工业固体废弃物制备轻质底层抹灰石膏砂浆的研究*

左李萍，张帅，蒙海宁，许彦明，敖林，朱祥

（1. 镇江建科建设科技有限公司，江苏 镇江 212004；2. 江苏镇江建筑科学研究院集团股份有限公司，江苏 镇江 212004）

0 引言

作为一种历史十分悠久的胶凝材料，石膏与水泥、石灰共称为三大无机胶凝材料[1-2]。石膏可分为天然石膏和工业的副产品，即化学石膏，主要包括磷石膏、钛石膏、脱硫石膏等。根据相关报道，在电厂吸收处理烟气的副产品——脱硫石膏排放量非常巨大[3]。石膏是主要的无机胶凝材料之一，在国民经济中占有重要的地位，广泛用于建筑、建材、工业模具和医药美容等众多应用领域，是一种重要的工业原材料[4-5]。

1 试验

1.1 试验原材料

水泥：复合硅酸盐水泥 P·O42.5 级，产于江苏鹤林水泥有限公司。细骨料：河砂，细度模数 2.4。玻化微珠，粒径 40～70 目，产于河南信阳。脱硫石膏：密度 2.16g/cm3，基本性能见表1。重钙粉，粒径在400 目左右，产于江苏镇江。石膏混凝剂 200P，为氨基酰类缓凝剂，产于西卡（中国）有限公司。纤维素醚（HPMC），黏度为10万mPa·s。淀粉醚，黏度为400～800mPa·s。引气剂主要活性组分为乙氧基脂肪醇，来自于上海尚南贸易有限公司。

表1 脱硫石膏基本性能

1.2 试验设备

主要试验仪器设备见表2。

表2 试验仪器

1.3 缓凝剂配比设计

称取石膏粉 1000g，标准稠度水膏比为 0.55，按表3 配比进行缓凝时间试验。

表3 缓凝剂试验配比

2 结果与讨论

表4 和图1为不同缓凝剂掺量对凝结时间的影响，从标准 GB/T 28627—2012《抹灰石膏》中对凝结时间的要求和成本经济性角度选择 A3 这组缓凝剂配比。A1、A2 凝结时间太短，施工可操作时间不够，A4、A5 凝结时间太长，不经济。

表4 不同缓凝剂掺量对凝结时间的影响

图1 不同缓凝剂掺量对凝结时间的影响

表5 为不同石膏砂浆配比的试验研究。

表5 石膏砂浆配比 g

表6 和图2为不同石膏砂浆配比试验结果，从标准GB/T 28627—2012《抹灰石膏》中对轻质底层抹灰石膏抗折/抗压强度的要求和成本经济性角度选择 B3 组，B1、B2 这两组强度较低，达不到标准要求，B4 组成本较高，不经济，因此选择 B3 组最为合适。

表6 不同石膏砂浆配比试验结果

图2 不同石膏砂浆配比试验结果

上述 B3 组试验结果，体积密度为 1120kg/m3，而在标准 GB/T 28627—2012《抹灰石膏》中轻质底层石膏砂浆的体积密度要求不大于1000kg/m3，所以按照表7 掺入不同量的玻化微珠来降低其体积密度。从表8的试验结果可知，C1 体积密度不满足标准要求，而 C4 强度不满足标准要求，再综合经济成本的要求，选择 C2组最为合适。

表9 为在上述最优配比下配制的轻质底层石膏砂浆的性能指标，其保水率、凝结时间、抗折和抗压强度，粘结强度、体积密度等均符合标准要求。

表7 不同玻化微珠掺入量的石膏砂浆 g

表8 不同玻化微珠掺量对石膏砂浆的性能影响

表9 最优配比的石膏砂浆性能指标

3 小结

（1）随着缓凝剂的加入量逐渐增多，石膏的缓凝时间也逐渐增加，结合标准要求和成本经济考虑，选择缓凝剂的加入量为石膏粉掺量的 0.03%。

（2）随着玻化微珠的加入量逐渐增多，石膏砂浆的体积密度呈逐渐下降趋势，结合标准要求和成本经济考虑，选择 C2 组最为合适。

（3）在最优配比下配制的轻质底层石膏砂浆的性能优异，其保水率、凝结时间、抗折/抗压强度，粘结强度、体积密度等均符合标准要求。