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本文主要研究了抹灰石膏的塑性收縮與結(jié)晶膨脹的影響因素，溫度變化對抹灰石膏凝結(jié)時(shí)間的影響，溫度變化對抹灰石膏塑性收縮的影響，溫度變化引起的抹灰石膏最終膨脹值的影響，風(fēng)速對抹灰石膏塑性收縮及開裂的影響。
抹灰石膏在不同溫度下的塑性收縮不同，溫度越高塑性收縮越大，最終的膨脹率越小。風(fēng)速越大，抹灰石膏失水速率越快，導(dǎo)致抹灰石膏塑性開裂風(fēng)險(xiǎn)越大?？s短抹灰石膏的凝結(jié)時(shí)間，可以降低抹灰石膏的塑性收縮;控制石膏抹灰現(xiàn)場施工環(huán)境，可以降低抹灰石膏的開裂風(fēng)險(xiǎn)。
建筑石膏是一種低能耗的膠凝材料，其膠凝性質(zhì)很早就被人們所發(fā)現(xiàn)。隨著我國對環(huán)保的要求越來越高，抹灰石膏作為一種內(nèi)墻找平材料逐漸被人們所接受。人們常說抹灰石膏是微膨脹材料，是因?yàn)槟ɑ沂嘣谟不^程中產(chǎn)生微弱膨脹而不會(huì)像水泥抹灰那樣產(chǎn)生硬化收縮。
然而隨著抹灰石膏的廣泛應(yīng)用，抹灰石膏在施工過程中經(jīng)常會(huì)遇到開裂現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了抹灰石膏的推廣。這種現(xiàn)象主要是由抹灰石膏在塑性階段的收縮而引起。影響抹灰石膏塑性收縮的原因有很多，有施工環(huán)境因素，如溫度、風(fēng)速、濕度等;有材料自身因素，如石膏、添加劑的摻量、添加劑的種類等。
試驗(yàn)
原材料
建筑石膏：山西潞城石膏礦，303含量40%左右;砂子：河砂，細(xì)度40?70目;纖維素醚：羥丙基甲基纖維素醚，黏度40000mPa?s左右，市在售產(chǎn)品;緩凝劑：蛋白質(zhì)類，市在售產(chǎn)品。
試驗(yàn)設(shè)備及測試方法
試驗(yàn)設(shè)備：德國史萊賓格塑性收縮測試儀(圖1)，其不僅可以測試抹灰石膏早期的塑性收縮、膨脹值和失水質(zhì)量，還可以測試料漿的溫度和環(huán)境溫濕度的變化;德國UltraTestLab超聲測試儀，可以測試抹灰石膏凝結(jié)前后的超聲波速及料漿溫度變化。
塑性收縮與膨脹的測試方法：放置一塊平整的玻璃板，在其上鋪一層薄塑料紙，其可與玻璃板自由滑動(dòng)，然后將抹灰石膏涂抹到塑料紙上，涂抹灰餅的長度2〇〇mm，寬度100mm，厚度5mm，然后將兩個(gè)待遇反射板的反射塊放置到灰餅上，將玻璃板和灰餅一起放置到天平上，并調(diào)整塑性收縮儀〇點(diǎn)位置，設(shè)定每隔10s讀取數(shù)據(jù)一次。該儀器不僅可以記錄灰餅的收縮和膨脹值，還可以同時(shí)記錄灰餅溫度及灰餅的質(zhì)量變化等。
凝結(jié)時(shí)間的測試方法：使用超聲測試儀(圖2)測試凝結(jié)時(shí)間，攪拌料漿的同時(shí)點(diǎn)擊儀器上的混合時(shí)間，然后將攪拌好的料漿裝入到測試儀器中，并刮平表面，設(shè)定每隔1min測試一次，按下開始按鈕。超聲測試儀可以同時(shí)記錄抹灰石膏漿體超聲波速變化和抹灰石膏的料漿溫度變化。超聲波速800m/s時(shí)，抹灰石膏到達(dá)初凝時(shí)間，超聲波速16〇〇m/s時(shí)，抹灰石膏到達(dá)終凝時(shí)間。
試
抹灰石膏的塑性收縮與結(jié)晶膨脹
如圖3所示，抹灰石膏在凝結(jié)前，會(huì)產(chǎn)生失水塑性收縮，在凝結(jié)過程中發(fā)生結(jié)晶膨脹，凝結(jié)終止后還會(huì)產(chǎn)生微弱的干燥收縮。圖3中，a—b過程反應(yīng)的是抹灰石膏的塑性收縮，這階段的收縮主要是由于抹灰石膏中的水分蒸發(fā)散失而導(dǎo)致，也是引起抹灰石膏出現(xiàn)開裂的主要原因之一。通過分析圖4的超聲波曲線與溫度曲線，可以觀察到a—b階段，超聲波速未發(fā)生變化，溫度也沒有明顯變化。
變化，溫度也沒有明顯變化。圖3中，b—c階段是抹灰石膏結(jié)晶凝結(jié)的過程，這個(gè)過程抹灰石膏由前期的塑性收縮轉(zhuǎn)變?yōu)榧眲∨蛎洠瑢?yīng)圖4的b—c階段是抹灰石膏凝結(jié)的過程。即塑性收縮到抹灰石膏凝結(jié)時(shí)就結(jié)束了，這也表明如果縮短抹灰石膏凝結(jié)時(shí)間，就可以減少早期塑性收縮持續(xù)的時(shí)間，并進(jìn)而降低早期的塑性收縮?？寺“蜖柦ㄗh利用石膏凝結(jié)時(shí)的升溫來測定其凝結(jié)期，他指出凝結(jié)時(shí)的溫度效應(yīng)，可比壓力試驗(yàn)和抗力試驗(yàn)更好地鑒定石膏凝結(jié)[1]。半水石膏水化時(shí)，由于漿體中的晶體增長，因而體積略有膨脹(1%左右)，但是因?yàn)轶w積的膨脹是漿體未完全失去塑性的時(shí)候產(chǎn)生的，因此不會(huì)發(fā)生有害脹裂的作用。
試溫度對抹灰石膏凝結(jié)時(shí)間
及塑性收縮的影響
選用同一抹灰石膏樣品在不同溫度下測試抹灰凝結(jié)時(shí)間，測試結(jié)果見表1。通過表1可以看到隨著溫度的升高抹灰石膏的凝結(jié)時(shí)間變長，這與半水石膏和二水石膏溶解度隨溫度變化不同有關(guān)。如圖5所示，半水石膏隨溫度的升高，溶解度迅速下降，而二水石膏隨溫度的升高，溶解度變化相對較小[3]。半水石膏水化結(jié)晶的動(dòng)力，源于半水石膏與二水石膏溶解度的差別，即過飽和度。隨溫度升高，半水石膏的過飽和度降低，導(dǎo)致生成的二水石膏的過飽和度降低，因此二水石膏的結(jié)晶能力減弱，使得結(jié)晶速度變慢，宏觀表現(xiàn)為凝結(jié)時(shí)間變長，故溫度越高抹灰石膏的凝結(jié)時(shí)間越長。
圖6是同一抹灰石膏樣品在不同溫度下測試的失水質(zhì)量變化圖，圖中顯示相同時(shí)間下28°C的失水質(zhì)量明顯高于15°C，同時(shí)28°C的失水速率也要明顯高于15°C。失水質(zhì)量與時(shí)間成正比變化，失水質(zhì)量與溫度高低成正比變化。
圖7是不同溫度下塑性收縮率與時(shí)間的關(guān)系圖，隨時(shí)間的延長，塑性收縮逐漸變大;相同時(shí)間下，溫度越高縮性收縮越大，塑性收縮速度也越快。圖8是不同溫度下塑性收縮率與失水質(zhì)量的關(guān)系圖，可以看到隨著失水量的增加，塑性收縮加大，失水越多，塑性收縮越大;且溫度越高，在相同失水質(zhì)量的情況下，塑性收縮越大。故在高溫條件下不僅抹灰石膏的失水量大，而且相同的失水量產(chǎn)生的塑性收縮比低溫條件下產(chǎn)生的塑性收縮更大。高溫條件對塑性收縮有疊加的影響，即失水率速率快，凝結(jié)時(shí)間長，加大抹灰石膏的塑性收縮，增加了抹灰石膏塑性開裂風(fēng)險(xiǎn)。
不同溫度對抹灰石膏全過程變形的影響
不同溫度下抹灰石膏的收縮與膨脹，如圖9所示。抹灰石膏在凝結(jié)前主要表現(xiàn)為塑性收縮，溫度越高其塑性收縮越大，抹灰石膏在凝結(jié)過程中主要表現(xiàn)為結(jié)晶膨脹，膨脹值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其塑性收縮值，凝結(jié)硬化以后，抹灰石膏尺寸基本不再有明顯變化。
如圖9所示，試驗(yàn)溫度分別為15°C、17°C、18°C、28°C，其中他們的塑性收縮值大小依次是15°C<17°C<18°C<28°C，而凝結(jié)過程的結(jié)晶膨脹絕對值幾乎相同，均在Sprn/mm左右，這是因?yàn)榻Y(jié)晶膨脹與半水石膏多少有關(guān)。相同的配方中半水石膏含量相同，因此結(jié)晶產(chǎn)物量也相同，所以未凝結(jié)前的塑性收縮值越大，與結(jié)晶膨脹值抵消后最終凝結(jié)后膨脹值越小。
通過圖9可以看到抹灰石膏在未受到約束的情況下，總體表現(xiàn)為膨脹，故人們常說抹灰石膏是微膨脹的抹灰材料。抹灰石膏受溫度的影響，其最終表現(xiàn)膨脹率不同，溫度越低抹灰石膏的膨脹值越大。抹灰石膏的結(jié)晶膨脹絕對值幾乎不受溫度影響，而抹灰石膏的塑性收縮值隨溫度的升高，塑性收縮值變大，在抹灰石膏凝結(jié)硬化的整個(gè)過程中，第二階段的結(jié)晶膨脹過程彌補(bǔ)了前面的塑性收縮值，因此使得抹灰石膏整體表現(xiàn)為膨脹，且隨溫度的升高，最終的膨脹值降低。
抹灰石膏的早期塑性收縮與膨脹 最新評論:
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