发泡磷石膏墙体材料配合比及基本性能试验研究 201903

近年来，随着经济的快速发展， 建筑行业对墙体材料的需求越来越大，国 家对墙体材料的标准也在不断提高；目前，在国家政策的支持下，我国正在大 力研发节能、环保的多功能绿色新型墙体材料，并鼓励企业利用工业废渣和农 业废弃物等再生资源来生产新型墙体材料。磷石膏是一种可再生工业废渣，经 过处理后能够用于制备建筑墙体材料 ，实现磷石膏的综合开发利用，既可以保 护环境、节约资源，也能为我国新型墙体材料的革新提供一定的依据。

本课题以特殊工艺预处理后的磷石膏为基本原材料，添加水泥、矿粉 等组 成复合胶凝材料，利用发泡的方式制备发泡石膏材料；并辅以各种外加剂对其 性能进行优化，同时也对材料的内部微观结构进行了系统的分析。通过大量的 试验研究得出了发泡石膏材料的最优配合比以及各种外加剂的最佳掺量， 得到 了综合性能较好的发泡石膏墙体材料，主要研究成果如下：

（1）通过试验分析了缓凝剂、水泥、矿粉和发泡剂对磷石膏复合胶凝材料 性能的影响，综合分析得出了水泥的最佳掺量范围为 5%～15%，矿粉的最佳掺 量范围为 4%～10%，发泡剂的最佳掺量范围为 0.6%～1.2%，缓凝剂的最佳掺量 为 0.05%。

（2）对发泡石膏材料进行正交试验配合比设计，分析水料比、发泡剂掺量、 矿粉掺量和水泥掺量对材料各项性能的影响主次顺序，综合分析抗压强度和干 密度两个关键指标得出了发泡石膏材料的最优配合比，水料比为 0.50，发泡剂 掺量为 0.9%，矿粉掺量为 6%，水泥掺量为 10%；此时，材料的抗压强度为 5.34 MPa，干密度为 726kg/m³。

（3）添加适量的减水剂和生石灰可以有效改善发泡石膏材料的物理力学性 能，减水剂的最佳掺量为 0.2%，生石灰的最佳掺量为 1.5%。

（4）研究了聚丙烯纤维和玄武岩纤维对发泡石膏材料力学性能的影响，结 果表明，适量的聚丙烯纤维能够更有效地改善材料的力学性能；当聚丙烯纤维 掺量为 0.8% 时， 抗压强度 增加了 4.1% ， 抗折强度 增加了 45.4% ， 干密度为 733kg/m³，软化系数为 0.63，综合性能较好。

（5）研究了可再分散乳胶粉和硬脂酸乳液对发泡石膏材料强度和耐水性能的影响，结果表明，适量的硬脂酸乳液能够在保证强度的前提下 更有效地提高 材料的耐水性能；当硬脂酸乳液掺量为 3%时，材料的抗压强度为 5.24MPa，吸 水率降低了 51.3%，软化系数增加了 17.5%。 （6）分析了发泡石膏材料在墙体材料中应用的可行性，并在其生产工艺、 性能标准、工程施工和设计等方面给出了一些建议。

关键词：磷石膏 发泡石膏材料 外加剂 微观结构 墙体材料