凝固和水合测试
凝固测试
薄刀片法 拇指法 – 参考一定距离用拇指感觉板的硬度 维卡仪 –初凝和终凝 撕纸光洁度
水合测试
石膏浆温度上升曲线 – 在线和离线测试 在最短烘干机入口时间下取石膏浆或湿板放入异
丙醇中，取石膏用于石膏相分析，判断水合效果。 板芯分析-进入干燥机的前缘和后缘 石膏芯强度测试
聚合物工艺可能在将来会是稳定的添加剂
影响强度的杂质
天然石膏Natural Gypsum
大多数的天然杂质不影响石膏芯强度 可溶性盐会消弱石膏芯和护面纸之间的
粘结力 白云石碳酸盐在煅烧炉中分解生成碱性
石膏浆，降低会强度 过烧产生的有机污染物会延缓并导致强
度损失 湿废料分解产生的污染物会导致强度损
过多使用促凝剂会产生过多的小晶体，从 而导致石膏板偏软。提高促凝剂的质量 （增加表面积等）以降低促凝剂的用量。
其它促凝剂
大量的无机酸 氯化物 硝酸盐 大多数硫酸盐和双硫酸盐 硫酸钾“钾”（K2SO4）是最常见
的可溶性化学促凝剂
缓凝剂
由于缓凝剂对晶体形状的影响，使用 缓凝剂通常会导致石膏芯强度的降低
失
影响强度的杂质
合成或副产品石膏中的杂质即使在非 常低的水平下也会导致强度损失
通常脱硫石膏比较正常，但过量氯离 子会降低强度。副产品石膏含有一系 列影响强度的杂质
磷石膏含有磷酸盐和磷酸 柠檬石膏中含有柠檬酸（强力缓凝剂和减
强剂）
大多数杂质通过改变晶体形状和降低 晶体之间的粘结力而导致强度损失
监测石膏芯密度与石膏芯抗压强度 的关系及与工艺效率的关系
板芯强度测试
石膏芯强度提高
强度取决于石膏晶体之间的链接互锁和结合 力
更多的晶体是由于有更多的链接点而具有更 高的强度
通过更多的瓦解熟石膏使晶体数量最大化 晶体形状影响强度提高 优化粒径分布有助于强度提升 优化煅烧质量和煅烧后（冷却、研磨和储存）
地面石膏促凝剂最便宜，并为强度提高提供最佳 晶体形状
通过提高比表面积优化促凝剂、以最少的半水石 膏和使用涂层剂/研磨来解决
定期检测促凝剂的比表面积 尽量少量使用可溶性盐的促凝剂，避免改变晶体
形状和降低强度
石膏促凝剂
促凝剂的促凝效率和石膏纯度相关：高纯 度意味着促凝效果好
机械研磨处理和添加涂层剂（糖）的作用 机理还不确定，但其添加量可优化，以达 到更低的成本。
30% gypsum vol
750
75
80
85
90
95
100
Gypsum Purity (%)
其它添加剂
许多提升普通板芯强度的添加剂都是比较 贵的
有效的淀粉可以提高了石膏板芯强度，特 别是在纸张和石膏芯交界处，并且可以用 来代替石膏，但是淀粉是比较贵的添加剂
有的添加剂能改善石膏板的弯曲强度，但 是不能提升粘结效果
条件将最大限度地提高强度
石膏芯体积
Iso-Core Gypsum Volume Lines
1000
950
Board weight (kg/100m?
900
25% gypsum vol
850
26% gypsum vol
27% gypsum vol
28% gypsum vol
800
29% gypsum vol
蛋白质
角蛋白：由动物产品（蹄和角）制成。 主要用于建筑石膏粉
人工蛋白：由人工合成的蛋白质
石膏芯强度
石膏芯抗压强度是给定体积中石膏 含量和再结晶（粘结性）的性能
需要确保足够的再结晶石膏芯体积 以确保足够的质量
再水化石膏芯体积决定了可达到的 最小板重量
通过使再结晶形成的石膏量最大化， 使抗压强度最大化
石膏溶解越来越多 半水石膏不通过溶液进行水化（拓扑学水化）对石膏
芯强度没有贡献
石膏溶解和温度之间的关系
溶解度 g/l
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0
半水石膏溶解度曲线
二水石膏的溶解曲线
20
40
60
80
100
温度oC
水合
强度是通过半水石膏的水合来提高 通过优化石膏溶解度条件也就是石膏浆温度和石膏的
使用缓凝剂的优点:
保持搅拌机内部的清洁和提高石膏浆的流 动性
比较有效的方法是液体添加
为流程增加成本和复杂性 最终还是要通过提高工艺效率最大限
度地减少促凝剂的使用量
缓凝剂
许多有机酸 氢氧化物 许多的磷酸盐 所有的碳酸盐和碳酸氢
盐
缓凝剂
多齿羧酸分子（螯合剂）
乙二胺四乙酸 二乙烯三胺五乙酸 次氮基三乙酸
瓦解，将半水是噶的最大量水合 促凝剂可以提高水合的速率 水合过程必须在石膏板进入干燥机前完成 石膏板在进入干燥机前或进入干燥机后因为温度太高
水合将会结束 水合不完全的石膏板在后面生产过程中引起石膏板质
量问题
促凝剂
促凝剂是必需要添加的，它可以使石膏板在切刀 前凝固和确保石膏板进入烘干机之前水合完成。
凝固和板芯强度提高
2020-02-22
凝固
石膏溶解 石膏水合 促凝剂 缓凝剂 强度提高 其它添加剂 杂质含量 测量
凝固
石膏晶体的生长和晶体之间的链接
半水石膏的溶解和晶体生长
石膏晶体生长微观序列
石膏晶体之间的链接
凝固和强度提高
石膏晶体通过从溶解过程的生长来提高强度 通过最大化的半水石膏进行水合和再结晶为着需要各大的比表面积和半水