摘要:利用工业废渣、化学外加剂复合的耐水增强剂掺加在建筑石膏中，改良建筑石膏性能，使之适应不同条件、不同环境、不同的需要，是扩大石膏应用范围的有效措施。经过试验，掺加该耐水增强剂的石膏硬化体的软化系数为0.75-0.90，与基准硬化体相比水中养护28d抗压强度、抗折强度分别提高118%、141%，动水溶蚀率显著降低。
　　关键词: 耐水增强剂、化学外加剂、建筑石膏、软化系数

一、前 言
　　为适应建筑石膏制品在生产、应用方面的要求，改变石膏的物理力学性能，成为当前石膏改性研究中的重要内容。改变石膏性能的方法与措施较多，其中利用工业废渣与化学外加剂复合后掺加在建筑石膏中，降低硫酸钙在水中的溶解度，增加石膏硬化体的密实性，提高强度及耐水性能，具有理想的技术、经济、社会效益。

二、试 验
（一）原材料：
1、建筑石膏：符合GB9776-88 一级建筑石膏的技术要求
2、A料：符合产品技术要求
3、B料：符合产品技术要求
4、C料：符合产品技术要求
（二）试验方法：
采用建筑石膏为基料，掺加不同掺加量的由A料、B料、C料复合的耐水增强剂，配制成胶凝材料，按照GB13976-88的试验方法进行物理力学性能检验。

三、耐水增强剂的配制
（一）配合比选择：
1、耐水增强剂中C料含量的确定：
C料在建筑石膏中不仅是石膏的稀薄剂而且由于其内部具有的水化效应，物理结晶效应，及形成强度的机械效应产生一定作用。另外从化学物理观念考虑 ，C料的存在不仅使石膏溶解度及标准稠度用水量降低，增加石膏硬化体的密实度、强度，而且提高了石膏的耐动水溶蚀性。为此试验中采用C料作为复合材料的原料之一，试验结果见表1。

不同C含量对建筑石膏性能的影响 表1

编 号	建筑石膏	耐水增强剂 （重量比）			标准 稠度 （%）	凝结时间 (min)		水中养护28d 强度(Mpa)		增长率（%）
		A	B	C		初凝	终凝	抗折	抗压	抗折	抗压
1	1000	0	0	0	59	19	27	1.70	6.60	--	--
2	700	285	0	15	54	14	18	3.13	10.92	84.10	64.45
3	700	273	0	27	54	15	19	3.23	9.29	90.00	40.75
4	700	261	0	39	55	15	21	2.80	8.23	64.70	24.69
5	700	250	0	50	55	19	27	2.75	7.50	61.07	13.63
6	700	240	0	60	57	23	31	2.63	7.10	54.70	7.57
7	700	231	0	69	57	23	36	2.50	7.00	47.00	6.06

　　表1说明C料含量为A料用量的5-10%的抗折、抗压强度分别比基准硬化体强度增长84-90%、64.45-40.75 %，凝结时间随C料含量的增加而延缓，但强度在C料含量超过15%时，随C料含量的增加而降低。这是由于C料的加入使石膏硬化体产生水化铝酸盐而获得水硬性，但其CaO浓度超过1.08g/L时，出现高盐基的水化铝酸盐，产生体积膨胀即固体的4 CaO·AL2O3·ag，遇到溶液中的CaSO4后进行反应生成膨胀性的硫铝酸钙使硬化体产生龟裂，强度降低。因此确定C料的最佳掺量为A料用量的5-10%。

2、B料含量的确定：
采用含有-SO3H官能团的B料，B料在石膏中有明显的高减水率。当石膏中加入含有B料的耐水增强剂后，B料的疏水基团吸附在石膏颗粒表面，亲水基团指向水溶液，形成单分子吸附，阻止了石膏颗粒的直接接触，起到润滑改善和易性及减水作用。高的减水率增加了石膏硬化体的密实度及强度。试验结果见表2

不同B含量对建筑石膏性能的影响 表2

编 号	建筑石膏	耐水增强剂 （重量比）			标准 稠度 （%）	凝结时间 (min)		水中养护28d 强度(Mpa)		增长率（%）
		A	B	C		初凝	终凝	抗折	抗压	抗折	抗压
1	1000	0	0	0	57	18	22	1.66	6.30	--	--
2	700	273	3.75	27	35	40	45	3.99	17.00	140.36	169.80
3	700	273	5.64	27	35	46	52	3.67	17.50	121.00	177.77
4	700	273	7.50	27	35	61	68	4.21	17.70	153.61	180.90
5	700	273	11.25	27	35	140	180	4.50	18.00	171.00	185.71

注：B料为液体，固体物含量为40%。
当C料为A料用量的10%时，考虑综合效果B料的适宜掺量为A料、C料总量的3.75%。

3、耐水增强剂的最佳配合比：通过试验，优选最佳配合比为 A︰C=90-95︰10 -5 B料为A料、C料总量的3.75%。

4、耐水增强剂的配制工艺：
A料、B料、C料混合 磨细 包装

四、耐水增强剂在建筑石膏中的作用机理
　　建筑石膏在水中溶解度较大，由于石膏的溶解，其晶体间的结合力减弱强度降低，特别遇水后，水通过或沿着石膏硬化体表面流动时，石膏被溶解分离，造成不可逆的强度降低。另外，石膏裂缝内表面吸水产生楔入作用，导致各个晶体结构的微单元被分开，而且石膏孔隙吸湿性大等因素，造成石膏硬化体遇水后强度急剧降低。
　　在石膏中掺加耐水增强剂后，由于C料的存在，石膏颗粒由C料转变成的CaCO3所包复而降低溶解度的同时，A料亦在C料的激发作用下水化成水硬性的钙矾石与水化硅酸钙凝胶，它们分散在二水石膏晶体的周围，对二水石膏产生包复保护作用，阻止了水的侵蚀。
　　B料有很强的减水作用，当耐水增强剂掺加在建筑石膏中，能够保证在流动度不变的情况下大量减水，增加石膏硬化体的密实度，提高强度。
　　利用上述三种材料各自在石膏中的作用及其叠加效应，完全能够达到改善石膏硬化体及浆体的物理力学性能的目的。

五、耐水增强剂在石膏中的掺加量
　　根据耐水增强剂对建筑石膏的作用，进行最佳掺加量的试验，结果见表3

耐水增强剂掺加量与性能关系 表3

编 号	配合比 ( %)		标准 稠度 （%）	凝结时间 (min)		水中养护28d 强度(Mpa)		强度 增长率（%）		软化 系数
	建筑 石膏	耐水 增强剂		初凝	终凝	抗折	抗压	抗折	抗压
1	100	0	60	14	22	1.86	6.33	--	--	0.56
2	80	20	35	25	32	4.34	13.50	133.00	113.2	0.76
3	70	30	35	35	41	4.50	13.80	141.90	118	0.76
4	60	40	36	40	47	4.25	14.20	128.40	124.31	0.85
5	50	50	36	42	48	4.00	14.50	115	129	0.81
6	40	60	37	83	95	3.75	14.72	101	132.5	0.86

　　表3说明耐水增强剂掺加量为总胶量的20-40%为宜，其中养护28d抗折、抗压强度及软化系数，动水溶蚀率均为 理想，耐水增强剂的掺加量增大，软化系数提高，但其抗折增长率低于抗压强度增长率，因为随耐水增强剂的用量加大，石膏趋于水泥的性质，由气硬性转为水硬性，折压比小于石膏折压比。另外，耐水增强剂掺加量增加，相应增加了A料的用量形成硬化体早期强度低后期强度提高。

六、结 论
由于A料在C料的碱性激发剂作用下生成钙矾石及硅酸钙凝胶分布在二水石膏晶体周围，对二水石膏产生包复作用，阻止削弱了水对二水石膏晶体的侵蚀作用，同时由于B料的减水、保水特性，增加了二水石膏硬化体的密实度，强度大幅度提高。因此利用A料、B料、C料三种复配的耐水增强剂是改变建筑石膏物理力学性能，扩大建筑石膏使用范围的有效途径。

参考文献
[1] 陈燕，岳文海，董若兰主编　《石膏建筑材料》 中国建材工业出版社 2003年3月第一版
[2] 《石膏综合利用试验研究与生产应用交流资料》 山西省第一建筑工程公司1960年4月３日月编印
[3] KC库塔捷拉德节著，谭兴元等译，《粘土质石膏成份、性能及利用》 建材工业出版社 1957年12月第一版
[4] 《改善石膏制品防水性能的研究》 中国建筑一局科研所1984年4月1日编印
[5] 谢若南　《石膏板防水剂的制备及应用技术的研究》河南建筑材料研究设计院 1988年5月科研资料
[6] 胡兴珂　《石膏耐水性的几个有关问题》　天津大学土木系房建材料专业委员会第四届年会论文集 1987年10月
参选