《α型高强石膏》行业标准编制说明书
[table=0][tr][td][/td][/tr][/table]α型高强石膏是一种在饱和水蒸气介质或某些盐类溶液中，由二水石膏进行热处理脱水制备而成，是一种凝结硬化快，早期强度高的半水石膏胶凝材料，同时也是一种性能优良的模型材料，广泛用于陶瓷、医疗、航空、船舶、汽车、塑料、建筑艺术、工艺美术等领域。α型高强石膏在国外很早就开始生产和应用了 ，前苏联早在20世纪30年代已广泛应用，将其与火山灰、其它水硬性胶凝材料混合制成石膏混凝土，作二、三层楼房的承重墙；美国、德国、法国、英国、澳大利亚、捷克、日本等国家应用历史也很悠久，根据不同的用途，形成了相当规模的系列产品（各种工业及医用模型石膏等）投向市场，通过查询国外的相关标准，我们了解到：针对以α型高强石膏命名的产品，几乎找不到这样的产品标准，仅能查询到原苏联有相关的产品标准和试验方法；而国际上各国标准主要是根据α型高强石膏的用途进行详细分类，如陶瓷模型用石膏粉、铸造石膏粉、齿科石膏粉等相应的产品标准和试验方法；不同的用途，有相应的产品指标要求，涉及的主要性能指标有：标准稠度、浇注时间、凝结时间、凝结膨胀率、湿强度、干燥强度、布氏硬度等。 字串3
我国70年代自主研究成功的蒸压法生产α型高强石膏技术，并于80年代初研究成功水热法生产α型高强石膏技术，由宁夏建材研究院研究的“蒸压法生产α型高强石膏技术”（一步法，蒸压与脱水烘干在同一设备完成）， 于1986年首先在我国宁夏开始生产和应用，其后在国内山东、内蒙、河北、甘肃、湖南、湖北、四川、云南、广东广泛推广应用，并出口埃及，共有年产1—3万吨生产线40余条，产量达到50余万吨，形成了一定的规模；生产的α型高强石膏产品广泛应用于建材制品及陶瓷模具粉等。此外，除“一步法”外，“蒸压法生产α型高强石膏技术”（两步法，蒸压与脱水烘干在两台设备完成）在我国也得到了一定的应用。
目前国内α型高强石膏产品标准依据：1987年制定了“宁Q419—87 α型高强石膏”企业标准（该标准由宁夏石化总公司提出、宁夏磷肥厂起草），或者参照国外同类产品指标和测试方法。
关于α型高强石膏用于陶瓷模型，我国于1992年由轻工业部质量标准司提出了中华人民共和国行业标准QB1639—92陶瓷模用石膏粉，规范并指导陶瓷模具石膏粉的生产。
近几年来，α型高强石膏在我国得到广泛生产和应用，考虑到我国高强石膏的生产现状，大部分生产企业专门生产α型高强石膏粉（简称α粉），直接作为产品销售，也有一部分生产企业同时生产β粉和α粉，除单独出售α粉外，还配制陶瓷模具石膏粉（β粉和α粉按照一定比例等），特别是α型高强石膏技术的不断进步，并形成一定的规模，在我国以α型高强石膏产品命名制定国家行业标准，更好地规范和指导并促进α型高强石膏产品的生产和广泛应用；适应行业发展的客观需要，具有现实意义。 字串9
随着α型高强石膏生产技术的不断进步和产品性能指标要求的提高，特别是在具体应用中，用户对产品基本性能指标：强度、凝结膨胀率等提出了更高的要求，例如，提升产品强度等级；统一标准稠度试验方法（目前α型高强石膏标稠采用扩散度Φ12Cm的石膏饼，而现行建筑石膏粉采用扩散度Φ18Cm的石膏饼，所以两者之间在强度上没有可比性，给企业质量管理和应用带来了困惑）等，因此现行企业标准宁Q419—87 α型高强石膏已不能适应发展的客观需要。
为了更好的规范和指导α型高强石膏产品的生产和广泛应用，受国家发改委、全国轻质与装饰装修建筑材料委员会委托，宁夏建材研究院为主要起草单位，承担2005年度建材行业标准 “α型高强石膏”产品标准的制定，该标准完成年限2007年，我们在标准项目下达后，即成立了标准制定工作小组，由宁夏建材研究院院长段庆奎担任组长，并制定了详细的工作方案，首先对国内外的相关标准进行收集、分析、整理；并对国内规模较大生产厂家的α型高强石膏产品进行了广泛的取样检验工作。 2006年5月提出了标准草稿（一），标准编制组召集了宁夏建材研究院、宁夏石膏工程技术研究中心从事石膏研究、开发并有多年经验的专业技术人员进行了关于标准适用范围、技术内容和要求等标准草案（一）的讨论会，形成草案（二），于2006年7月13日召集了西北地区宁夏、内蒙、甘肃从事α型高强石膏产品生产专业人员，结合生产现状对标准草案（二）进行了广泛讨论和意见征求，在标准草案（二）整理的基础上形成标准草案（三），并将于2006年11月通过宁夏石膏工业设计研究院网站（http：//www.sgyjy.com）公布，向全国有关生产企业、科研、设计、大专院校等广泛的征求意见。 [align=center][b]关于标准技术内容的制定说明[/b] 字串5 [/align] 本项目行业标准的主要技术内容有：α型高强石膏主题内容和适用范围、标记、技术要求（抗折强度、抗压强度、凝结时间、细度）、试验仪器、试验方法（除抗折强度、抗压强度、凝结时间、细度外，还规定了标准稠度、膨胀率、白度、结晶水、松散容重等试验方法）、检验规则、以及包装、标志、运输、贮存等。
[b]1 范围、定义、原料[/b]
关于高强石膏的定义，本标准规定了适用于以天然二水石膏为原料，制得的以α型晶体结构为主的半水石膏粉（α-CaSO4·1/2H2O）。这里对α型晶体结构为主的半水石膏的生产方法：蒸压法、液相法等没有特别的限制。
关于本标准用的原料，明确为天然石膏，这是因为目前我国α型高强石膏生产主要是采用天然石膏为原料，并形成了一定的规模，关于副产石膏生产α型高强石膏，国外已很成熟和普遍，但我国尚处在开发研究阶段，本标准原料不涉及副产石膏原料。
考虑到石膏矿石品位对产品性能的要求，通过取样试验，在本标准制定中，生产α型高强石膏用的石膏矿石应符合GB/T5483-1996中一级品（二水硫酸钙含量≥85）以上的要求。
[b]2 技术要求[/b] [color=#ffffff]字串1[/color]
现行“宁Q419—87 α型高强石膏”标准是1987年制定的宁夏企业标准，主要参照原苏联标准制定。
本标准技术要求的制定，在现行“宁Q419—87 α型高强石膏”标准的基础上，通过近20年的生产实践，就技术要求和试验方法进一步补充、完善：提升产品强度等级、统一标准稠度试验方法、补充产品膨胀率测定方法。在编制中紧密结合我国产品的生产现状和水平，在产品术语、技术要求、检测方法等方面，尽可能参照国际标准和国外先进标准，体现与国际接轨的原则。
[b]2.1 组成[/b]
本标准要求α型高强石膏组成中α型半水硫酸钙（α-CaSO4·1/2H2O）的含量（该值有待于广泛取样验证和征求意见后确定）在一定的范围内，生产中可以通过控制产品的结晶水的含量，可确保产品质量。
[b]2.2 细度[/b]
国外标准根据α型高强石膏的不同用途，细度控制也不同，考虑到α型高强石膏产品主要用途：建筑艺术、陶瓷模型及各种工业模型等对石膏细度的具体使用要求，以及粉磨生产技术现状，本标准规定α型高强石膏的细度以0.125mm方孔筛筛余量百分数记，筛余量不大于5%，细度不再做等级区分。 字串8
[b]2.3 凝结时间（维卡仪法）[/b]
α型高强石膏以其凝结硬化快、早期强度高的特点，而被广泛用于建筑以及制作各种模型，根据不同的用途，对操作时间要求也不同，从而凝结时间的长短要求不同，本标准结合产品的用途，通过大量取样试验，规定α型高强石膏的初凝时间不应小于6分钟，终凝时间不大于30分钟。
[b]2.4 强度[/b]
强度等级分为四个，分别是：45MPa、40MPa、35MPa 30MPa（合格品），α型高强石膏的强度均不得小于表1规定的数值 表1 [table=98%,#000000][tr=#ffffff][td=1,2,72][align=center]等级 [color=#ffffff]字串1[/color] [/align][/td][td=2,1,240]抗压强度（ MPa ） 字串2
[/td][td=2,1,240]抗折强度（ MPa ） 字串9
[/td][/tr][tr][td=1,1,120][align=center]2 小时强度 [color=#ffffff]字串4[/color] [/align][/td][td=1,1,120][align=center]烘干强度 字串4 [/align][/td][td=1,1,120]2 小时强度 字串7
[/td][td=1,1,120]烘干强度 字串9
[/td][/tr][tr=#ffffff][td=1,1,72]α 30 字串2
[/td][td=1,1,120][align=center]12.0 [color=#ffffff]字串8[/color] [/align][/td][td=1,1,120]30.0 字串9
[/td][td=1,1,120]3.7 字串4
[/td][td=1,1,120]7.0 字串7
[/td][/tr][tr=#ffffff][td=1,1,72]α 35 字串3
[/td][td=1,1,120]15.0 字串4
[/td][td=1,1,120][align=center]35.0 字串6 [/align][/td][td=1,1,120][align=center]4.5 [color=#ffffff]字串3[/color] [/align][/td][td=1,1,120]7.5 字串1
[/td][/tr][tr=#ffffff][td=1,1,72]α 40 字串5
[/td][td=1,1,120]18.0 字串3
[/td][td=1,1,120][align=center]40.0 [color=#ffffff]字串4[/color] [/align][/td][td=1,1,120]5.2 字串2
[/td][td=1,1,120]9.0 字串4
[/td][/tr][tr=#ffffff][td=1,1,72]α 45 字串5
[/td][td=1,1,120][align=center]20.0 [color=#ffffff]字串4[/color] [/align][/td][td=1,1,120]45.0 字串7
[/td][td=1,1,120]5.6 字串6
[/td][td=1,1,120]11.5 字串2
[/td][/tr][/table]字串5
本标准强度等级的确定，主要是依据宁Q419—87 α型高强石膏企业标准的执行情况，以及目前产品生产技术的不断提高，产品质量不断提高的水平制定的，根据广泛的取样试验，将α型高强石膏强度确定表1所示的四个强度等级，从表1可以看出，α型高强石膏最低强度等级为α30（合格品），即提升了标准的强度等级水平，根据生产实际情况，和大量的产品取样试验，将强度细化为α35、α40、α45，符合目前产品生产水平和应用要求。原宁Q419—87 α型高强石膏企业标准的强度等级见表2。
表2 [table=98%,#000000][tr=#ffffff][td=2,2,264]项 目 字串2
[/td][td=4,1,312]石 膏 标 号 字串4
[/td][/tr][tr][td=1,1,72]200 字串6
[/td][td=1,1,77][align=center]250 字串3 [/align][/td][td=1,1,79]300 字串4
[/td][td=1,1,84][align=center]400 [color=#ffffff]字串5[/color] [/align][/td][/tr][tr=#ffffff][td=2,1,264][align=center]细度： 900孔筛余不大于 % 字串7 [/align][/td][td=4,1,312][align=center]8 字串4 [/align][/td][/tr][tr=#ffffff][td=2,1,264][align=center]初凝不早于 min 字串5 [/align][/td][td=4,1,312][align=center]3 [color=#ffffff]字串3[/color] [/align][/td][/tr][tr=#ffffff][td=2,1,264]终凝不迟于 min 字串8
[/td][td=4,1,312][align=center]30 [color=#ffffff]字串8[/color] [/align][/td][/tr][tr=#ffffff][td=1,2,87][align=center]拌和以后经 3小时 [color=#ffffff]字串7[/color] [/align][/td][td=1,1,177][align=center]抗折强度极限 MPa 字串3 [/align][/td][td=1,1,72][align=center]1.76 [color=#ffffff]字串6[/color] [/align][/td][td=1,1,77]2.35 字串3
[/td][td=1,1,79][align=center]2.94 字串1 [/align][/td][td=1,1,84][align=center]3.53 [color=#ffffff]字串8[/color] [/align][/td][/tr][tr][td=1,1,177]抗压强度极限 MPa 字串9
[/td][td=1,1,72]5.88 字串5
[/td][td=1,1,77][align=center]7.84 [color=#ffffff]字串9[/color] [/align][/td][td=1,1,79][align=center]9.80 [color=#ffffff]字串8[/color] [/align][/td][td=1,1,84]11.76 字串5
[/td][/tr][tr=#ffffff][td=1,2,87]拌和后干燥至恒重 [color=#ffffff]字串5[/color]
[/td][td=1,1,177][align=center]抗折强度极限 MPa [color=#ffffff]字串6[/color] [/align][/td][td=1,1,72]4.51 字串3
[/td][td=1,1,77][align=center]5.68 [color=#ffffff]字串1[/color] [/align][/td][td=1,1,79][align=center]6.76 [color=#ffffff]字串9[/color] [/align][/td][td=1,1,84][align=center]8.38 [color=#ffffff]字串5[/color] [/align][/td][/tr][tr][td=1,1,177]抗压强度极限 MPa 字串5
[/td][td=1,1,72][align=center]19.60 字串7 [/align][/td][td=1,1,77][align=center]25.09 [color=#ffffff]字串5[/color] [/align][/td][td=1,1,79]29.40 字串8
[/td][td=1,1,84][align=center]39.20 字串9 [/align][/td][/tr][/table]字串9
根据α型高强石膏的用途，参考国外相关标准，我们认为作为强度要求，抗折强度、抗压强度同等重要，因此本标准中都作了相应的规定，并且分别规定了产品的2h强度和烘干强度。本标准中采取2h强度主要是针对产品的使用要求和特性提出的，另一方面与β型建筑石膏粉2h强度一致起来，也便于直观比较。在检验规则中，产品出厂检验一般只检测2h强度（ 抗折强度、抗压强度），对产品质量进行全面考核的型式检验，在正常生产情况下，每3个月检验一次，不仅检测2h强度（ 抗折强度、抗压强度），还要检测烘干强度（ 抗折强度、抗压强度）。
[b]3 关于部分主要性能的测试方法[/b]
[b]3.1 细度的测定[/b]
关于细度的测定方法，国际上各国有不同的测定方法，如采用分级筛分的各级筛余量来规定细度的测定方法，但是在我国的实际生产中很难控制规定的级配，因此本标准仍采用一级筛分的筛余量的测定细度的方法。
[b]3.2 标准稠度用水量的测定[/b]
目前国际上对石膏标准稠度用水量的测定方法主要有三种：（1）提筒法（英国、原苏联）、（2）撒粉法（德国、法国）、（3）锥体沉入法（日本），我国一般使用“提筒法”，这种方法比较直观，操作方便。标准稠度用水量的确定，主要是依据产品的特性和使用要求，本标准采用提筒法，石膏饼扩散直径以Φ18cm为准所需要的用水量，作为标准稠度用水量，另一方面，与β型建筑石膏粉标准稠度的测试方法一致起来，也便于直观比较。 字串9
[b]3.3 凝结时间的测定[/b]
关于凝结时间的测定国际上采用的方法主要有两种，（1）、维卡仪法，大多数国家采用这种方法，（2）刀划法（德国、法国）。试验证明，刀划法测定的初凝时间是石膏浆体保持流动性的时间，比维卡仪法测定的初凝时间早1—1.5倍，其终凝采用指压法，当拇指按在试件上不再留有印痕为终凝。由此可以看出，刀划法带来的人为误差较大，因此本标准中凝结时间测定以维卡仪法为准。该测定方法与β型建筑石膏粉凝结时间的测试方法一致起来，也便于直观比较。
[b]3.4 强度的测定[/b]
关于强度的测定方法，国际上各国根据不同的产品用途，对于强度测定时试件的状态要求不同，有测定1h（1小时），但大多数以2h（2小时）为准，也可以测定不同水化龄期后湿、干强度；本标准参照我国建筑石膏粉现行标准GB/T17669.3—1999规定，以石膏与水接触2h的试件的强度作为α型高强石膏2h湿强度；并规定了产品的烘干强度，将试件于 40±2℃温度下烘干至恒重后再做烘干强度测定。
由于高强石膏强度高，采用最大出力为300kN的抗压试验机测定抗压强度。本标准抗压夹具执行GB/T17671—1999水泥胶砂强度检验方法标准规定的受压面积40mm×40mm。抗压强度Rc按下式计算： 字串2
[align=center] 字串2 [/align] 式中：Rc—抗压强度，MPa；
P—破坏荷载，N。
[b]3.5 凝结膨胀率的测定[/b]
凝结膨胀率是α型高强石膏应用中一个非常重要的指标参数，不同的用途对凝结膨胀率的要求不同，我国以往的标准中从未涉及到该项指标，本标准参考国外标准，并根据产品使用要求，提出了凝结膨胀率测试方法。
关于凝结膨胀率的测定，国内大多采用英国的石膏膨胀仪标准进行测定，但国内膨胀仪器加工粗糙，测定很不方便，为此宁夏建材研究院设计制作了膨胀仪，并与国外产品进行对照试验测定，这种测定方法简便，测定结果准确。下图为膨胀仪示意图 ，测试方法如下：
将350g试样在30s内加到按要求达到的标准试验稠度的适量水中，浸泡30 s，用拌和棒搅拌，得到均匀的石膏浆，将石膏浆完全充满在模具中，在终凝前1min拆模具，将试件置于测定仪中，并将千分尺的指针归零，让试件无约束膨胀至2h，读取最后的数值，并测定其长度的变化，精确至0.01mm，计算凝固膨胀率E按下式计算，精确至0.01%。
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