脫硫石膏是含硫燃料燃燒后產(chǎn)生的煙氣經(jīng)細(xì)石灰或石灰石粉料漿進(jìn)行脫硫凈化處理得到的工業(yè)副產(chǎn)石膏，其化學(xué)組成與天然二水石膏相同，以CaSO4·2H2O為主。目前我國(guó)發(fā)電方式仍以燃煤發(fā)電為主，其中煤炭在火力發(fā)電過(guò)程中排放的SO2占我國(guó)年排放量的50% 以上。二氧化硫的大量排放造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，利用煙氣脫硫技術(shù)生成脫硫石膏是解決燃煤相關(guān)行業(yè)技術(shù)發(fā)展的重要舉措。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì), 我國(guó)濕狀脫硫石膏的排放量已超過(guò)9000萬(wàn)t/a，且脫硫石膏的處理方式以堆放為主，不僅占用土地，還造成巨大的資源浪費(fèi)。
石膏具有輕質(zhì)、降噪、防火、保溫隔熱等功能，可用于水泥生產(chǎn)、建筑石膏生產(chǎn)、裝飾工程等領(lǐng)域。目前已有眾多學(xué)者對(duì)粉刷石膏進(jìn)行了研究，研究表明，石膏抹灰材料具有微膨脹性、良好的和易性及可塑性，可取代傳統(tǒng)抹灰材料應(yīng)用于室內(nèi)墻面裝修。徐建軍等研究表明，脫硫石膏可用于制作輕質(zhì)墻體材料。葉蓓紅等研究表明，利用脫硫石膏生產(chǎn)的粉刷石膏可用于外墻內(nèi)側(cè)、內(nèi)隔墻及頂棚的抹灰層，同時(shí)可解決傳統(tǒng)抹灰砂漿起殼、開(kāi)裂等質(zhì)量通病。輕質(zhì)抹灰石膏是一種新型環(huán)保抹灰材料，以半水石膏為主要膠凝材料，通過(guò)添加輕質(zhì)骨料、外加劑等制得，相比傳統(tǒng)水泥抹灰材料，具有不易開(kāi)裂、粘結(jié)性好、收縮性好、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。利用脫硫石膏生產(chǎn)半水石膏不僅解決了天然建筑石膏資源匱乏的問(wèn)題，也能實(shí)現(xiàn)脫硫石膏的資源化利用，并達(dá)到保護(hù)生態(tài)環(huán)境的目地。因此本文在脫硫石膏研究的基礎(chǔ)上，通過(guò)測(cè)試不同石膏粉摻量、輕骨料摻量、緩凝劑摻量及纖維素醚摻量時(shí)輕質(zhì)抹灰脫硫石膏的凝結(jié)時(shí)間、抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度，研究影響輕質(zhì)抹灰脫硫石膏砂漿性能的因素，為輕質(zhì)抹灰脫硫石膏砂漿的發(fā)展提供理論依據(jù)。
1 實(shí)驗(yàn)

1.1 原材料

脫硫石膏粉：經(jīng)煙氣脫硫技術(shù)生產(chǎn)、煅燒所得的半水石膏，其基本性能見(jiàn)表1。輕骨料：采用玻化微珠，其基本性能見(jiàn)表2。玻化微珠按輕質(zhì)抹灰脫硫石膏砂漿質(zhì)量比例計(jì)，摻入比例為4%、8%、12%、16%。

緩凝劑：采用檸檬酸鈉，化學(xué)分析純?cè)噭蓢?guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司提供。檸檬酸鈉按輕質(zhì)抹灰脫硫石膏砂漿質(zhì)量比例計(jì)，摻入比例為0、0.1%、0.2%、0.3%。纖維素醚：采用羥丙基甲基纖維素（HPMC），粘度為400，由國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司提供。HPMC 按輕質(zhì)抹灰脫硫石膏砂漿質(zhì)量比例計(jì)，摻入比例為0、0.1%、0.2%、0.4%。
1.2 試驗(yàn)方法脫硫石膏的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量與凝結(jié)時(shí)間參照GB/T17669.4-1999《建筑石膏凈漿物理性能的測(cè)定》進(jìn)行，輕質(zhì)抹灰脫硫石膏砂漿的凝結(jié)時(shí)間參照GB/T 28627-2012《抹灰石膏》進(jìn)行。脫硫石膏的抗折、抗壓強(qiáng)度參照GB/T9776-2008《建筑石膏》進(jìn)行，成型尺寸為40mm×40mm×160mm 的試件，分別測(cè)定2h 強(qiáng)度和絕干強(qiáng)度。輕質(zhì)抹灰脫硫石膏砂漿的抗折、抗壓強(qiáng)度參照GB/T 28627-2012《抹灰石膏》進(jìn)行，分別測(cè)定自然養(yǎng)護(hù)1d、28d 的強(qiáng)度。
2 結(jié)果與討論

2.1 石膏粉摻量對(duì)輕質(zhì)抹灰脫硫石膏力學(xué)性能的影響

石膏粉、石灰石粉與輕骨料總用量為100%，固定輕骨料及外加劑用量不變，當(dāng)石膏粉摻量為60%、70%、80%、90% 時(shí)，輕質(zhì)抹灰脫硫石膏砂漿的抗折、抗壓強(qiáng)度結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖 1 石膏粉摻量對(duì)輕質(zhì)抹灰脫硫石膏力學(xué)性能的影響

由圖1 可知，輕質(zhì)抹灰脫硫石膏砂漿的抗折強(qiáng)度及抗壓強(qiáng)度均隨齡期的增長(zhǎng)而增長(zhǎng)，說(shuō)明石膏的水化程度隨著齡期增長(zhǎng)而更加充分。隨著脫硫石膏粉的增加，輕質(zhì)抹灰石膏的抗折強(qiáng)度及抗壓強(qiáng)度整體呈上漲的趨勢(shì)，但是增加幅度較小，28d 時(shí)的抗壓強(qiáng)度表現(xiàn)尤為明顯。1d 齡期時(shí)，摻有90% 石膏粉的抗折強(qiáng)度相比摻有60% 石膏粉的抗折強(qiáng)度增長(zhǎng)了10.3%，對(duì)應(yīng)的抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)了10.1%。28d 齡期時(shí)，摻有90% 石膏粉的抗折強(qiáng)度相比摻有60% 石膏粉的抗折強(qiáng)度增長(zhǎng)了8.8%，而對(duì)應(yīng)的抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)了2.6%。綜上可得，石膏粉摻量對(duì)抗折強(qiáng)度的影響大于抗壓強(qiáng)度。

2.2 輕骨料摻量對(duì)輕質(zhì)抹灰脫硫石膏力學(xué)性能的影響石膏粉、石灰石粉與輕骨料總用量為100%，固定石膏粉及外加劑用量不變，當(dāng)玻化微珠摻量為4%、8%、12%、16% 時(shí)，輕質(zhì)抹灰脫硫石膏砂漿的抗折、抗壓強(qiáng)度結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 玻化微珠摻量對(duì)輕質(zhì)抹灰脫硫石膏力學(xué)性能的影響

由圖2 可知，同一齡期下，輕質(zhì)抹灰脫硫石膏砂漿的抗折強(qiáng)度及抗壓強(qiáng)度均隨玻化微珠摻量的增加而降低。這是因?yàn)椴；⒅閮?nèi)部多為空心結(jié)構(gòu), 自身強(qiáng)度低, 從而使得輕質(zhì)抹灰石膏砂漿的抗折及抗壓強(qiáng)度降低。1d 齡期時(shí)，摻有16% 石膏粉的抗折強(qiáng)度相比摻有4% 石膏粉的抗折強(qiáng)度減少了35.3%，對(duì)應(yīng)的抗壓強(qiáng)度減少了16.3%。28d 齡期時(shí)，摻有16% 石膏粉的抗折強(qiáng)度相比摻有4% 石膏粉的抗折強(qiáng)度減少了24.6%，而對(duì)應(yīng)的抗壓強(qiáng)度只減少了6.0%。綜上可得，玻化微珠摻量對(duì)抗折強(qiáng)度的作用大于對(duì)抗壓強(qiáng)度的作用。
2.3 緩凝劑摻量對(duì)輕質(zhì)抹灰脫硫石膏凝結(jié)時(shí)間的影響石膏粉、石灰石粉與輕骨料總用量為100%，且固定石膏粉、石灰石粉、輕骨料及纖維素醚用量不變，當(dāng)檸檬酸鈉摻量為0、0.1%、0.2%、0.3% 時(shí)，輕質(zhì)抹灰脫硫石膏砂漿的凝結(jié)時(shí)間結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖 3 緩凝劑摻量對(duì)輕質(zhì)抹灰脫硫石膏凝結(jié)時(shí)間的影響

由圖3 可知，輕質(zhì)抹灰脫硫石膏砂漿的初凝時(shí)間及終凝時(shí)間均隨檸檬酸鈉摻量的增加而增加，但凝結(jié)時(shí)間的增長(zhǎng)量較小，檬酸鈉摻量為0.3% 時(shí)，初凝時(shí)間延長(zhǎng)了28min，終凝時(shí)間延長(zhǎng)了33min。凝結(jié)時(shí)間延長(zhǎng)可能的原因是：脫硫石膏的表面積較大，可吸附石膏顆粒周圍的緩凝劑，從而降低石膏的溶解速率，并抑制石膏的結(jié)晶，導(dǎo)致石膏漿體無(wú)法形成牢固的結(jié)構(gòu)體系，進(jìn)而延長(zhǎng)石膏凝結(jié)時(shí)間。
2.4 纖維素醚摻量對(duì)輕質(zhì)抹灰脫硫石膏力學(xué)性能的影響石膏粉、石灰石粉與輕骨料總用量為100%，且固定石膏粉、石灰石粉、輕骨料及緩凝劑用量不變，當(dāng)羥丙基甲基纖維素?fù)搅繛?、0.1%、0.2%、0.4% 時(shí)，輕質(zhì)抹灰脫硫石膏砂漿的抗折、抗壓強(qiáng)度結(jié)果見(jiàn)圖4。

圖 4 纖維素醚摻量對(duì)輕質(zhì)抹灰脫硫石膏力學(xué)性能的影響

由圖4 可知，1d 齡期時(shí)，輕質(zhì)抹灰脫硫石膏砂漿的抗折強(qiáng)度隨羥丙基甲基纖維素?fù)搅康脑黾映氏仍龊鬁p的趨勢(shì)；28d 齡期時(shí)，輕質(zhì)抹灰脫硫石膏砂漿的抗折強(qiáng)度隨羥丙基甲基纖維素?fù)搅康脑黾映氏葴p后增再減的趨勢(shì)。當(dāng)羥丙基甲基纖維素?fù)搅繛?.2% 時(shí)，抗折強(qiáng)度達(dá)到最大，且超過(guò)纖維素?fù)搅繛? 時(shí)對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度。不論1d 或28d 齡期時(shí)，輕質(zhì)抹灰脫硫石膏砂漿的抗壓強(qiáng)度均隨羥丙基甲基纖維素?fù)搅康脑黾映识鴾p少，且28d對(duì)應(yīng)的下降趨勢(shì)更明顯。這是因?yàn)槔w維素醚具有保水、增稠的功效，標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量會(huì)隨著纖維素醚摻量的提高而增加，導(dǎo)致漿體結(jié)構(gòu)的水灰比增大，從而降低石膏試件的強(qiáng)度。

3 結(jié)論（1）脫硫石膏的水化程度隨著齡期增長(zhǎng)而更加充分。隨著脫硫石膏粉摻量的增加，輕質(zhì)抹灰石膏的抗折及抗壓強(qiáng)度整體呈上漲趨勢(shì)，但上漲幅度較小。（2）隨著玻化微珠摻量的增加，輕質(zhì)抹灰脫硫石膏砂漿的抗折強(qiáng)度及抗壓強(qiáng)度均隨之減小，但玻化微珠摻量對(duì)抗折強(qiáng)度的影響大于抗壓強(qiáng)度。（3）隨著檸檬酸鈉摻量的增加，輕質(zhì)抹灰脫硫石膏砂漿的初凝時(shí)間及終凝時(shí)間均隨之延長(zhǎng)，但檸檬酸鈉摻量較小時(shí)，對(duì)凝結(jié)時(shí)間的影響不是很明顯。（4）隨著羥丙基甲基纖維素?fù)搅康脑黾樱p質(zhì)抹灰脫硫石膏砂漿的抗壓強(qiáng)度隨之減小，但抗折強(qiáng)度在1d 時(shí)呈先增后減的趨勢(shì)，在28d 時(shí)呈先減后增再減的趨勢(shì)。

作者：金 天，江西省建筑材料工業(yè)科學(xué)研究設(shè)計(jì)院

河南潔源新型建筑材料有限公司是一家專業(yè)從事工業(yè)固體廢棄物資源化綜合利用和石膏基建材料研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和施工為一體的高科技企業(yè)，河南省脫硫石膏深加工企業(yè)、全國(guó)石膏行業(yè)優(yōu)秀企業(yè)、石膏協(xié)會(huì)副理事長(zhǎng)單位、18項(xiàng)核心技術(shù)專利、三項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)修訂主編單位、萬(wàn)科A級(jí)供應(yīng)商。

所生產(chǎn)的輕質(zhì)抹灰石膏ph值接近中性，對(duì)人體無(wú)害。且生產(chǎn)過(guò)程中所有添加劑均為環(huán)保物質(zhì)，不會(huì)釋放甲醛等揮發(fā)性有機(jī)物。

新潔源石膏基自流平是一種新型環(huán)保建筑材料，主要用于不平基底，形成一個(gè)合適的、平整光滑的、堅(jiān)固的鋪墊基底，以架設(shè)各種地板材料，例如地板、PVC、瓷磚等精找平材料。