論述了抹灰石膏在國內(nèi)外應(yīng)用的歷史及市場發(fā)展情況，介紹了抹灰石膏在煅燒石膏的陳化、新型化學(xué)外加劑及機械化施工方面的最新技術(shù)進展。分析了與水泥抹灰相比抹灰石膏的優(yōu)點，展望了抹灰石膏在室內(nèi)家裝市場的應(yīng)用前景。
抹灰石膏應(yīng)用的歷史
石膏是一種世界上最古老的建筑材料之一，直到現(xiàn)在石膏仍然是一種最常用的建筑材料。據(jù)歐洲石膏組織(EuroGypsum Organization)的相關(guān)資料報道，抹灰石膏的最早應(yīng)用可以追溯到距今 11 000 年以前，如考古學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在公元前 9000 年左右，位于土耳其中部的加泰土丘休于古城(CatalHuyuk)的遠(yuǎn)古居民就已經(jīng)開始采用抹灰石膏作為裝飾壁畫的基底。公元前 7000 年左右的以色列人就開始采用石膏作為一種地面找平材料。
公元前 3000 年左右的埃及人在修建金字塔的過程中就開始采用石膏抹灰材料對石料進行修補、填縫、砌筑、抹灰及地面找平等應(yīng)用。公元前 700 年的希臘人將石膏材料廣泛應(yīng)用于雕塑、各種藝術(shù)品及建筑中，很明顯希臘人利用石膏膠凝性能的技術(shù)源于埃及，在實際應(yīng)用中希臘人還發(fā)現(xiàn)與石灰石相比，石膏抹灰摸上去更溫暖而且更容易溶解。古羅馬作家 Plinius the Elder 在《自然史》中提到，羅馬人從希臘人及古巴比倫人那里學(xué)習(xí)到了石膏的技術(shù)。當(dāng)時羅馬人不僅已認(rèn)識到石膏抹灰與石灰抹灰的區(qū)別，而且還首次認(rèn)識到石膏材料只能用于室內(nèi)非結(jié)構(gòu)承重部位，如他們將石膏用于龐貝古城建筑的內(nèi)墻抹灰;在實際抹灰中羅馬人還開發(fā)了多層石膏抹灰工藝，而且從底到面的抹灰石膏中的砂子數(shù)量及砂子顆粒尺寸逐次減小，這無疑對于提高抹灰石膏的抗裂性有重要意義。關(guān)于石膏的應(yīng)用技術(shù)古羅馬人 Vitruvius 在《建筑十書》(公元前 80～70 年)中已有簡要論述。
后來羅馬人通過對歐洲的征服戰(zhàn)爭將石膏技術(shù)帶到了中歐與北歐，現(xiàn)在人們通過對羅馬人統(tǒng)治時代一些歐洲建筑物的考察發(fā)現(xiàn)，當(dāng)時羅馬人已知道在石膏抹灰中摻加麥桿與馬毛進行增強。隨著西羅馬帝國在公元 476 年的滅亡，石膏技術(shù)似乎一下子失傳了，因而人們對中世紀(jì)石膏抹灰的應(yīng)用知之甚少。中世紀(jì)早期德國哈茨山脈(Harz)地區(qū)的人們采用不可溶硬石膏進行城墻及建筑物內(nèi)墻的抹灰，公元 9～13 世紀(jì)的一些修道院、教堂及宮殿建筑中都有石膏抹灰的應(yīng)用，到文藝復(fù)興時代石膏抹灰更多用于藝術(shù)品創(chuàng)造。到 15 世紀(jì)末隨著城鎮(zhèn)的擴建，石膏技術(shù)好像又復(fù)活了，到 17～18 世紀(jì)的巴洛克及洛可可時期，石膏抹灰在宮殿及教堂的內(nèi)墻應(yīng)用已非常流行，由于熟練的石膏抹灰工匠較為缺乏，在德國及意利甚至出現(xiàn)一些專門培訓(xùn)石膏抹灰工匠的學(xué)校。歐洲人在多次的大火災(zāi)中開始認(rèn)識到了石膏抹灰的防火性能，1667 年英國國王路易十四頒布法令，要求所有的木結(jié)構(gòu)建筑內(nèi)外墻都要進行石膏抹灰，以達(dá)到提高木結(jié)構(gòu)房屋防火的目的。
我國的石膏技術(shù)運用較晚，最早可追溯到 2000 多年前的秦漢時期，石膏用于古萬里長城的砌筑中，但技術(shù)水平較低，目前基本已完全風(fēng)化。在長沙馬王堆漢墓的建造中，也發(fā)現(xiàn)了石膏運用在砌筑灰漿中，但同樣存在技術(shù)水平較低的問題。
抹灰石膏的市場發(fā)展
盡管抹灰石膏有非常久遠(yuǎn)的應(yīng)用歷史，但由于缺乏科學(xué)的煅燒裝備及工藝、也沒有現(xiàn)代的加外劑技術(shù)及配方技術(shù)，古代的煅燒石膏及用煅燒石膏與砂子現(xiàn)場配的抹灰石膏的品質(zhì)及穩(wěn)定性也不會得到較好的保證。20 世紀(jì) 50 年代末，隨著德國干混砂漿的快速發(fā)展，德國可耐福集團開發(fā)了單層石膏基抹灰干混砂漿產(chǎn)品，20 世紀(jì) 60年代中期他們又發(fā)明了單層石膏抹灰砂漿噴涂機 PFT-G5C及機噴用抹灰石膏產(chǎn)品 MP75，并在隨后開啟了抹灰石膏機械化施工的革命，從此抹灰石膏的技術(shù)及市場發(fā)展進入了一個新的發(fā)展階段。在一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家，抹灰石膏的總用量已達(dá)到全部抹灰用量的 50%以上，有的甚至達(dá)到 70%，抹灰石膏的研究、生產(chǎn)、標(biāo)準(zhǔn)、裝備及施工等已形成體系。根據(jù)歐洲石膏協(xié)會的數(shù)據(jù)表明，現(xiàn)在歐洲有 65 個抹灰石膏的供應(yīng)商，每年有 300 萬～400 萬 m2 的抹灰石膏應(yīng)用到建筑的內(nèi)墻及頂棚，其中僅德國的抹灰石膏就占到 200 萬 m2。與歐洲的磚、石或混凝土實體墻不同，北美的建筑形式多采用柱板式房屋，因而他們會更多地選用石膏板而不是石膏抹灰砂漿，據(jù)統(tǒng)計，2005 年美國生產(chǎn)了建筑石膏 2600 萬 t，而絕大部分都被用來生產(chǎn)石膏板，其中僅 1%用于生產(chǎn)抹灰石膏。我國抹灰石膏的研究與發(fā)展相對較晚，直到 20 世紀(jì) 80年代初期相關(guān)科研院所才開始進行抹灰石膏的研究。如冶金部武漢冶金建筑研究所與湖北應(yīng)城石膏制粉廠研制出了最早的石膏抹灰材料，并于 1983 年 12 月通過湖北省科委組織的鑒定;北京建筑材料科學(xué)研究院在 1983～1989 年，先后承擔(dān)國家建材局“六五”攻關(guān)項目“粉刷石膏研究”、“七五”攻關(guān)項目“粉刷石膏系列產(chǎn)品開發(fā)”2 個課題，被評為建設(shè)部科技成
果推廣項目，并獲得北京市科委“新產(chǎn)品、新技術(shù)推廣證書”及國家建材局科技進步三等獎;1990 年初《石膏基粉刷材料成套技術(shù)》被列為建設(shè)部“八五”攻關(guān)重點項目，主要由重慶建筑大學(xué)、江蘇建科院和山東建科院承擔(dān)，重點研究了脫硫石膏、天然石膏和氟石膏制取粉刷石膏的工藝、配方、性能及施工工
藝;隨著相關(guān)技術(shù)問題的不斷解決，抹灰石膏開始逐漸進入市場，北京建筑材料科學(xué)研究院于 1995 年開始立項，總投資數(shù)千萬元，從國外引進了年產(chǎn) 6 萬 t 的雙筒回轉(zhuǎn)窯石膏煅燒生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線采用法國 OCI 公司的設(shè)計，生產(chǎn)設(shè)備由西班牙 MONTERDA 公司提供，生產(chǎn)控制由計算機自動控制，并于 2002 年建成并正式投入使用。進入 21 世紀(jì)以來，由于抹灰石膏的研究、生產(chǎn)、應(yīng)用技術(shù)
已趨于完善，而且其性能優(yōu)點也開始被施工人員接受，抹灰石膏在國內(nèi)進入了較快速的發(fā)展。根據(jù)中國硅酸鹽學(xué)會石膏專業(yè)委員會專家估計，2004 年國內(nèi)的抹灰石膏用量已達(dá)到 100萬 t。泰山石膏 2004 年對國內(nèi)粉刷石膏的情況進行過較詳細(xì)的市場調(diào)研，當(dāng)時大型全自動化粉刷石膏生產(chǎn)線在國內(nèi)非常少，僅在北京、寧夏、新疆有幾條，全國幾百家企業(yè)中絕大多數(shù)企業(yè)的規(guī)模都較小，一般產(chǎn)量在 2000 t 左右，最小的產(chǎn)量僅幾百噸，而且生產(chǎn)裝備簡陋，基本沒有什么質(zhì)量控制，產(chǎn)品質(zhì)量也不太穩(wěn)定，應(yīng)用的地區(qū)主要在北京、天津、上海、新疆、河北、山東等地。經(jīng)過近 10 年的發(fā)展，國內(nèi)抹灰石膏的用量已得到了快速增長。根據(jù)中國砂漿網(wǎng)的統(tǒng)計，2012 年抹灰石膏的用量已達(dá)到 260 萬 t。近兩三年隨著機噴應(yīng)用的快速發(fā)展，抹灰石膏的增長已經(jīng)進入一個加速期。根據(jù)中國建筑材料聯(lián)合會預(yù)拌砂漿分會的統(tǒng)計資料，2014 年抹灰石膏的用量已達(dá)到 350 萬 t。如果對比我們與歐洲的抹灰石膏的絕對用量不難發(fā)現(xiàn)，我們抹灰石膏的絕對用量已遠(yuǎn)超過歐洲總用量，但通過我們對市場的了解及相關(guān)市場產(chǎn)品的測試與分析發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)抹灰石膏的品質(zhì)與歐洲產(chǎn)品相比還存在一些差距。石膏原材料的穩(wěn)定性一直是制約抹灰石膏性能充分發(fā)揮的一個主要障礙，而原材料的穩(wěn)定又與石膏煅燒裝備及煅燒工藝密切相關(guān)，要提高國內(nèi)抹灰石膏的品質(zhì)還需在裝備與工藝上進行更多的研究與投入;另外，由于我們在機噴方面才剛剛真正起步，而歐洲已發(fā)展了50～60 年，在產(chǎn)品、施工工藝等方面已積累了大量的實際應(yīng)用經(jīng)驗，顯然未來在這方面我們要做的工作還不少。如果我們將石膏原材料的穩(wěn)定性及機噴技術(shù)完全解決并掌握好了，未來抹灰石膏的市場將會有更大的發(fā)展。
抹灰石膏的技術(shù)進展
3.1 原材料的陳化技術(shù)
目前市場上絕大多數(shù)抹灰石膏都是采用天然或脫硫石膏煅燒制備的以 β 半水石膏相為主的建筑石膏作為主要原材料，由于煅燒裝備及煅燒工藝的特點，實際煅燒出來的建筑石膏中往往存在一定的過燒產(chǎn)物，即可溶性Ⅲ型無水石膏。由于Ⅲ型無水石膏在水蒸氣或水作用下會快速轉(zhuǎn)化為半水石膏，通常煅燒出來的建筑石膏在經(jīng)過一段時間自然陳化后，其中的Ⅲ型無水石膏會吸收空氣中的水蒸氣而逐漸自然轉(zhuǎn)變?yōu)?β 半水石膏，進而建筑石膏的需水量也會相應(yīng)地逐漸降低、凝結(jié)時間和抗壓強度也會逐漸有所延長和增長，最后建筑石膏的性能不僅趨于穩(wěn)定而且也趨于優(yōu)化。國內(nèi)一些抹灰石膏的生產(chǎn)企業(yè)在實際的生產(chǎn)與研究中也發(fā)現(xiàn)了陳化對抹灰石膏性能的影響，他們都提出煅燒后的石膏必須經(jīng)過有效陳化將Ⅲ型無水石膏的量降低到可控范圍后才能保證抹灰石膏的品質(zhì)及性能穩(wěn)定。事實上，關(guān)于石膏的陳化問題不僅是我們存在，歐美發(fā)達(dá)國家在煅燒石膏時也存在同樣的問題。尤其是為了提高生產(chǎn)效率并實現(xiàn)節(jié)能，快速沸騰閃燒及粉磨煅燒一體化的煅燒方式在歐美已越來越普遍，采用這種快速煅燒的一個主要問題就是煅燒石膏中存在較多的過燒Ⅲ型無水石膏;另外由于抹灰石膏的包裝、儲存及運輸裝備的發(fā)展與進步，煅燒好的建筑石膏實際上多數(shù)情況下存放在大包或筒倉內(nèi)，在這種相對密閉的條件下，煅燒好的石膏基本上很難得到充分陳化，進而石膏的品質(zhì)也得不到較好的保證。針對這個問題，德國石膏煅燒裝備供應(yīng)商 Claudius Peter 公司在幾年前推出一種加速石膏陳化的裝置，如圖 1 所示，并在保加利亞 AD 公司的石膏煅燒生產(chǎn)線上進行了安裝與測試評估。
陳化裝置的基本工藝是將剛燒好的石膏通過氣流導(dǎo)入到一個圓柱形陳化筒內(nèi)，陳化器需要的濕度由煅燒石膏的相組成確定，帶有一定濕度的熱空氣(155 ℃左右)由 Peter 磨的尾氣提供到均化器內(nèi)，煅燒好的石膏粉在有濕度的熱空氣作用下形成懸浮狀態(tài)，并可以充分與空氣中的水氣反應(yīng)，這種條件下過燒的Ⅲ型無水石膏可以快速轉(zhuǎn)化為半水石膏，而半水石膏變化不大，欠燒的二水石膏也會在高溫下轉(zhuǎn)變?yōu)榘胨?，進而達(dá)到加速陳化的目的。表 1 列出了煅燒好的石膏在陳化前及經(jīng)過陳化器強制陳化后的性能統(tǒng)計值。
也一直是石膏研究與應(yīng)用的一個重要話題。我們能了解到的最早的建筑石膏強制陳化技術(shù)的專利是由美國 Harry EsmondBroookby 于 1920 年 3 月 8 日提出申請，并于 1921 年 3 月 8日獲得授權(quán)的，他的思路是在煅燒石膏中引入 1%左右的易吸潮的氯化物，以加快煅燒石膏的吸潮與陳化;隨后 1926 年 10
月 4 日美國 Samuel G. Mcanally 申請一項加速石膏陳化的發(fā)明專利，并于 1929 年 5 月取得授權(quán)，他的思路更簡單有效，直接向剛煅燒好的石膏中引入 1.2%~1.5%的水或水蒸氣，并同時攪拌煅燒石膏與水或水蒸氣 5~6 min，即可實現(xiàn)煅燒石膏的陳化;美國石膏公司的 Frank L Marsh 等于 1939 年 10
月 31 日也獲得一項關(guān)于石膏加速陳化的專利，其原理也是利用大量的溫度略低于 42 ℃、濕度為 60%的濕空氣處理剛煅燒好的石膏，使Ⅲ型無水石膏轉(zhuǎn)化為半水石膏;因為在常溫下加水或水蒸氣強制陳化石膏時，除了Ⅲ型無水石膏轉(zhuǎn)化為半水石膏外，如果工藝條件不合適，半水石膏也會轉(zhuǎn)變?yōu)槎啵?span style="display:none">8Ly膩子膠粉_可再分散乳膠粉_羥丙基甲基纖維素_聚丙烯纖維_木質(zhì)纖維素_北京萬圖明科技有限公司
顯然二水石膏含量較高也不利于抹灰石膏的性能，如凝結(jié)時間大幅縮短，需要更多的緩凝劑，而緩凝劑過多會使抹灰石膏的強度損失較大?；诖?，1968 年美國石膏公司的 William AKinkade 等又申請一項關(guān)于石膏陳化的專利，他們先向剛煅燒好的石膏中加入不超過 3%的水，一方面使煅燒石膏降溫，另一方面也使石膏進行了陳化，降溫到 82～100 ℃后再進行加熱升溫到 100 ℃以上，這樣就可以防止因引入水分過多而且溫度低而產(chǎn)生較多的二水石膏。兩年后 William A Kinkade又將他 1968 年的專利進行了小的修改，前面加水將煅燒石膏降溫到沸點以下 82～100 ℃并加快Ⅲ型無水石膏陳化的步驟不變，只是后面干燥時在另一個低氣壓的倉內(nèi)完成，為了快速讓石膏粉中的游離水蒸發(fā)掉，除了升溫，還可以采用微波加速水的逸出;美國石膏公司的 Eugene E O'neill 在 1979 年申請了一項可用于煅燒石膏連續(xù)陳化的圓筒形裝置，這個裝置底部有一個大的攪拌漿葉，轉(zhuǎn)速可以達(dá)到 100～500 r/min，通過它可以將從圓筒上部進入的溫度為 150~180 ℃煅燒石膏攪拌成流動態(tài)，進石膏進口處上方有一個加水裝置，即石膏邊進入陳化筒邊攪拌成流態(tài)，并從另外一邊的筒側(cè)邊略低于進料口高度的地方出料。法國 Larfage Platres 公司的 Jeorg Bold 于表 1 的實驗結(jié)果表明，煅燒好的石膏經(jīng)過陳化器強制陳化后，石膏粉中的Ⅲ型無水石膏吸收水氣轉(zhuǎn)變?yōu)榘胨?，Ⅲ型無水石膏的含量已從 5%～10%降低 1%左右;而且由于Ⅲ型無水石膏轉(zhuǎn)化為半水石膏首先發(fā)生在無水石膏的裂隙內(nèi)部，進而使石膏粉的 BET 比表面積降低 22%～42%，石膏的相組成及比表面積的改變最終使得經(jīng)過陳化后的石膏需水量降低，強度大幅提高。
其實關(guān)于石膏加速陳化的技術(shù)一直都在不斷地發(fā)展中，2008 年及 2010 年也申請了一項石膏陳化的工藝與裝置，他們的陳化裝置類似一個分段回轉(zhuǎn)窯，回轉(zhuǎn)窯外部下方有加熱火頭，以保證回轉(zhuǎn)窯內(nèi)部溫度不低于 100 ℃，煅燒好的石膏進入回轉(zhuǎn)窯的第一段，計算好量的水及水蒸氣均勻地加入到石膏中，隨轉(zhuǎn)窯的自轉(zhuǎn)，物料被窯壁的刮刀翻轉(zhuǎn)并向窯的第二段運動，第二段只是加熱脫去過多的自由水，最后從第二段進入料倉或冷卻段?？傮w而言，石膏的加速陳化對石膏的性能有重要的影響，歐美國家有關(guān)煅燒石膏的陳化工藝與陳化裝置的技術(shù)發(fā)明已發(fā)展了近 100 年，但我們國家的石膏絕大多數(shù)廠家都是靠自然陳化。自然陳化雖然也有一定效果，但隨著將來抹灰石膏的普及、用量增大以及人們對抹灰石膏性能要求的提高，自然陳化顯然并不能達(dá)到最優(yōu)的效果，在國外已有研究與應(yīng)用基礎(chǔ)上開發(fā)出適合于我們煅燒石膏的陳化工藝與裝置對于提升目前建筑石膏的品質(zhì)有明顯的意義。
3.2 新型化學(xué)外加劑
除了穩(wěn)定的石膏原材料外，配制性能優(yōu)異的抹灰石膏還需要各種新型的化學(xué)外加劑，如緩凝劑、速凝劑、保水劑、增稠劑及憎水劑等。常用的石膏緩凝劑是可溶性角質(zhì)蛋白，這種材料可以用強堿(如氫氧化鈉或氫氧化鈣)水解動物的蹄子或角制備，這種制備工藝可以得到帶羧基、氨基、磺基及酰胺基長鏈的大分子，Richard A. Kuntze 的研究結(jié)果顯示[3]，如果這種官能團處于合適的位置，短分子鏈的可溶性角質(zhì)蛋白的緩凝效率更高。陶氏化學(xué)的 A Hecker 和 R Baumann 采用超聲波測試凝結(jié)時間的方法，研究了酒石酸、蘋果酸和多聚磷酸 3 種緩凝劑對抹灰石膏凝結(jié)時間的影響，他們認(rèn)為酒石酸是緩凝效率最好的緩凝劑，但這種緩凝劑要發(fā)揮緩凝效率需要系統(tǒng)有堿性環(huán)境，在 pH 值為 12 時才能發(fā)揮最好的效率，基于此，歐洲很多抹灰石膏中都會摻入一定量的石灰以提高系統(tǒng)的緩凝性能;蘋果酸的緩凝效率低于酒石酸，且摻蘋果酸的抹灰石膏的初凝與終凝時間間隔較短，這種特性決定了蘋果酸比較適合于手工抹灰;多聚磷酸鹽也可以作為石膏緩凝劑，但它通常用作輔助的緩凝劑，其主要特點是延長終凝的時間，對于后續(xù)表面處理工序較多的特殊石膏抹灰，通過引入多聚磷酸鹽是一個很好的選擇。另外，他們在研究中還發(fā)現(xiàn)，在抹灰石膏中引入一定量的速凝劑，如超細(xì)二水硫酸鈣，與常規(guī)緩凝劑復(fù)合使用，抹灰石膏的凝結(jié)時間及其它性能的穩(wěn)定性能會更好，所以雖然表面上看在抹灰石膏配方中引入速凝劑會增加緩凝劑的用量并進而增加成本，但從提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性，減少用戶實際應(yīng)用過程中的投訴方面考慮，這種技術(shù)手段還是很有意義的。Richard A Kuntze 在他的最新著作中也有相似的觀點，他認(rèn)為硫酸鋁與石灰就是抹灰石膏的穩(wěn)定劑，是抹灰石膏中的必要組分。其實這種復(fù)摻速凝劑的配方設(shè)計雖然對穩(wěn)定性有好處，但速凝劑的摻量必須精確控制在一個范圍內(nèi)，這不僅要求產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計人員對配方要精心設(shè)計，也要求生產(chǎn)裝備能支持這種原料的精確計量，否則不僅不會提高穩(wěn)定性，反而使體系性能更差更不穩(wěn)定。石膏基抹灰用的保水劑與水泥基干混砂漿產(chǎn)品常用的保水劑基本相同，通常都是各種羥乙基(羥丙基)甲基纖維素醚，合適黏度及改性度的纖維素醚產(chǎn)品對于保證石膏早期的保水性能及施工性能非常重要。機噴抹灰石膏要求保水增稠產(chǎn)品能在非常短時間內(nèi)溶于水并建立起稠度，但如果建立稠度時間過快，石膏粉料可能會因為來不及與水潤濕而產(chǎn)生結(jié)團，并導(dǎo)致抹灰表面出現(xiàn)小的顆粒。陶氏化學(xué)的李建等[27]針對這種情況近幾年推出一種新型的纖維素醚產(chǎn)品，主要解決機噴抹灰砂漿中結(jié)團的問題。由于抹灰石膏的水化產(chǎn)物二水石膏的溶解度與普通水泥的水化產(chǎn)物相比較大，因而石膏基材料的耐水性一直是人們所擔(dān)心的問題，但隨著化學(xué)外加劑技術(shù)的進步，石膏基材料的耐水性得到較大提升。瓦克化學(xué)的 Daniel Schildbach近幾年針對石膏基材料開發(fā)出一種新型憎水劑 Silres BS Powder S，他們在抹灰石膏中摻入 0.2%的新型 Powder S 后，按EN520 進行吸水率測試的結(jié)果表明，抹灰石膏的吸水率從 35%左右降低到 4%左右，即吸水率減少了 90%;摻有 0.3%的 Powder S的抹灰石膏在室外經(jīng)過一個秋冬季的曝曬后仍保持完好，而沒有摻 Powder S 的樣品表面已嚴(yán)重剝落;而且這種新型材料本身無 VOC 排放，在砂漿與水?dāng)嚢钑r不會產(chǎn)生灰塵，也不影響施工性能，這種新型憎水產(chǎn)品可以使石膏基產(chǎn)品可用于室內(nèi)的任何區(qū)域。
3.3 機械噴涂技術(shù)
干混砂漿代替?zhèn)鹘y(tǒng)砂漿不僅改變了攪拌方式，提高了配合比的精確性，更重要的是通過配方技術(shù)可以實現(xiàn)更好的施工性能，并提高施工效率，抹灰石膏的機械化施工技術(shù)就是一個最明顯的例證。由于石膏基抹灰比水泥基抹灰材料的濕密度更低，凝結(jié)時間更短，強度發(fā)展更快，所以石膏基抹灰產(chǎn)品更利于大面積機噴施工，提高施工效率。前文已介紹最早的抹灰石膏干混砂漿在 20 世紀(jì) 50 年代末由德國可耐福公司推出，到 20 世紀(jì) 60 年代中期抹灰石膏機噴設(shè)備及機噴抹灰石膏產(chǎn)品就進入了市場，經(jīng)過 50 多年的發(fā)展，目前德國的建筑工地抹灰石膏的機械化噴涂幾乎達(dá)到 100%。石膏抹灰的機械噴涂技術(shù)無疑可以降低環(huán)境污染、降低勞動力消耗、提高施工效率并提高施工質(zhì)量，盡管機械化施工存在這么多的優(yōu)點，但在我國抹灰石膏的機械化施工普及度仍較低，直到近兩三年隨著建筑工地的人工成本上漲的壓力越來越大，石膏抹灰的機械化施工才有了較快速的發(fā)展，下面我們通過一個實際案例對比分析抹灰石膏機械噴涂施工與手工施工的人工成本差異。以 20 個工人進行一個 6 萬 m2 的內(nèi)墻粉刷工程為例，機械化噴涂需要將工人分成 4 組，即每臺噴涂機配 5 名工人進行石膏噴涂施工，每臺設(shè)備 1 d 的施工量為 600 m2，即每天可以完成 2400 m2 的施工面積，完成 6 萬 m2 的施工只需要 25 d就能完成;而如果采用人工施工，目前熟練抹灰工 1 d 平均能完成 45 m2 的石膏抹灰施工，20 個工人每天可以完成 900 m2的施工面積，完成 6 萬 m2 的抹灰 20 個工人需要 67 d 才能完成。即完成這項抹灰工程需要多給工人支付 42 d 的人工工資，假定一線城市每個熟練抹灰工人的日平均工資是 350 元，則完成這個抹灰工程需多支出 350×20×42=29.4 萬元。目前進口品牌的噴涂機價格一般約在 7 萬元/臺，4 臺設(shè)備也只需要28 萬元。所以說采用機械化噴涂技術(shù)，做完一個 6 萬 m2 的石膏噴涂抹灰施工就可以將增加設(shè)備的成本收回，后面的施工就可以直接節(jié)省更多的人工成本了?；谝陨戏治觯芏嘟ㄖ┕挝欢伎吹搅耸鄧娡渴┕さ慕?jīng)濟效益與巨大商機，石膏的機械化噴涂施工在國內(nèi)，尤
其是在華東地區(qū)得到非?？焖俚陌l(fā)展。據(jù)某噴涂設(shè)備供應(yīng)商的估計，僅華東地區(qū) 2013 年的機噴抹灰石膏施工面積已達(dá)到150 萬 m2，2014 年的施工面積約為 250 萬～300 萬 m2，絕對施工面積已超過德國的 200 萬 m2/年。在機械化噴涂快速發(fā)展的同時，我們也必須看到目前也存在一些問題，除了材料、設(shè)備外，主要是施工人員的技術(shù)培訓(xùn)及施工組織與管理，由于歐洲的建筑工人都會受到專門機構(gòu)充分的免費培訓(xùn)，他們可以通過機噴將抹灰效率提高到最大化，而我國由于機械化施工對于實際操作的農(nóng)民工而言還是一個新事物，他們接受并掌握這種新技術(shù)與新工藝還需要時間，關(guān)鍵是不同操作環(huán)節(jié)間的配合與銜接，需要一個不斷學(xué)習(xí)、磨合與熟練的過程。為了更好地規(guī)范抹灰石膏的機械化噴涂應(yīng)用，近幾年相關(guān)行業(yè)協(xié)會已經(jīng)開展了一些標(biāo)準(zhǔn)的起草與施工的培訓(xùn)工作，如中國建材聯(lián)合會石膏分會已于 2014 年 6 月開始起草《機噴抹灰石膏》的材料標(biāo)準(zhǔn)，2014 年 12 月中國建材聯(lián)合會砂漿分會與上海建科院也開始起草《機械抹灰石膏應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》的施工規(guī)范，2015 年 9 月石膏分會與同濟大學(xué)聯(lián)合組織了首屆“石膏建材生產(chǎn)控制和機械施工技能培訓(xùn)”的生產(chǎn)與施工培訓(xùn)，隨著這些工作的推進，未來抹灰石膏的機械化施工將會朝著更健康的方向發(fā)展。
抹灰石膏的發(fā)展前景
抹灰石膏作為一種最古老的建筑材料之一，已經(jīng)歷了上萬年的應(yīng)用與發(fā)展，這足已證明其頑強的生命力，尤其是近50～60 年干混砂漿技術(shù)的快速發(fā)展，以及各種配方技術(shù)與施工技術(shù)的發(fā)展，抹灰石膏這種傳統(tǒng)的建筑材料又迎來了一個最佳的發(fā)展時期。特別是隨著抹灰石膏憎水技術(shù)的發(fā)展，抹灰石膏的耐水性能得到了一個較大的提升，抹灰石膏在室內(nèi)裝飾裝修中將會得到最大范圍的應(yīng)用。根據(jù)發(fā)達(dá)國家抹灰石膏的發(fā)展經(jīng)驗及石膏抹灰在室內(nèi)抹灰中占的比例，抹灰石膏在國內(nèi)仍有非常大的發(fā)展空間，未來抹灰石膏在室內(nèi)抹灰中占的比例會越來越高。與傳統(tǒng)的水泥抹灰相比，抹灰石膏有著非常明顯的優(yōu)勢：
(1)由于煅燒溫度僅是水泥煅燒的 1/10 左右，不僅生產(chǎn)能耗低，而且二氧化碳排放也少;
(2)抹灰石膏凝結(jié)硬化快、施工周期短，可節(jié)省大量的時間成本;
(3)收縮比水泥低一個數(shù)量級、開裂風(fēng)險非常低，施工質(zhì)量非常好;
(4)密度輕、施工性能好且更適合于機械化施工;
(5)室內(nèi)使用過程中優(yōu)異的熱工性能、調(diào)濕性能、隔音及防火性能讓室內(nèi)居住的人感到更舒適、更安全。
如前文，2012 年與 2014 年全國抹灰石膏的產(chǎn)量分別為260 萬 t 與 350 萬 t，即近兩年石膏抹灰的年平均增長率為15.7%，在房地產(chǎn)行業(yè)發(fā)展放緩及一些傳統(tǒng)建筑材料增速普遍減慢的大背景下，抹灰石膏確實有非常好的表現(xiàn)。根據(jù)抹灰石膏自身的特點、國外的發(fā)展規(guī)律、相關(guān)技術(shù)的進展及最近兩年在國內(nèi)市場的快速發(fā)展趨勢，我們有理由相信未來抹灰石膏將會有更大的發(fā)展空間。
