石膏粉性能检测方法

哈尔滨石膏粉性能的一项重要的指标。其关系到模型的强度、表面硬度以及光滑度。表示细度的方法有筛目（美国标准局筛规格，每一直线英寸的筛孔数）、粒径（mm）、比表面积（cm2/g）。一般用筛目（目数）表示石膏粉的细度，目数值越大，表示石膏粉越细。一般而言，石膏粉的细度越细，其颗粒的比表面积大，与水的接触面积大，与水结合后反应充分，形成的网络结构多，则模型强度越高，但吸水率相应降低。

石膏粉有两种晶型，一是β石膏粉（也称普通石膏粉），另一是α石膏粉（也称高强石膏粉）。β石膏粉的细度糙，一般在80～90目，标准稠度需水量大，模型强度低；α石膏粉的细度细，一般在100～180目，标准稠度需水量小，模型强度高。

目前国内卫生陶瓷生产做石膏模型用的石膏粉一般在100～120目，高不超过160目。而国外使用的石膏粉的细度在180～250目，这也是他们石膏模型质量总体比我们好的原因之一。

在我国早期的卫生陶瓷生产中，由于是地摊生产且对石膏模型强度等要求不高，一般采用普通的β石膏粉，细度一般在80～90目，且一般是企业自己采购石膏矿石，然后破碎、粉碎，自炒自用；而从上世纪八十年代末、九十年代初开始，随着机械化组合立式浇注成型工艺技术装备的国外引进，以及国内组合立式浇注成型工艺技术的发展，对石膏模型乃至石膏粉的强度、质量要求提高，高强度α石膏粉（一般在100～120目）得到广泛应用。

检测石膏粉细度（目数）的方法：一般采用筛分法，检测、计算其筛余量。检测时筛余量应符合表1的规定，无残渣全通过更好。在实际生产中，针对你所使用（所知道）石膏粉的目数，选择标准筛的目数。

检测步骤如下：

①取待测样品约60g置于电热鼓风干燥箱中，在40±4℃下烘干至恒重，将烘干后的试样放入干燥器中冷却备用（注：当有效干燥时间相隔1h的两次称量之差不超过±0.2g时，即为恒重）。

②准确称取50±0.1g试样置于筛内，用手指轻轻压碎团块，盖上筛盖，套上筛盘，按以下方法进行操作：一只手拿住筛，略为倾斜，摇动筛子，使其撞击另一只手，摇动的速度为每分钟125次，筛摆的幅度约为20cm。每摇动25次应使筛子向一定方向旋转90度角，使试样均匀散开（也可采用机械振动法过筛），直到筛到1min内通过筛子的试样少于0.1g时为止，称取筛上物质量（筛余），准确至0.01g。

③按以下公式计算筛余量:C=B/A×100%

式中：C—筛余量，%；

B—筛上物的质量，单位为克（g）；

A—试样的原始质量，单位为克（g）；

如果某种石膏粉之前不知道其细度（目数），可采用套筛（比如80目、100目、120目、140目、160目、180目等），机械振动法过筛，检测各筛目筛余量，以确定该石膏粉的细度（目数）到底是多少，也可以反映出该石膏粉的细度（颗粒）分布。

二、关于凝结时间

凝结时间包括初凝时间和终凝时间。初凝时间是在标稠（标准稠度）用水量下，从石膏粉撒入水中至石膏浆失去流动性开始变稠时所经过的时间；终凝时间是在标稠用水量下，从石膏粉撒入水中到石膏浆体固化时所经过的时间。按相关标准，质量合格石膏粉凝结时间应该是：在标准稠度下，一般初凝时间不小于7min，终凝时间不大于30min。

凝结时间是注模制造中重要的技术参数。适宜的凝结时间是石膏粉生产中能否正常使用的先决和必要的条件。生产中我们需要石膏粉的凝结时间“初凝不要过短、终凝不要过长”，或者说，“初凝时间长一点、终凝时间短一点”。因为，初凝时间过短或终凝时间过长都不好，都会影响生产。初凝时间太短，小于7min，表现为生产中注桶，耽误生产；若终凝时间太长，远大于30min，表现为注模时浆体太稀易跑浆，甚至石膏浆不凝固，也影响生产。在大生产中，结合实际，考虑到操作等各种因素，初凝时间掌握在12min左右，终凝时间掌握在25～30min即可。凝结时间（初凝、终凝）的长短主要与石膏粉和水的比例（膏水比）有很大的关系。膏水比越大，则凝结时间越短。

生产中检测凝结时间，并非一定要在标准稠度用水量下进行，而应以大生产膏水比进行，这样更有实际指导意义。

测定方法：目前检测方法有划割试饼法（划痕法）、维卡仪法（类似水泥行业检测）。我们常用简便的划割试饼法（划痕法）。

方法步骤如下：

①按标准稠度（或大生产的）膏水比例称取100ml水所需的石膏粉试样，把水倒入500ml容器中，将试样1min内均匀地撒入水中，静置30s，快速搅拌30s，并把石膏浆体立即倒入放置在玻璃板上的铜管内（注：玻璃板、铜管事先擦匀麻油），随后缓慢垂直向上提起铜管20mm，使石膏浆体平铺成直径为100mm～120mm、厚约5 mm的试饼。

②用直径约5 mm的玻璃棒划割试饼，间隔30s划一次（临近初凝时每隔10s划割一次），每次划后用软布将玻璃棒擦净。当划痕两边的料浆刚好不再合拢时即为初凝（以试样放入水中开始计时至初凝的时间间隔就是初凝时间）。

③在测定初凝后的试饼上用大拇指以约50N的力按压，间隔10s一次，当按压至印痕边缘没有水份出现时即为终凝（以试样放入水中开始计时至终凝的时间间隔就是终凝时间）。

三、关于强度

石膏模型的机械强度是关系到其使用寿命的重要性能指标。模型（石膏粉）的强度指标一般有抗折强度和抗压强度。抗折强度是描述模型强度常用的指标。抗折强度有2h湿抗折强度和40℃干燥抗折强度。2h湿抗折强度，是指石膏粉从放入水中算起，2h后在抗折仪上测试的强度；40℃干燥抗折强度，是试样在40±4℃电热鼓风干燥箱中干燥至恒重后测试的抗折强度。β石膏粉的湿抗折强度一般2.7Mpa以上,干燥抗折强度一般6Mpa以上；α石膏粉的湿抗折强度一般4Mpa以上,干燥抗折强度一般7Mpa以上。

在陶瓷行业，通常检测石膏粉的抗折强度，抗压强度一般不检测。石膏粉的2h湿抗压强度一般为6Mpa以上，干抗压强度12Mpa以上。

抗折强度检测方法：

①计算制作尺寸为40×40×60㎜的石膏试条3个所用的石膏粉及水的质量（按石膏粉的标准稠度或大生产的膏水比例），并分别称量。先把水注入2000ml容器中，将石膏粉在30s内均匀地撒入水中，静置30s，接着快速搅拌1min，立即把石膏浆注入模子内，将模子的一端用手抬起约10mm后再落下，如此振动5次，以排除气泡。当到达初凝时，用刮刀刮去溢浆，待终凝后脱模。

②测试湿强度和干强度的试条应分别制备，各制3条。用于测2h湿强度的试条脱模后，垂直立放在实验室工作平台上，从石膏粉投入水中开始2h后在抗折试验机上进行测试；用于测干强度的试条脱模后，放入电热鼓风干燥箱中，以40±4℃的温度烘干至恒重（注：当有效干燥时间相隔24h的两次称量之差不超过±0.5g时，即为恒重）。恒重后将试条放入干燥器内冷却至室温，在抗折试验机上进行测试。

③抗折强度计算。采用以下公式：F=3PL/2BH2

式中：F——抗折强度，单位为兆帕（MPa）

P——试验机的负荷，单位为牛（N）

L——跨距，单位为毫米（mm）

B——试样宽度，单位为毫米（mm）

H——试样厚度，单位为毫米（mm）

④计算3条试件的抗折强度值并计算其算数平均值。如果测试计算的3个值中有1个值与3个值的算术平均值的相对偏差大于10%，则取另两个值得算数平均值为测试结果；如果测试计算的3个值中有2个或2个以上值与3个值的算术平均值的相对偏差大于10%，则应重新取样进行测试。