石膏空心条板的研究与开发

毒善　一　善　学ａｎｄ院Ｃ　ｖ学．Ｅ报ａｇ‘　Ｕｎ然ｉｖ．科（Ｎ学ａｔｕ版ｒ　ｉ　）　铬　８．恐　；　文章编号：１６７１—２０２１（２００２）０２—０１１４—０５　石膏空心条板的研究与开发　余虹发‘．丁向群　．邵军　（１．沈阳建筑工程学院材料科学与工程系，辽宁沈阳１１００１５；２．辽宁省高速公路管理局工程处．辽宁沈阳１１０１６９）　摘要：研究丁石膏空心条板的原料配合比，探索丁提高该材料的韧性和成摸率措旌．并且用手工工　艺和机械生产工艺成功地开发出质量较好的工业产品借助ＳＥＭ观察丁长期使用后的石膏　空心条板的显微结掏，结果表明，经过长期的吸湿排湿作用．其晶体接触点仍然完好，无溶解　再结晶现象　关键词：建筑石膏；空心条板；墙体材料：隔声性能　中圉分类号：ＴＵ５２８．４７　文献标识码：Ａ　石膏空心条板是一种新型轻质墙体材料．广　泛用于框架轻板建筑和一般民用建筑中的非承重　内隔墙．在国外已有４０多年的历史，例如：匈牙利　和捷克…生产出用玻璃纤维增强的石膏珍珠岩　空心条板，前苏联＿２　还生产出玻璃纤维增强加气　石膏条板，美国、日本和德国＿３　利用排烟脱硫石　膏大量生产石膏墙板．石膏空心条板在我国已有　表１建筑石膏的性能　２配合比试验　２．１骨胺缓凝剂的最佳掺量　在标准稠度用水量条件下，骨胶缓凝剂掺量　对建筑石膏凝结硬化性能的影响如图１所示．骨　２０多年的发展历史，在我国十几个省、市、自治区　得到一定的应用．主要产品有石膏空心条板＿４，５１、　石膏珍珠岩空心条板＿６　Ｊ、石膏蛭石空心条板＿７　Ｊ、　胶对建筑石膏凝结时间有明显的影响，而对力学　性能影响不显著．在凝结时间与骨胶掺量之间的　石膏粉煤灰空心条板　８、磷石膏空心条板【９　和石　膏夹芯条板Ｌ１０　Ｊ．为了改善石膏空心条板的耐水　性．常采用内掺水泥和混合材等措施【“】．因此．笔　者详细研究了石膏空心条板的原料配合比，以及　生产工艺和技术性能．　阶梯式关系中，达到第一阶梯的凝结时间即可满　足石膏空心条板的操作工艺要求．此时骨胶缓凝　剂掺量为０．２％．　２．２锯末对建筑石膏凝结硬化性能的影响　在骨胶缓凝剂掺量０．２％条件下，锯末掺量　对建筑石膏凝结时间和强度的影响如图２所示．　１试验原材料　（１）建筑石膏石膏空心条板的生产采用两　种工艺：即手工和机械化生产．其建筑石膏分别采　用西宁和乐都产品，其物理力学性能见表１．　（２）纤维材料　采用锯末、纸筋灰和短切玻璃　纤维．　由图可见，在建筑石膏中掺加锯末，虽然抗压强度　降低了，但韧性得到改善．当掺量达到５％时，干　燥抗压强度降低了３０％．拉压比由１：５．６提高到　１：４．２．继续增加锯末掺量，其抗压强度降低速度　趋缓．当锯末掺量超过２０％时，对建筑石膏的凝　结时间有一定的延缓作用．因此，建筑石膏中锯末　掺量不宜超过２０％　（３）缓凝剂采用骨胶作缓凝剂．　（４）防水材料采用４２５：＃普通硅酸盐水泥．　收稿日期：２００１—１０—０８　基金项目：国家建设部２００１年科技攻关项目　作者简介：余红发（１９６４一），男，教授，东南大学博士研究生　维普资讯 http://www.cqvip.com

第２期　余红发等：石膏空心条板的研究与开发　ⅡＩＩ／匣蕾斑　眉＿／匣蕾错《　图１骨腔掺量对建筑石膏性能的影响　目　｛　匣　蕾　醒　《　圈２§碧锯末掺量对建筑石膏的性能的影响　堆　２．３纸筋灰对建筑石膏凝结硬化性能的影响　在骨胶缓凝剂掺量０．２％条件下，纸筋灰掺　量对建筑石膏凝结硬化性能的影响如图３所示．由图３可见．在掺量１．２％以内，纸筋灰对建筑石　膏的凝结时间无明显的影响，但对力学性能影响　很大．随着纸筋灰掺量的增加，建筑石膏干燥抗压　强度降低，但其韧性大大改善．在最佳纸筋灰掺量　０．４４％时，建筑石膏的拉压比由１：５．６提高到１：　１．６．　￡螽　Ｉ　纸筋美掺量　纸筋衷掺量　哂）　图３纸筋灰掺量对建筑石膏性能的影响　２．４玻璃纤维对建筑石膏力学性能的影响　在骨胶缓凝剂掺量０．２％条件下，短切玻璃　纤维对建筑石膏力学性能的影响如图４所示．由　图可见．掺加短切玻璃纤维可提高建筑石膏的抗　拉强度，但对抗压强度稍有降低．当短切玻璃纤维　掺量超过１．２％时，由于搅拌时短切玻璃纤维容　易结团，严重损害建筑石膏的抗压强度，其降低率　高达６Ｏ％．在最佳玻璃纤维掺量１％时，抗拉强度　提高了１８％．韧性明显改善，拉压比由１：５．６提　高到１：４．１．因此，在机械搅拌工艺条件下．内掺　短切玻璃纤维能提高石膏空心条板的断裂荷载和　抗冲击性能．　图４短切玻璃纤维对建筑石膏力学性能的影响　２．５生产典型配合比的确定　石膏空心条板生产工艺不同，对其原料配合　比有不司的要求．手工生产石膏双孔条板的主要　维普资讯 http://www.cqvip.com

１１６　沈阳建筑工程学院学报（自然科学领）　第１８卷　材料典型配合比为建筑石膏（１００）：锯末（２０）：骨　胶缓凝剂（０．２）：水（８０～８５）；机械化生产石膏多　孔条板的主要材料典型配合比为建筑石膏（１００）：　水泥（５～１０）：骨胶缓凝剂（０．２）：水（８５～９０）．　率为５　ｋｗ，抽芯速度为ｌ２．５　ｍ／ｓ抽芯时间对石　膏多孔条板的成模率有非常显著的影响，图６是　芯管在连续旋转时的扭矩与时间的关系可见，建　筑石膏初凝　后，芯管扭矩急剧增大，终凝可达到　１Ｎ・ｍ，此日寸能够顺利抽芯．当超过终凝时间５　ａｉｒｎ抽芯时。扭矩高达２．４　Ｎ—ｍ，导致抽芯困难，　石膏多孔条板破裂．因此，在终凝１　ｍｉｎ内必顽抽　３生产工艺及产品性能　３．１手工生产石膏双孔条板　（１）产品规格（２５００～３０５０）ｍｍＸ　５００　ｒｎｒｎ　芯．为了克服抽芯困难，钢质芯管外套硬质聚氯乙　烯管时抽芯扭矩可以降低８０％，此外，芯管还可　×１００　ｍｍ。孔洞率５０％．　（２）生产工艺　原料经计量、搅拌、浇注、抽　芯、脱模、干燥而完成整个生产过程．浇注模具采　用钢质平模，内侧贴硬质聚氯乙烯板　防钢板锈　蚀，芯模采用木质锥形芯，外套胶皮，终凝前抽芯　以带有一定难度；③脱模时间：抽芯后３　ｍｉｎ　●　时先抽木芯，再抽皮套．脱模后产品侧立堆放，自　然干燥．　弓　（３）主要性能①单位面积密度：４６．４～４９．２　ｋｇ／ｍ２，平均值４７．７　ｋｇ／ｍ２；②断裂荷载：８００～　２５２０　Ｎ，平均值１６６０　Ｎ；③抗冲击性能：２００　Ｎ砂　袋，距离１　ｍ，水平冲击６２次不破坏　图６旋转芯管扭矩与时间的关系　３．２机械化生产石膏多孔条板　（１）产品规格　（２５００～３０００）ｍｍＸ　６００　ｍｍ　×８５　ｍｍ。８孔西５６　ｍｍ。孔洞率３８．６％．　（２）生产工艺　图５是石膏多孔条板的生产　（４）主要性能①面密度：５４．４～６３．５　ｋｇ／　ｍ２，平均值５６．２　ｋｇ／ｍ２；②断裂荷载：１３２０－－２７２５　Ｎ，平均值２１５０　Ｎ；③抗冲击性能：２００　Ｎ砂袋距　离１　ｍ，水平冲击１００次无裂纹；④吊挂力：实验　如图７所示，埋设木块时吊挂９００　Ｎ荷载无变化，　１０００　Ｎ时钉子弯曲，石膏多孔条板未见损坏．用　１０７胶水泥：浆埋设钢筋，吊挂１０００　Ｎ荷载时钢筋　工艺流程．原料从料仓经螺旋给料器下料，经电子　计量进入移动式搅拌浇注车搅拌成料浆，再浇注　在固定式立模条板成型机中成型，成型时旋转抽　芯机构开始旋转，凝固后抽芯，然后外翻侧模，用　小　Ｉ　下部水泥浆有挤压变形，钢筋弯曲．　１．建筑石膏粉料仓；２．水泥料仓　３，４．螺旋辅送机；５水表；６．　粉料计量称；７．移动搅拌浇拄车　８．卷扬机；９芯管旋转机构；　１０．立模条板成蛩机；ｌ１．夹板吊其；１２小推车　图７吊挂力试验　⑤埋件拔出力：实验如图８所示，１０７胶水泥　浆埋设　１０钢筋，拔出力１０００　Ｎ时无变化，拔出　力１６００　Ｎ时钢筋滑动，弯勾处水泥浆挤压破坏，　石膏多孔条板未损坏．　图５石膏空心条板的机械化生产工艺流程　（３）生产工艺参数①搅拌时间：１　ｍｉｎｔ②成　型参数：固定式立模条板成型机由模板、芯管、芯　管旋转机构和抽芯机构组成．模板内衬硬质聚氯　乙烯板．浇注过程中，芯管旋转速度为５～ｌ０　ｒ／　ｍｊｎ，旋转机构电机功率为３　ｋＷ，抽芯机构电机功　⑧隔声性能；单层石膏空心条板的平均隔声　量为３５，８　ｄＢ，说明其隔声性能较差，单层板不宜　用于分户墙，但复合墙的隔声性能较好，达到分户　墙的隔声要求，如双层板夹５０ｒａｍ空气层的平均　维普资讯 http://www.cqvip.com

第２期　余红发等：石膏空心条板的研究与开发　ｌ１７　台墙的平均隔声量为３９．６　ｄＢ．　３．３石膏空心条板的耐久性　采用该技术生产的石膏空心条板主要用于非　承重内隔墙．累计应用了１０万ｍ　，使用效果较　好　对使用１４年的条板取样分析，其主要水化产　物二水石膏稳定存在，用ＪＥＭ一１２００ＥＸ／Ｓ型分　析电镜观察二水石膏呈板状和柱状形貌，尽管使　用时因调湿作用其含水率是变化的，但结晶结构　图８吊挂力与埋件拔出力试验　网的晶体接触点无溶解再结晶现象（图９），这证　明石膏空心条板在室内环境中使用是耐久的　隔声量为４１．２　ｄＰ，．单层板与５０　ｍｍ厚麦草扳复　图９石膏空心条板使用ｌ４年后的ＳＥＭ照片　４结论　程材料．１９７８（２—３）：１１３—１３０　（１）石膏空心条板是一种新型轻质墙体材料．　用作建筑内隔墙具有良好的耐久性，经过长期使　用后其水化产物稳定存在，结晶接触点不发生溶　解再结晶现象．　（２）用手工生产工艺开发出石膏双孔条板　（２５００～３０５０）Ｆ／ｌｍ×５００　ｍｍ×１００　Ｆ／ｌｍ，面密度　【２】　柄雪芬苏联建筑石膏材料发展趋势【Ｊ］．建筑材　料，１９８６（２）：８一ｌ０　：ｅｉｆａｎ．Ｐ　ａｎｄ　Ｇｏｌｄｅｎ　Ｄ烟气脱硫石膏的练合利用　【３】　Ｓ￣一一现行实践综述和市场潜力评估【Ｊ】赵鹏高译　柑煤灰．１９９４（３）：２８—３７　建筑工程材　【４］　湖北省建委科研所石膏空心条板【Ｊ］．料，１９７８（２—３）：８８—９３．　　［５］　南宁石材厂．空心条型轻板［Ｊ】建筑工程材料，１９７８（２—３）：９３—９５　【６】　北京豆店砖瓦厂，北京市建材科研所石膏珍珠岩　４７．７　ｋｅ，／ｍ　．断裂荷载１　６６０　Ｎ，抗冲击性大于６２　次．　空心隔墙板ｆＪ】．建筑工程材料．１９７８（２—３）：１００—　１Ｄ３　（３）用机械化生产工艺开发出石膏多孔条板　（２５００～３０００）ｍｍ×５００　ｍｍ×８５　Ｆ／ｌｍ，面密度　【７］　石家庄市建材一厂，石家庄市建材科研所．石膏蛭　石空心内隔墙板【Ｊ］．建筑工程材料，１９７８（２—３）：　１０４—１０７．　５６．２　ｋｇ／ｍ２，断裂荷载２　１５０　Ｎ，抗冲击性大于　１００次，吊挂力大于９０　Ｎ，埋件拔出力１６００　Ｎ，平　均隔声量３５＿８　ｄＢ．　　［８】　中国新型建材公司．新型建筑材料手册［Ｍ】北京：ｃＰ国建筑工业出版社，１９８７　［９】　上海市轻型建材厂，上海市建筑科研所．辞石膏及　（４）内掺短切玻璃纤维等增强材料．能够改善　石膏空心条板的韧性．　磷石膏多孔条板阶段试验小结［Ｊ］建筑工程材料．　１９７８（２—３）：５５—７２．　（５）石膏空心条板的隔声性能较差，不宜用于　分户墙；复合墙的隔声性能较好．能达到分户墙的　隔声要求　参考文献：　『１】牛光全国外石膏板的应用及施工方法［Ｊ】建筑工　［１ｏ］　国家建委一局科研所石膏蜂窝墙板的初步试验　［Ｊ】．建筑工程材料．１９７８（２—３）：９６—９９　Ｌ，条板耐水性的试验研　［１１】　刘志勤，杨恒提高石膏空　ｔ究［Ｊ】．建筑工程材料．１９７８（２—３）：２６—２７　　ｎ２】　余红发．曹敬党石膏空心石彻块的研究开发【Ｊ］．沈阳建筑工程学院学报，２００２（１）：３９—４２　维普资讯 http://www.cqvip.com

沈阳建筑工程学院学报（自然科学版）　第ｌ８卷　Ｓｔｕｄｙ　ａｎｄ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｇｙｐｓｕｍ　Ｈｏｌｌｏｗ　Ｓｔｒｉｐｅ　Ｂｏａｒｄ　ＹＵ　Ｈｏｎｇ—ｆａ　．ＤＩＮＧ　Ｘｉａｎｇ—ｑｕｎ　，ＳＨＡＯ　Ｊｕｎ２　（１．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｏｕｔｈｅａｓｔ　Ｕｒｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｍｉｎｇ，２１００９６，Ｃｈｉｎａ；　２．　Ｄｅｐｔ．ｏｆＭａｔ．Ｓｃｉ．ａｎｄ　Ｅｎｇ．，Ｓｈｅｎｙａｎｇ　Ａｒｃｈ．ａｎｄ　Ｇｉｖ．Ｅｎｇ．Ｉｎｓｔ．，Ｓｈｅｎｙａｎｇ．１１００１５，Ｃｈｉｎａ）　Ｒｅｃｅｉｖｅｄ　Ｄｅｃ．　６，　２０００　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｒａｗ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ａｎｄ　ｍｉｘｉｎｇ　ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ　ｏｆ　ｇｙｐｓｕｍ　ｈｏｌｌｏｗ　ｓｔｒｉｐｅ　ｂｏａｒｄ　ｗｅｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａ—　ｐｅｒ．Ｔｈｅ　ｈｉｇｈｅｒ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｇｙｐｓｕｍ　ｈｏＩｌｏｗ　ｓｔｒｉｐｅ　ｂｏａｒｄ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｐｒｅｄｕｃｅｄ　ｂｙ　ｈａｎｄ　ａｎｄ　ｍｅｃｈａｎｉｚｅｄ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｔｈｅ　ｍｉｃｒｏｓｔｒｏｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｇｙｐｓｕｍ　ｈｏｌｌｏｗ　ｓｔｒｉｐｅ　ｂｃ￣ｒｄ　ｕｓｅｄ　ｆｏｒ　ｍａｎｙ　ｙｅａｒｓ　ｗａｓ　ｏｂｓｅｒｖｅｄ　ｂｙ　ｕｓｉｎｇ　ＳＥＭ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔａｃｔ　ｐｏｉｎｔｓ　ａｆ　ｄｅｈｙｄｒａｔｅ　ｇｙｐｓｕｍ　ｃｒｙｓｔａｌｓ　ｈａｖｅ　ｎｏ　ｄｉｓｓｏｖｉｎｇ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：；ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｇｙｐｓｕｍ；ｈｏｌｌｏｗ　ｓｔｒｉｐｅ　ｂｏａｒｄ；ｗａｌｌ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ；ｓ￣ｌａＮｅ—ｄｉｖｉｄｉｎｇ　ｐｒｏｐｅ￣ｙ　声　明　为了实现科技期刊编辑、出版发行工作电子化，推进科技信息交流的电子化与网络化进程，我刊已　加入（中国学术期刊（光盘版））和“万方数据（Ｃｈｉｎｌｎｆｏ）系统科技期刊群”，所以，向本刊投稿并录用的稿　件与文章．将一律由编辑部统一纳入（中国学术期刊（光盘版）＞和万方数据系统．进入光盘及因特网提供　信息服务．凡有不同意者．请另投它刊．本刊所付稿酬包含刊物内容入光盘及上网报酬．　＜沈阳建筑工程学院学报）编辑部