磷石膏砌块的质量控制及成型装备的创新

磷石膏砌块的质量控制

----新型石膏砌块成型装备介绍

张庚福1，张纪黎1，俞永明2

（1.安徽森科新材料有限公司，安徽合肥 230003;

2.云南云天意达环保节能有限责任公司，云南昆明 650113）

摘要：近年来，国内石膏砌块发展较快，其原料多以磷石膏为主。由于磷石膏杂质含量较高且波动性较大，影响到了建筑石膏粉的质量，并最终影响了砌块的质量。本

文主要介绍磷石膏砌块的质量问题和控制方法，并介绍一款新型石膏砌块装备。关键词：磷石膏砌块；建筑石膏粉；石膏砌块成型装备；质量控制

一、前言

在我国各类工业副产石膏中，磷石膏因品位较低，杂质含量较高且波动较大，处理困难，资源利用率较低，2013年磷石膏产量7000万吨，利用率仅为27.1%，很难实现2015年利用率40%的目标。

在我国各类工业副产石膏产品中，石膏砌块产品市场巨大，很适合磷石膏的资源综合利用，可成为磷石膏资源利用的突破口。然而由于磷石膏制建筑石膏粉质量不过关，石膏砌块又多以手工或半机械装备生产，在加上施工管理不到位，致使出现砌块破损率高，墙体开裂、泛霜等现象，再加上市场发育不均衡，影响了其推广应用。

安徽森科是一家工业副产石膏综合利用领域的国家级高新技术企业，根据公司的长期研究和实践经验，我们认为只要抓好石膏砌块生产中的各环节质量控制，加强施工管理，磷石膏砌块质量是可以控制好的，本文以安徽庐江锦龙建材磷石膏砌块生产实践，总结出从建筑石膏粉的质量控制、砌块成型装备及工艺的质量控制的经验，最后介绍一下安徽森科最新研制

的新型石膏砌块成型装备，以期改进磷石膏砌块产品质量状况，加快推广工作。

二、建筑石膏粉的质量控制

磷石膏砌块是以磷石膏煅烧后的建筑石膏为原料，经加水搅拌、人工或机械浇注成型和干燥制成的墙材，建筑石膏粉的质量直接决定了石膏砌块的质量。磷石膏杂质含量高，磷石膏含量、自由水含量及PH值波动大，可溶性酸超标，所以无论采用哪种设备和工艺煅烧磷石膏，都必须对设备进行合理的配臵，并控制好工艺，才能生产出合格的产品。以下是磷石膏煅烧的质量控制要点。

图1 煅烧磷石膏粉质量控制工艺流程

1、煅烧前的预处理

在进入煅烧炉前应对磷石膏进行均化处理，设立均化堆场。

图2 磷石膏的均化示意图

①②③④为分层分批堆放，堆料方向与取料方向相反，堆料场堆放后方可取料。通过①②③④……等分层堆放后，取料时各层自然混合，达到均化，使磷石膏原料的各项成分含量做到基本一致，一定程度上解决了原料成分的波动性问题，自由水含量的波动性控制在3%以内为宜。

2、煅烧过程中质量控制

1) 煅烧过程中，磷石膏原料应匀速上料，以使煅烧均匀，保证CaSO 4•

0.5H 2O 含量的稳定。

2) 煅烧时跟踪监测物理指标和三项指标，防止出现过烧和欠烧，并根据

情况适时调整相应煅烧工艺参数，其中β-CaSO4•0.5H2O ≥80%，CaSO4•2H2O ≤3%为宜。

3) 需要注意的是，石膏砌块存在手工和机械两种生产形式，对凝结时间

的要求有差别，手工生产初凝2-3分钟，终凝4-5分钟，而机械生产由于搅拌量大，初凝宜为4分钟以上，终凝10分钟左右。

4) 煅烧温度若达到750℃～800℃，可使可溶性的P 2O 5和F 基本挥发使

PH 值达6以上，接近中性，解决可溶性酸超标问题。

5) 煅烧后挥发的酸性气体用喷淋石灰水中和处理，达标排放。

图3 磷石膏煅烧中和示意图

3、建筑石膏的陈化

煅烧过程中容易产生过烧（产生无水石膏CaSO 4（III ））和欠烧（产生二水石膏）现象，通过陈化，使可溶性无水石膏CaSO 4（III ）吸水转变成半水石膏，残存的二水石膏脱水转变成半水石膏，使CaSO 4•1/2H 2O 均匀程度进一步提升，标准稠度需水量降低，初凝时间延长，提高建筑石膏品质。

对于过烧的建筑石膏粉，陈化时间应加长。

4、放射性核素限量

《建筑材料放射性核素限量》GB6566规定了建筑材料放射性核素限量标准，由于我国的磷矿石均为海相沉积的磷块岩矿床，成矿年代为震旦纪、

寒武纪和泥盆纪，放射性含量很低，辐射指标均在I

Ra ≤0.1～0.3，I

r

≤,0.1～

0.3，符合国标1.0～1.3的要求。因此可以说，只要是利用国产磷矿石生产的磷石膏，均符合GB6566《建筑材料放射性核素限量》质量标准要求，在建筑使用上安全可靠。

近期，我们对产自约旦的磷石膏进行分析，I

Ra =3.0，I

r

=2.0，辐射指标

超标严重，因此国外进口的磷矿石应检测其辐射指标。

5、有关指标

要生产合格的磷石膏砌块，建筑石膏粉除满足《建筑石膏》有关指标外，宜达到以下指标：β-CaSO4•0.5H2O≥80%，CaSO4•2H2O≤3%，初凝4～5min，终凝8～10min ，PH值7以上。

三、砌块成型的质量控制

石膏砌块的质量与建筑石膏粉质量有关，也与砌块成型装备及工艺有关。无论是手工生产还是机械化生产，石膏砌块成型装备及工艺控制不好，都会造成包括砌块容重超标、强度不足、泛霜、污染等问题。

1、表观密度的控制

1）实心石膏砌块干容重一般在1050～1100kg之间。JC/T698-2010的标准要求小于1100kg/m3，一般均可达到，不需特别处理。

2）石膏空心砌块的表观密度标准要求小于800kg/ m3。根据测算，不经处理，仅仅提高空心率是不够的。由于砌块芯棒等构造要求，空心率一般

不超过25%。因此，要满足石膏砌块的标准要求，应在石膏胶凝材料中适量添加轻质或发泡材料以降低容重。

2、水膏比的控制

水膏比是生产石膏砌块重要的工艺参数，水膏比与石膏浆体流动度、初终凝时间成正比，与强度、防潮性能提高、容重成反比。

手工生产砌块的水膏比小于机械化生产，手工成型的水膏比可以做到0.7以下，而机械化生产一般在0.75～0.8之间，甚至超过。水膏比的控制是机械化砌块成型需要改进的地方。

3、石膏砌块“泛霜”

磷石膏内含有少量的钾、钠盐，这些盐类在石膏砌块干燥时，随水分向砌块表面迁移，容易在表面“泛霜”俗称“长毛”，影响制品的质量。对此，阻断钾、钠盐的“泛霜”非常重要，可通过添加适量的外加剂，消除“泛霜”现象。

4、面包头（余料）的处理

石膏砌块生产，尤其是机械成型装备生产时有余料（俗称面包头），一般装臵采取由专人收集择地堆放的办法，容易产生二次污染；有的厂家采取将余料切割成石膏条直接塞入砌块生产模腔中，这样处理容易降低砌块整体强度。对此，准确计量是解决办法之一，而开发配套的余料处理装臵是根本的解决之道。

5、手工与机械化生产方式的选择

目前，国内石膏砌块生产方式上，手工生产方式仍占有一定的市场，原因主要为三方面，首先机械方式投资大，回收期长，部分客户难以承担，其次良莠不齐，部分机械装备性能不过关，或厂家服务不到位，客户不能