普通β型石膏粉改性技术的研究
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普通β型石膏粉改性技术的研究
王惠琴董文亮王立明于棣春
普通石膏粉（又称β型石膏粉，简称β石膏粉）是我国目前应用最多的一种半水石膏粉，广泛应用于建筑粉刷、各种石膏装饰板材及纸面石膏板、石膏砌块以及陶瓷模具用石膏粉等。我国绝大多数普通石膏粉生产厂家工艺装备技术落后，产品强度低，使用过程中流动性能差，凝结时间不能有效控制，不能满足各种应用的需要。本研究工作在收集了国内外有关资料和从事石膏研究开发积累的大量实践经验基础上，针对目前普通石膏粉性能普遍存在的问题，在不投入大量企业技术改造资金的前提下，以较小成本，不改变生产工艺路线，在石膏进入脱水之前，利用转晶剂技术，对石膏进行预处理，使石膏与转晶剂发生作用，促使半水石膏晶体发育，从而达到使晶体结构更为合理，促使b石膏粉使用中满足吸水率要求的前提下，使其抗折、抗压强度大幅度提高，改善流动性能，很好的满足用户使用要求。
一、试验用原材料
1.宁夏雪花石膏（CaSO4∙2H2O含量80%以上）
2.宁夏透明纤维石膏（CaSO4∙2H2O含量80%以上）
3.转晶剂：代号A（市售）、P（我院配制）
二、试验用装备及手段
本研究工作在小试完成后，并在我区宁夏海源东联石膏有限公司普通石膏粉生产线进行了生产试验研究，其主要生产设备：简易连续式石膏回转窑f1.2′8.5米。根据本研究工作的需要增加了混料装置（转晶剂与石膏混合）等辅助设备。
三、生产工艺流程
↓转晶剂
石膏矿石→粗破→细破→混合→入窑脱水→粉磨→包装入库
四、试验结果
1.本研究工作经小试确定了转晶剂A、P复合作用下，大幅度提高普通石膏粉强度，改善流动性，生产试验进一步得到了验证，试验结果见表一
编号转晶剂炒制温度(°C)标准稠度(%)凝结时间(分)2小时强度(MPa)
A P初凝终凝抗折抗压
1－1605813193.108.70
20.5%1%16057794.0011.80
3－0.8%1606212143.409.05
40.5%－160628103.679.23
50.5%1%160589113.9810.70
60.5%1%160588104.0511.15
70.5%1%1605710124.2012.38
注：1.检测结果依据国标GB977688标准。
2.表一中采用的石膏矿石为宁夏雪花石膏。
3.转晶剂加入量以占石膏重量百分比计。
2.在转晶剂A、P作用下，不同炒制温度对产品强度及其性能的影响试验结果见表二编号转晶剂炒制温度(°C)标准稠度(%)凝结时间(分)2小时强度(MPa)
A P初凝终凝抗折抗压
10.5%1%12013063683.458.90
20.5%1%14015062793.609.05
30.5%1%140150628103.659.30
40.5%1%16057794.0011.80
50.5%1%1605810124.2012.38
60.5%1%1601705914163.308.95
70.5%1%1601706016183.409.10
3.不同矿石品种在转晶剂作用下，其产品性能的影响试验结果见表三
矿石名称编号转晶剂炒制温度(°C)标准稠度(%)凝结时间(分)2小时强度(MPa)
A P初凝终凝抗折抗压
宁夏雪花石膏10.5%1%16057794.0011.80
20.5%1%160588103.9810.70
30.5%1%1605710124.0511.15
宁夏透明纤维石膏40.3%0.9%160599113.8010.05
50.3%0.9%1605910123.9010.25
60.3%0.9%1605910124.0010.40
五、讨论
本研究工作根据国内外资料关于转晶剂对半水石膏晶体作用机理，以及半水石膏水化过程中外加离子对水化产物二水石膏晶面产生的影响研究结果，试验并进一步探讨了利用普通石膏粉生产工艺结合转晶剂技术对普通石膏粉产品性能影响。
1.本研究工作通过大量试验，筛选确定并验证了转晶剂A、P符合作用效果最好，并确定了最佳掺入量。单一使用一种外加剂A或P，无论强度上还是使用中流动性均不能达到较理想的使用效果（见表一）。
2.本研究工作通过生产试验进一步确定生产参数炒制温度对外加剂作用下，产品性能的影响，并确定采用了该生产线炒料温度达到160°C时，产品各项性能指标较为理想，低于或高于此温度，其凝结时间过快或过慢，导致产品使用中流动性差，强度低（见表二）。
3.不同矿石品种（雪花石膏、透明纤维石膏）在转晶剂作用下生产普通石膏粉，其性能均有改善（见表三）。
六、结论
1.生产试验表明，利用普通石膏粉生产工艺结合转晶剂技术的工艺路线是可行的。
2.本研究确定的转晶剂A、P可大幅度提高普通石膏粉的抗折、抗压强度，改善流动性，并对提高产品白度有一定效果。在转晶剂A、P作用下生产的β石膏粉，经用户在陶瓷模具粉中应用，其吸水率很好地满足使用要求，大大提高模具使用次数及寿命，产品深受用户欢迎。
3.本研究经生产验证，在少量的投资下利用原有生产线即可使产品质量得到较大幅度提高，抗折、抗压强度提高2040%，并显著改善石膏粉使用流动性，有效控制凝结时间，对石膏中小企业提高产品的市场竞争能力有很大促进作用，并具有积极的指导意义。
参考文献：
1.《石膏相组成、结晶结构及其转变机理》（I、II）袁润章
2.《α半水石膏晶形转化剂作用机理的研究》岳文海王志
3.锄本竣司，原尚道，向山广.Gypsum&Lime1986，200：2631