底层抹灰石膏与水泥基面层腻子匹配性的应用研究

引言随着石膏产品在市场上的应用推广，我国近5年来，无论是石膏产品的技术研发，还是石膏产品的市场认可度，都得了较好的增长，应用领域也得到不断扩大，尤其是在国家政策导向下，“碳达峰、碳中和”目标要求下，“降耗增效、持续发展”已成为建筑行业的主旋律[1]。工业副产石膏资源化利用良性发展就是一个绿色低碳、减碳的重要行为。随着石膏行业发展，利用脱硫石膏等工业副产石膏代替天然石膏,大大降低成本，相关技术也更加成熟。随着国家大力推动工业固废综合利用，底层抹灰石膏、石膏基自流平砂浆等石膏基产品迅猛发展，石膏利用总量突破1.4亿吨，如图1所示，工业副产石膏约占80%的比重，产业产值2018年在400亿元左右，2020年约为477亿元[2]，稳健增长，石膏粉产量每年以超过10%~15%速度增长。从图1可看出石膏市场容量十分巨大。腻子作为一种找平材料，按胶凝材料来分，可分为有机胶凝材料和无机胶凝材料；有机胶凝材料包括中性腻子，无机胶凝材料包括水泥基腻子、灰钙基腻子及石膏基腻子等。图1

不同加水量下石膏基自流平砂浆的24h强度传统理论一般认为，底层抹灰石膏基材料与覆面水泥基材料交界面易发生脱层。原因如下：底层抹灰石膏亦称粉刷石膏，是以半水石膏和Ⅱ型无水硫酸钙单独或两者混合后成为主要胶凝材料的找平材料。本身性能具有溶解性，表面硬度相对较低，其表面有可能发生矿物反应[3]等特性，因而底层抹灰石膏与面层腻子的匹配性应用研究就显得十分有意义。通过测试验证，规避了底层抹灰石膏与N型水泥基耐水腻子匹配时出现开裂、脱层等层间附着问题，还提高了整个涂装体系的防潮性，而与底层抹灰石膏配套的常见面层腻子有：CMC体系中性Y型腻子、HPMC体系灰钙基腻子、HPMC体系Y型腻子、HPMC体系N型水泥基腻子、石膏基腻子，下文针对这几类常见腻子展开试验探究。1、试验部分

1.1主要原材料表1

试验样品信息1.2试验方法

环境温度：室内T=23℃、室外T=15~24℃；

环境相对湿度：室内RH=50%~60%、室外RH=55%~65%；在上述施工条件下，抹灰墙上每个测试样施工3m2，施工完后持续观察6个月，拉拔强度参照GB/T28627—2012《抹灰石膏》进行测试。

1.3试验方案

首先在抹灰墙上做底层抹灰石膏粗找平（1遍），其次在底层抹灰石膏面上做界面处理（1遍）（分有做界面处理和无做界面处理），再次做各种常见腻子精找平（2遍），最后做试件在不同环境条件下的拉拔强度及持续观察其匹配性。2、结果与讨论

2.1底层粉刷石膏与水泥基面层腻子匹配性测试

由表2可知，底层粉刷石膏与方案1水泥基耐水面层腻子匹配时在无界面剂的情况下，水泥基面层腻子批3mm厚度时有开裂、脱层的情况，原因分析：底层粉刷石膏是以石膏为胶凝材料的气硬性材料，其具有溶解性，表面硬度较低，石膏材料干燥后再施工水泥基材料，特别是水泥基材料施工过厚，由于石膏材料大量吸水，导致水泥材料保水性能严重下降，缺水养护，水泥水化不充分，强度不能正常发展，尤其在与石膏材料的交界面部位石膏要微膨胀，最终导致两者不粘，甚至脱层；而与方案2、3、4里水泥基面层腻子匹配无异常，原因是面层腻子施工较薄水泥水化充分或做了界面剂有效避免以上的情况发生，试验证明通过做界面处理，解决了底层抹灰石膏与N型水泥基耐水腻子的层间附着问题，还提高了整个涂装体系的防潮性。表2

底层粉刷石膏与水泥基面层腻子匹配性方案和结果2.2底层粉刷石膏与灰钙基面层腻子匹配性测试

由表3可知，底层粉刷石膏与灰钙基面层腻子匹配持续观察6个月后无异常，试验验证了底层粉刷石膏与灰钙基面层腻子匹配性较好，其原因是：灰钙基面层腻子是以灰钙为胶凝材料的气硬性材料，和底层粉刷石膏硬化相近，层间不会发生不良反应，故底层粉刷石膏与灰钙基面层腻子匹配性较好。表3

底层粉刷石膏与灰钙基面层腻子匹配性方案和结果2.3底层粉刷石膏与中性面层腻子匹配性测试

由表4可知，底层粉刷石膏与中性面层腻子匹配持续观察6个月后无异常，试验验证了底层粉刷石膏与中性面层腻子匹配性较好，其原因是：中性面层腻子是以有机胶粉为胶凝材料的腻子，和底层粉刷石膏硬化相近，层间不会发生不良反应，故底层粉刷石膏与中性面层腻子匹配性较好。表4

底层粉刷石膏与中性面层腻子匹配性方案和结果2.4轻质抹灰石膏与水泥基面层匹配性测试由表5可知，底层轻质抹灰石膏与方案13水泥基耐水面层腻子匹配时在无界面剂的情况下水泥基面层腻子批3mm厚有开裂，而与方案14、15、16里面层腻子匹配无异常，原因分析与2.1相同，试验验证了底层轻质抹灰石膏与水泥基耐水面层腻子匹配时做界面处理可降低开裂、脱层的风险，还提高了整个涂装体系的防潮性。表5

轻质抹灰石膏与水泥基面层匹配性方案和结果2.5轻质抹灰石膏与灰钙基面层腻子匹配性测试

由表6可知，底层轻质抹灰石膏与灰钙基面层腻子匹配持续观察6个月后无异常，试验验证了轻质抹灰石膏与灰钙基面层腻子匹配性较好，原因分析与2.2相同。表6

轻质抹灰石膏与灰钙基面层腻子匹配性方案和结果2.6轻质抹灰石膏与中性面层腻子匹配性测试

由表7可知，底层轻质抹灰石膏与中性面层腻子匹配持续观察6个月后无异常，试验验证了轻质抹灰石膏与中性面层腻子匹配性较好，原因分析与2.3相同。表7

轻质抹灰石膏与中性面层腻子匹配性方案和结果2.7底层抹灰石膏与水泥基腻子-实验室潮湿养护测试

由表8可知，在潮湿环境下底层抹灰石膏与方案1水泥基耐水面层腻子匹配时在无界面剂的情况下，水泥基面层腻子批3mm厚度时有脱层的情况，而与方案2、3、4里水泥基面层腻子匹配无异常，原因分析与2.1相同，试验验证底层抹灰石膏与水泥基耐水面层腻子匹配在潮湿环境下做界面处理可降低开裂、脱层的风险，还提高了整个涂装体系的防潮性。表8

底层抹灰石膏与水泥基腻子-实验室潮湿养护方案和结果2.8底层抹灰石膏与水泥基腻子-实验室潮湿养护测试拉拔强度(切割拉拔)

由表9可知，在潮湿环境下切割拉拔数据都较低，底层抹灰石膏与水泥基耐水面层腻子匹配时，无做界面处理的情况下，拉拔数据均低于有做界面处理的，且无做界面处理的有界面断裂的情况，原因分析与2.1相同，试验验证了底层抹灰石膏与水泥基耐水面层腻子匹配时做界面处理可提高层间附着力，还提高了整个涂装体系的防潮性。表9

底层抹灰石膏与水泥基腻子-实验室潮湿养护拉拔强度(切割拉拔)测试方案和结果2.9小结与思考

由以上测试可知，底层抹灰石膏与水泥基耐水面层腻子匹配时，在无界面剂进行界面处理的情况下，水泥基面层腻子批刮3mm厚度时有开裂、脱层现象，而与其余方案里面层腻子匹配时无异常。因此，在底层抹灰石膏上施工水泥基材料时，无做界面剂进行界面处理时有开裂、脱层风险，其原因是：（1）底层抹灰石膏与水泥基材料匹配时，已经硬化的二水石膏是水泥的缓凝剂，和石膏材料接触部位的水泥材料就会被缓凝，强度降低，粘结强度也降低；（2）石膏材料干燥后再施工水泥基材料，由于石膏材料大量吸水，导致水泥材料保水性能严重下降，缺水养护，水泥水化不充分，强度不能正常发展，特别是在与石膏材料的交界面部位石膏要微膨胀，最终导致两者不粘，甚至脱层；（3）石膏材料是偏柔性材料，水泥基材料是刚性材料，刚性的水泥基材料限制了基层和石膏层释放应力而导致水泥层开裂、脱落。3结