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)險越大?？s短抹灰石膏的凝結(jié)時間，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。
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，是因為抹灰石膏在硬化過程中產(chǎn)生微弱膨脹而不會像水泥抹灰那樣產(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
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。
試驗設(shè)備及測試方法
試驗設(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，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，還可以同時記錄灰餅溫度及灰餅的質(zhì)量變化等。
凝結(jié)時間的測試方法：使用超聲測試儀(圖2)測試凝結(jié)時間，攪拌料漿的同時點擊儀器上的混合時間，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，抹灰石膏到達初凝時間，超聲波速16〇〇m/s時，抹灰石膏到達終凝時間。
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，這個過程抹灰石膏由前期的塑性收縮轉(zhuǎn)變?yōu)榧眲∨蛎?，對?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)時就結(jié)束了，這也表明如果縮短抹灰石膏凝結(jié)時間，就可以減少早期塑性收縮持續(xù)的時間，并進而降低早期的塑性收縮?？寺“蜖柦ㄗh利用石膏凝結(jié)時的升溫來測定其凝結(jié)期，他指出凝結(jié)時的溫度效應(yīng)，可比壓力試驗和抗力試驗更好地鑒定石膏凝結(jié)[1]。半水石膏水化時，由于漿體中的晶體增長，因而體積略有膨脹(1%左右)，但是因為體積的膨脹是漿體未完全失去塑性的時候產(chǎn)生的，因此不會發(fā)生有害脹裂的作用。
試溫度對抹灰石膏凝結(jié)時間
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)時間變長，故溫度越高抹灰石膏的凝結(jié)時間越長。
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，圖中顯示相同時間下28°C的失水質(zhì)量明顯高于15°C，同時28°C的失水速率也要明顯高于15°C。失水質(zhì)量與時間成正比變化，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間的關(guān)系圖，隨時間的延長，塑性收縮逐漸變大;相同時間下，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。
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，膨脹值遠遠大于其塑性收縮值，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，這是因為結(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)硬化的整個過程中，第二階段的結(jié)晶膨脹過程彌補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。
