陶瓷母模石膏的工艺配方研究_王文忠

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参考文献
1 张旭,彭秀新,李士峰,等.高 效 复 合 型 日 用 陶 瓷 石 膏 模 型 增 强 剂 的 研 究 .山 东 陶 瓷 ,1997(1):13~17
2 张秋霞,王北京.石膏表面硬 化 剂 对 超 硬 石 膏 模 型 机 械 性 能 影 响 的 研 究 .郑 州 大 学 学 报 ,2008(3):586~588
12
11
10

22
32
40


标 稠 (% )
33
33
34
34
32
31
31
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膨胀率(%) 0.38
0.36
0.35
0.36
0.37
0.35
0.36
0.15
0.07
由表2可以看出: 1)这 2 种 添 加 剂 在 取 值 范 围 内 对 石 膏 凝 结 膨 胀 率 影
石膏的膨胀率。
量进行多次试验和配 方 的 调 整,终 于 研 制 出 了 适 合 市 场
2)复合添 加 剂 2 的 加 入 不 但 能 够 降 低 石 膏 的 膨 胀
需 求 的 母 模 石 膏 粉 ,其 性 能 指 标 如 表 5 所 示 。
表 5 母 模 石 膏 粉 性 能 指 标
名称
标准稠度(%) 初凝时间(min) 终凝时间(min) 抗折强度(MPa) 膨胀率(%)
3 郝卓,赵建华,王文忠,等.利 用 外 加 剂 改 善 陶 瓷 用 石 膏 模 性 能 的 研 究 .佛 山 陶 瓷 ,2011(3):27~29
4 陈 化 东,任 允 鹏,李 洁,等.几 种 添 加 剂 对 模 型 石 膏 性 能 的 影 响 .现 代 技 术 陶 瓷 ,2007(1):6~11
就会顺着裂缝及毛细 孔 进 到 硬 化 体 内 部,同 时 使 硬 化 体
与其凝结时间有关。
中结晶接触 点 发 生 溶 解 和 再 结 晶,从 而 使 其 强 度 降 低。
2)膨胀率随着稠度 的 降 低 而 升 高,如 需 显 著 提 高 强
因 此 ,在 保 证 石 膏 硬 化 体 有 较 高 的 致 密 性 的 前 提 下 ,减 少
3)通 过 减 水 剂 的 加 入 可 以 显 著 的 改 善 石 膏 硬 化 体 的 强 度 ,但 膨 胀 率 也 会 变 大 。
4)具 有 防 水 性 能 的 复 合 添 加 剂 2 不 但 能 够 起 到 降 低 吸水率的作用,并且具 有 一 定 的 抑 制 石 膏 硬 化 体 膨 胀 的 作用。
前言
母模石膏(英 文 名 称 为 Case mould plaster)广 泛 应 用 于 陶 瓷 行 业 ,主 要 用 来 浇 注 石 膏 模 的 模 型 称 为 母 模 ,它 包 括 底 模 与 模 围 (或 型 心 与 模 围 )。 现 阶 段 应 用 于 陶 瓷 行 业的母模主要有石膏 母 模 和 树 脂 母 模,另 外 有 少 量 的 水 泥母模和金属母模 等,这 些 一 般 很 少 使 用。 树 脂 母 模 虽 然 具 有 强 度 高 、硬 度 大 、光 洁 度 好 、使 用 寿 命 长 、可 以 回 收 等 优 点 ,但 劳 动 强 度 大 ,污 染 环 境 ,危 害 工 人 健 康 ;母 模 石 膏既具有树脂母模所 具 有 的 强 度 高、硬 度 大、光 洁 度 好、 使 用 寿 命 长 等 优 点 ,同 时 又 由 于 石 膏 模 具 轻 质 ,可 以 使 劳 动 强 度 降 低 ,且 石 膏 本 身 无 毒 、无 味 ,不 污 染 环 境 ,不 危 害 工 人 健 康 ,石 膏 模 具 还 可 以 回 收 利 用 ,因 此 越 来 越 多 的 生 产厂家使用绿色环保的陶瓷母模石膏来代替树脂母模。
图 1 磨细后的β半水石膏晶体照片 图 2 磨细后的固相法 α半水石膏晶体照片 图 3 磨细前的液相法 α半水石膏晶体照片 图 4 磨细后的液相法 α半水石膏晶体照片
* 作者简介:王文忠(1975-),工程师;主要从事石膏粉体工艺研究。E-mail:zjh0978@126.com
科技篇(研究与开发)2011年09月(上) 陶 瓷 Ceramics ·19·
吸 水 率 (% )
自配母模粉
38
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4.6
0.10
11.22
台湾母模粉
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27
38
4.5
0.08
11.83
2 结论
1)研 制 高 档 的 母 模 石 膏 需 要 纯 度 较 高 、结 晶 良 好 、强 度较高的柱状或针状高强石膏粉。
2)通过加入 抑 制 膨 胀 复 合 添 加 剂 1,可 以 明 显 的 降 低石膏硬化体的膨胀率。

添 加 水 泥 (% )

10
15



添 加 胶 粉 (% )
0.05
0.1


0.2 6
添 加 复 合 外 加 剂 2(% )
0.2
0.6


终 凝 (min)
12



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标 稠 (% )
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33
34
34
1 母模石膏的特点及研制方法
1.1 母 模 石 膏 原 料 的 选 择 由于母模石膏经常 用 来 翻 制 工 作 模,需 要 其 表 面 光
洁 度 好 、强 度 高 、使 用 寿 命 长 ,故 选 择 纯 度 较 高 、强 度 较 高 的石膏粉作为原料。
在原料优选中,笔者 采 用 国 内 山 东 某 企 业 生 产 的 液 相法高强石膏粉和湖北某企业生产的固相法高强石膏粉 作 原 料 ;对 比 样 采 用 台 湾 永 昌 母 模 石 膏 作 为 目 标 样 品 ,对 比结果如表1所示。
由表1可以看出,山 东 某 企 业 生 产 的 液 相 法 高 强 石 膏粉指标更接近台湾 母 模 石 膏 的 指 标,因 而 用 液 相 法 高
强石膏粉作为原料进行进一步试验研究。
表 1 固 相 法 与 液 相 法 高 强 石 膏 粉 的 比 较
项目名称
标准稠度(%) 初凝时间(min) 终凝时间(min) 抗折强度(MPa) 膨胀系数(%)
35
膨胀率(%) 0.38
0.35
0.30
0.31
0.38
0.36
0.38
0.26
0.17
吸水率(%) 13.22 14.58
15.10
11.20
13.22
12.89
13.42
12.89
10.68
注 :液 相 法 ,高 强 粉 。
·20· 陶 瓷 Ceramics 科技篇(研究与开发)2011年09月(上)
吸 水 率 (% )
固相法高强石膏粉
48
16
28
4.8
0.42
14.89
液相法高强石膏粉
33

12
6.0
0.38
13.22
台湾母模粉
40
27
38
4.5
0.08
11.83
1.2 膨 胀 系 数 的 控 制 由 表 1 可 以 看 出 ,相 对 于 台 湾 永 昌 母 模 石 膏 而 言 ,无
空白
表 2 液 相 法 高 强 石 膏 粉 的 性 能 测 试 结 果
添 加 二 水 石 膏 (% )
添 加 柠 檬 酸 钠 (% )
添 加 复 合 外 加 剂 1(% )
0.5
1.0
1.5
0.01
0.02
0.03
0.6
1.2
初 凝 (min)




15
22
32


终 凝 (min)
液 相 法 高 强 石 膏 粉 +0.47%SM 液 相 法 高 强 石 膏 粉 +0.71%SM
33 23 22 23 22
6 9 11 4 3
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26.3
0.38
71
19
24.3
0.48
69
23
24.5
0.50
71

42.5
0来自百度文库50
72

53.0
5 张高科,谢毅,朱瀛波,等.减 水 剂 对 石 膏 微 观 结 构 及 性 能 的 影 响 .非 金 属 矿 ,2003(5):6~8
试结果如表3所示。
从而能将用液相法工艺生产的α石膏粉调制成低膨胀母
表 3 液相法 α高强石膏粉性能测试结果
稠度 (% )
初凝时间 (min)
凝结时间 (min)
抗压强度 (MPa)
膨胀率 (% )
直径 (mm)
液相法高强石膏粉 液 相 法 高 强 石 膏 粉 +0.46% 阿 拉 伯 树 胶 粉 液 相 法 高 强 石 膏 粉 +0.58% 阿 拉 伯 树 胶 粉
度有较高要求以外,还 需 要 使 其 表 面 致 密、光 滑,否 则 由
表 面 光 洁 度 ,实 验 性 能 测 试 结 果 如 表 4 所 示 。
于其表面出现麻点,则 整 个 模 具 也 就 报 废 了。 但 由 于 石
表 4 防 水 复 合 添 加 剂 性 能 测 试 结 果
空白
初 凝 (min)
论是固相法高强石膏粉还是液相法高强石膏粉膨胀系数 都 较 高 ,为 了 更 好 的 控 制 石 膏 的 膨 胀 系 数 ,笔 者 测 试 了 经
常用作缓凝剂的柠檬酸钠和用作促凝剂的细磨二水石膏 对凝结膨胀率的影响,并 自 配 了 一 种 抑 制 膨 胀 复 合 添 加 剂 1,其 效 果 如 表 2 所 示 。
度,则 SM 为最佳。
孔 隙 率 和 孔 径 的 大 小 ,同 时 利 用 防 水 剂 降 低 其 吸 水 率 ,这
1.4 吸 水 率 的 控 制 由于母模石膏主要 用 来 浇 注 石 膏 工 作 模,除 对 其 强
样才能提高其使用 寿 命。 为 此 笔 者 分 别 使 用 了 胶 粉、水 泥及自配的一种防水 复 合 添 加 剂 来 降 低 吸 水 率,提 高 其
模石膏。 1.3 强 度 的 控 制
响不大。
为了提高母模石膏 的 强 度,笔 者 利 用 减 水 剂 对 液 相
2)自 配 抑 制 膨 胀 复 合 剂 1 能 有 效 抑 制 石 膏 的 凝 结 膨
法α高强粉进行了稠 度、强 度、膨 胀 率 的 实 验,其 性 能 测
胀率,可将石膏的凝 结 膨 胀 率 从 0.38% 降 低 到 0.07%,
0.53
72
由表3可以看出: 1)在稠度相同的情况下,SM 减 水 增 强 效 果 显 著,阿
膏制品是多孔结构,从 表 面 到 内 部 都 存 在 一 个 微 细 裂 缝 网,有一个庞大的内比 表 面 积,当 这 些 裂 缝 被 侵 蚀 时,水
拉 伯 树 胶 粉 虽 然 减 水 效 果 显 著 ,但 强 度 却 有 所 下 降 ,可 能
·18· 陶 瓷 Ceramics 科技篇(研究与开发)2011年09月(上)
陶瓷母模石膏

的工艺配方研究
王文忠 赵建华
(山东金信新型建材有限公司 山东 平邑 273305)
摘 要 陶瓷行业把用来浇注石膏模的模型称为母模,用石膏做母模材料不仅可以 满 足 树 脂 母 模 和 水 泥 母 模 的 强 度 、硬 度、光 洁 度、 使用寿命等工艺要求,同时可以降低工人劳动强度,降低环境污染,不危害工人健 康,还 可 以 回 收 再 利 用。 笔 者 采 用 国 内 液 相 法 高 强 石膏粉为原料,通过自配的抑制膨胀复合添加剂1有效抑制石膏的凝结膨胀率;通过减 水 剂 的 加 入 可 以 明 显 的 改 善 石 膏 硬 化 体 的 强 度;复合添加剂2的加入可以降低吸水率,提高石膏表面光洁度。经过对实验原料 膨 胀 系 数、强 度 和 吸 水 率 的 调 整 实 验 ,研 制 的 陶 瓷 母模石膏达到台湾母模石膏粉的指标。 关键词 陶瓷母模石膏 液相法高强石膏粉 膨胀系数 吸水率 配方研究 中 图 分 类 号 :TQ173.3 文 献 标 识 码 :B 文 章 编 号 :1002-2872(2011)09-0018-03
通过显微照片可以 发 现:液 相 法 高 强 石 膏 粉 的 晶 体 结 构 通 常 为 柱 状 结 构 或 针 状 结 构 ,因 而 强 度 高 、吸 水 率 较 小 ;固 相 法 石 膏 粉 为 片 状 结 构 ,因 而 强 度 低 而 且 吸 水 率 较 大 (如 图 1、图 2、图 3、图 4 所 示 )。
从表4可以看出: 1)加入水泥和胶 粉 都 能 在 一 定 程 度 上 降 低 吸 水 率,
但加入水泥量大的表 现 更 佳,同 时 水 泥 的 加 入 也 能 降 低
率 ,同 时 也 能 够 降 低 石 膏 的 吸 水 率 。 1.5 母 模 石 膏 配 方 的 调 整
通过对石膏粉、减 水 剂、抑 制 膨 胀 剂、防 水 剂 的 加 入
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