纸面石膏板生产过程中外加剂的相互影响

沈荣熹等

前言

纸面石膏板（以下均译为“石膏板”）的产品质量与生产工艺的改进均需要重新周密考虑其装备及工艺流程，其中某些装备的升级能立即见效。例如，新建或改建干燥设备可使能耗降低25%，增加原料使用的灵活性，并提高产品的强度。再如，改进料浆的冷却系统有助于获得更均质的产品并加速其凝固。用太阳能作能源，不仅可降低能耗，还可实现生产工艺的可持续性。

对石膏板生产过程的监控是同样重要的，因为需要加入多种外加剂在较窄的可控范围内调控工艺参数。几乎在所有的石膏板生产工厂中都使用的最重要的外加剂是分散剂[在原文中有时又称之为“流化剂” ，译文中均译为“分散剂” -译者注]与泡沫剂。这两种外加剂会相互影响，同时也会与其它外加剂有相互影响。为使石膏板生产线能保持最高的生产率，必须慎重选用外加剂。

1 工艺要求

石膏板生产过程中板芯是由简单的化学反应形成的：熟石膏（即“半水硫酸钙”，CaSO4·1/2）与水拌合后即按其溶解度常数溶解于水中，比半水石膏溶解度小的二水石膏则由溶液中析出而形成相互穿插的结晶体网络，并在凝固后提供强度。上述过程可在图1中看出，图中X点标志溶解/析出过程中溶液的浓度，此点对半水石膏是不饱和的，而对二水石膏则是过饱和的。

在石膏板生产过程中，有许多对工艺控制十分严格的技术要求，诸如：

与水拌合后，石膏的凝固应在3min到4min内完成，在搅拌机内不出现闪凝现象；

必须保证石膏板芯与护面纸的牢固粘结；

石膏板的力学性能（包括抗折强度与徐变）必须符合标准的规定，应防止出现脆性的边缘；

在保证石膏板力学性能的前提下，应尽可能降低板的自重；

石膏板的孔隙率既要保证板在干燥机内可快速而又均匀地被烘干，又不致过度干燥。

为了完全满足上述的要求，就需要在石膏板生产过程中使用多种外加剂。每一种外加剂既有其自身的作用，但又会与其它外加剂有相互影响，因而使工艺控制十分复杂，为此必须通过事先试验掌握好调控技术。以下作者提供使石膏板工艺过程能达到优化的通用导则。

2 分散剂

根据化学计算，半水石膏完全水化成二水石膏的需水量，按水与半水石膏的重量比（水膏比w/p）为0.19。但是，在制造石膏板时为使流动性好的石膏料浆能均匀地填充到顶层与底层的护面纸之间，必须使用更高的需水量，一般情况下w/p要达到0.7。石膏板芯凝固后，其中剩余的水分则在干燥过程中蒸发，因而在板芯中留下孔隙。这些孔隙的存在是合适的，因有助于降低板的重量，此种多余的水分应视为对石膏板的质量是无害的。

现代化的石膏板生产线的运行速度一般为100 m/min，据此，蒸发板芯中所含有的500 kg/min左右的水必须消耗1200Mj/min以上的热量。通常在保持石膏料浆流动性的前提下，降低其需水量对生产厂有显著的经济效益，由此不难理解为何在石膏板生产过程中要加入分散剂。但是，w/p不应降低至一定的限值，通常此限值大致为0.55-0.60，否则会导致板芯凝固的延缓。这是因为半水石膏的水化是一放热反应，料浆温度随w/p的下降而升高。图2显示100%的β型半水石膏的水膏比对料浆温度的影响。此种半水石膏料浆是用二水石膏煅烧后降温至80℃，再与15℃的水混合制成的。

由图3可知，料浆温度的升高可导致半水石膏与二水石膏溶解度差值的降低，从而降低了二水石膏析出的驱动力，并延缓了石膏浆体的凝固。一个较好的冷却系统，即使使用较少的水量就可降低料浆温度，并可体现经济效益，同时还可使水化后的半水石膏获得较好的相组成，具有较少的石膏残渣及可溶性无水石膏。

3 分散剂与促凝剂的相互影响

因加入分散剂而使料浆的w/p的下降幅度过大，导致料浆的缓凝，原则上可通过加入钾碱即K2SO4来弥补。因为钾碱可增加半水石膏与二水石膏溶解度的差值。但若在料浆中加入过量的碱金属离子将会削弱石膏板芯与护面纸的粘结。

此外，改变半水石膏与二水石膏溶解度差值会影响所析出的二水石晶体的尺度，因为提高晶核的形成速度，可降低晶体的尺度，反之也然。改变晶体的尺度，可导致石膏板力学性能和出现脆性边缘的倾向发生变化，同时也会影响石膏板芯与护面纸的粘结。

4 分散剂与泡沫剂的相互影响

加入分散剂降低料浆的w/p值，可制得孔隙率较低的石膏板，但由于增加了板单位面积石膏的用量，因而增加了板的重量及成本。为此，必须在搅拌机内加入泡沫来弥补。

当板芯中多余的水分使孔隙率难于调控时，通过控制由泡沫导入的孔隙的尺度及其分布，具有技术上的优越性。为此，对分散剂的基本要求是它不应影响泡沫剂，既不会抑制泡沫，又不致增多泡沫，否则将难以保证工艺控制的稳定性。

5 用聚萘磺酸钙作分散剂

在生产石膏板时，为使分散剂对泡沫剂无影响，宜选用聚萘磺酸钙（Ca-NSF）作分散剂。该分散剂具有下列的优点：

对所析出的二水石膏晶体的形状与尺度影响较小；

减水效果较好；

不干扰泡沫的形成；

不影响碱金属离子的含量，并对石膏板芯与护面纸的粘结无不良影响。

虽然有些分散剂的分散效果比Ca-NSF更好，但不利于工艺控制，因为这些分散剂的减水率太大，会导致石膏浆体的缓凝，其理由如前所述。同时这些分散剂还会与泡沫剂起作用而导致料浆密度的不均衡性。

此外

6 分散剂对环境的影响

Ca-NSF的使用曾受到监控，因在其缩聚过程中会剩余少量（100～300ppm）的游离甲醛。国际癌症研究机构将甲醛归属为“己知的人体致癌物”，而欧共体则将甲醛归属为“尚无充分证据的可能致癌物”。欧盟对它的危害性的评定是“吸入、与皮肤接触或吞食则有毒性，致癌的论据尚不足，与皮肤接触可引起过敏”。

世界卫生组织曾建议空气中甲醛的含量不宜超过100μg/m3（30min的平均数）。欧盟通过在世界范围内所收集的信息的汇总，则认为“当空气中甲醛的含量为30μg/m3，未观察到有不良反应”。

室内空气中甲醛的含量通常高于室外。根据澳大利亚NICNAS所提供的数据，由于建筑材料释放甲醛以及室内有限的通风条件，室内空气中甲醛的含量最高可达室外空气中甲醛的含量的16倍。根据英国资料所得出的房屋的使用期与室内空气中甲醛含量的对应关系，如图5所示（依据英国建筑研究院环保专家所测得的建筑材料对室内空气质量的影响）。

某些建筑材料有可能是室内空气中甲醛的散发源，尤其是粘结剂、刨花板与中密度纤维板，而石膏板所散发的甲醛是较少的。图6是根据欧洲建筑业联合会所制定的方案，由INDOOTRON对一30m2的房间内几种建筑材料的甲醛散发量的测定结果。

为防止石膏板生产线的工作环境中或已安装石膏板的建筑物中，因石膏板芯中所含分散剂释放甲醛可能对室内环境引起的污染，可使用新开发的Ca-NSF，即Fluplast 40，此种分散剂不含有可检测出的游离甲醛。

7 泡沫剂

为制得易于加工、便于安装的轻质石膏板，需要在搅拌机中加入泡沫剂。当加入分散剂降低料浆的w/p值时，为补偿因用水量的减少而导致石膏板体积密度的增大，必须增加板芯中泡沫的含量。

在石膏板中，空气占有70%以上的容积，为保持板的强度并使泡沫在板芯中均匀分布，必须慎重选择泡沫的尺度与分布，尤其是不允许有泡沫聚集在护面纸下，否则会削弱板芯与护面纸的粘结，甚至导致二者的分离。

在石膏板生产过程中，泡沫的生成及其在石膏料浆中的分布是很关键的。泡沫是在一发生器中，使加入于水中的表面活性剂溶液与压缩空气相搅拌而生成的。所生成的泡沫被送入柱销式搅拌机的石膏料浆中。连接泡沫发生器与柱销式搅拌机的管道的长度与直径也是很重要的，可起着泡沫助发剂的作用。

由于下列原因使得该操作的控制会相当困难：首先，泡沫是一种失衡的材料，会排出水分，变得粗大，其次，因泡沫膜层的破裂而使泡沫相互接合。

图7（a）显示最初空气含量φ=0.95的试验性泡沫，其半径随时间而增大的趋向。图7（b）显示此种泡沫在不同高度的脱水情况。

泡沫的性质取决于气体的含量φ，加入石膏料浆中的泡沫的φ值一般在0.92左右，这些泡沫已接近干燥极限。虽然这些泡沫是由空气与表面活性物质所生成的，但具有很多不寻常的性能，例如存在屈服应力。通常屈服应力仅与固体物质有关连。

泡沫的屈服应力取决于气体含量、表面张力与尺度，并随泡沫的发展而变化。此屈服应力，或按广义来说是泡沫的流变性，必须与石膏料浆的水膏比有合适的匹配来保证泡沫能均匀地分布在石膏料浆中，不致出现泡沫的剪切缠绕以及泡沫与料浆的分离。图8显示在泡沫与料浆混合过程中所发生的泡沫剪切缠绕。

泡沫的尺度分布，泡沫的密度与表面张力和石膏料浆的粘度之间存在着高度的非线性关系，因而要求采用一种比精细化学更高的调控技术。如果为了降低能耗与生产成本，在表面活性剂溶液中使用可控制泡沫剪切应力的分子量高的聚合物，并加有可形成薄膜的聚合物以促进石膏板芯干燥时，这种情况会显得更加复杂。

为此，在分散剂与泡沫剂的选用上，应使二者匹配得当，否则因缺少对许多相互影响因素的了解而发生的任何变化，有可能导致难以预测的后果。

另一方面，正确选定可相互匹配的分散剂与泡沫剂，对节能与节材均起很大作用，因为可减少蒸发水的用量，使多孔的石膏板易于烘干，并可生产出质量较轻的石膏板，并使石膏用量可减少12%。

为达到在石膏板中因存在泡沫而带来的上述效益，必须正确控制好泡沫尺度的分布，为此通常均使用复合的表面活性剂，这样在石膏板芯中既可存在很多小泡沫，又有较少量的分离的大泡沫。虽然这些大泡沫的数量不多，却占有较大的体积份额，从而使石膏板有可能在不影响其力学性能的前提下降低体积密度。

8 泡沫剂与防水剂的相互影响

关于使用泡沫剂的最后应关注的是，曾经发现过含有非离子型聚乙二醇的表面活性剂（例如，烷基乙醚磺酸盐）[此为泡沫剂-译者注]与聚甲基含氢硅氧烷（PMHS）[此为防水剂-译者注]之间存在不相容性。若二者同时使用，在板坯的干燥阶段，护面纸下会出现大的空气泡，这会阻碍板的输送，甚至于还会因而停机。

尽管至今还未完全弄清这种不相容性，看来很可能是由于表面活性剂与PMHS发生反应生成氢气所致。这种反应并不发生于最初的石膏料浆中，而是延缓到石膏板凝固并接近干燥线的终点时，由于产生气体而在护面纸下形成气泡。

9 减轻徐变的外加剂

在石膏板使用过程中应有较好的尺寸稳定性。在某些使用条件下，尤其是在高温度与高湿度的环境中，石膏板会在其自重作用下发生永久性的变形。为部分地克服这一问题，防止板的下垂或起穹，可在石膏料浆中加入少量硼酸，其掺量约为熟石膏量的0.1%。硼酸在石膏料浆中可促进大体积二水石膏晶体的生成，而不致生成长的针状晶体。

大体积二水石膏晶体可使石膏板具有较好的刚性。当有泡沫存在时，通过硼酸与淀粉的相互作用，还有助于增进板芯与护面纸的粘结。

在石膏料浆中加入含有亚磷酸的外加剂，例如，三甲基磷酸钠（STMP）或六亚甲基-二胺-四亚甲基-磷酸（HMDTMP），可对提高石膏板的强度和减少徐变起重要作用。这些外加剂也可通过改变石膏板芯的结构与泡沫剂发生作用。通常在使用这些外加剂时，应减少泡沫剂的用量。这些外加剂的作用在于减缓二水石膏晶体的可溶性，尤其是减缓二水石膏晶体在压力影响下的可溶性，因而显著减少了石膏板的徐变倾向。

10 结论

在石膏板的生产过程中使用了多种不同的外加剂以满足现代化装备的高生产率，并使制品在强度、体积密度与使用环境的适应性等方面符合要求。同时，通过使用外加剂生产线应在任何场合，均应达到高能效与高材质。

每一种外加剂均有各自的作用，但必然也会对其它的外加剂和工艺过程发生影响，这是因为任何一种加入于料浆中的化合物均会影响二水石膏的结晶。

二水石膏晶体的析出速度及其形状与尺度均是会有变化的，从而影响到生产过程与产品性能。此外，所选用的外加剂对石膏板生产环境与室内使用环境的适应性也是必须考虑的前提。

由于上述的这些复杂性，有时还会有互相抵触的要求，为此所选用的各种外加剂必须是相容的。改变一种外加剂往往会对石膏板的生产过程和最终的产品带来难以预期的后果。

（译自“global gypsum” 2012年11月）

世界卫生组织曾建议空气中甲醛的含量不宜超过100μg/m3（30min的平均数）。欧盟通过在世界范围内所收集的信息的汇总，则认为“当空气中甲醛的含量为30μg/m3，未观察到有不良反应”。

室内空气中甲醛的含量通常高于室外。根据澳大利亚NICNAS所提供的数据，由于建筑材料释放甲醛以及室内有限的通风条件，室内空气中甲醛的含量最高可达室外空气中甲醛的含量的16倍。根据英国资料所得出的房屋的使用期与室内空气中甲醛含量的对应关系，如图5所示（依据英国建筑研究院环保专家所测得的建筑材料对室内空气质量的影响）。

某些建筑材料有可能是室内空气中甲醛的散发源，尤其是粘结剂、刨花板与中密度纤维板，而石膏板所散发的甲醛是较少的。图6是根据欧洲建筑业联合会所制定的方案，由INDOOTRON对一30m2的房间内几种建筑材料的甲醛散发量的测定结果。

为防止石膏板生产线的工作环境中或已安装石膏板的建筑物中，因石膏板芯中所含分散剂释放甲醛可能对室内环境引起的污染，可使用新开发的Ca-NSF，即Fluplast 40，此种分散剂不含有可检测出的游离甲醛。

7 泡沫剂

为制得易于加工、便于安装的轻质石膏板，需要在搅拌机中加入泡沫剂。当加入分散剂降低料浆的w/p值时，为补偿因用水量的减少而导致石膏板体积密度的增大，必须增加板芯中泡沫的含量。

在石膏板中，空气占有70%以上的容积，为保持板的强度并使泡沫在板芯中均匀分布，必须慎重选择泡沫的尺度与分布，尤其是不允许有泡沫聚集在护面纸下，否则会削弱板芯与护面纸的粘结，甚至导致二者的分离。

在石膏板生产过程中，泡沫的生成及其在石膏料浆中的分布是很关键的。泡沫是在一发生器中，使加入于水中的表面活性剂溶液与压缩空气相搅拌而生成的。所生成的泡沫被送入柱销式搅拌机的石膏料浆中。连接泡沫发生器与柱销式搅拌机的管道的长度与直径也是很重要的，可起着泡沫助发剂的作用。

由于下列原因使得该操作的控制会相当困难：首先，泡沫是一种失衡的材料，会排出水分，变得粗大，其次，因泡沫膜层的破裂而使泡沫相互接合。

图7（a）显示最初空气含量φ=0.95的试验性泡沫，其半径随时间而增大的趋向。图7（b）显示此种泡沫在不同高度的脱水情况。

泡沫的性质取决于气体的含量φ，加入石膏料浆中的泡沫的φ值一般在0.92左右，这些泡沫已接近干燥极限。虽然这些泡沫是由空气与表面活性物质所生成的，但具有很多不寻常的性能，例如存在屈服应力。通常屈服应力仅与固体物质有关连。

泡沫的屈服应力取决于气体含量、表面张力与尺度，并随泡沫的发展而变化。此屈服应力，或按广义来说是泡沫的流变性，必须与石膏料浆的水膏比有合适的匹配来保证泡沫能均匀地分布在石膏料浆中，不致出现泡沫的剪切缠绕以及泡沫与料浆的分离。图8显示在泡沫与料浆混合过程中所发生的泡沫剪切缠绕。

泡沫的尺度分布，泡沫的密度与表面张力和石膏料浆的粘度之间存在着高度的非线性关系，因而要求采用一种比精细化学更高的调控技术。如果为了降低能耗与生产成本，在表面活性剂溶液中使用可控制泡沫剪切应力的分子量高的聚合物，并加有可形成薄膜的聚合物以促进石膏板芯干燥时，这种情况会显得更加复杂。

为此，在分散剂与泡沫剂的选用上，应使二者匹配得当，否则因缺少对许多相互影响因素的了解而发生的任何变化，有可能导致难以预测的后果。

另一方面，正确选定可相互匹配的分散剂与泡沫剂，对节能与节材均起很大作用，因为可减少蒸发水的用量，使多孔的石膏板易于烘干，并可生产出质量较轻的石膏板，并使石膏用量可减少12%。

为达到在石膏板中因存在泡沫而带来的上述效益，必须正确控制好泡沫尺度的分布，为此通常均使用复合的表面活性剂，这样在石膏板芯中既可存在很多小泡沫，又有较少量的分离的大泡沫。虽然这些大泡沫的数量不多，却占有较大的体积份额，从而使石膏板有可能在不影响其力学性能的前提下降低体积密度。

8 泡沫剂与防水剂的相互影响

关于使用泡沫剂的最后应关注的是，曾经发现过含有非离子型聚乙二醇的表面活性剂（例如，烷基乙醚磺酸盐）[此为泡沫剂-译者注]与聚甲基含氢硅氧烷（PMHS）[此为防水剂-译者注]之间存在不相容性。若二者同时使用，在板坯的干燥阶段，护面纸下会出现大的空气泡，这会阻碍板的输送，甚至于还会因而停机。

尽管至今还未完全弄清这种不相容性，看来很可能是由于表面活性剂与PMHS发生反应生成氢气所致。这种反应并不发生于最初的石膏料浆中，而是延缓到石膏板凝固并接近干燥线的终点时，由于产生气体而在护面纸下形成气泡。

9 减轻徐变的外加剂

在石膏板使用过程中应有较好的尺寸稳定性。在某些使用条件下，尤其是在高温度与高湿度的环境中，石膏板会在其自重作用下发生永久性的变形。为部分地克服这一问题，防止板的下垂或起穹，可在石膏料浆中加入少量硼酸，其掺量约为熟石膏量的0.1%。硼酸在石膏料浆中可促进大体积二水石膏晶体的生成，而不致生成长的针状晶体。

大体积二水石膏晶体可使石膏板具有较好的刚性。当有泡沫存在时，通过硼酸与淀粉的相互作用，还有助于增进板芯与护面纸的粘结。

在石膏料浆中加入含有亚磷酸的外加剂，例如，三甲基磷酸钠（STMP）或六亚甲基-二胺-四亚甲基-磷酸（HMDTMP），可对提高石膏板的强度和减少徐变起重要作用。这些外加剂也可通过改变石膏板芯的结构与泡沫剂发生作用。通常在使用这些外加剂时，应减少泡沫剂的用量。这些外加剂的作用在于减缓二水石膏晶体的可溶性，尤其是减缓二水石膏晶体在压力影响下的可溶性，因而显著减少了石膏板的徐变倾向。

10 结论

在石膏板的生产过程中使用了多种不同的外加剂以满足现代化装备的高生产率，并使制品在强度、体积密度与使用环境的适应性等方面符合要求。同时，通过使用外加剂生产线应在任何场合，均应达到高能效与高材质。

每一种外加剂均有各自的作用，但必然也会对其它的外加剂和工艺过程发生影响，这是因为任何一种加入于料浆中的化合物均会影响二水石膏的结晶。

二水石膏晶体的析出速度及其形状与尺度均是会有变化的，从而影响到生产过程与产品性能。此外，所选用的外加剂对石膏板生产环境与室内使用环境的适应性也是必须考虑的前提。

由于上述的这些复杂性，有时还会有互相抵触的要求，为此所选用的各种外加剂必须是相容的。改变一种外加剂往往会对石膏板的生产过程和最终的产品带来难以预期的后果。

（译自“global gypsum” 2012年11月）

世界卫生组织曾建议空气中甲醛的含量不宜超过100μg/m3（30min的平均数）。欧盟通过在世界范围内所收集的信息的汇总，则认为“当空气中甲醛的含量为30μg/m3，未观察到有不良反应”。

室内空气中甲醛的含量通常高于室外。根据澳大利亚NICNAS所提供的数据，由于建筑材料释放甲醛以及室内有限的通风条件，室内空气中甲醛的含量最高可达室外空气中甲醛的含量的16倍。根据英国资料所得出的房屋的使用期与室内空气中甲醛含量的对应关系，如图5所示（依据英国建筑研究院环保专家所测得的建筑材料对室内空气质量的影响）。

某些建筑材料有可能是室内空气中甲醛的散发源，尤其是粘结剂、刨花板与中密度纤维板，而石膏板所散发的甲醛是较少的。图6是根据欧洲建筑业联合会所制定的方案，由INDOOTRON对一30m2的房间内几种建筑材料的甲醛散发量的测定结果。

为防止石膏板生产线的工作环境中或已安装石膏板的建筑物中，因石膏板芯中所含分散剂释放甲醛可能对室内环境引起的污染，可使用新开发的Ca-NSF，即Fluplast 40，此种分散剂不含有可检测出的游离甲醛。

7 泡沫剂

为制得易于加工、便于安装的轻质石膏板，需要在搅拌机中加入泡沫剂。当加入分散剂降低料浆的w/p值时，为补偿因用水量的减少而导致石膏板体积密度的增大，必须增加板芯中泡沫的含量。

在石膏板中，空气占有70%以上的容积，为保持板的强度并使泡沫在板芯中均匀分布，必须慎重选择泡沫的尺度与分布，尤其是不允许有泡沫聚集在护面纸下，否则会削弱板芯与护面纸的粘结，甚至导致二者的分离。

在石膏板生产过程中，泡沫的生成及其在石膏料浆中的分布是很关键的。泡沫是在一发生器中，使加入于水中的表面活性剂溶液与压缩空气相搅拌而生成的。所生成的泡沫被送入柱销式搅拌机的石膏料浆中。连接泡沫发生器与柱销式搅拌机的管道的长度与直径也是很重要的，可起着泡沫助发剂的作用。

由于下列原因使得该操作的控制会相当困难：首先，泡沫是一种失衡的材料，会排出水分，变得粗大，其次，因泡沫膜层的破裂而使泡沫相互接合。

图7（a）显示最初空气含量φ=0.95的试验性泡沫，其半径随时间而增大的趋向。图7（b）显示此种泡沫在不同高度的脱水情况。

泡沫的性质取决于气体的含量φ，加入石膏料浆中的泡沫的φ值一般在0.92左右，这些泡沫已接近干燥极限。虽然这些泡沫是由空气与表面活性物质所生成的，但具有很多不寻常的性能，例如存在屈服应力。通常屈服应力仅与固体物质有关连。

泡沫的屈服应力取决于气体含量、表面张力与尺度，并随泡沫的发展而变化。此屈服应力，或按广义来说是泡沫的流变性，必须与石膏料浆的水膏比有合适的匹配来保证泡沫能均匀地分布在石膏料浆中，不致出现泡沫的剪切缠绕以及泡沫与料浆的分离。图8显示在泡沫与料浆混合过程中所发生的泡沫剪切缠绕。

泡沫的尺度分布，泡沫的密度与表面张力和石膏料浆的粘度之间存在着高度的非线性关系，因而要求采用一种比精细化学更高的调控技术。如果为了降低能耗与生产成本，在表面活性剂溶液中使用可控制泡沫剪切应力的分子量高的聚合物，并加有可形成薄膜的聚合物以促进石膏板芯干燥时，这种情况会显得更加复杂。

为此，在分散剂与泡沫剂的选用上，应使二者匹配得当，否则因缺少对许多相互影响因素的了解而发生的任何变化，有可能导致难以预测的后果。

另一方面，正确选定可相互匹配的分散剂与泡沫剂，对节能与节材均起很大作用，因为可减少蒸发水的用量，使多孔的石膏板易于烘干，并可生产出质量较轻的石膏板，并使石膏用量可减少12%。

为达到在石膏板中因存在泡沫而带来的上述效益，必须正确控制好泡沫尺度的分布，为此通常均使用复合的表面活性剂，这样在石膏板芯中既可存在很多小泡沫，又有较少量的分离的大泡沫。虽然这些大泡沫的数量不多，却占有较大的体积份额，从而使石膏板有可能在不影响其力学性能的前提下降低体积密度。

8 泡沫剂与防水剂的相互影响

关于使用泡沫剂的最后应关注的是，曾经发现过含有非离子型聚乙二醇的表面活性剂（例如，烷基乙醚磺酸盐）[此为泡沫剂-译者注]与聚甲基含氢硅氧烷（PMHS）[此为防水剂-译者注]之间存在不相容性。若二者同时使用，在板坯的干燥阶段，护面纸下会出现大的空气泡，这会阻碍板的输送，甚至于还会因而停机。

尽管至今还未完全弄清这种不相容性，看来很可能是由于表面活性剂与PMHS发生反应生成氢气所致。这种反应并不发生于最初的石膏料浆中，而是延缓到石膏板凝固并接近干燥线的终点时，由于产生气体而在护面纸下形成气泡。

9 减轻徐变的外加剂

在石膏板使用过程中应有较好的尺寸稳定性。在某些使用条件下，尤其是在高温度与高湿度的环境中，石膏板会在其自重作用下发生永久性的变形。为部分地克服这一问题，防止板的下垂或起穹，可在石膏料浆中加入少量硼酸，其掺量约为熟石膏量的0.1%。硼酸在石膏料浆中可促进大体积二水石膏晶体的生成，而不致生成长的针状晶体。

大体积二水石膏晶体可使石膏板具有较好的刚性。当有泡沫存在时，通过硼酸与淀粉的相互作用，还有助于增进板芯与护面纸的粘结。

在石膏料浆中加入含有亚磷酸的外加剂，例如，三甲基磷酸钠（STMP）或六亚甲基-二胺-四亚甲基-磷酸（HMDTMP），可对提高石膏板的强度和减少徐变起重要作用。这些外加剂也可通过改变石膏板芯的结构与泡沫剂发生作用。通常在使用这些外加剂时，应减少泡沫剂的用量。这些外加剂的作用在于减缓二水石膏晶体的可溶性，尤其是减缓二水石膏晶体在压力影响下的可溶性，因而显著减少了石膏板的徐变倾向。

10 结论

在石膏板的生产过程中使用了多种不同的外加剂以满足现代化装备的高生产率，并使制品在强度、体积密度与使用环境的适应性等方面符合要求。同时，通过使用外加剂生产线应在任何场合，均应达到高能效与高材质。

每一种外加剂均有各自的作用，但必然也会对其它的外加剂和工艺过程发生影响，这是因为任何一种加入于料浆中的化合物均会影响二水石膏的结晶。

二水石膏晶体的析出速度及其形状与尺度均是会有变化的，从而影响到生产过程与产品性能。此外，所选用的外加剂对石膏板生产环境与室内使用环境的适应性也是必须考虑的前提。

由于上述的这些复杂性，有时还会有互相抵触的要求，为此所选用的各种外加剂必须是相容的。改变一种外加剂往往会对石膏板的生产过程和最终的产品带来难以预期的后果。

（译自“global gypsum” 2012年11月）