0引言磷建筑石膏作为一种性能优良的建筑胶凝材料，一方面具有质轻、节能、保温、隔热、隔声、防火、自呼吸和良好装饰性等特点¨圳，另一方面，用磷石膏为原料生产建筑材料，能够有效提高工业废渣的资源利用率，降低环境污染，有利于循环经济的发展。利用物理发泡方法制备的轻质磷建筑石膏实心砌块是由许多大小不等的气孔和孔间壁组成。气孔由泡沫在料浆中形成，并在硬化过程中固定在砌块中。孔间壁由水化产物、未反应的材料颗粒和孔间壁内的孔隙组成。对于体积密度为k∥m3的泡沫混凝土而言，其气孔含量约为整个体积的50％(总孔隙率约70％)，其余50％即为孔间壁。气孔的大小、数量、均匀性、分布情况和孔间壁的强度与砌块的表观密度、力学性能以及两者的相容性密切相关。本文从磷建筑石膏、发泡剂和防水剂的选择与改性、无机胶凝材料筛选等着手，研究砌块的基础配比、发泡剂的稳定性和掺量、无机胶凝材料和复合外加剂等的掺量对砌块表观密度和物理性能的影响，优化制备工艺参数。1实验1．1实验原料磷建筑石膏：取自贵州某磷酸厂，细度(0．2mm方筛筛余)8．8％，初凝时问4．3min，终凝时间7．3min，2h抗折强度2．80MPa，抗压强度5．74MPa，其物理性能达到了GB／T—《建筑石膏》中2．0等级的指标要求。粉煤灰：取自贵州某发电厂，化学成分见表1。石灰：市售，CaO≥65％。发泡剂：A，河南某公司生产的DF发泡剂，呈褐色粘性液体，pH值7．5，密度1．15kg／L；B，北京某公司生产的zF发泡剂，呈淡黄透明液体，pH值7～8，密度1．03kg/L。

1．2实验方法发泡剂发泡能力和泡沫稳定性评价方法：取发泡剂2mL、水60mL，于搅拌速度2r／min、搅拌时间5min条件下，在mL烧杯中制备泡沫液。测定泡沫高度^(mm)，静止10min后测量泡沫高度矗i(mm)，按式(1)计算泡沫消失率。以矗值表征发泡剂发泡能力，以戈评价泡沫稳定性。

轻质磷建筑石膏实心砌块制备方法：磷建筑石膏分别与石灰、粉煤灰依比例配料、干混，按设定水膏比取水制得磷建筑石膏料浆。将发泡剂按比例与水混合，采用高速搅拌机，于转速～2r／min，搅拌时间5～6min条件下搅拌至产生均匀、稳定、细小泡沫的泡沫液。最后，将一定量泡沫液加入磷建筑石膏料浆中，搅拌均匀，浇注成型。试件大小为40Hun×40mm×mm，1h后脱模，在20℃，湿度90％条件下预养护3d，于70℃烘至恒重，冷却至室温，即制得轻质磷建筑石膏砌块。制品表观密度、力学性能、软化系数测定参照Jc／T—《石膏砌块》执行。采用日本JsM一LV型扫描电子显微镜(SEM)观察样品的显微结晶形态和形貌特征。

2结果与讨论2．1水温对发泡能力及泡沫稳定性的影响将A、B两种发泡剂，配成相同浓度的溶液，按照1．2泡沫质量的测定方法，考察其起泡能力、泡沫稳定性，结果见表2。由表2可见，A发泡剂各项性能指标低于B发泡剂，因而本研究采用B发泡剂.

在20℃、25℃、30℃的水温条件下，用B发泡剂配置相同浓度的的发泡液，按照1．2泡沫质量的测定方法，考察水温对发泡能力及泡沫稳定性的影响，结果见表3。

表3显示，随水温的升高，发泡剂发泡能力增强，但泡沫消失率先降低后增大。水温升高，可降低液体表面张力，因而发泡能力增强。同时，水温升高，泡沫稳定性降低，泡沫消失率增大。故本实验采用25℃左右的水制备泡沫液。2．2搅拌工艺参数对泡沫增量的影响搅拌是制备轻质磷建筑石膏砌块的关键环节，在选择了性能优良的发泡剂后，欲使卷入的空气形成泡沫，必须采用较高的搅拌速度。实验观察发现，当转速超过～2r／min时，随着转速升高，泡沫增量急剧下降。因此，转速以～2r／min为宜。在搅拌速度确定以后，本文进一步研究了搅拌时间对泡沫增量的影响。在转速为～2r／min、发泡剂2mL、水60mL的条件下，测定了不同搅拌时间的泡沫量，实验结果见图1。

由图1可知，随着搅拌时间的增加，泡沫增量迅速上升，搅拌时间到达5～6min时，泡沫量达到峰值。超过6min后泡沫增量却随搅拌时间增长而逐渐下降，可能是因为在充分起泡后，继续进行强烈搅拌使得泡沫的液膜遭到搅拌桨叶破坏，从而造成泡沫破灭，可见搅拌时间过长亦会产生不利影响。由实验结果可见，搅拌时间为5～6min时，对泡沫增量比较适宜。2．3泡沫液掺入量对石膏砌块表观密度和力学性能的影响在水灰比O．5、减水剂1．0％的条件下，在磷石膏料浆中掺入不同体积的泡沫液，按照1．2的方法制得样品并检测其物理性能，考察泡沫液掺入量对样品物理性能的影响，结果见表4和图2、图3。

由图2、图3可见，随着泡沫液掺入量的增加，样品的表观密度明显下降，样品的抗折强度、抗压强度降低幅度较大。说明泡沫液加入后，样品的内部为多孔状结构，随着泡沫液掺量的增加，砌块的孔隙率增大，表观密度减小，强度降低。由以上分析可知，在样品符合Jc／T—《石膏砌块》对表观密度(≤kg／m3)要求的前提下，选择泡沫液的掺量为mL。2．4掺泡沫液的磷建筑石膏砌块物理结构和物理性能分析在水灰比0．5、减水剂1．0％的条件下，取g的磷建筑石膏，样品物理性能测试结果见表5，砌块的SEM照片见图4。

由表5可知，样品表观密度为kg／m3，抗压强度仅为1．62MPa，吸水率大于60％，软化系数仅为0．29。可见，掺泡沫液后，虽然砌块表观密度小，但强度不高，耐水性不好。CaS04·1／2H20+3／2H20—}CaS04·2H20(2)由反应式(2)可知，半水石膏水化的理论需水量为18．62％，但是，砌块实际制备过程中，为保证石膏浆体具有一定的流动性，标准稠度需水量往往高于理论需水量，多余的水分在石膏水化硬化后通过干燥排除，从而在砌块内部留下了孔隙。这部分孔隙固然可使实心石膏砌块表观密度减小，但远达不到轻质的要求。泡沫液的加入，使砌块内部产生了大量气孑L，总孔隙率增大，因而砌块的表观密度得以大幅减小。

由图4可见，磷建筑石膏硬化体结构疏松，存在大量孔隙，承受外来荷载主要依赖于孔隙间壁的支撑作用。孔隙越多，孔间壁越薄，孔隙的支撑作用就越弱，砌块的强度就越小。因此，砌块表观密度减小，强度减小。当砌块置于水中时，大量的水很容易进入到砌块中。在水的作用下，cas0。·2H：O晶体接触点的热力学性能不稳定u2I，偎容易发生融蚀，使强度降低，且强度降低不可逆。表观密度越小，砌块吸水率越高，融蚀作用越强，软化系数越低。从以上分析可知，要从根本上改善掺泡沫液的磷建筑石膏砌块物理性能，提高其强度和耐水性就必须设法增大孔间壁密实度和强度，以强化其支撑作用。本文拟在磷建筑石膏砌块中掺人某种材料，在磷建筑石膏水化的同时，也发生水化反应，生成既能改变和保护二水石膏晶体形状和结晶接触点，又能有效填充孔间壁上孔隙的水化产物。2．5石灰掺量对轻质磷建筑石膏实心砌块物理性能的影响粉煤灰具有潜在胶凝活性。在半水石膏水化生成二水石膏，产生胶凝体初期强度的同时，粉煤灰活性能够被碱性激发剂激发，生成水化硅酸钙和水化铝酸钙，促进强度发展；此外，新生成的水化铝酸钙等可以与二水石膏反应，生成水化硫铝酸钙，密实孔隙，进一步起到增强作用。同时，使磷建筑石膏样品的耐水性得到一定提高。因此，本实验选用石灰作为粉煤灰激发剂，在固定水灰比0．5、减水剂1．0％的条件下，取质量比为9：1的磷建筑石膏与粉煤灰，外掺一定量石灰，制得样品实验结果见表6及图5，样品sEM分析见图6。

由图5(a)可见，石灰掺量适当时，样品抗压强度呈上升趋势，掺量1．0％时抗压强度达4．04MPa。当石灰掺量大于1．0％后，继续增加石灰量，样品抗压强度呈下降趋势。图5(b)显示，石灰掺量增加，样品软化系数变化不大。从图5(c)可以看出，随石灰掺量增加，样品吸水率先降低后上升，当石灰掺量为1．0％时，样品吸水率最小，为55．14％。图6(a)显示，当未掺入石灰时，样品中粉煤灰颗粒表面比较光滑，腐蚀痕迹很小，此时粉煤灰只作填充作用；图6(b)显示，当石灰的掺量为1．0％时，样品中的粉煤灰颗粒表面出现腐蚀痕迹，且存在水化凝胶物质。同时，有大量的胶凝物质填充和包裹二水石膏晶体。

由表6可知，当石灰掺量为1．0％时，砌块表观密度为k∥m3，干样抗压强度为4．04MPa，软化系数为0．35，砌块表观密度及抗压强度分别达到了Jc／T—《泡沫混凝土砌块》中B08密度等级(≤kg／m3)、A3．5强度等级(≥3．5MPa)的要求。激发剂石灰的掺入，可促使磷建筑石膏一粉煤灰物料体系中粉煤灰水化胶凝对砌块强度贡献的增大，但石灰掺量过多势必减少体系中磷建筑石膏的配比，从而导致强度下降。综上所述，本实验条件下，比较适宜的石灰掺量约为1．0％。3结论采用质量比为9：1的磷建筑石膏与粉煤灰、外掺1．O％石灰、mL泡沫液以及水灰比O．5的条件，制备的磷建筑石膏实心砌块表观密度kg／m3、抗压强度4．04MPa、软化系数0．35。表观密度达到Jc／T—《泡沫混凝土砌块》中B08密度等级(≤kg／m3)，强度达到Jc／T—《泡沫混凝土砌块》A3．5强度等级(≥3．5MPa)。