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紙面石膏板是以生石膏( CaSO4·2H2O)為主要原料， 經煅燒成建筑石膏后，按照工藝要求摻加一些改性外加劑和粘接劑改性淀粉等，與適量的水攪拌均勻后，注入上下兩層護面紙之間成型為不同規格的板材，再用適宜的干燥制度進行烘干。該生產技術基于生石膏在一定的煅燒溫度下脫水生成建筑石膏，建筑石膏遇水后再水化形成二水石膏，生產過程涉及的化學反應主要為：
因此在紙面石膏板生產過程中，有三道工序涉及到石膏中結晶水的測試，它們分別是：煅燒前通過測定生石膏中的結晶水來監控原料;煅燒時通過測定建筑石膏中的結晶水來監控炒料;通過測定成品板中各層的結晶水來監控產品質量和質量分析等。為了獲得準確的數據指導紙面石膏板生產， 本課題設計了三類設備配合四種方法來進行紙面石膏板生產過程中三種石膏物態的結晶水測定的研究方案。
2 、研究過程
2.1生石膏結晶水測定
(1)標準法。GB/T5484-2000《石膏化學分析方法》規定，稱取 1g 試樣于稱量瓶中，在 230±5℃的烘箱中脫水至恒重來測定石膏結晶水。測試結果見表 1：
(2)歐洲 VGB 法。VGB-M701e 《Analysis of FGDP Gypsum》規定，稱取適量試樣于坩堝中，在 360℃的馬弗爐中脫水至恒重來測定石膏結晶水。該方法沒有明確規定坩堝是否需要帶蓋，因此本課題采取兩種操作方式進行實驗。
操作方式 1：稱取 1g 試樣于去蓋坩堝中，在 360℃的馬弗爐中脫水至恒重來測定石膏結晶水。測試結果見表 2：
操作方式 2：稱取 1g 試樣于帶蓋坩堝中，在 360℃的馬弗爐中開蓋脫水至恒重來測定石膏結晶水。坩堝在干燥器中蓋上坩堝蓋冷卻，測試結果見表 3：
(3)水分儀快速法。水分儀快速法規定，設定水分儀的工作溫度為 200℃，稱取 5g 試樣于烘樣盤中進行測定。本課題選取了兩種水分分析儀來進行實驗：紅外快速水分儀(A) 與鹵素燈快速水分儀(B)測試結果見表 4：
(4)不同溫度下生石膏結晶水測定結果比較。本課題采用馬弗爐中脫水至恒重來測定石膏結晶水的測定方法，選取了四個溫度點：360℃(a 溫度點)、390℃(b 溫度點)、42 0℃(c 溫度點)、450℃(d 溫度點)。操作方式采取 2.1.2 中的操作方式 1，測試結果見表 5：
從表 5 可以看出，3#試樣、5#試樣、6#試樣、7#試樣與 9 #
試樣隨脫水溫度的升高，結晶水測試值呈明顯的增大趨勢。
(5)石膏化學分析。為了更好的分析脫水溫度影響結晶水測試值的原因，本課題對各試樣進行了石膏組成全項分析，分析結果見表 6：
從表 6 可以看出，3#試樣、5#試樣、6 #試樣、7#試樣與9#試樣中雜質組分百分含量超高，從而導致隨結晶水測試值受脫水溫度影響明顯。
2.2建筑石膏結晶水測定
本課題選取了六個代表試樣，分別采用 GB/T5484 標準法、歐洲 VGB 法和水分儀快速法進行對比測試，測試結果見表 7：
從表 7 可以看出，GB/T5484 標準法與歐洲 VGB 帶蓋操作法的測試結果完全一致，水分儀快速法的測試結果也在誤差允許范圍內，可以在生產控制過程中使用。
2.3紙面石膏板各層結晶水測定
(1)GB/ T5484 標準法與與歐洲 VGB。紙面石膏板各層結晶水測定包括上莢層結晶水、下莢層結晶水、板芯結晶水測定。本課題選取了六個代表試樣，分別采用 GB/T5484 標準法和歐洲 VGB 法進行對比測試，測試結果見表 8：
從表 8 可以看出，紙面石膏板莢層中改性淀粉膠膜影響其結晶水測定，測試數據不可靠。
注：1#-4#試樣配方中含改性淀粉，5#與 6#試樣配方中不含改性淀粉。
(2)快速水分儀脫水還原法。脫水還原法業內習慣稱謝氏法，這是一種石膏品位測定方法。其工作原理是二水石膏(DH)在 128℃左右時脫去部分結晶水，轉化成半水石膏(HH)和可溶性無水石膏(AⅢ)，然后向該物態體系中加入 95%的酒精，使可溶性無水石膏(AⅢ)水化為半水石膏(HH )，通過測定重量差值來計算出石膏中結晶水的含量，并依此計算出石膏的品位。本課題設計了快速水分儀 115℃脫水，加入 95%酒精后快速水分儀 50℃烘干的實驗方案，測試結果見表 9：
從表 9 可以看出，快速水分儀脫水還原法去除了紙面石膏板莢層中改性淀粉膠膜影響，測定結果可靠。
3 、結論
通過三類設備配合四種實驗方法，分別測定紙面石膏板生產中涉及的三種石膏物態的結晶水，最終得出如下結論：
(1)生石膏結晶水測定按照 GB/T5484 規定的方法或VGB-M701e 《Analysis of FGDPGypsum》規定的方法加蓋冷卻進行操作，測試結果可靠;
(2)建筑石膏(熟石膏粉)結晶水按照GB/T5484 規定的方法或 VGB-M701e《Analysis of FGDP Gypsum》規定的方法加蓋冷卻進行操作，以及快速水分儀 200℃脫水操作，測試結果均可靠;
紙面石膏板各層石膏結晶水采用快速水分儀脫水還原方法進行操作，去除了莢層中改性淀粉膠膜對測試結果的干擾，測試結果可靠的。
紙面石膏板生產中石膏結晶水測試方法探索研究 最新評論:
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