[发明专利]一种石膏作为建筑板材原料的应用

说明书

本发明涉及建筑材料领域，特别涉及一种石膏原料在建筑领域的应用。

现有技术的建筑石膏板材所用石膏原料均为普通半水石膏(即β-半水石膏)，由此石膏生产的建筑石膏板材，主要有纸面石膏板、石膏空心条板、石膏砌块、石膏纤维压密板、及其玻纤网布复合板等。用这些建筑石膏板材复合的墙体，较以前砖混内墙在建筑总质量、基础底板厚度、钢筋用量等方面都有减少，在建筑有效使用面积方面有所增加；如上海建筑科学研究院对一栋高27层，建筑面积3.51万平方米的商业建筑进行的研究，以低面石膏板墙取代砖混内隔墙的结果：结构的楼面设计荷载减轻了9.92-19.27％，建筑总质量减轻了11％，结构的楼板厚度减薄1cm，梁的宽度减少5cm，柱截面尺寸减少10cm，部分主要剪力墙的断面尺寸减少5-10cm，基础底板厚度减少4.87％，钢筋用量减少9.91％，土建工程合计节省2.87％，增加建筑有效使用面积1.08％，工期短，工程提前竣工，建筑费用汇总比较，减少15.04％。从以上可以看出轻体石膏板墙较砖混内隔墙有着显著的技术经济优点。但在建筑领域来说，随着科技的进步，新型建材不断涌现，而且随着建筑质量的日益提高，对各类建材性能的要求也越来越高，所以就使用范围及新的要求方面来说，现有技术的石膏建筑板材及其复合墙体还存在有：强度、刚度不够理想，不耐冲撞，耐水性差，必须依附于龙骨架才能立身，通常在两隔板间还得塞入岩棉等材料才可达到好的保温隔热、隔音效果，还有造价偏高，施工相对较繁琐等。用各类β-半水石膏板复合生产的各种复合墙材技术性能参见表1。由于以上的不足，在一定程度上限制了石膏轻质板材在建筑及相关领域的应用。

本发明的目的是针对上述已有技术存在的不足，提出一种解决方案，充分开发α-半水石膏材料性能优点，以生产出在强度、刚度、耐冲撞、耐水性、隔音、保温隔热等方面有较大技术进步的石膏建筑板材。

本发明目的的实现，主要技术点在于，用α-半水石膏替代以前用β-半水石膏作为石膏建筑板材原料的一惯做法，生产建筑用发泡或不发泡的素板、加纤维板、覆纸板及玻纤网布复合板等，其中α-半水石膏发泡板所用的发泡剂为硫酸，添加量为浓度98％的硫酸小于2.0％(重量百分比)。

本发明与已有技术相比，用α-半水石膏为原料生产的各类石膏建筑板材，在各项技术指标上均有很大提高，具体数据见表2。

下面结合实施例对本技术作进一步详述：用α-半水石膏替代以前用β-半水石膏作为石膏建筑板材原料所生产的板材有：未经发泡或发泡的素板、加纤维板、覆纸板、玻纤网布复合板等；其α-半水石膏发泡板所用的发泡剂为硫酸，其浓度为98％时加入量为：石膏粉重量的2％以下。以α-半水石膏为原料生产建筑板材的生产工艺为：

1.α-半水石膏发泡板材的生产工艺：

①发泡素板材的生产：

α-半水石膏粉+25-35％的水+不大于2％的浓度为98％的硫酸，在3分钟内充分搅拌，成型；

②加纤维发泡板材的生产：

α-半水石膏粉+25-35％的水+不大于2％的浓度为98％的硫酸+0.5-5％的长度为5-30mm的纤维材料，在3分钟内充分搅拌，成型；

③加玻纤网布、纸面复合等发泡板材的生产：

α-半水石膏粉+25-35％的水+不大于2％的浓度为98％的硫酸，在3分钟内搅拌，与玻纤网布、覆面纸等复合成型；

④也可采用以上几种工艺相互结合的方法，生产：加纤维、玻纤网布复合发泡板，覆纸、加纤维发泡板，覆纸、加纤维、加玻纤网布复合发泡板等。

2.α-半水石膏板材的生产工艺

同上述生产工艺，不加发泡剂即可得到相应的各种板材。

用硫酸作为α-半水石膏的发泡剂，其发泡机理在于，石膏属蒸发成因的沉积岩，按沉积成矿序列，它沉积在碳酸盐之后，岩盐之前，因而其中总伴有一定量的CaCO₃，CaMg(CO₃)₂沉积物；用硫酸做发泡剂就是利用了石膏原料的这一特征，使硫酸与碳酸盐反应放出CO₂气体而发泡的。发泡体发泡的大小是根据发泡需要计算调整硫酸的添加量实现的。用α-半水石膏原料生产发泡建筑石膏板，其中发泡剂硫酸与发泡体抗折强度、密度之间的关系如图1、图2所示。

实施例1：α-半水石膏素发泡板材的生产：

10Kgα-半水石膏粉+2.7Kg水+0.09Kg浓度为98％的硫酸，在3分钟内充分搅拌、注入模具成型，15分钟脱膜、自然干燥即得容重约为1.0g/cm³的成品。

实施例2：α-半水石膏加纤维复合板材的生产：