脫硫石膏是含硫燃料燃燒后產生的煙氣經細石灰或石灰石粉料漿進行脫硫凈化處理得到的工業副產石膏，其化學組成與天然二水石膏相同，以CaSO4·2H2O為主。目前我國發電方式仍以燃煤發電為主，其中煤炭在火力發電過程中排放的SO2占我國年排放量的50% 以上。二氧化硫的大量排放造成嚴重的環境污染，利用煙氣脫硫技術生成脫硫石膏是解決燃煤相關行業技術發展的重要舉措。據不完全統計, 我國濕狀脫硫石膏的排放量已超過9000萬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。
石膏具有輕質、降噪、防火、保溫隔熱等功能，可用于水泥生產、建筑石膏生產、裝飾工程等領域。目前已有眾多學者對粉刷石膏進行了研究，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，可取代傳統抹灰材料應用于室內墻面裝修。徐建軍等研究表明，脫硫石膏可用于制作輕質墻體材料。葉蓓紅等研究表明，利用脫硫石膏生產的粉刷石膏可用于外墻內側、內隔墻及頂棚的抹灰層，同時可解決傳統抹灰砂漿起殼、開裂等質量通病。輕質抹灰石膏是一種新型環保抹灰材料，以半水石膏為主要膠凝材料，通過添加輕質骨料、外加劑等制得，相比傳統水泥抹灰材料，具有不易開裂、粘結性好、收縮性好、綠色環保等優點。利用脫硫石膏生產半水石膏不僅解決了天然建筑石膏資源匱乏的問題，也能實現脫硫石膏的資源化利用，并達到保護生態環境的目地。因此本文在脫硫石膏研究的基礎上，通過測試不同石膏粉摻量、輕骨料摻量、緩凝劑摻量及纖維素醚摻量時輕質抹灰脫硫石膏的凝結時間、抗折強度和抗壓強度，研究影響輕質抹灰脫硫石膏砂漿性能的因素，為輕質抹灰脫硫石膏砂漿的發展提供理論依據。
1 實驗

1.1 原材料

脫硫石膏粉：經煙氣脫硫技術生產、煅燒所得的半水石膏，其基本性能見表1。輕骨料：采用?；⒅?，其基本性能見表2。?；⒅榘摧p質抹灰脫硫石膏砂漿質量比例計，摻入比例為4%、8%、12%、16%。

緩凝劑：采用檸檬酸鈉，化學分析純試劑，由國藥集團化學試劑有限公司提供。檸檬酸鈉按輕質抹灰脫硫石膏砂漿質量比例計，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，由國藥集團化學試劑有限公司提供。HPMC 按輕質抹灰脫硫石膏砂漿質量比例計，摻入比例為0、0.1%、0.2%、0.4%。
1.2 試驗方法脫硫石膏的標準稠度用水量與凝結時間參照GB/T17669.4-1999《建筑石膏凈漿物理性能的測定》進行，輕質抹灰脫硫石膏砂漿的凝結時間參照GB/T 28627-2012《抹灰石膏》進行。脫硫石膏的抗折、抗壓強度參照GB/T9776-2008《建筑石膏》進行，成型尺寸為40mm×40mm×160mm 的試件，分別測定2h 強度和絕干強度。輕質抹灰脫硫石膏砂漿的抗折、抗壓強度參照GB/T 28627-2012《抹灰石膏》進行，分別測定自然養護1d、28d 的強度。
2 結果與討論

2.1 石膏粉摻量對輕質抹灰脫硫石膏力學性能的影響

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，當石膏粉摻量為60%、70%、80%、90% 時，輕質抹灰脫硫石膏砂漿的抗折、抗壓強度結果見圖1。

圖 1 石膏粉摻量對輕質抹灰脫硫石膏力學性能的影響

由圖1 可知，輕質抹灰脫硫石膏砂漿的抗折強度及抗壓強度均隨齡期的增長而增長，說明石膏的水化程度隨著齡期增長而更加充分。隨著脫硫石膏粉的增加，輕質抹灰石膏的抗折強度及抗壓強度整體呈上漲的趨勢，但是增加幅度較小，28d 時的抗壓強度表現尤為明顯。1d 齡期時，摻有90% 石膏粉的抗折強度相比摻有60% 石膏粉的抗折強度增長了10.3%，對應的抗壓強度增長了10.1%。28d 齡期時，摻有90% 石膏粉的抗折強度相比摻有60% 石膏粉的抗折強度增長了8.8%，而對應的抗壓強度增長了2.6%。綜上可得，石膏粉摻量對抗折強度的影響大于抗壓強度。

2.2 輕骨料摻量對輕質抹灰脫硫石膏力學性能的影響石膏粉、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?；⒅閾搅繛?%、8%、12%、16% 時，輕質抹灰脫硫石膏砂漿的抗折、抗壓強度結果見圖2。

圖2 ?；⒅閾搅繉p質抹灰脫硫石膏力學性能的影響

由圖2 可知，同一齡期下，輕質抹灰脫硫石膏砂漿的抗折強度及抗壓強度均隨?；⒅閾搅康脑黾佣档?。這是因為?；⒅閮炔慷酁榭招慕Y構, 自身強度低, 從而使得輕質抹灰石膏砂漿的抗折及抗壓強度降低。1d 齡期時，摻有16% 石膏粉的抗折強度相比摻有4% 石膏粉的抗折強度減少了35.3%，對應的抗壓強度減少了16.3%。28d 齡期時，摻有16% 石膏粉的抗折強度相比摻有4% 石膏粉的抗折強度減少了24.6%，而對應的抗壓強度只減少了6.0%。綜上可得，?；⒅閾搅繉拐蹚姸鹊淖饔么笥趯箟簭姸鹊淖饔?。
2.3 緩凝劑摻量對輕質抹灰脫硫石膏凝結時間的影響石膏粉、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，當檸檬酸鈉摻量為0、0.1%、0.2%、0.3% 時，輕質抹灰脫硫石膏砂漿的凝結時間結果見圖3。

圖 3 緩凝劑摻量對輕質抹灰脫硫石膏凝結時間的影響

由圖3 可知，輕質抹灰脫硫石膏砂漿的初凝時間及終凝時間均隨檸檬酸鈉摻量的增加而增加，但凝結時間的增長量較小，檬酸鈉摻量為0.3% 時，初凝時間延長了28min，終凝時間延長了33min。凝結時間延長可能的原因是：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，并抑制石膏的結晶，導致石膏漿體無法形成牢固的結構體系，進而延長石膏凝結時間。
2.4 纖維素醚摻量對輕質抹灰脫硫石膏力學性能的影響石膏粉、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，當羥丙基甲基纖維素摻量為0、0.1%、0.2%、0.4% 時，輕質抹灰脫硫石膏砂漿的抗折、抗壓強度結果見圖4。

圖 4 纖維素醚摻量對輕質抹灰脫硫石膏力學性能的影響

由圖4 可知，1d 齡期時，輕質抹灰脫硫石膏砂漿的抗折強度隨羥丙基甲基纖維素摻量的增加呈先增后減的趨勢；28d 齡期時，輕質抹灰脫硫石膏砂漿的抗折強度隨羥丙基甲基纖維素摻量的增加呈先減后增再減的趨勢。當羥丙基甲基纖維素摻量為0.2% 時，抗折強度達到最大，且超過纖維素摻量為0 時對應的強度。不論1d 或28d 齡期時，輕質抹灰脫硫石膏砂漿的抗壓強度均隨羥丙基甲基纖維素摻量的增加呈而減少，且28d對應的下降趨勢更明顯。這是因為纖維素醚具有保水、增稠的功效，標準稠度需水量會隨著纖維素醚摻量的提高而增加，導致漿體結構的水灰比增大，從而降低石膏試件的強度。

3 結論（1）脫硫石膏的水化程度隨著齡期增長而更加充分。隨著脫硫石膏粉摻量的增加，輕質抹灰石膏的抗折及抗壓強度整體呈上漲趨勢，但上漲幅度較小。（2）隨著?；⒅閾搅康脑黾?，輕質抹灰脫硫石膏砂漿的抗折強度及抗壓強度均隨之減小，但?；⒅閾搅繉拐蹚姸鹊挠绊懘笥诳箟簭姸取＃?）隨著檸檬酸鈉摻量的增加，輕質抹灰脫硫石膏砂漿的初凝時間及終凝時間均隨之延長，但檸檬酸鈉摻量較小時，對凝結時間的影響不是很明顯。（4）隨著羥丙基甲基纖維素摻量的增加，輕質抹灰脫硫石膏砂漿的抗壓強度隨之減小，但抗折強度在1d 時呈先增后減的趨勢，在28d 時呈先減后增再減的趨勢。

作者：金 天，江西省建筑材料工業科學研究設計院

河南潔源新型建筑材料有限公司是一家專業從事工業固體廢棄物資源化綜合利用和石膏基建材料研發、生產、銷售和施工為一體的高科技企業，河南省脫硫石膏深加工企業、全國石膏行業優秀企業、石膏協會副理事長單位、18項核心技術專利、三項行業標準修訂主編單位、萬科A級供應商。

所生產的輕質抹灰石膏ph值接近中性，對人體無害。且生產過程中所有添加劑均為環保物質，不會釋放甲醛等揮發性有機物。

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