CN110282945A - 一种石膏基复合材料、其制备方法以及石膏成型件 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种石膏基复合材料、其制备方法以及石膏成型件，属于建筑材料领域。石膏基复合材料由原料混合而成，其中，原料包括：石膏75～85份、硫铝水泥15份～25份、缓凝剂1份～3份以及减水剂0.5份～0.8份。石膏成型件由水与石膏基复合材料混合、成型制得，石膏和硫铝水泥的总重量与水的重量之比为(0.3～0.33):1。其能够提高石膏成型件的强度。

Description

一种石膏基复合材料、其制备方法以及石膏成型件
技术领域
本申请涉及建筑材料领域，具体而言，涉及一种石膏基复合材料、其制备方法以及石膏成型件。
背景技术
石膏是一种无机胶凝材料，石膏固化后强度较低，一般用于建筑工程的内墙粉刷、室内装饰、石膏建材和石膏模型模具等。
发明内容
本申请提供了一种石膏基复合材料、其制备方法以及石膏成型件，其能够提高石膏成型件的强度。
本申请的实施例是这样实现的：
在第一方面，本申请示例提供了一种石膏基复合材料，按重量份数计，石膏基复合材料的原料包括：石膏75～85份、硫铝水泥15份～25份、缓凝剂1份～3份以及减水剂0.5份～0.8份。
在上述技术方案中，硫铝水泥的加入，能够提高石膏的强度；缓凝剂的加入能够减缓石膏的凝结速度，有利于石膏基复合材料的成型；减水剂的加入，能够降低水胶比，以提高石膏的强度。经测试，上述比例的石膏、硫铝水泥、缓凝剂和减水剂与水混合成型的过程中成型效果较好，且成型后强度较高。
在一种可能的实施方案中，按重量百分数计，原料包括：石膏78～80份、硫铝水泥16份～22份、缓凝剂2份以及减水剂0.7份。
在上述技术方案中，上述比例的石膏、硫铝水泥、缓凝剂和减水剂在与水混合成型的过程中，成型效果较好，且成型后强度较高。
在一种可能的实施方案中，缓凝剂为3-[[2-(甲基丙烯酰氧)乙基]二甲基铵]丙酸酯。
在上述技术方案中，3-[[2-(甲基丙烯酰氧)乙基]二甲基铵]丙酸酯作为缓凝剂时，能够更好地提高石膏成型件的强度。
在一种可能的实施方案中，按重量份数计，原料还包括纤维1～10份。
在上述技术方案中，加入上述比例的纤维，石膏基体固化收缩的握裹力、界面粘接力与机械啮合力等作用能够使得石膏成型件的连续性增加，从能够减少石膏成型件裂缝的产生，纤维的加入能够进一步提高石膏成型件的强度。
在一种可能的实施方案中，按重量份数计，纤维包括长度为0.5～1mm的第一纤维3～4份、长度为1～2mm的第二纤维3～4份以及长度为2～3mm的第三纤维1.5～2份。
在上述技术方案中，加入上述比例的不同长度的纤维，不同长度的纤维分布在石膏基体中，能够更好地增加石膏成型件的连续性，从而提高石膏成型件的强度。
在一种可能的实施方案中，按重量份数计，纤维包括长度为0.5～1mm的第一纤维3.6～4份、长度为1～2mm的第二纤维3.6～4份以及长度为2～3mm的第三纤维18～2份。
在上述技术方案中，加入上述比例的不同长度的纤维，能够更好地提高石膏成型件的强度。
在第二方面，本申请示例提供了一种第一方面实施例的石膏基复合材料的制备方法，其包括：将石膏、硫铝水泥、缓凝剂和减水剂混合得到粉料。
在上述技术方案中，只需将石膏、硫铝水泥、缓凝剂和减水剂混合即可得到粉料，工艺简单，易操作。
在一种可能的实施方案中，制备方法还包括将纤维与石膏、硫铝水泥、缓凝剂和减水剂混合，按重量百分数计，纤维为1～10份。
在上述技术方案中，将纤维与石膏、硫铝水泥、缓凝剂和减水剂混合，在石膏基复合材料与水混合成型后，能够更好地增加石膏成型件的连续性，从而提高石膏成型件的强度。
在一种可能的实施方案中，按重量份数计，纤维包括长度为0.5～1mm的第一纤维3～4份、长度为1～2mm的第二纤维3～4份以及长度为2～3mm的第三纤维1.5～2份。
在上述技术方案中，加入上述比例的不同长度的纤维，能够更好地提高石膏成型件的强度。
第三方面，本申请示例提供了一种石膏成型件，其由水与第一方面实施例的石膏基复合材料混合、成型制得，石膏和硫铝水泥的总重量与水的重量之比为(0.3～0.33):1。
在上述技术方案中，石膏基复合材料与水按照上述比例混合成型后得到的成石膏成型件强度较高。
具体实施方式
下面将结合实施例对本申请的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本申请，而不应视为限制本申请的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
以下针对本申请实施例的一种石膏基复合材料、其制备方法以及石膏成型件进行具体说明：
第一方面，本申请实施例提供一种石膏基复合材料，按重量份数计，石膏基复合材料的原料包括：石膏75～85份、硫铝水泥15份～25份、缓凝剂1份～3份以及减水剂0.5份～0.8份。
在一种可能的实施方案中，按重量百分数计，原料包括：石膏75～80份、硫铝水泥16份～24份、缓凝剂1.5～2.5份以及减水剂0.6～0.7份。
在一种可能的实施方案中，按重量百分数计，原料包括：石膏78～80份、硫铝水泥16份～22份、缓凝剂2份以及减水剂0.7份。
需要说明的是，减水剂的加入，能够降低水胶比，以提高石膏的强度。如果减水剂的量太少，不能有效地提高石膏的强度；如果减水剂的量太多，在石膏基复合材料与水混合成型的过程中，浆体会变得比较粘稠，不易成型。而本申请实施例采用上述比例的石膏、硫铝水泥、缓凝剂和减水剂，与水混合成型的过程中，成型效果较好，且强度较高。
示例性地，缓凝剂为3-[[2-(甲基丙烯酰氧)乙基]二甲基铵]丙酸酯。
进一步地，按重量份数计，原料还包括纤维1～10份。
示例性地，按重量份数计，纤维包括长度为0.5～1mm的第一纤维3～4份、长度为1～2mm的第二纤维3～4份以及长度为2～3mm的第三纤维1.5～2份。
示例性地，按重量份数计，纤维包括长度为0.5～1mm的第一纤维3.6～4份、长度为1～2mm的第二纤维3.6～4份以及长度为2～3mm的第三纤维18～2份。
示例性地，按重量份数计，纤维包括长度为0.5～1mm的第一纤维4份、长度为1～2mm的第二纤维4份以及长度为2～3mm的第三纤维2份。
第二方面，本申请实施例提供一种石膏基复合材料的制备方法，其包括：将石膏、硫铝水泥、缓凝剂和减水剂混合得到粉料。
在一种可能的实施方案中，制备方法还包括将纤维与石膏、硫铝水泥、缓凝剂和减水剂混合，按重量份数计，纤维为1～10份。
需要说明的是，本申请对纤维与石膏、硫铝水泥、缓凝剂和减水剂的加入顺序不做限定，只要能够将纤维较好地分散在石膏、硫铝水泥、缓凝剂和减水剂中即可。
示例性地，按重量份数计，纤维包括长度为0.5～1mm的第一纤维3～4份、长度为1～2mm的第二纤维3～4份以及长度为2～3mm的第三纤维1.5～2份。
示例性地，按重量份数计，纤维包括长度为0.5～1mm的第一纤维4份、长度为1～2mm的第二纤维4份以及长度为2～3mm的第三纤维2份。
第三方面，本申请实施例提供一种石膏成型件，其由水与石膏基复合材料混合、成型制得，石膏和硫铝水泥的总重量与水的重量之比为(0.3～0.33):1。
以下结合实施例对本申请的一种石膏基复合材料、其制备方法以及石膏成型件作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种石膏基复合材料，其由以下原料混合得到：石膏85重量份、减水剂0.7重量份、CBMA缓凝剂2重量份和硫铝水泥20重量份。
本实施例还提供一种石膏成型件，其由以下步骤制得：
将上述石膏基复合材料放入搅拌锅中，倒入33重量份的水，采用水泥胶砂搅拌机机械搅拌1.5min，将拌合物倒入模具中，并在振动台上机械振动1min，抹平试件表面，放入干空养护室养护。养护方式为干空养护1d，拆模，继续干空养护至龄期。
实施例2
本实施例提供一种石膏基复合材料，其由以下原料混合得到：石膏80重量份、减水剂0.7重量份、CBMA缓凝剂2重量份和硫铝水泥20重量份。
本实施例还提供一种石膏成型件，其由以下步骤制得：
将上述石膏基复合材料放入搅拌锅中，倒入33重量份的水，采用水泥胶砂搅拌机机械搅拌1.5min，将拌合物倒入模具中，并在振动台上机械振动1min，抹平试件表面，放入干空养护室养护。养护方式为干空养护1d，拆模，继续干空养护至龄期。
实施例3
本实施例提供一种石膏基复合材料，其由以下原料混合得到：石膏80重量份、减水剂0.7重量份、CBMA缓凝剂2重量份和硫铝水泥25重量份。
本实施例还提供一种石膏成型件，其由以下步骤制得：
将上述石膏基复合材料放入搅拌锅中，倒入33重量份的水，采用水泥胶砂搅拌机机械搅拌1.5min，将拌合物倒入模具中，并在振动台上机械振动1min，抹平试件表面，放入干空养护室养护。养护方式为干空养护1d，拆模，继续干空养护至龄期。
实施例4
本实施例提供一种石膏基复合材料，其由以下原料混合得到：石膏80重量份、减水剂0.7重量份、CBMA缓凝剂2重量份、硫铝水泥20重量份、长度为0.5～1mm的第一纤维4重量份、长度为1～2mm的第二纤维4重量份以及长度为2～3mm的第三纤维2重量份。
本实施例还提供一种石膏成型件，其由以下步骤制得：
将上述石膏基复合材料放入搅拌锅中，倒入32重量份的水，采用水泥胶砂搅拌机机械搅拌1.5min，将拌合物倒入模具中，并在振动台上机械振动1min，抹平试件表面，放入干空养护室养护。养护方式为干空养护1d，拆模，继续干空养护至龄期。
实施例5
实施例5提供的石膏基复合材料与实施例4提供的石膏基复合材料基本相同，其不同之处仅在于纤维不同，实施例5的纤维包括长度为1～2mm的第二纤维2重量份、长度为2～3mm的第三纤维2重量份以及长度大于3mm的第四纤维2重量份。
实施例5提供的石膏成型件与实施例4提供的石膏成型件的制备工艺相同。
实施例6
实施例6提供的石膏基复合材料与实施例4提供的石膏基复合材料基本相同，其不同之处仅在于纤维不同，实施例6的纤维包括长度为0.5～1mm的第一纤维2重量份、长度为2～3mm的第三纤维2重量份以及长度大于3mm的第四纤维4重量份。
实施例6提供的石膏成型件与实施例4提供的石膏成型件的制备工艺相同。
实施例7
实施例7提供的石膏基复合材料与实施例4提供的石膏基复合材料基本相同，其不同之处仅在于纤维不同，实施例7的纤维包括长度为0.5～1mm的第一纤维2重量份、长度为1～2mm的第二纤维2重量份以及长度为2～3mm的第三纤维4重量份。
实施例7提供的石膏成型件与实施例4提供的石膏成型件的制备工艺相同。
实施例8
实施例8提供的石膏基复合材料与实施例4提供的石膏基复合材料基本相同，其不同之处仅在于纤维不同，实施例8的纤维包括长度为0.5～1mm的第一纤维2重量份、长度为1～2mm的第二纤维4重量份以及长度大于3mm的第四纤维2重量份。
实施例8提供的石膏成型件与实施例4提供的石膏成型件的制备工艺相同。
实施例9
实施例9提供的石膏基复合材料与实施例4提供的石膏基复合材料基本相同，其不同之处仅在于纤维不同，实施例9的纤维包括长度为0.5～1mm的第一纤维4重量份、长度为2～3mm的第三纤维4重量份以及长度大于3mm的第四纤维2重量份。
实施例9提供的石膏成型件与实施例4提供的石膏成型件的制备工艺相同。
实施例10
实施例10提供的石膏基复合材料与实施例4提供的石膏基复合材料基本相同，其不同之处仅在于纤维不同，实施例10的纤维包括长度为0.5～1mm的第一纤维4重量份、长度为1～2mm的第二纤维2重量份以及长度大于3mm的第四纤维4重量份。
实施例10提供的石膏成型件与实施例4提供的石膏成型件的制备工艺相同。
实施例11
本实施例提供一种石膏基复合材料，其由以下原料混合得到：石膏80重量份、减水剂0.7重量份、CBMA缓凝剂2重量份、硫铝水泥20重量份、长度为0.5～1mm的第一纤维3重量份、长度为1～2mm的第二纤维4重量份以及长度为2～3mm的第三纤维2重量份。
本实施例还提供一种石膏成型件，其由以下步骤制得：
将上述石膏基复合材料放入搅拌锅中，倒入32重量份的水，采用水泥胶砂搅拌机机械搅拌1.5min，将拌合物倒入模具中，并在振动台上机械振动1min，抹平试件表面，放入干空养护室养护。养护方式为干空养护1d，拆模，继续干空养护至龄期。
实施例12
本实施例提供一种石膏基复合材料，其由以下原料混合得到：石膏80重量份、减水剂0.7重量份、CBMA缓凝剂2重量份、硫铝水泥20重量份、长度为0.5～1mm的第一纤维3重量份、长度为1～2mm的第二纤维3重量份以及长度为2～3mm的第三纤维2重量份。
本实施例还提供一种石膏成型件，其由以下步骤制得：
将上述石膏基复合材料放入搅拌锅中，倒入32重量份的水，采用水泥胶砂搅拌机机械搅拌1.5min，将拌合物倒入模具中，并在振动台上机械振动1min，抹平试件表面，放入干空养护室养护。养护方式为干空养护1d，拆模，继续干空养护至龄期。
实施例13
本实施例提供一种石膏基复合材料，其由以下原料混合得到：石膏80重量份、减水剂0.5重量份、CBMA缓凝剂1重量份和硫铝水泥25重量份。
本实施例还提供一种石膏成型件，其由以下步骤制得：
将上述石膏基复合材料放入搅拌锅中，倒入33重量份的水，采用水泥胶砂搅拌机机械搅拌1.5min，将拌合物倒入模具中，并在振动台上机械振动1min，抹平试件表面，放入干空养护室养护。养护方式为干空养护1d，拆模，继续干空养护至龄期。
实施例14
本实施例提供一种石膏基复合材料，其由以下原料混合得到：石膏80重量份、减水剂0.9重量份、CBMA缓凝剂3重量份和硫铝水泥20重量份。
本实施例还提供一种石膏成型件，其由以下步骤制得：
将上述石膏基复合材料放入搅拌锅中，倒入33重量份的水，采用水泥胶砂搅拌机机械搅拌1.5min，将拌合物倒入模具中，并在振动台上机械振动1min，抹平试件表面，放入干空养护室养护。养护方式为干空养护1d，拆模，继续干空养护至龄期。
对比例1
对比例1提供一种石膏基复合材料，其由以下原料混合得到：石膏70重量份、减水剂0.7重量份、CBMA缓凝剂2重量份和硫铝水泥30重量份。
对比例1还提供一种石膏成型件，其由以下步骤制得：
将上述石膏基复合材料放入搅拌锅中，倒入30重量份的水，采用水泥胶砂搅拌机机械搅拌1.5min，将拌合物倒入模具中，并在振动台上机械振动1min，抹平试件表面，放入干空养护室养护。养护方式为干空养护1d，拆模，继续干空养护至龄期。
对比例2
对比例2提供一种石膏基复合材料，其由以下原料混合得到：石膏60重量份、减水剂0.7重量份、CBMA缓凝剂2重量份和硫铝水泥40重量份。
对比例2还提供一种石膏成型件，其由以下步骤制得：
将上述石膏基复合材料放入搅拌锅中，倒入29重量份的水，采用水泥胶砂搅拌机机械搅拌1.5min，将拌合物倒入模具中，并在振动台上机械振动1min，抹平试件表面，放入干空养护室养护。养护方式为干空养护1d，拆模，继续干空养护至龄期。
对比例3
对比例3提供一种石膏基复合材料，其由以下原料混合得到：石膏80重量份、减水剂0.7重量份、CBMA缓凝剂2重量份和普硅水泥20重量份。
对比例3还提供一种石膏成型件，其由以下步骤制得：
将上述石膏基复合材料放入搅拌锅中，倒入33重量份的水，采用水泥胶砂搅拌机机械搅拌1.5min，将拌合物倒入模具中，并在振动台上机械振动1min，抹平试件表面，放入干空养护室养护。养护方式为干空养护1d，拆模，继续干空养护至龄期。
试验例1
(1)对实施例1的石膏成型件以及对比例1-3的石膏成型件进行抗压强度和抗折强度的测试，其中进行抗压强度测试的石膏成型件的尺寸为40mm*40*mm160mm，其测试结果如表1所示。
(2)对实施例2以及实施例4-10的石膏成型件进行抗弯强度的测试，其中进行抗弯强度测试的石膏成型件的尺寸为250mm*50mm*10mm，其测试结果如表2。
表1抗压强度和抗折强度的测试结果
从表1的结果可以看出，虽然对比例1和对比例2的7d抗压强度比实施例1的7d抗压强度高，但是其7d抗折强度却比实施例1低。说明本申请实施例的各原料配比能够有效提高石膏成型件的7d抗折强度。另外，对比例3的7d抗压强度和7d抗折强度均比实施例1低，说明了硫铝水泥能够有效地提高石膏成型件的7d抗折强度和7d抗压强度。
表2抗弯强度的测试结果
抗弯强度/(MPa)
实施例2 3.55
实施例4 6.27
实施例5 4.52
实施例6 4.38
实施例7 4.67
实施例8 5.16
实施例9 5.70
实施例10 5.56
从表2的结果可以看出，实施例4-10的抗弯强度均大于实施例2的抗弯强度，说明加入了本申请实施例比例的纤维能够增强石膏成型件的抗弯强度。
以上所述仅为本申请的具体实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种石膏基复合材料，其特征在于，按重量份数计，所述石膏基复合材料的原料包括：石膏75～85份、硫铝水泥15份～25份、缓凝剂1份～3份以及减水剂0.5份～0.8份。
2.根据权利要求1所述的石膏基复合材料，其特征在于，按重量百分数计，所述原料包括：石膏78～80份、硫铝水泥16份～22份、缓凝剂2份以及减水剂0.7份。
3.根据权利要求1所述的石膏基复合材料，其特征在于，所述缓凝剂为3-[[2-(甲基丙烯酰氧)乙基]二甲基铵]丙酸酯。
4.根据权利要求1-3任一项所述的石膏基复合材料，其特征在于，按重量份数计，所述原料还包括纤维1～10份。
5.根据权利要求4所述的石膏基复合材料，其特征在于，按重量份数计，所述纤维包括长度为0.5～1mm的第一纤维3～4份、长度为1～2mm的第二纤维3～4份以及长度为2～3mm的第三纤维1.5～2份。
6.根据权利要求5所述的石膏基复合材料，其特征在于，按重量份数计，所述纤维包括长度为0.5～1mm的第一纤维3.6～4份、长度为1～2mm的第二纤维3.6～4份以及长度为2～3mm的第三纤维18～2份。
7.一种如权利要求1-3任一项所述的石膏基复合材料的制备方法，其特征在于，其包括：将所述石膏、所述硫铝水泥、所述缓凝剂和所述减水剂混合。
8.根据权利要求7所述的石膏基复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括将纤维与所述石膏、所述硫铝水泥、所述缓凝剂和所述减水剂混合，按重量百分数计，所述纤维为1～10份。
9.根据权利要求8所述的石膏基复合材料的制备方法，其特征在于，按重量份数计，所述纤维包括长度为0.5～1mm的第一纤维3～4份、长度为1～2mm的第二纤维3～4份以及长度为2～3mm的第三纤维1.5～2份。
10.一种石膏成型件，其特征在于，其由水与权利要求1-6任一项所述的石膏基复合材料混合、成型制得，所述石膏和所述硫铝水泥的总重量与所述水的重量之比为(0.3～0.33):1。
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