第３６卷第９期２００４年９月哈尔滨工业大学学报ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＨＡＲＢＩＮＩＮＳＴ【ＴＵＴＥＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＶ０１．３６Ｎｏ．９Ｓｅｐ．，２００４缓凝剂对建筑石膏结构与强度的负面影响彭家惠１，彭志辉２，瞿金东１，万体智１（１．重庆大学建筑材料工程系，重庆４０００４５，Ｅ—ｍａｉｌ：ｐｅｎ自ｈ＠ｃｔａ．ｃｑ．ｃｎ；２．重庆市建筑技术发展中心，重庆４０００４５）摘要：利用ＳＥＭ扫描电镜、ＭＩＰ压汞测孔技术等测试手段，系统深入地研究了柠檬酸、多聚磷酸钠、骨胶３类常用典型缓凝剂对建筑石膏水化早期液相过饱和度、晶体形貌以及硬化体孔结构的影响，研究了石膏强度损失的内在原因和机制．结果表明：缓凝剂降低了胶凝材水化早期液相过饱和度，改变了二水石膏结晶习性和晶体形貌，晶体明显粗化，晶形也由针状转变为短柱状，大大削弱了晶体间的搭接，硬化体孔径增大，大孔比例明显增加，孔结构劣化，并最终导致建筑石膏强度的大幅度降低．强度损失与其缓凝效果基本成正比，掺量越高，缓凝时间越长，强度损失越大．关键词：石膏；缓凝剂；强度；过饱和度；晶体形貌；孔结构中图分类号：ＴＱｌ７７．３文献标识码：Ａ文章编号：０３６７—６２３４（２００４）０９一“７７一０５ＴｈｅｎｅｇａｔｉＶｅｅｆｆｂｃｔｓｏｆｒｅｔａｒｄｅｒｓｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｂｕｉｌｄｉｎｇｇｙｐｓｕｍＰＥＮＧＪｉａ—ｈｕｉ１，ＰＥＮＧＺｈｉ＿ｈｕｉ２，ＱＵＪｉｎ—ｄｏｎｇ１，ＷＡＮＴｉ—ｚｈｉ１（１．Ｄｅｐｔ．ｏｆＢｕｉｌｄｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００４５，Ｃｈｉｎａ，Ｅ—ｍａｉｌ：ｐｅｎｇｊｈ＠ｃｔａ．ｃｑ．ｃｎ；２．ＴｈｅＣｅｎｔｅｒｏｆＣｈｏｎｇｑｉｎｇＣｏｎｓｔｎｌｃｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００４５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｙｕｓｉｎｇｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｉｃｍｉｃｒｏｇｒａｐｈａｎｄｍｅｒｃｕｒｙｉｎｔｍｓｉｏｎｐｏｒｏｓｉｍｅｔｒｙ，ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｈｒｅｅｔｙｐｅｓｏｆＩ℃ｔａｒｄｅｒｓｓｕｃｈａｓｃｉｔｒｉｃａｃｉｄ，ｓｏｄｉｕｍｐｏｌｙｐｈｏｓｐｈａｔｅ，ａｓｗｅＵａｓｂｏｎｅｇｌｕｅｏｎｓｕｐｅｒｓａｔｕｒａｔｉｏｎｄｅｇｒｅｅｉｎｌｉｑ—ｕｉｄｐｈａｓｅ，ｃｒｙｓｔａｌｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙａｎｄｐｏＩ．ｅｓｔｍｃｔｕｒｅｏｆｈａｒｄｅｎｅｄｇｙｐｓｕｍｐａｓｔｅｈａＶｅｂｅｅｎｓｙｓｔｅｍｉｃａｌｌｙｓｔｕｄｉｅｄａｎｄｔｈｅｎｔｈｅｉｎｔｅｍａｌｃａｕｓｅａｎｄｔｈｅａｃｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍａｂｏｕｔｓｔｒｅｎｇｔｈｌｏｓｓａｒｅｐｕｔｆｂｒｗａｒｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｒｅ—ｔａｒｄｅｌ葛ｒｅｄｕｃｅｓｕｐｅｒｓａｔｕｒａｔｉｏｎｄｅｇｒｅｅｉｎｌｉｑｕｉｄｐｈａｓｅｄｕｒｉｎｇｅａｒｌｙｈｙｄｒａｔｉｏｎｏｆｂｉｎｄｉｎｇｍａｔｅ“ａｌｓ，ａｎｄｃｈａｎｇｅｔｈｅｇｍｗｔｈｈａｂｉｔａｎｄｃｒｙｓｔａｌｍｏ叩ｈｏｌｏｇｙｏｆｇｙｐｓｕｍ，ｗｈｉｃｈｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｌｙ１ｅａｄｔｏｃｏａｒｓｅｎｉｎｇｏｆｃｒｙｓｔａｌａｎｄｗｅａｋｅｎｉｎｇｏｆｔｈｅｍａｔｔｉｎｇｔｏｇｅｔｈｅｒａｎｄｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｏｆｉｎｄｉＶｉｄｕａｌｃｒｙｓｔａｌｓ，ｒｅｓｕｌｔｉｎｇｉｎｗｏｒｓｅｎｉｎｇｏｆｐｏｒｅｓｔｍｃｔｕｒｅａｎｄｄｅｃｒｅａｓｉｎｇｏｆｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｈａｒｄｅｎｅｄｇｙｐｓｕｎｌｐａｓｔｅ．ＴｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｌｏｓｓｉｓａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌｔｏｉｔｓＩ．ｅ—ｔａｒｄｉｎｇｅｆｋｃｔ．Ｔｈｅｈｉｇｈｅｒｔｈｅｄｏｓａｇｅｉｓ，ｔｈｅｌｏｎｇｅｒｔｈｅｒｅｔａｒｄｉｎｇｔｉｍｅａｎｄｔｈｅｇｒｅａｔｅｒｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｌｏｓｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｇ）ｒｐｓｕｍ；ｒｅｔａｒｄｅｒ；ｓｔｒｅｎ昏ｈ；ｓｕｐｅｒｓａｔｕｒａｔｉｏｎｄｅｇｒｅｅ；ｃｒｙｓｔａｌｍｏ叩ｈｏｌｏｇ）ｒ；ｐｏｒｅｓｔｌｌＪｃｔｕｒｅ国内外对石膏缓凝剂进行了广泛的研究¨ｑＪ．通常在石膏胶结料中广泛使用的缓凝剂主要有三类：碱性磷酸盐类、有机酸及其可溶盐类、以及蛋白质类等．实践证明，大多数缓凝剂在发生缓凝作用的同时，都会不同程度的损伤建筑石膏的结构与强度，大大制约了缓凝剂在石膏基材料中的广泛应用Ｈ’５Ｊ．柠檬酸及其碱盐掺量较收稿日期：２００３一０５—２３．基金项目：国家自然科学基金资助项目（５００７８０５５）作者简介：彭家惠（１９６２一），男，教授．小时就能产生较强的缓凝作用∽Ｊ，是常用的石膏高效缓凝剂，但在掺量较大时将导致建筑石膏强度剧烈下降．如柠檬酸使Ｂ一半水石膏初凝时间延长至１ｈ时，其强度损失超过５０％．磷酸盐类缓凝剂同样存在强度损失过大的缺陷，而蛋白质类缓凝剂是一种新型石膏缓凝剂，有些蛋白质水解产物用于石膏中效果优异，强度损失也较小，因此具有广阔的发展前景．如上海建筑科学研究院研制的蛋白质类ｓｃ缓凝剂，掺量小、效率高、而且对产品的强度损失较小一１．研究缓凝剂对强度负面影响的内在原因与作及掺量。

一轴亲豢蒿撩化谇删照圉６掺不同种类缓凝刹的馅商忧“”哈尔滨工业大学学报第３６卷（ｃ）掺Ｏ．３％柠檬酸（ｄ）掺０．５％柠檬酸图７柠檬酸掺量对石膏晶体形貌的影响２．３．２缓凝剂对石膏硬化体孔结构的影响了分析，掺加不同缓凝剂与柠檬酸不同掺量下石采用压汞测孔技术对石膏硬化体孔结构进行膏硬化体的孔径数据见表１、２．表ｌ石膏硬化体孔径数据表表２柠檬酸不同掺量下石膏硬化体孔径数据表以上样品均采用同一水膏比成型，因此，掺加缓凝剂前后比孑Ｌ体积和孔隙率变化不大．孔隙率不同程度的降低，可能是由于掺缓凝剂，尤其是高掺量下产生泌水所致．从表中可以看到，掺加缓凝剂后，石膏硬化体的中值孔径、平均孔径和最可几孔径均大幅度增加，而且随着柠檬酸掺量加大，孑Ｌ径粗化的趋势加剧．孔径粗化是二水石膏晶体粗化、晶体之间空间变大的直接结果．这是缓凝第９期彭家惠，等：缓凝剂对建筑石膏结构与强度的负面影响剂降低石膏强度的直接原因．根据以上实验结果，可以推断，缓凝剂带来石膏强度损失的原因主要有以下三个方面：１）掺加缓凝剂后，过饱和度降低，从而形成的晶胚数量减少，且晶体生长变缓，二水石膏晶体有充分的时间和空间发育长大，使得石膏晶体尺寸粗化，石膏晶体之间的接触点减少，搭接强度降低．２）由于缓凝剂选择吸附的结果，二水石膏晶体长轴方向的生长受到抑制，石膏晶体形貌由细长针状变得短粗，削弱了晶体之间的接触和连生，晶体之间空隙变大，从而导致强度下降；３）石膏硬化浆体在形成结晶结构网以后，它的孔结构状况很大程度上由接触点的特性和数量所决定．单位体积结晶接触点的减少必定造成石膏硬化体晶体结构的疏松，也必然带来内部孔径的变大，而孔径变大的结果也就是石膏硬化体强度的下降．因此，缓凝剂是从根本上影响到石膏的晶体形貌和晶体结构，而晶体形貌也影响到孔结构，最终带来了宏观强度的改变．３结论１）缓凝剂的加入降低了初始液相离子浓度和液相过饱和度，从而影响了晶体生长动力学，晶体有充分的时间和空间生长，晶体粗化；２）缓凝剂的选择吸附改变了二水石膏晶体生长习性，使得晶体形貌由针状变为短柱状，晶体间搭接点减少，晶体之问空隙增加，使得石膏硬化体孔径变大，孔径分布劣化，最终导致强度降低；３）缓凝剂使建筑石膏强度显著降低，缓凝剂对强度的负面影响与其缓凝效果基本成正比．缓凝剂掺量越大，缓凝时间越长，强度损失越大．参考文献：［１］Ｋ０ｓＬＯｗｓＫＩＴ，ＬｕＤｗＩＧｕ．Ｔｈｅｅｆ南ｃｔｏｆａｄｍｉｘｔｕｒｅｓｉｎｔｈｅｐＩＤｄｕｃｔｉｏｎａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｂｕｉｌｄｉｎｇｐｌａｓｔｅｒｓ［Ｊ］．ｚＫＧＩｎｔｅｍａｔｉｏｎａｌ，１９９９，５２９（５）：２７４—２８５．［２］ＭＡＬＬＯＮＴ．Ｒｅｔａｒｄｉｎｇａｃｔｉｏｎｏｆｇｙｐｓｕｍｐｌａｓｔｅｒｒｅｔａｒｄｅｒｓｏｆｖ撕ｏｕｓｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｒｅｌａｔｉｏｎｔｏｔｈｅｐＨｖａｌ·ｕｅｏｆｔｈｅｐｌａｓｔｅｒ［Ｊ］．ｚｅｍｅｎｔ—Ｋａｌｋ—Ｇｉｐｓ，１９８８（６）：２００—２０１．［３］ｓＩＮＧＨＭ，ＧＡＲＧＭ．Ｒｅｔａｒｄｉｎｇａｃｔｉｏｎｏｆｖａｒｉｏｕｓｃｈｅｍｉ—ｃａｌｓｏｎｓｅｔｔｉｎｇａｎｄｈａｒｄｅｎｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｇｙｐｓｕｍｐｌａｓｔｅｒａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｈ［Ｊ］．ｃｅｍｅｎｔａｎｄｃｏｎｃｒｅｔｅＲｅ·ｓｅａｒｃｈ，１９９７，２７（６）：９４７—９５０．［４］余红发．缓凝剂对建筑石膏物理力学性能的影响［Ｊ］．新型建筑材料，１９９９（４）：１３—１５．［５］陈建中．缓凝剂对建筑石膏性能的影响［Ｊ］．新型建筑材料，１９９３（１）：２０一２２．［６］ＨＥＮＮＩＮＧＯ，ＢＲ０ｃＫＮＥＲ０．Ｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｒｅｔａｒｄｉｎｇａｃｔｉｏｎｏｆｃｉｔｒｉｃａｃｉｄｏｎｔｈｅｈｙｄｒａｔｉｏｎｏｆｇｙｐｓｕｍ［Ｊ］．ｚｅ－ｍｅｎｔ—Ｋａｌｋ—Ｇｉｐｓ，１９９０（９）：２１９—２２０．［７］叶蓓红，王瑞麟．抹灰石膏用复合缓凝剂［Ｊ］．新型建筑材料，１９９９（６）：２０—２２．［８］０ＤＬＥＲＩ，ＲＯＢＬＥＲＭ．Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓｂｅｔｗｅｅｎｐｏｒｅｓｔｍｃｔｕｒｅａｎｄｓｔｒｅｎ舀ｈｏｆｓｅｔｇｙｐｓｕｍｐａｓｔｅｓＰａｎⅡ：Ｉｎｎｕ—ｅｎｃｅｏｆｃｈｅｍｉｃａｌａｄｍｉｘｔｕｒｅｓ［Ｊ］．ｚｅｍｅｎｔ—Ｋａｌｋ—Ｇｉｐｓ，１９８９（８）：４１９—４２４．［９］吴莉．缓凝剂对对建筑石膏水化过程和硬化体微结构的影响［Ｊ］．新型建筑材料，２００３（８）：ｌ一３．（编辑杨波，姚向红）缓凝剂对建筑石膏结构与强度的负面影响作者：彭家惠， 彭志辉， 瞿金东， 万体智作者单位：彭家惠,瞿金东,万体智(重庆大学,建筑材料工程系,重庆,400045)， 彭志辉(重庆市建筑技术发展中心,重庆,400045)刊名：哈尔滨工业大学学报英文刊名：JOURNAL OF HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY年，卷(期)：2004,36(9)被引用次数：17次参考文献(9条)1.KOSLOWSKI T;LUDWIG U The effect of admixtures in the production and application of building plasters 1999(05)2.Mallon T Retarding action of gypsum plaster retarders of various chemical composition in relation to the pH value of the plaster 1988(06)3.Singh M;GARG M Retarding action of various chemicals on setting and hardening characteristics of gypsum plaster at different ph[外文期刊] 1997(06)4.余红发缓凝剂对建筑石膏物理力学性能的影响 1999(04)5.陈建中缓凝剂对建筑石膏性能的影响 1993(01)6.HENNING O;BROCKNER O The optimum retarding action of citric acid on the hydration of gypsum1990(09)7.叶蓓红;王瑞麟抹灰石膏用复合缓凝剂 1999(06)8.ODLER I;ROBLER M Relationships between pore structure and strength of set gypsum pastes PartⅡ:Influence of chemical admixtures 1989(08)9.吴莉缓凝剂对对建筑石膏水化过程和硬化体微结构的影响[期刊论文]-新型建筑材料 2003(08)本文读者也读过(9条)1.彭家惠.张建新.陈明凤.吴莉.瞿金东.PENG Jiahui.ZHANG Jianxin.CHEN Mingfeng.WU Li.QU Jindong大分子缓凝剂对建筑石膏水化进程的影响及缓凝机理[期刊论文]-硅酸盐学报2008,36(7)2.马保国.黄洪财.蹇守卫.张琴.MA Bao-guo.HUANG Hong-cai.JIAN Shou-wei.ZHANG Qin新型缓凝剂对建筑石膏性能的影响及机理研究[期刊论文]-重庆建筑大学学报2008,30(5)3.彭家惠.白冷.瞿金东.张建新.吴莉.PENG Jia-hui.BAI Leng.QU Jin-dong.ZHANG Jian-xin.WU Li柠檬酸对建筑石膏缓凝作用影响因素的研究[期刊论文]-重庆建筑大学学报2007,29(2)4.李庚英.Li Gengying无机缓凝剂对建筑石膏性能的影响[期刊论文]-新型建筑材料2000(8)5.吴莉.彭家惠.万体智.张建新缓凝剂对建筑石膏水化过程和硬化体微结构的影响[期刊论文]-新型建筑材料2003(7)6.彭家惠.陈明凤.瞿金东.张建新.PENG Jia-hui.CHEN Ming-feng.QU Jin-dong.ZHANG Jian-xin柠檬酸对建筑石膏水化的影响及其机理研究[期刊论文]-建筑材料学报2005,8(1)7.王兰馨.赵忠兴.耿德军.WANG Lan-xin.ZHAO Zhong-xing.GENG De-jun添加剂对石膏型强度的影响[期刊论文]-沈阳理工大学学报2009,28(6)8.李先友.陈明凤.彭家惠.吴莉缓凝剂对石膏作用效果的影响[期刊论文]-重庆建筑大学学报2004,26(4)9.彭家惠.张建新.陈明凤.瞿金东.吴莉.PENG Jiahui.ZHANG Jianxin.CHEN Mingfeng.QU Jindong.WU Li三聚磷酸钠对二水石膏晶体生长习性与晶体形貌的影响[期刊论文]-硅酸盐学报2006,34(6)引证文献(17条)1.陈明凤.王祖润.彭家惠.张建新.瞿金东缓凝剂对脱硫石膏水化进程和硬化体性能的影响[期刊论文]-墙材革新与建筑节能 2010(3)2.廖琳.潘钢华.雎晨光.吴洁PW-G型外加剂对脱硫建筑石膏性能的影响研究[期刊论文]-混凝土与水泥制品2007(6)3.马振香.蔡昌文.郑喜龙.黄茹.唐朝发脱硫石膏纤维板的制造工艺[期刊论文]-林产工业 2013(6)4.张辉.邹红.叶文霞.谢荔珍火场中纸面石膏板显微结构的SEM分析[期刊论文]-火灾科学 2007(3)5.彭家惠.王凤仙.张建新.吴莉.谢厚礼柠檬酸对石膏析晶过饱和度和微结构的影响[期刊论文]-武汉理工大学学报 2006(11)6.彭家惠.张建新.瞿金东.吴莉.李志坤三聚磷酸钠对建筑石膏水化进程的影响及缓凝机理研究[期刊论文]-硅酸盐通报 2007(6)7.彭家惠.张建新.陈明凤.瞿金东.吴莉三聚磷酸钠对二水石膏晶体生长习性与晶体形貌的影响[期刊论文]-硅酸盐学报 2006(6)8.彭家惠.谢厚礼.陈明凤.张建新.瞿金东骨胶对建筑石膏水化和硬化体微结构的影响[期刊论文]-重庆大学学报（自然科学版） 2006(12)9.刘俊飞.孙吉书.李兵缓凝剂对建筑石膏强度性能影响的试验[期刊论文]-低温建筑技术 2012(12)10.夏强.蒋林华.仲超.圣兆兴.李晓.张飞军硼砂对脱硫建筑石膏水化的影响及其机理分析[期刊论文]-新型建筑材料 2011(10)11.宰德欣.邓玉和.宣玲.冯谦.雷文.骆嘉言缓凝剂对石膏刨花板性能的影响[期刊论文]-南京林业大学学报（自然科学版） 2007(2)12.黎良元.石宗利石膏基复合材料性能影响因素的研究[期刊论文]-新型建筑材料 2007(5)13.彭家惠.张建新.陈明凤.吴莉.瞿金东大分子缓凝剂对建筑石膏水化进程的影响及缓凝机理[期刊论文]-硅酸盐学报 2008(7)14.孙良顺.郭善济.赵漫漫.苏巧.王丹热电厂烟气脱硫废弃物综合利用前景分析[期刊论文]-建材发展导向（下）2010(2)15.曹晓梅.牟晓芳.钱中秋.吴开胜建筑石膏缓凝剂的研究进展[期刊论文]-材料导报 2013(z2)16.潘伟.王培铭缓凝剂和减水剂作用于半水石膏水化硬化的研究进展[期刊论文]-材料导报 2011(13)17.彭家惠建筑石膏减水剂与缓凝剂作用机理研究[学位论文]博士 2004本文链接：/Periodical_hebgydxxb200409010.aspx。