半干法石膏空心砌块的工业化生产

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1、半干法石膏空心砌块的工业化生产安徽森科新材料侑限公司教授级高工、董事长张庚福一、石膏砌块浇注法目前国际上和中国国内石膏砌块的生产工艺均为：以建筑石膏为主要原料（亦可加入轻集料）、纤维增强材料、发泡剂等辅助材料，经加水搅拌、浇注成型和干燥而制成的块状轻质建筑石膏制品，其生产设备除部分手工式外，大部分为机械成型，即“立模成型、液压顶升”。建筑石膏粉（磷石膏和脱硫石膏等）未粉碎的颗粒级配不好，颗粒分布比较集中，比表面积小，20-200um的颗粒高达60%,导致石膏粉加水后的流变性差，颗粒离析、内摩擦角大、分层现象严重。为使石膏胶凝材料的流动性，现有石膏砌

2、块的成型方法，不论手工式或机械式均为浇注法，为确保建筑石膏粉等与水的混合物的流动性，提出了石膏的标准稠度需水量，一般在0.7左右，而实际生产中的水膏比远人于“标稠”，即0.8-0.9：1.0,徳国石膏砌块生产的水膏比在0.9左右，某些石膏（如钛石膏）的水与石膏的比其至达到110-120：100o而建筑石膏水化反应结品的需水量仅为1&62%（理论值），多余的口由水（60-70%）需要干燥（人工或口然）后方可出厂。自然干燥要求堆场大（年产100万平米石膏砌块堆场约需60-80亩地），干燥吋间一般在30天左右，如遇雨天和湿度大的天气，干燥吋间更长，且需人

3、工搬运码垛，增加工时费等，且破碎率高。人工干燥（即热源烘干），烘干窑投入成本大（一般100万平米/年产），约需300万元左右，耗能成本一般在8元/nV左右。浇注法石膏砌块由于水膏比大，除去结晶水18.62%（理论值），多余的60-70%的水存在石膏硬化体屮，干燥后形成孔隙，孔隙率约在60%左右，其晶体形貌图如下（磷石膏人浇注法磷石膏砌块2000倍SEM照片从晶体形貌看，晶体结构细长不粗壮，且端头尖细、毛刺，排列不规则，孔隙率大，苴物理力学性能：抗折一般在2.OOMPa左右，软化系数小于0.6,物理力学性能比现有市场墙材差,搬运过程破碎率较高，密度轻

4、（一般小于1050kg/m3）o为降低水膏比，国内在石膏砌块生产和实验中，采用如下方法：1、手工浇注：由于手工生产，石膏浆体的流动性要求小，其水膏比可大大降低，一般在0.6：1.0左右，降低了干燥压力。2、高效减水剂，国内不少助剂厂在探索用减水剂来降低水膏比，据说可降低水膏比10-20%,但生产中至今未遇到真实的减水剂，同时价格昂贵，生产实用价值不高。3、球磨粉碎，通过球磨处理，可改变颗粒级配和形貌，增加石膏胶体流动度，降低水膏比约10%（实验室实验），但生产实践上未见。4、在石膏胶凝材料中增加改性剂，增加流动度，这是很好的途径，笔者经过长期实践，

5、其水膏比也仅降低10%左右，未能彻底改变水膏比多的现状。由于石膏砌块干燥压力大（堆场大、烘干成本高，生产周期长），不能形成工业化生产。长期以来，为解决高水膏比的干燥问题，业内石膏砌块企业从生产实践中总结出如干燥下方法：1）芯孔水平放置法：利用风的水平方向流动的特点，把砌块芯孔水平放置，便于通风，加快干燥速度；2）建干燥楼，把砌块放到楼房上，增加高度，增加风力，因高度增力口，高开湿度大的地面，便于去湿。3）建干燥窑，通过加热干燥。上述干燥方法虽有一定效果，但未根木解决石膏砌块的干燥瓶颈，且成本高，占地面积大，搬运成本高，由于物理力学性能差，破碎率高，

6、虽然是绿色建材，但严重的制约了石膏砌块的发展。二、半干法石膏砌块的提出应用研究是为生产第一线服务的，市场的需求是应用研究的方向，石膏砌块浇注法多余自由水的干燥制约了其发展，能否有一种半干法石膏砌块的生产工艺彻底解决其发展瓶颈问题。为此，依据对石膏材性的多年研究和其工艺实践，我们提出了半干法石膏砌块的研究课题。半干法石膏砌块的研究的基本原则是：1、半干法石膏砌块的各项指标仍执行JC/T698-2010；2、半干法石膏砌块的水化与浇注法一法，只是加水量大大减少，即熟石膏（半水石膏）CaS04.1/2IL0+水一水化反应（空气中）一二水石膏（CaSOi.

7、2也0）；3、半干法石膏砌块的机械化生产仍是模腔成型，但工艺流程与浇注法不同，浇注改为布料。研究表明，半干法石膏砌块与浇注法石膏砌块的结晶理论基本一致，但水化过程和水化反应速率大不一样。从溶解析晶理论看，建筑石膏浇注法在高水膏比吋初始水化反应快，但晶体产生后，由于水包裹品核，阻碍了晶体的析晶和晶体结构的生成，延缓了水化、析晶过程（实践中，水膏比的高低可调节石膏的初终凝时间），由于多余口由水在晶体屮的存在，使晶体结构致密性差，空隙率大，晶体结构形貌不粗壮,凝结硬化体力学性能差。而半干法在低水膏比的吋候，由于无多余自由水迟缓水化反应，其晶核产生，品体形

8、成反应速率快，其水化热高于浇注法5-10°C（初终凝时间远短于浇注法），由于无多余口由水，再加上添加SK半干法石膏助剂，晶