chǎn)效率并降低生產(chǎn)能耗,具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

     結(jié)語：

     不同減水劑 由于種類及結(jié)構(gòu)等的不同,其分散作用機(jī)理也不盡相同,進(jìn)而宏觀上表現(xiàn)為流動(dòng)度大小有差異。其中,聚羧酸 減水劑 具有優(yōu)異的分散性能,對(duì)凝結(jié)時(shí)間及試塊強(qiáng)度的影響較小。通過提高聚羧酸 減水劑 的摻量,可以獲得高的減水率,從而降低了水膏比,提高了石膏制品的強(qiáng)度。摻聚羧酸 減水劑 的石膏晶體結(jié)晶性好且分布均勻；提高減水率可以縮短石膏制品達(dá)到絕干的干燥時(shí)間,起到節(jié)能降耗的作用,具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。