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    一套配方化“废”为宝 磷石膏巧变节能墙材 ——四川省建材工业科学研究院黄滔团队谈润鑫泽轻质抹灰石膏研发幕后故事

    发布时间:2019/7/1 9:22:13 来源:四川建设在线 点击: 收藏此文

    [摘要]由四川省建材工业科学研究院副总工程师黄滔担纲的研发团队,在快速配置抹灰石膏领域取得了阶段性成果。



    由四川省建材工业科学研究院副总工程师黄滔担纲的研发团队,在快速配置抹灰石膏领域取得了阶段性成果。由该团队研发出的以磷石膏为主要材料的润鑫泽轻质抹灰石膏,不仅从源头上破解了磷石膏堆积造成的环境污染问题,其产品性能方面更减少了墙体抹灰空鼓开裂的可能。与传统水泥砂浆相较,轻质抹灰石膏还具有保温节能等多项优异性能。
     
    十年磨一剑。该团队组建以来,长期从事石膏领域的基础和应用研究,攻克了石膏产品使用上的缺陷,两次斩获了中国石膏行业优秀研发单位的荣誉称号。目前,该团队蓬勃向上、攻坚克难向石膏基础研究领域纵深推进,通过科技转化,变工业副产石膏为“宝”,积极助力环境攻坚战。
     
    一套配方化“废”为宝 磷石膏巧变节能墙材
     
    2009年于重庆大学材料科学与工程学院建筑材料系硕士研究生毕业,毕业后至今在四川省建材工业科学研究院工作;
     
    2011年9月—2018年6月于重庆大学材料科学与工程学院建筑材料系在职攻读博士学位;
     
    2018年6月博士研究生毕业,获得工学博士学位。历任课题组长、研究中心副主任、研究中心副主任兼主任工程师、院副总工程师等职务。
     
    长期从事石膏建材、节能建材与建筑功能材料的研发、技术服务和标准化工作,参与国家、省市级科研项目十余项,参编建材行业标准2项、团体标准4项,主持编制地方标准1项,发表科研论文20余篇,正参编专著1部,授权国家发明专利2项(第一发明人)。
     
    筑建君就产品性能、团队情况、研发情况与黄滔及其团队进行了对话。
     
    谈产品性能,节能保温、有效解决墙体空鼓开裂
     
    筑建君:请您简单介绍一下润鑫泽轻质底层抹灰石膏由你们团队研发的背景及当前磷石膏堆放对环境究竟是怎样造成的污染?
     
    黄滔:产品全称叫润鑫泽轻质底层抹灰石膏。这是一个标准分类名称,其根据国标GB/T 28627中的名称而来。对这个名词我简单做一个解释,“润鑫泽”是公司名称;“轻质”则是指它的密度轻质,根据标准要求其干燥体积密度不大于1000kg/m3;“底层”是指产品施工的部位,而在实际操作过程中,在底层抹灰表面还要进行收光。所以,我个人觉得在这款产品称呼上,叫轻质抹灰石膏更为贴切一些。
     
    近年来,磷石膏的堆积已对我国环境造成了极大的威胁,提高磷石膏综合利用率是社会必须面对的紧迫问题。而磷石膏堆放的问题,对各地来说都非常棘手;特别是四川省又是磷化工大省,大量磷石膏堆放对环境造成了影响。磷石膏对环境的污染主要是源于它在堆存过程中,可溶性磷、可溶性氟等在雨水冲刷下渗透到地下,污染土地及地下水。现目前在处理磷石膏污染上,各方都花了大力气。在堆放环节,磷石膏堆场地进行了升级改造,在堆场下面铺设了土工膜,可有效防止可溶性物质的渗漏;从资源循环利用角度,磷石膏作为生产性原料,可在建材中的运用,润鑫泽轻质抹灰石膏就是以此为原料进行科技转化。
     
    一套配方化“废”为宝 磷石膏巧变节能墙材
     
    筑建君:介绍一下轻质抹灰石膏的主要原料构成及与传统水泥砂浆相较,其优势特性体现在哪些方面?
     
    黄滔:轻质抹灰石膏的主要原材料,是以建筑石膏为主要成分,在常规配方中达到了70%—80%的比例,配料中包括了细砂、重钙及玻化微珠。添加玻化微珠的主要目的是减轻抹灰石膏的整体密度,使它具有轻质保温的功能。
     
    相对于传统的水泥砂浆来说,主要体现在以下几个方面:
     
    其一,轻质抹灰石膏的优势体现在上墙后能大幅地减少墙体空鼓开裂的可能,通过我们打样观察,轻质抹灰石膏能有效解决当前墙体质量通病;
     
    其二,具有一定的保温性能,根据对比数据,轻质抹灰石膏的导热系数在0.2~0.3W/(m·K)之间,而传统的水泥砂浆导热系数在0.8 W/(m·K)左右,所以说在节能保温上,轻质抹灰石膏是具有一定的节能性能。在沿海部分地区,轻质抹灰石膏的导热系数已经纳入到了当地节能设计标准之中,进行热工计算;另外一个,目前大家较为关心的是磷石膏的放射性,在这里可以做一个补充:整个产品的放射性是低于国家标准。目前四川的磷矿大部分来自于云、贵地区,其放射性是很低的。相较全球磷矿而言,中国的磷矿放射性是低于全球的,四川大部分磷石膏的放射性核素限量都在国家标准范围以内一般在0.8—0.9之间,或者更低,基于以上考虑,在材料配比中我们还进行了适当调整,经过了水化反应,其放射性得到进一步降低,可降低至原值的70%—80%。
     
    一套配方化“废”为宝 磷石膏巧变节能墙材
     
    谈研发过程,克服磷石膏来源问题、可提供差异化产品
     
    筑建君:在轻质抹灰石膏研发过程中,你们团队遇到了哪些问题,采取了怎样的手段进行有效克服的?
     
    黄滔:在研发工程过程中,团队也遇到了一些实际问题,最主要的是工业副产磷石膏的来源太广泛,影响到我们配方的稳定。一般而言,工业副产石膏的杂质含量成分,与磷矿的来源息息相关,四川这边的磷矿主要来源于龙门山、雷波、马边、汉源等地,还有一部分来自于贵州、云南等省份,磷矿来源不同,所含杂质也是不同的。在配方调整时候,实验人员对配方改进的频次较高,并针对不同磷石膏原料做不同配方。为了能够适应规模化生产,我们也对原料供应端做了均化处理的要求,这样将有效减少研发人员的配方调整强度;
     
    另外一个问题就是施工人员的工法习惯也会影响到产品性能。每个工人班组各不相同,有些团队习惯手工作业,而有些则习惯机械作业;每个团队对砂浆凝结时间的要求也有所不同,这些因素也对实验室的研发人员提出了相应要求,需要针对不同类型客户及施工队伍提供差异化的“私人订制”。
     
    对于上述问题,我们团队都做了充分的应对,在研发过程中有效克服。
     
    一套配方化“废”为宝 磷石膏巧变节能墙材
     
    筑建君:谈谈你们科研中心及团队情况,你们在石膏领域的研究方向?
     
    黄滔:四川省建材工业科学研究院早在上世纪70年代就着手对工业副产石膏进行了研究。我们院老一辈的科研人员克服重重困难,当时就已经完成了磷石膏作用和价值的基础性研究,并以磷石膏为原料生产水泥缓凝剂。
     
    在几代人的努力下,目前我院在磷石膏、脱硫石膏等研究领域取得了长足发展。现在的研究中心是近十年组建的,团队人员较为年轻化、专业化、学术化,我们的研发成员共五人,包括一名博士生、四名硕士生,其中一名海归硕士,主要研究方向为工业副产石膏的基础研究和运用。
     
    在基础研究方面,不仅包括磷石膏,还有脱硫石膏、柠檬酸石膏、钛石膏、盐石膏、芒硝石膏,等等。在基础研究领域还做了石膏的收缩研究;而在应用方面,我们对石膏的缓凝剂进行了专业化的应用的研究,提出了专有的官能团对不同类型石膏的适应性分析。
     
    除了石膏的研究之外,在其他方面也进行了一定的探索,如在石膏的砂浆、自流平石膏大板、装配式大板、石膏墙板以及石膏防潮、通体防潮磷石膏。
     
    一套配方化“废”为宝 磷石膏巧变节能墙材
     
    谈团队情况,专注石膏基础研发和应用,承担多个国家级、省级课题
     
    筑建君:目前你们团队在石膏领域取得了哪些成就及荣誉?创造了哪些领域“第一”?
     
    黄滔:在院领导的支持和鼓励下,团队上下众志成城、攻坚克难,取得了一系列成果和荣誉,如对磷石膏的防潮防水性能机理研究的突破,官能团对不同工业副产石膏的适应性的影响;并针对不同来源、不同性质、不同杂质组成的磷石膏进行快速成分分析,进行一个快速的配比的调整,防潮磷石膏制品的2h吸水率都是在1%左右。
     
    正是基于这些理论上的研究,支撑了我们石膏建材产品的运用。在抹灰石膏方面,我们主要是针对石膏砂浆或石膏浆体的流变性能研究,通过对不同来源的石膏、不同原料、不同粒形的研究,及其对石膏流变性能的影响分析,最终得到了一个快速配置抹灰石膏流变性能的配比设计方法。
     
    我们团队所有的研究都是注重产品的实际应用功能。目前,研究中心两次得到中国建材联合会石膏建材分会颁予的全国石膏行业优秀研发单位,我中心的一名老专家还是协会的专家顾问,同时,一人次荣获全国石膏行业优秀科技工作者、全国石膏行业优秀个人的表彰奖励。
     
    一套配方化“废”为宝 磷石膏巧变节能墙材
     
    筑建君:你们团队喜欢攀爬雪山,随时会出来拉练,爬山与研发有哪些相似特征?
     
    黄滔:爬山,特别是爬雪山这块是我及我们团队的爱好。目前爬的山也不算多,都是具有一定的挑战性。爬过一个奥太娜,然后四姑娘的二、三峰,还有现在的那玛峰,明年可能计划是雀儿山。
     
    一套配方化“废”为宝 磷石膏巧变节能墙材
     
    爬山的过程其实就是一个类似于征服的过程,它与我们的科研有共同之处,爬山过程中会遇到各种艰险坎坷,科研之路上也会有重重关卡需要我们攻克;爬山过程中会遇到风霜雪雨,科研道路上也会遇到失败和诸多不确定因素;登顶一座山,对我们团队之间的协作和个人能力都提出了较高的要求,个人能力和素质将会影响团队整体战斗力。个人能力弱,团队想去取得一个整体的突破是相当困难的,个人能力太强,没有团队的支撑,也很难获得一个很大的成果。我将爬山看作是一个团队建设或个人能力提升的一个过程,这是我自己在爬山中的一个感受。
     
    (作者:筑建君 编辑:scjsol)
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