陶瓷母模石膏的工艺配方研究_王文忠

论是固相法高强石膏粉还是液相法高强石膏粉膨胀系数 都 较 高 ，为 了 更 好 的 控 制 石 膏 的 膨 胀 系 数 ，笔 者 测 试 了 经
常用作缓凝剂的柠檬酸钠和用作促凝剂的细磨二水石膏 对凝结膨胀率的影响，并 自 配 了 一 种 抑 制 膨 胀 复 合 添 加 剂 １，其 效 果 如 表 ２ 所 示 。
１２
１１
１０
９
２２
３２
４０
８
７
标 稠 （％ ）
３３
３３
３４
３４
３２
３１
３１
３４
３５
膨胀率（％） ０．３８
０．３６
０．３５
０．３６
０．３７
０．３５
０．３６
０．１５
０．０７
由表２可以看出： １）这 ２ 种 添 加 剂 在 取 值 范 围 内 对 石 膏 凝 结 膨 胀 率 影
３ 郝卓，赵建华，王文忠，等．利 用 外 加 剂 改 善 陶 瓷 用 石 膏 模 性 能 的 研 究 ．佛 山 陶 瓷 ，２０１１（３）：２７～２９
４ 陈 化 东，任 允 鹏，李 洁，等．几 种 添 加 剂 对 模 型 石 膏 性 能 的 影 响 ．现 代 技 术 陶 瓷 ，２００７（１）：６～１１
由表１可以看出，山 东 某 企 业 生 产 的 液 相 法 高 强 石 膏粉指标更接近台湾 母 模 石 膏 的 指 标，因 而 用 液 相 法 高
强石膏粉作为原料进行进一步试验研究。
表 １ 固 相 法 与 液 相 法 高 强 石 膏 粉 的 比 较
项目名称
标准稠度（％） 初凝时间（ｍｉｎ） 终凝时间（ｍｉｎ） 抗折强度（ＭＰａ） 膨胀系数（％）
试结果如表３所示。
从而能将用液相法工艺生产的α石膏粉调制成低膨胀母
表 ３ 液相法 α高强石膏粉性能测试结果
稠度 （％ ）
初凝时间 （ｍｉｎ）
凝结时间 （ｍｉｎ）
抗压强度 （ＭＰａ）
膨胀率 （％ ）
直径 （ｍｍ）
液相法高强石膏粉 液 相 法 高 强 石 膏 粉 ＋０．４６％ 阿 拉 伯 树 胶 粉 液 相 法 高 强 石 膏 粉 ＋０．５８％ 阿 拉 伯 树 胶 粉
·１８· 陶 瓷 Ｃｅｒａｍｉｃｓ 科技篇（研究与开发）２０１１年０９月（上）
陶瓷母模石膏
＊
的工艺配方研究
王文忠 赵建华
（山东金信新型建材有限公司 山东 平邑 ２７３３０５）
摘 要 陶瓷行业把用来浇注石膏模的模型称为母模，用石膏做母模材料不仅可以 满 足 树 脂 母 模 和 水 泥 母 模 的 强 度 、硬 度、光 洁 度、 使用寿命等工艺要求，同时可以降低工人劳动强度，降低环境污染，不危害工人健 康，还 可 以 回 收 再 利 用。 笔 者 采 用 国 内 液 相 法 高 强 石膏粉为原料，通过自配的抑制膨胀复合添加剂１有效抑制石膏的凝结膨胀率；通过减 水 剂 的 加 入 可 以 明 显 的 改 善 石 膏 硬 化 体 的 强 度；复合添加剂２的加入可以降低吸水率，提高石膏表面光洁度。经过对实验原料 膨 胀 系 数、强 度 和 吸 水 率 的 调 整 实 验 ，研 制 的 陶 瓷 母模石膏达到台湾母模石膏粉的指标。 关键词 陶瓷母模石膏 液相法高强石膏粉 膨胀系数 吸水率 配方研究 中 图 分 类 号 ：ＴＱ１７３．３ 文 献 标 识 码 ：Ｂ 文 章 编 号 ：１００２－２８７２（２０１１）０９－００１８－０３
前言
母模石膏（英 文 名 称 为 Ｃａｓｅ ｍｏｕｌｄ ｐｌａｓｔｅｒ）广 泛 应 用 于 陶 瓷 行 业 ，主 要 用 来 浇 注 石 膏 模 的 模 型 称 为 母 模 ，它 包 括 底 模 与 模 围 （或 型 心 与 模 围 ）。 现 阶 段 应 用 于 陶 瓷 行 业的母模主要有石膏 母 模 和 树 脂 母 模，另 外 有 少 量 的 水 泥母模和金属母模 等，这 些 一 般 很 少 使 用。 树 脂 母 模 虽 然 具 有 强 度 高 、硬 度 大 、光 洁 度 好 、使 用 寿 命 长 、可 以 回 收 等 优 点 ，但 劳 动 强 度 大 ，污 染 环 境 ，危 害 工 人 健 康 ；母 模 石 膏既具有树脂母模所 具 有 的 强 度 高、硬 度 大、光 洁 度 好、 使 用 寿 命 长 等 优 点 ，同 时 又 由 于 石 膏 模 具 轻 质 ，可 以 使 劳 动 强 度 降 低 ，且 石 膏 本 身 无 毒 、无 味 ，不 污 染 环 境 ，不 危 害 工 人 健 康 ，石 膏 模 具 还 可 以 回 收 利 用 ，因 此 越 来 越 多 的 生 产厂家使用绿色环保的陶瓷母模石膏来代替树脂母模。
５ 张高科，谢毅，朱瀛波，等．减 水 剂 对 石 膏 微 观 结 构 及 性 能 的 影 响 ．非 金 属 矿 ，２００３（５）：６～８
吸 水 率 （％ ）
自配母模粉
３８
１１
２５
４．６
０．１０
１１．２２
台湾母模粉
４０
２７
３８
４．５
０．０８
１１．８３
２ 结论
１）研 制 高 档 的 母 模 石 膏 需 要 纯 度 较 高 、结 晶 良 好 、强 度较高的柱状或针状高强石膏粉。
２）通过加入 抑 制 膨 胀 复 合 添 加 剂 １，可 以 明 显 的 降 低石膏硬化体的膨胀率。
３）通 过 减 水 剂 的 加 入 可 以 显 著 的 改 善 石 膏 硬 化 体 的 强 度 ，但 膨 胀 率 也 会 变 大 。
４）具 有 防 水 性 能 的 复 合 添 加 剂 ２ 不 但 能 够 起 到 降 低 吸水率的作用，并且具 有 一 定 的 抑 制 石 膏 硬 化 体 膨 胀 的 作用。
通过显微照片可以 发 现：液 相 法 高 强 石 膏 粉 的 晶 体 结 构 通 常 为 柱 状 结 构 或 针 状 结 构 ，因 而 强 度 高 、吸 水 率 较 小 ；固 相 法 石 膏 粉 为 片 状 结 构 ，因 而 强 度 低 而 且 吸 水 率 较 大 （如 图 １、图 ２、图 ３、图 ４ 所 示 ）。
模石膏。 １．３ 强 度 的 控 制
响不大。
为了提高母模石膏 的 强 度，笔 者 利 用 减 水 剂 对 液 相
２）自 配 抑 制 膨 胀 复 合 剂 １ 能 有 效 抑 制 石 膏 的 凝 结 膨
法α高强粉进行了稠 度、强 度、膨 胀 率 的 实 验，其 性 能 测
胀率，可将石膏的凝 结 膨 胀 率 从 ０．３８％ 降 低 到 ０．０７％，
液 相 法 高 强 石 膏 粉 ＋０．４７％ＳＭ 液 相 法 高 强 石 膏 粉 ＋０．７１％ＳＭ
３３ ２３ ２２ ２３ ２２
６ ９ １１ ４ ３
１２
２６．３
０．３８
７１
１Hale Waihona Puke ２４．３ ０．４８
６９
２３
２４．５
０．５０
７１
８
４２．５
０．５０
７２
６
５３．０
０．５３
７２
由表３可以看出： １）在稠度相同的情况下，ＳＭ 减 水 增 强 效 果 显 著，阿
膏制品是多孔结构，从 表 面 到 内 部 都 存 在 一 个 微 细 裂 缝 网，有一个庞大的内比 表 面 积，当 这 些 裂 缝 被 侵 蚀 时，水
拉 伯 树 胶 粉 虽 然 减 水 效 果 显 著 ，但 强 度 却 有 所 下 降 ，可 能
３５
膨胀率（％） ０．３８
０．３５
０．３０
０．３１
０．３８
０．３６
０．３８
０．２６
０．１７
吸水率（％） １３．２２ １４．５８
１５．１０
１１．２０
１３．２２
１２．８９
１３．４２
１２．８９
１０．６８
注 ：液 相 法 ，高 强 粉 。
·２０· 陶 瓷 Ｃｅｒａｍｉｃｓ 科技篇（研究与开发）２０１１年０９月（上）
１ 母模石膏的特点及研制方法
１．１ 母 模 石 膏 原 料 的 选 择 由于母模石膏经常 用 来 翻 制 工 作 模，需 要 其 表 面 光
洁 度 好 、强 度 高 、使 用 寿 命 长 ，故 选 择 纯 度 较 高 、强 度 较 高 的石膏粉作为原料。
在原料优选中，笔者 采 用 国 内 山 东 某 企 业 生 产 的 液 相法高强石膏粉和湖北某企业生产的固相法高强石膏粉 作 原 料 ；对 比 样 采 用 台 湾 永 昌 母 模 石 膏 作 为 目 标 样 品 ，对 比结果如表１所示。
空白
表 ２ 液 相 法 高 强 石 膏 粉 的 性 能 测 试 结 果
添 加 二 水 石 膏 （％ ）
添 加 柠 檬 酸 钠 （％ ）
添 加 复 合 外 加 剂 １（％ ）
０．５
１．０
１．５
０．０１
０．０２
０．０３
０．６
１．２
初 凝 （ｍｉｎ）
６
６
５
５
１５
２２
３２
５
４
终 凝 （ｍｉｎ）
度有较高要求以外，还 需 要 使 其 表 面 致 密、光 滑，否 则 由
表 面 光 洁 度 ，实 验 性 能 测 试 结 果 如 表 ４ 所 示 。
于其表面出现麻点，则 整 个 模 具 也 就 报 废 了。 但 由 于 石
表 ４ 防 水 复 合 添 加 剂 性 能 测 试 结 果
空白
初 凝 （ｍｉｎ）
从表４可以看出： １）加入水泥和胶 粉 都 能 在 一 定 程 度 上 降 低 吸 水 率，
但加入水泥量大的表 现 更 佳，同 时 水 泥 的 加 入 也 能 降 低