摘要：本文研究了硬石膏活性的激发，确定了硬石膏胶结材适宜的原材料配合比，并研制了硬石膏基粉刷砂浆，测定其各项性能指标。
关键词：硬石膏 粉刷石膏 活性激发 应用
引言
硬石膏资源丰富，但由于其活性差、凝结硬化慢、强度低，国内外均未大量利用。在我国，其研究应用更少，只约占石膏生产总量的十分之一，主要被一些水泥厂用作水泥缓凝剂，这种状况与我国丰富的硬石膏资源地位极不相称。开发利用大量闲置的硬石膏资源来制作石膏砌块、石膏板材、石膏砂浆不仅具有很大的经济效益，而且对环境保护也有指导意义。
粉刷工程是建筑工程中的重要组成部分，据统计，在一般民用建筑中，其造价约占建筑物总造价的10%-15%，工期约占建筑总工期的30%-40%，劳动量约占总劳动量的25%-30%[1]。本文以天然硬石膏为研究对象，通过添加增强材料与活性激发剂等手段来激发硬石膏的活性，配制出性能优良的粉刷石膏。 
1 试验用原材料及试验方法
1．1 试验用原材料
（1）硬石膏粉：南京特种建筑材料股份有限公司提供，检验项目如下表所示；
（2）矿粉：S95级矿粉；
（3）水泥：三龙P.O42.5水泥；
（4）生石灰：上海久亿化学试剂有限公司提供；
（5）明矾石：庐江县远达非金属矿石经营部提供。
1．2 试验方法
（1）强度性能测试
成型及强度测试参照GB177-85《水泥胶砂强度检验方法》，试件24h拆模后放入标准养护室养护3天后，进42±1℃烘箱烘至恒重，测其强度。
（2）标准稠度用水量、凝结时间及砂浆流动度的测定
标准稠度用水量及凝结时间的测定参照行业标准JC/T517-2004《粉刷石膏》； 砂浆流动度的测定参照GB/T2419-94《水泥胶砂流动度测定法》。
2 试验内容及数据分析
2．1 硬石膏胶结材的研制
天然硬石膏具有潜在的水化活性，不需锻烧，矿石直接粉磨后，掺入不同的盐类化学物质或碱性材料作为激发剂来激发硬石膏的活性，与水混合后即可产生较好的胶凝特性。由前期探索性试验发现：若以Al2（SO4）3和明矾为激发剂，成型过程中会有大量气泡产生，这是由于天然硬石膏中一般含有部分碳酸盐矿物，如果所使用的激发剂水解后酸性较强，生成的H＋将与C032－作用产生CO2气体，料浆有明显的发泡现象；而以Na2SO4为激发剂成型后的试块上有明显返霜现象，故选择K2SO4、明矾石作为激发剂较合适。根据现有研究表明，酸、碱激发剂复掺效果比较显著，因此在使用酸性激发剂的基础上，考虑用矿粉代替部分硬石膏，并掺入水泥进行复合激发，为了提高水化率，掺入适量的半水石膏作为增强材料[2]。下面以硬石膏与矿粉比例、明矾石掺量和半水石膏掺量为因素做正交试验，以硬石膏胶结材7d抗压强度为考核指标，因素水平见表1： 
试验结果如表2所示：
由表2可知：B列和C列的极差均小于空列，这说明这两列对抗压强度的影响极小，则可认为该明矾石对硬石膏的激发作用不理想，明矾石掺量的增加对抗压强度的提高效果甚微，这可能是由于该明矾石的溶解度过低从而造成了激发效果不显著。故考虑采用K2SO4作为酸性激发剂，测出的试验结果如下：
a) 单掺4%分析纯K2SO4，初凝时间为60min，7d抗压强度为11.25MPa；
b) 单掺3%工业级K2SO4，初凝时间为50min；单掺2.5%工业级K2SO4，初凝时间为165min，7d抗压强度为10.9MPa；
c) 硬石膏：矿粉=90：10，2.5%工业级K2SO4，外掺5%水泥，初凝时间为65min，7d抗压强度为23.53MPa； d) 硬石膏：矿粉=90：10，2.5%工业级K2SO4，外掺5%水泥，5%半水石膏，初凝时间为60min，7d抗压强度为18.1MPa。
2．2 硬石膏粉刷砂浆的研制
硬石膏基底层粉刷石膏是在硬石膏胶结材中掺入一定的建筑砂，配成干混砂浆，由于硬石膏水化胶凝性的发挥比半水石膏慢得多，掺砂量对粉刷石膏性能影响较大，因此在掺砂量上需严格控制。试验结果如表3所示：
由表3可知：
a) 砂子的掺量越高强度越低，即1:3的强度比1:4的高，砂的掺入量增加，凝结时间明显延长，强度下降幅度较大，因此在建筑中应根据工程实际情况控制胶砂比；
b) 1组与3组比较，2组与4组比较得出：矿粉的掺量对硬石膏砂浆的强度亦有很大的影响，掺量越高，强度越高；
c) 1组与6组比较得出：K2SO4的掺入可以缩短砂浆的凝结时间，对强度没有明显的影响；
d) 水泥与CaO的掺入，为料浆提供碱性环境，可以激发硬石膏，从1组与7组可以看出，水泥的效果比CaO好；
e) 硬石膏基粉刷石膏配合比为：硬石膏：矿粉＝80：20，水泥为矿粉的10％，外掺5％半水石膏，胶砂比为1：3，保水剂为2‰。
3 结论
1) 以天然硬石膏为主要原料制备的硬石膏基粉刷石膏，是一种节能环保的新型墙体抹灰材料，原料资源丰富，生产工艺简单；
2) 可操作时间优于半水石膏基粉刷石膏，可采用强制搅拌机拌合，使浆料更均匀、和易性；
3) 更好，达到最好施工效果；
4) 由于硬石膏早期强度不如半水石膏，且其性能对水量敏感，需严格控制水量，施工前应进行需水量测定；
5) 由于硬石膏水化胶凝性的发挥比半水石膏慢得多，掺砂量对粉刷石膏性能影响较大，因此在掺砂量上需严格控制。
