石膏是一種重要的非金屬礦產資源,用途十分廣泛,隨著工業和科學技術的發展,人們生活水平的提高,在生活中對石膏的需求日益增長。根據石膏自身特性和各領域對其應用要求的不同,其用途一般主要分為三大類:第一是石膏原礦的直接應用,主要被用于水泥緩凝劑、食用石膏、光學器械等;第二是石膏在建筑材料方面的應用,主要是二水石膏礦石經煅燒變成β型半水石膏后被制成各種石膏制品,如紙面石膏板、各類石膏砌塊、石膏裝飾板、石膏墻板、粉刷石膏、粘貼石膏、石膏膩子等各類建筑用石膏產制品;第三是特種用途石膏產制品,主要是對石膏產品有著較高的純度要求、特殊或嚴格的性能指標要求的一些應用量相對較少的非建筑材料的應用領域,如各類陶瓷模具、工業模具、工藝美術、精密鑄造、工業填料、醫用、衛生等行業。
我國石膏礦產資源儲量豐富,已探明的各類石膏總儲量約為570億噸,具世界首位,分布于全國的23個主要的省市自治區,由于長期以來我國在石膏科研和生產技術等各方面的投入不足,石膏礦產資源的不均衡分布和各地區經濟的不均衡發展、致使我國在石膏產品的應用開發和規模化生產等各方面均滯后于發達國家石膏產業發展的步伐。目前,國內每年的石膏消費量達到近3000萬噸具世界第一,但其中的大部分均以原礦的形式進入國內外市場或者以低價值的初級產品應用,主要是被作為水泥緩凝劑應用,這部分幾乎占到了總量的85%,而且這一初級產品所應用的幾乎均為優質礦石(礦資源的市場競爭和以優質資源的高純度禰補或消除技術、設備等落后因素的影響),致使優質的、有限的自然資源不能得到有效和最大限度的開發利用,不能作到物盡其用,造成了優質資源的嚴重流失和浪費。我國石膏資源雖然比較豐富,但其中的優質資源卻非常有限,約占10%左右。而在諸多的深加工產品中,根據各自產品應用領域的要求的不同,對其生產原料的石膏礦石的要求也有諸多的不同:
水泥中石膏的加入量一般在3-5%,其主要是利用其中SO3,一般要求礦石的SO3在25.56%以上,即Ca SO4•2 H2O含量約55%以上就可基本滿足要求;
熟石膏粉一般要求礦石中Ca SO4•2 H2O含量在85%以上;
用于生產高強石膏的石膏礦石要求其中Ca SO4•2 H2O含量在90%以上;
紙面石膏板用石膏原料除了要求礦石中Ca SO4•2 H2O含量在85%以上以保證石膏粉質量外,還對礦石中的鉀、鈉、氯等離子有一定的限制;
作陶模用石膏原料除了要求礦石中Ca SO4•2 H2O含量外,還對其中的鐵含量作了嚴格限制;
造紙填料則要求其中Ca SO4•2 H2O含量在96%以上;
因此,如何根據自身的資源特點、區域條件、市場狀況,對地區、對企業進行定位,對發展進行規劃、對產品進行定位,引用適宜的石膏深加工技術和成熟、先進的石膏生產設備,充分利用本地區的區域優勢,最大程度的將資源優勢轉化為經濟優勢。
石膏深加工產品主要由兩個大類:以β型建筑石膏粉為基礎的建筑石膏產制品系列;以α型高強石膏或高性能的優質β型石膏為基礎的特種石膏產制品系列。建筑石膏粉極其產制品以巨大而廣闊的建筑極其相關領域為市場,借助于國家的新型建筑材料、墻體材料的產業扶持政策和高速發展的建筑市場,近年來得到了快速的發展和提升。石膏產制品在該領域的應用和發展決定著整體石膏產業的發展,該領域的特點:對原礦(主要指二水石膏)要求相對較低,對原礦中雜質成分的要求較低,大多對產品顏色要求也較弱,可以充分發揮礦石資源中主體資源(二水硫酸鈣含量80-90%)的作用,進行最大限度的開發利用;產品市場容量巨大,銷售市場的半徑范圍較小,遠距離銷售可能導致運輸費用高于產品售價,加大成本;產品利潤相對較低,競爭壓力巨大(主要為小企業的無序競爭)。產品主要有:紙面石膏板、纖維石膏板、裝飾石膏板、石膏砌塊、石膏空心條板、粉刷石膏、粘貼石膏、石膏膩子、各種石膏復合板、裝飾石膏板等。
建筑石膏制品特性有以下幾個方面:
1)凝結硬化快
2)重量輕而強度滿足要求,即硬化體孔隙度大,強度(抗壓)為3-5MPa,滿足隔墻和飾面的要求。
3)隔熱性和吸聲性能好,但耐水性差,導熱系數為0.121-0.205w/mk,軟化系數為0.3-0.45。
4)防火性能好。
5)硬化時體積略有膨脹,膨脹率0.05-0.15%。
6)裝飾性好,表面細膩平整,光潔度好,典雅美觀。
7)制品可鋸、可釘、可刨,便于施工。
1、粉刷石膏(抹灰石膏)
粉刷石膏(抹灰石膏)是近幾年來發展起來的一種新型抹灰材料,是用于建筑的重要的一個石膏品種。粉刷石膏是由建筑石膏(單一相)或由建筑石膏與無水石膏(混合相)二者混合,再摻入外加劑,細集料等制成的氣硬性膠凝材料。
粉刷石膏除具有優良快硬、早強、尺寸穩定、防火、輕質等優點外,還具備良好的施工操作性能,粉刷墻面時,能拉開自如,收光容易,與基層有較強的粘結力。粉刷石膏可在水泥砂漿、混合砂漿上罩面,也可在砼墻板及石膏板墻面等光滑底層罩面,這種罩面具有致密光滑、不起灰,硬度高,不收縮,表面含堿量低,與精裝修層涂料、油漆、墻紙具有較好的粘結強度。
2 -1 紙面石膏板
紙面石膏板是我國建筑石膏產制品中最主要的品種之一,其產量是所有石膏建筑制品中最大的,據有關資料統計2003年全國紙面石膏板總的生產生產量達到近4.0億平方米。
紙面石膏板是以建筑石膏為主要原料,摻入纖維、外加劑(發泡劑)、緩凝劑和適量輕質填料,加水拌和成漿,澆注在進行中的紙面石膏板上,成型后再覆以上層紙面、料漿經過凝固形成芯板,經切斷、烘干,使芯板與護面紙牢固地粘結在一起。
2-2 纖維石膏板
纖維石膏板(或稱纖維板、無紙石膏板)是一種以建筑石膏為主要原料,以各種纖維(主要是紙纖維)為增強材料的新型建筑石膏板材,在其中心層加入礦棉、膨脹珍珠巖,可加工成三層或多層板。
2-3 石膏砌塊與石膏空心條板
石膏砌塊作為一種良好的輕質內隔墻材料,在國外已廣泛應用,我國已有10多條小規模半機械化生產線,年生產能力100萬m2左右。并在近年開發成功了全自動化大規模生產線,單線生產能力可達100-150萬平米,石膏砌塊是以建筑石膏為主要原料,加入各種輕集料、填充料、纖維增強材料、發泡劑等輔助原料,經加水攪拌,澆注成型和干燥而取得的塊狀輕質建筑制品。
2-4 裝飾石膏制品
裝飾石膏制品是以建筑石膏為主要原料,摻入適量纖維增強材料和外加劑與水攪拌成均勻漿體,經澆注成型,干燥得到的制品,包括各種裝飾石膏板(普通平板、孔板、浮雕板、防潮平板、孔板、吸聲板)嵌裝式裝飾板,浮雕藝術石膏角線、線板、壁爐、羅馬柱等。
3、熟石膏制品的輔助材料
熟石膏制品的輔助材料是指用于組裝上述各種制品、組成隔墻或天花板所用的熟石膏灰漿、熟石膏膠結料,以及裝修抹面的灰漿。
3-1 粘結石膏(熟石膏膠結料)
具有高粘結性、保水性、細度高,可施工時間1-2小時,按50-60%的拌和水調制成達到使用要求的稠度。
3-2 石膏制品的填充膠結料
采用制品組裝隔墻時,隔墻與天花板之間留下(1-3厘米)縫隙,需要摻有膠結料的石膏粉,或者用與它相似的填充膠結料提出灰漿,把縫隙填滿,這就是填縫作業。
3-3 膩子
以上建筑石膏粉產制品系列,大多已被市場認可或處于市場大幅度拓展時期,發展前景廣闊,市場潛力巨大。尤其是紙面石膏板、石膏砌塊、粉刷石膏等石膏墻體材料、石膏裝飾材料和石膏抹灰材料已形成較好的市場,產品、生產技術和設備也已趨于成熟化和規模化,產品利潤空間進一步縮小而趨于穩定,產品運輸半徑而隨之進一步縮小,為了提高市場競爭能力和利潤空間,主要靠利用各種有效技術手段來壓縮產品的成本,如進一步降低能耗、提高生產效率、提高成品率、壓縮運距(廠址向市場、原材料、其他優勢條件靠)、利用工業廢渣作為部分和全部原料。
這些產制品對其生產基料建筑石膏粉的要求相對較低,大多對顏色、雜質及產品性能指標的限制并不很高或沒有要求,而對產品更多要求的是其穩定性,因這類產品規模較大,產品生產呈自動化機械化或半自動半機械化生產線,對產品穩定性要求較高,因此,其對基料的要求不在是多家小企業供給,而采用大規模生產設備和生產線提供的或自己配用的基料。對原料的要求上,一般保證原料的二水硫酸鈣保證在80%以上(個別產品對雜質有一定的限制)即可通過生產設備得到完全可以滿足其要求的產品。因此,該類產品對原料的選擇上首要的要考慮利用周邊可利用的化學石膏資源,在采用廉價資源的同時,降低運輸費用(石膏資源貧乏的地區,利用化學石膏資源建廠),還可享受免稅的優惠政策。并使各種資源都得到了最大幅度的開發利用,部分的保護了天然資源或天然優質資源。
隨著近年來我國高強石膏生產和應用技術的不斷發展和提高,石膏深加工技術水平的不斷進步和完善,以前由進口產品占據的特種石膏應用領域也逐漸的為國內部分優秀石膏生產企業的產品所逐步取代,以前由普通的建筑石膏粉所占據的陶瓷行業也由于陶瓷行業自身要求的提高和高檔次石膏產品的出現,而逐步為專用的性能優良的陶瓷模具石膏產品取代。而得以發展特種石膏產制品的基礎,α型高強石膏生產技術經過二十多年的發展,目前已形成了成熟完整的生產工藝技術和設備,尤其是寧夏建筑材料研究院的“蒸壓法α型高強石膏生產技術”(該技術獲全國科技大會獎,中國技術市場協會“金橋獎”,同時被列為國家九五推廣項目),技術成熟,工藝先進,操作簡單,產品質量優良穩定,其產品抗折強度(2小時)5—9Mpa,抗壓強度(2小時)20—30MPa,干燥強度抗折強度可達10—15 Mpa,抗壓強度40—65MPa,凝結時間適中可調。以此為基礎開發研制的采用“半干法”生產α型超高強石膏(K型石膏)生產工藝技術和設備均可穩定在生產出性能優良的超高強石膏產品(干抗折強度可達15-20 Mpa,干抗壓強度可達70—85MPa,低水膏比、高表面硬度),該技術適合較大產量的特種石膏生產(可適應產量從5000噸到50000噸的生產);并開發成功了能夠適合小規模生產特種石膏產品的一種投資少、建設快的一種“濕法”生產技術,其產品性能優良,主要用于齒科石膏產品的配置和精密鑄造石膏產品的配置,并取得了較好的應用效果。以上各種成熟先進的工藝方法和技術的發展,均為特種石膏和中高檔次石膏產品的生產和應用提供了優質的基礎材料。這些基礎材料一般均具有產品凝結硬化快、水膏比低、表面硬度及早期強度高、性能優良,以此α型高強石膏為基料,并輔以適當的填料及外加劑可制成各種用途的功能性強、高附加值的系列深加工產品。
這些產品的特點:對原礦(主要指二水石膏)要求相對較高,對原礦中雜質成分的要求極為嚴格,部分領域對產品顏色也有較高要求,可以充分發揮礦石資源中優質資源(二水硫酸鈣含量90%以上的一級及特級石膏礦石)的作用,可對其進行最大限度的開發利用,充分發揮優質資源的優勢;產品市場容量較小,產品的銷售市場半徑范圍較大;產品為高利潤、高附加值產品,具有較好的經濟效益。
特種石膏是根據其應用領域和要求,采用特殊工藝方法或者采用特殊原料(外加劑)配置的、具有特殊的性能指標和特殊用途的功能性石膏產品。特種石膏粉的生產或配置一般都是采用高檔次的石膏粉產品(高強石膏粉)為基料或者摻加少量的高性能建筑石膏粉,一種或多種微量特殊的外加劑共同混合均勻后得到。目前較為常見的特種石膏產品主要有以下幾類:
1、中、高檔次陶瓷模具石膏粉:主要用于中高檔次陶瓷產品的模具制造。
2、工藝美術石膏粉:主要用于生產高檔次工藝美術品、玩具等。
3、精密鑄造石膏粉:航空、航天等精密金屬部件鑄造、首飾模具。
4、高檔次高強石膏粉:高檔建筑裝飾、雕塑等。
5、齒科石膏粉:齒科用超硬石膏、齒科模具。
6、原模石膏粉:主要用于生產高檔陶瓷模具的母模。
陶瓷模具粉針對不同用途,產品性能要求各異,它是陶瓷工業重要的基礎材料,其質量優劣直接影響陶瓷產品質量和成本。陶瓷模具石膏粉的生產一般根據其生產和用途的不同分為普通陶瓷模具石膏粉 、中檔陶瓷模具石膏粉和高檔陶瓷模具石膏粉。普通模具粉一般采用純建筑石膏粉直接應用,對石膏粉的性能指標要求不高,模具使用次數較低,一般僅為60-80次,制作的陶瓷器具質量精度不高,一般用于低檔、或精度要求較低的陶瓷生產中;隨著陶瓷工業的發展,人們對陶瓷器具要求的增高和陶瓷企業對模具要求的進一步提高,以單純的建筑石膏粉已經無法完全滿足模具對石膏粉的要求,隨著我國石膏工業的發展,高強石膏的出現,中檔模具石膏粉應運而生。其性能指標要求相對較高,與普通粉相比有了明顯改善,將應用次數提升至120次以上。而高檔次陶瓷產品的出現,對陶瓷模具粉提出了更高的要求,使模具的應用次數達500次以上,甚至達到1000次,其極好的使用性能如沒有高性能的石膏粉做基料是不可實現的。高檔次陶瓷模具石膏粉以其高性能和較高的使用次數而深受陶瓷用戶的青睞,以其較高的經濟效益深深吸引著眾多的生產企業,一般售價可達2000元/噸以上,利潤達近1000元/噸,但因其技術難度大而市場大多為進口產品的天下。隨著近年來我國石膏工業的快速發展和石膏應用研究開發技術的逐步提高,一些國產技術也已經達到或接近了國外技術的同類水平,產品的主要指標和綜合性能指標已可與進口產品相妣美。不但滿足國內企業應用要求,還有部分出口國外。
高檔工藝美術粉,其主要市場在我國廣東及福建兩省,其制得的工藝美術品主要售往歐美國家做圣誕禮物饋送親友,這種產品目前所用的原料主要為不飽和環氧樹脂,其價格為(6000—8000元/噸),而且制作過程中產生有害氣體,有害健康,同時這種樹脂不易降解,對環保造成一定危害,因此西方國家紛紛要求采用其它無污染,易降解的材料來代替,經過不斷的研制開發和實踐改進,采用一些特殊工藝方法生產的具有較高的某些性能指標的高強或超高強石膏粉完全可替代部分樹脂產品,生產出符合玩具要求和環保要求的產品,據不完全統計,廣東及福建的這種工藝美術廠達500家以上,年用量約10—15萬噸/年。
陶瓷母模粉,主要用于生產高檔次陶瓷模具用母模石膏,目前國內大多從德、美、臺灣等地進口,其價格5000—6000元/噸,本項目產品性能可與進口產品媲美,且產品價格低于進口產品價格,有競爭優勢,據不完全統計,年需求量達5000—6000噸。
首飾鑄造及精密鑄造粉,主要用于金銀首飾及結構復雜的精密鑄件鑄造用的模具制造。目前我國首飾鑄造業所用的石膏模具大部分采用進口產品,主要從德國、美國進口,每噸6000元左右。據我們調查,僅福建金得利首飾公司每年從德國進口600噸鑄造粉,價格6000元/噸。此外,在廣東、福建首飾業集中的地方,據估計每年進口鑄造粉約3000噸左右;精密鑄造用的石膏粉每年2000—3000噸,主要用于汽車、航空、精密儀器等工業。今年來國內研制開發的精密鑄造用石膏產品,其優良的性能幾乎與進口產品相媲美,具有一定的市場競爭能力。
晶須是指具有固定的橫截面形狀、完整的外形、完善的內部結構、長徑比高達5~1000的纖維狀單晶體。晶須作為復合材料中最為重要的增強組份得到美國、日本等工業發達國家的高度重視。國際上石膏晶須的商品名稱為“ONODA-GPF”,基本上用水熱法制造,有半水和無水幾種。石膏晶須主要用于樹脂、橡膠、涂料、造紙中的增強劑或功能型填料,又可以用于磨擦材料、建筑材料、密封材料、保溫及阻燃材料等。石膏晶須具有優良的性能,作為增強劑可提高制品強度30%左右。目前國際市場上的價格為每噸3萬元。
石膏晶須的性能優良、應用廣泛,可用于下述幾個方面:
1、造紙原料
石膏晶須是很好的造紙原料,長徑比≥100(50以上),即可代替部分或大部分紙漿,(50-70%)作為制造特種石膏紙,長徑比≤50的可作紙張的高級填料(15-20%),這樣可以大大增加紙的產量,降低木材(木漿)消耗,即保護了環境,又減少造紙廠中的廢水排放,減少污染。目前全國年消耗紙張3000-4000萬噸,僅占其中1%,每年即需求30-40萬噸石膏晶須。
2、復合材料增強:石膏晶須適合作為塑料、橡膠、聚氨酯、金屬及陶瓷的增強組元。在塑料中加入石膏晶須后,可提高材料的機械強度、耐熱性及尺寸穩定性。
3、用于磨擦材料:石膏晶須無毒,適合作為石棉的代用品。西方國家已禁止在磨擦材料中使用石棉,特別是轎車磨擦片。加入石膏晶須,可提高磨擦系數的穩定性及耐磨性。
4、用于環境工程:石膏晶須可用于環境工程方面,因其具有較大的比表面積。
我國石膏礦產資源儲量豐富,已探明的各類石膏總儲量約為570億噸,具世界首位,分布于全國的23個主要的省市自治區,由于長期以來我國在石膏科研和生產技術等各方面的投入不足,石膏礦產資源的不均衡分布和各地區經濟的不均衡發展、致使我國在石膏產品的應用開發和規模化生產等各方面均滯后于發達國家石膏產業發展的步伐。目前,國內每年的石膏消費量達到近3000萬噸具世界第一,但其中的大部分均以原礦的形式進入國內外市場或者以低價值的初級產品應用,主要是被作為水泥緩凝劑應用,這部分幾乎占到了總量的85%,而且這一初級產品所應用的幾乎均為優質礦石(礦資源的市場競爭和以優質資源的高純度禰補或消除技術、設備等落后因素的影響),致使優質的、有限的自然資源不能得到有效和最大限度的開發利用,不能作到物盡其用,造成了優質資源的嚴重流失和浪費。我國石膏資源雖然比較豐富,但其中的優質資源卻非常有限,約占10%左右。而在諸多的深加工產品中,根據各自產品應用領域的要求的不同,對其生產原料的石膏礦石的要求也有諸多的不同:
水泥中石膏的加入量一般在3-5%,其主要是利用其中SO3,一般要求礦石的SO3在25.56%以上,即Ca SO4•2 H2O含量約55%以上就可基本滿足要求;
熟石膏粉一般要求礦石中Ca SO4•2 H2O含量在85%以上;
用于生產高強石膏的石膏礦石要求其中Ca SO4•2 H2O含量在90%以上;
紙面石膏板用石膏原料除了要求礦石中Ca SO4•2 H2O含量在85%以上以保證石膏粉質量外,還對礦石中的鉀、鈉、氯等離子有一定的限制;
作陶模用石膏原料除了要求礦石中Ca SO4•2 H2O含量外,還對其中的鐵含量作了嚴格限制;
造紙填料則要求其中Ca SO4•2 H2O含量在96%以上;
因此,如何根據自身的資源特點、區域條件、市場狀況,對地區、對企業進行定位,對發展進行規劃、對產品進行定位,引用適宜的石膏深加工技術和成熟、先進的石膏生產設備,充分利用本地區的區域優勢,最大程度的將資源優勢轉化為經濟優勢。
石膏深加工產品主要由兩個大類:以β型建筑石膏粉為基礎的建筑石膏產制品系列;以α型高強石膏或高性能的優質β型石膏為基礎的特種石膏產制品系列。建筑石膏粉極其產制品以巨大而廣闊的建筑極其相關領域為市場,借助于國家的新型建筑材料、墻體材料的產業扶持政策和高速發展的建筑市場,近年來得到了快速的發展和提升。石膏產制品在該領域的應用和發展決定著整體石膏產業的發展,該領域的特點:對原礦(主要指二水石膏)要求相對較低,對原礦中雜質成分的要求較低,大多對產品顏色要求也較弱,可以充分發揮礦石資源中主體資源(二水硫酸鈣含量80-90%)的作用,進行最大限度的開發利用;產品市場容量巨大,銷售市場的半徑范圍較小,遠距離銷售可能導致運輸費用高于產品售價,加大成本;產品利潤相對較低,競爭壓力巨大(主要為小企業的無序競爭)。產品主要有:紙面石膏板、纖維石膏板、裝飾石膏板、石膏砌塊、石膏空心條板、粉刷石膏、粘貼石膏、石膏膩子、各種石膏復合板、裝飾石膏板等。
建筑石膏制品特性有以下幾個方面:
1)凝結硬化快
2)重量輕而強度滿足要求,即硬化體孔隙度大,強度(抗壓)為3-5MPa,滿足隔墻和飾面的要求。
3)隔熱性和吸聲性能好,但耐水性差,導熱系數為0.121-0.205w/mk,軟化系數為0.3-0.45。
4)防火性能好。
5)硬化時體積略有膨脹,膨脹率0.05-0.15%。
6)裝飾性好,表面細膩平整,光潔度好,典雅美觀。
7)制品可鋸、可釘、可刨,便于施工。
1、粉刷石膏(抹灰石膏)
粉刷石膏(抹灰石膏)是近幾年來發展起來的一種新型抹灰材料,是用于建筑的重要的一個石膏品種。粉刷石膏是由建筑石膏(單一相)或由建筑石膏與無水石膏(混合相)二者混合,再摻入外加劑,細集料等制成的氣硬性膠凝材料。
粉刷石膏除具有優良快硬、早強、尺寸穩定、防火、輕質等優點外,還具備良好的施工操作性能,粉刷墻面時,能拉開自如,收光容易,與基層有較強的粘結力。粉刷石膏可在水泥砂漿、混合砂漿上罩面,也可在砼墻板及石膏板墻面等光滑底層罩面,這種罩面具有致密光滑、不起灰,硬度高,不收縮,表面含堿量低,與精裝修層涂料、油漆、墻紙具有較好的粘結強度。
2 -1 紙面石膏板
紙面石膏板是我國建筑石膏產制品中最主要的品種之一,其產量是所有石膏建筑制品中最大的,據有關資料統計2003年全國紙面石膏板總的生產生產量達到近4.0億平方米。
紙面石膏板是以建筑石膏為主要原料,摻入纖維、外加劑(發泡劑)、緩凝劑和適量輕質填料,加水拌和成漿,澆注在進行中的紙面石膏板上,成型后再覆以上層紙面、料漿經過凝固形成芯板,經切斷、烘干,使芯板與護面紙牢固地粘結在一起。
2-2 纖維石膏板
纖維石膏板(或稱纖維板、無紙石膏板)是一種以建筑石膏為主要原料,以各種纖維(主要是紙纖維)為增強材料的新型建筑石膏板材,在其中心層加入礦棉、膨脹珍珠巖,可加工成三層或多層板。
2-3 石膏砌塊與石膏空心條板
石膏砌塊作為一種良好的輕質內隔墻材料,在國外已廣泛應用,我國已有10多條小規模半機械化生產線,年生產能力100萬m2左右。并在近年開發成功了全自動化大規模生產線,單線生產能力可達100-150萬平米,石膏砌塊是以建筑石膏為主要原料,加入各種輕集料、填充料、纖維增強材料、發泡劑等輔助原料,經加水攪拌,澆注成型和干燥而取得的塊狀輕質建筑制品。
2-4 裝飾石膏制品
裝飾石膏制品是以建筑石膏為主要原料,摻入適量纖維增強材料和外加劑與水攪拌成均勻漿體,經澆注成型,干燥得到的制品,包括各種裝飾石膏板(普通平板、孔板、浮雕板、防潮平板、孔板、吸聲板)嵌裝式裝飾板,浮雕藝術石膏角線、線板、壁爐、羅馬柱等。
3、熟石膏制品的輔助材料
熟石膏制品的輔助材料是指用于組裝上述各種制品、組成隔墻或天花板所用的熟石膏灰漿、熟石膏膠結料,以及裝修抹面的灰漿。
3-1 粘結石膏(熟石膏膠結料)
具有高粘結性、保水性、細度高,可施工時間1-2小時,按50-60%的拌和水調制成達到使用要求的稠度。
3-2 石膏制品的填充膠結料
采用制品組裝隔墻時,隔墻與天花板之間留下(1-3厘米)縫隙,需要摻有膠結料的石膏粉,或者用與它相似的填充膠結料提出灰漿,把縫隙填滿,這就是填縫作業。
3-3 膩子
以上建筑石膏粉產制品系列,大多已被市場認可或處于市場大幅度拓展時期,發展前景廣闊,市場潛力巨大。尤其是紙面石膏板、石膏砌塊、粉刷石膏等石膏墻體材料、石膏裝飾材料和石膏抹灰材料已形成較好的市場,產品、生產技術和設備也已趨于成熟化和規模化,產品利潤空間進一步縮小而趨于穩定,產品運輸半徑而隨之進一步縮小,為了提高市場競爭能力和利潤空間,主要靠利用各種有效技術手段來壓縮產品的成本,如進一步降低能耗、提高生產效率、提高成品率、壓縮運距(廠址向市場、原材料、其他優勢條件靠)、利用工業廢渣作為部分和全部原料。
這些產制品對其生產基料建筑石膏粉的要求相對較低,大多對顏色、雜質及產品性能指標的限制并不很高或沒有要求,而對產品更多要求的是其穩定性,因這類產品規模較大,產品生產呈自動化機械化或半自動半機械化生產線,對產品穩定性要求較高,因此,其對基料的要求不在是多家小企業供給,而采用大規模生產設備和生產線提供的或自己配用的基料。對原料的要求上,一般保證原料的二水硫酸鈣保證在80%以上(個別產品對雜質有一定的限制)即可通過生產設備得到完全可以滿足其要求的產品。因此,該類產品對原料的選擇上首要的要考慮利用周邊可利用的化學石膏資源,在采用廉價資源的同時,降低運輸費用(石膏資源貧乏的地區,利用化學石膏資源建廠),還可享受免稅的優惠政策。并使各種資源都得到了最大幅度的開發利用,部分的保護了天然資源或天然優質資源。
隨著近年來我國高強石膏生產和應用技術的不斷發展和提高,石膏深加工技術水平的不斷進步和完善,以前由進口產品占據的特種石膏應用領域也逐漸的為國內部分優秀石膏生產企業的產品所逐步取代,以前由普通的建筑石膏粉所占據的陶瓷行業也由于陶瓷行業自身要求的提高和高檔次石膏產品的出現,而逐步為專用的性能優良的陶瓷模具石膏產品取代。而得以發展特種石膏產制品的基礎,α型高強石膏生產技術經過二十多年的發展,目前已形成了成熟完整的生產工藝技術和設備,尤其是寧夏建筑材料研究院的“蒸壓法α型高強石膏生產技術”(該技術獲全國科技大會獎,中國技術市場協會“金橋獎”,同時被列為國家九五推廣項目),技術成熟,工藝先進,操作簡單,產品質量優良穩定,其產品抗折強度(2小時)5—9Mpa,抗壓強度(2小時)20—30MPa,干燥強度抗折強度可達10—15 Mpa,抗壓強度40—65MPa,凝結時間適中可調。以此為基礎開發研制的采用“半干法”生產α型超高強石膏(K型石膏)生產工藝技術和設備均可穩定在生產出性能優良的超高強石膏產品(干抗折強度可達15-20 Mpa,干抗壓強度可達70—85MPa,低水膏比、高表面硬度),該技術適合較大產量的特種石膏生產(可適應產量從5000噸到50000噸的生產);并開發成功了能夠適合小規模生產特種石膏產品的一種投資少、建設快的一種“濕法”生產技術,其產品性能優良,主要用于齒科石膏產品的配置和精密鑄造石膏產品的配置,并取得了較好的應用效果。以上各種成熟先進的工藝方法和技術的發展,均為特種石膏和中高檔次石膏產品的生產和應用提供了優質的基礎材料。這些基礎材料一般均具有產品凝結硬化快、水膏比低、表面硬度及早期強度高、性能優良,以此α型高強石膏為基料,并輔以適當的填料及外加劑可制成各種用途的功能性強、高附加值的系列深加工產品。
這些產品的特點:對原礦(主要指二水石膏)要求相對較高,對原礦中雜質成分的要求極為嚴格,部分領域對產品顏色也有較高要求,可以充分發揮礦石資源中優質資源(二水硫酸鈣含量90%以上的一級及特級石膏礦石)的作用,可對其進行最大限度的開發利用,充分發揮優質資源的優勢;產品市場容量較小,產品的銷售市場半徑范圍較大;產品為高利潤、高附加值產品,具有較好的經濟效益。
特種石膏是根據其應用領域和要求,采用特殊工藝方法或者采用特殊原料(外加劑)配置的、具有特殊的性能指標和特殊用途的功能性石膏產品。特種石膏粉的生產或配置一般都是采用高檔次的石膏粉產品(高強石膏粉)為基料或者摻加少量的高性能建筑石膏粉,一種或多種微量特殊的外加劑共同混合均勻后得到。目前較為常見的特種石膏產品主要有以下幾類:
1、中、高檔次陶瓷模具石膏粉:主要用于中高檔次陶瓷產品的模具制造。
2、工藝美術石膏粉:主要用于生產高檔次工藝美術品、玩具等。
3、精密鑄造石膏粉:航空、航天等精密金屬部件鑄造、首飾模具。
4、高檔次高強石膏粉:高檔建筑裝飾、雕塑等。
5、齒科石膏粉:齒科用超硬石膏、齒科模具。
6、原模石膏粉:主要用于生產高檔陶瓷模具的母模。
陶瓷模具粉針對不同用途,產品性能要求各異,它是陶瓷工業重要的基礎材料,其質量優劣直接影響陶瓷產品質量和成本。陶瓷模具石膏粉的生產一般根據其生產和用途的不同分為普通陶瓷模具石膏粉 、中檔陶瓷模具石膏粉和高檔陶瓷模具石膏粉。普通模具粉一般采用純建筑石膏粉直接應用,對石膏粉的性能指標要求不高,模具使用次數較低,一般僅為60-80次,制作的陶瓷器具質量精度不高,一般用于低檔、或精度要求較低的陶瓷生產中;隨著陶瓷工業的發展,人們對陶瓷器具要求的增高和陶瓷企業對模具要求的進一步提高,以單純的建筑石膏粉已經無法完全滿足模具對石膏粉的要求,隨著我國石膏工業的發展,高強石膏的出現,中檔模具石膏粉應運而生。其性能指標要求相對較高,與普通粉相比有了明顯改善,將應用次數提升至120次以上。而高檔次陶瓷產品的出現,對陶瓷模具粉提出了更高的要求,使模具的應用次數達500次以上,甚至達到1000次,其極好的使用性能如沒有高性能的石膏粉做基料是不可實現的。高檔次陶瓷模具石膏粉以其高性能和較高的使用次數而深受陶瓷用戶的青睞,以其較高的經濟效益深深吸引著眾多的生產企業,一般售價可達2000元/噸以上,利潤達近1000元/噸,但因其技術難度大而市場大多為進口產品的天下。隨著近年來我國石膏工業的快速發展和石膏應用研究開發技術的逐步提高,一些國產技術也已經達到或接近了國外技術的同類水平,產品的主要指標和綜合性能指標已可與進口產品相妣美。不但滿足國內企業應用要求,還有部分出口國外。
高檔工藝美術粉,其主要市場在我國廣東及福建兩省,其制得的工藝美術品主要售往歐美國家做圣誕禮物饋送親友,這種產品目前所用的原料主要為不飽和環氧樹脂,其價格為(6000—8000元/噸),而且制作過程中產生有害氣體,有害健康,同時這種樹脂不易降解,對環保造成一定危害,因此西方國家紛紛要求采用其它無污染,易降解的材料來代替,經過不斷的研制開發和實踐改進,采用一些特殊工藝方法生產的具有較高的某些性能指標的高強或超高強石膏粉完全可替代部分樹脂產品,生產出符合玩具要求和環保要求的產品,據不完全統計,廣東及福建的這種工藝美術廠達500家以上,年用量約10—15萬噸/年。
陶瓷母模粉,主要用于生產高檔次陶瓷模具用母模石膏,目前國內大多從德、美、臺灣等地進口,其價格5000—6000元/噸,本項目產品性能可與進口產品媲美,且產品價格低于進口產品價格,有競爭優勢,據不完全統計,年需求量達5000—6000噸。
首飾鑄造及精密鑄造粉,主要用于金銀首飾及結構復雜的精密鑄件鑄造用的模具制造。目前我國首飾鑄造業所用的石膏模具大部分采用進口產品,主要從德國、美國進口,每噸6000元左右。據我們調查,僅福建金得利首飾公司每年從德國進口600噸鑄造粉,價格6000元/噸。此外,在廣東、福建首飾業集中的地方,據估計每年進口鑄造粉約3000噸左右;精密鑄造用的石膏粉每年2000—3000噸,主要用于汽車、航空、精密儀器等工業。今年來國內研制開發的精密鑄造用石膏產品,其優良的性能幾乎與進口產品相媲美,具有一定的市場競爭能力。
晶須是指具有固定的橫截面形狀、完整的外形、完善的內部結構、長徑比高達5~1000的纖維狀單晶體。晶須作為復合材料中最為重要的增強組份得到美國、日本等工業發達國家的高度重視。國際上石膏晶須的商品名稱為“ONODA-GPF”,基本上用水熱法制造,有半水和無水幾種。石膏晶須主要用于樹脂、橡膠、涂料、造紙中的增強劑或功能型填料,又可以用于磨擦材料、建筑材料、密封材料、保溫及阻燃材料等。石膏晶須具有優良的性能,作為增強劑可提高制品強度30%左右。目前國際市場上的價格為每噸3萬元。
石膏晶須的性能優良、應用廣泛,可用于下述幾個方面:
1、造紙原料
石膏晶須是很好的造紙原料,長徑比≥100(50以上),即可代替部分或大部分紙漿,(50-70%)作為制造特種石膏紙,長徑比≤50的可作紙張的高級填料(15-20%),這樣可以大大增加紙的產量,降低木材(木漿)消耗,即保護了環境,又減少造紙廠中的廢水排放,減少污染。目前全國年消耗紙張3000-4000萬噸,僅占其中1%,每年即需求30-40萬噸石膏晶須。
2、復合材料增強:石膏晶須適合作為塑料、橡膠、聚氨酯、金屬及陶瓷的增強組元。在塑料中加入石膏晶須后,可提高材料的機械強度、耐熱性及尺寸穩定性。
3、用于磨擦材料:石膏晶須無毒,適合作為石棉的代用品。西方國家已禁止在磨擦材料中使用石棉,特別是轎車磨擦片。加入石膏晶須,可提高磨擦系數的穩定性及耐磨性。
4、用于環境工程:石膏晶須可用于環境工程方面,因其具有較大的比表面積。