随着我国对装配式建筑的大力推广，一体化装饰装修板材等装配式建材也得到快速发展，其中以炫晶板为代表的无机轻质饰面板因其高清仿真的装饰效果、大幅面和优秀的防火性、环保性、易施工性，在室内装修中得到越来越多的应用^[1]。

作为无机轻质饰面板应用中必不可少的配套材料，黏结石膏的需求量也在不断增大^[2]。无机轻质饰面板与传统硬质装饰材料相比具有更大幅面，能够提高施工效率，节约施工成本，但也对配套使用的黏结石膏提出更高要求。传统黏结石膏在用于大幅面无机轻质饰面板时，存在凝结时间短、黏结强度低等问题，而结构胶等其他胶粘剂存在价格高、耐久性与环保性差等问题，无机轻质饰面板的自身材料特质和装饰过程中的背漆工艺增大了将其粘贴于墙面的难度。因此，本文针对适用于无机轻质饰面板的黏结石膏进行研究，使其达到初凝时间40min左右、黏结力强、安全环保、成本较低的要求，对无机轻质饰面板的更广泛应用及推动我国装配式装修发展具有重要意义。

建筑石膏粉标准稠度用水量65%，初凝时间5.5min，终凝时间10min；重钙粉（600目）、缓凝剂、黏结调控剂、保水剂等原料均为市售工业品。

称取建筑石膏粉80质量份、重钙粉20质量份和0.3%的羧甲基纤维素，加入球磨机中进行充分混合球磨；同时按照标准稠度用水量的65%称取拌合水，拌合水中分别加入不同种类的外加剂，通过调整掺量调控黏结强度和凝结时间，充分搅拌均匀后，将球磨后的混合粉料倒入水中，搅拌均匀制得黏结石膏，测试黏结石膏各项性能，研究不同外加剂对黏结石膏的影响规律。

1）黏结强度调控分别加入掺量为0.25%～1.50%的TS607可再分散乳胶粉、聚乙烯醇和H195S界面剂3种黏结调控剂，通过比较不同黏结调控剂及掺量对黏结石膏拉伸黏结强度、绝干抗折强度、绝干抗压强度的影响，确定较优黏结调控剂及掺量。

2）凝结时间调控分别加入掺量为0.05%～0.30%的多聚磷酸钠、R200和柠檬酸3种缓凝剂，通过比较不同缓凝剂及掺量对凝结时间、绝干抗折强度、绝干抗压强度的影响，确定较优缓凝剂及掺量。

3）黏结石膏配比利用选择出的较优黏结调控剂、缓凝剂及其掺量，在其中分别掺入70～90质量份的石膏粉，10～30质量份的重钙，0.1%～0.3%的羧甲基纤维素，比较不同配比情况下黏结石膏的主要性能，确定满足无机轻质饰面板要求的黏结石膏配比。

黏结石膏的凝结时间、绝干强度等性能测定参照JC/T1025—2007《粘结石膏》中的相关规定，拉伸黏结强度性能测定参照JC/T 547—2017《陶瓷砖胶粘剂》中的相关规定。

无机轻质饰面板制造工艺中，在表面涂饰前应进行背涂工艺，目的是对基板起保护作用，以防止板材正面辊涂多次涂料后引起板材收缩变形等。背涂工艺包括板材背面除尘、背漆辊涂及固化，固化后的背漆形成致密且光滑的涂层，导致与结构胶、普通黏结石膏等传统材料之间难以附着，使黏结强度降低、板材易脱落，加大了将无机轻质饰面板牢固粘贴于墙面的难度。因此，结合无机轻质饰面板自身特点和背漆工艺，应首要解决黏结石膏与板材背面漆膜之间的附着，从而提高黏结强度。

高分子聚合物是黏结石膏的优良外加剂，可掺入黏结石膏中作为黏结调控剂^[3]，而界面剂具有非常好的渗透性，能有效提高黏结强度^[4,5]。分别添加不同含量的聚乙烯醇、TS607和H195S，对黏结石膏拉伸黏结强度的影响如图1所示。由试验结果可看出，3种黏结调控剂的加入均能有效提高黏结石膏的拉伸黏结强度。当掺量在0.75%以下时，聚乙烯醇的效果优于TS607，而H195S相较于聚乙烯醇及TS607，对拉伸黏结强度的提升更显著，特别是当H195S的掺量在0.5%以下时，黏结强度增长幅度更大，当掺入量超过0.5%后，黏结强度增长幅度减缓。分析可知，H195S界面剂能双向渗透黏结石膏及板材背漆表面，利用放射性链式锚固效应提高基层附着力，从而使二者牢固黏结。

但黏结调控剂在提升黏结石膏拉伸黏结强度性能的同时，可能会对其绝干强度产生负面影响^[6]。因此，分别研究不同黏结调控剂对其抗折强度和抗压强度的影响情况，如图2所示。可以看出，加入聚乙烯醇和H195S后，绝干抗折强度在一定程度上小幅降低，而TS607对绝干抗折强度损失较大。而对于黏结石膏的绝干抗压强度，聚乙烯醇导致的下降幅度最明显，TS607和H195S对绝干抗压强度产生小幅负面影响。

因此，综合加入黏结调控剂后拉伸黏结强度、抗折强度和抗压强度的变化情况，H195S能显著增强黏结石膏的拉伸黏结强度，同时又不会导致抗折强度、抗压强度大幅下降，能较理想地实现对黏结强度的调控，综合考虑其较优掺量为0.5%。

黏结石膏是一种快速凝结硬化的胶凝材料，凝结时间通常只有几分钟，遇水后会迅速失去流动性^[7]。由于无机轻质饰面板幅面尺寸大、单板施工时间长于普通板材，因此需要黏结石膏具备较长的凝结时间，根据施工需求，初凝时间应在40min左右，而普通黏结石膏的快速凝结不能满足实际施工要求。缓凝剂可用于凝结时间的调控，提高黏结石膏的可操作性和施工性^[8,9]。试验中选用现有黏结石膏较常用的缓凝剂多聚磷酸钠、R200和柠檬酸，研究其在不同掺量条件下对黏结石膏初凝时间和终凝时间的影响，试验结果如图3所示。

由试验结果可看出，多聚磷酸钠、R200和柠檬酸3种不同缓凝剂的加入，均能显著延长黏结石膏的初凝时间和终凝时间，且随着掺量增加，增长幅度增大。3种缓凝剂相比，多聚磷酸钠对初凝时间和终凝时间的延长作用均优于R200和柠檬酸，当多聚磷酸钠掺量为0.1%时，初凝时间即可达到33min，终凝时间为63min，此时R200和柠檬酸的初凝时间均未达到30min；当掺量为0.15%时，初凝时间达到69min，终凝时间为92min，此时R200的初凝时间为46min，柠檬酸的初凝时间为55min。可见，多聚磷酸钠对凝结时间的调控效果更显著。

缓凝剂的加入可显著延长黏结石膏的凝结时间，但也会对其强度产生负面影响^[10]。因此，除研究不同缓凝剂对凝结时间的影响规律外，还需对缓凝剂对绝干强度的影响进行研究，试验结果如图4所示。由图4可看出，缓凝剂的加入会导致绝干抗折强度和抗压强度的下降，特别是对抗压强度的影响尤为明显。与R200和柠檬酸相比，多聚磷酸钠导致强度下降幅度较低，特别是在掺入量小于0.1%时，抗折强度下降幅度在5%以内，抗压强度则基本与未添加缓凝剂时持平。

因此，综合考虑缓凝剂对凝结时间和绝干强度的影响，选择多聚磷酸钠为较优缓凝剂，掺入量为0.1%。

在以上试验中，分别确定了黏结石膏中缓凝剂和黏结剂的种类及较优掺量，而除缓凝剂和黏结剂对黏结石膏的凝结时间和强度产生直接显著影响外，建筑石膏粉与骨料的配比、保水剂的加入量也会对黏结石膏的各项性能产生一定影响。因此，在确定缓凝剂及黏结剂种类和掺量（分别为0.1%和0.5%）的基础上，调整建筑石膏粉与骨料的配比及保水剂羧甲基纤维素的掺入量，黏结石膏各项主要性能的变化情况如表1所示。

由表1可知，当建筑石膏粉与重钙的质量比为7∶3时，黏结石膏部分性能已无法满足相关标准规定；当建筑石膏粉与重钙的质量比为9∶1时，黏结石膏的凝结时间延长，强度增强，性能得到明显改善。随着重钙比例的增加，导致黏结石膏强度下降，性能越差。加入骨料的目的是在改善黏结石膏性能的同时降低成本，而新型黏结石膏主要用来进行无机轻质饰面板的施工，相较于普通石膏板，无机轻质饰面板附加值高，同时对黏结石膏性能的要求更高，因此将建筑石膏粉与重钙的配比调整为9∶1较为合理，能更好地适应无机轻质饰面板的施工需求。当保水剂羧甲基纤维素的加入量增加时，黏结石膏的凝结时间延长，拉伸黏结强度有小幅增强，但抗折强度和抗压强度会出现下降，通过比较保水剂加入量对各项性能的影响幅度，选择0.2%为保水剂的较优掺量。

1)TS607、聚乙烯醇和H195S黏结调控剂均能增强黏结石膏的拉伸黏结强度，其中H195S能有效地增强黏结石膏的拉伸黏结强度，同时不会导致抗折强度、抗压强度大幅下降，是较理想的黏结调控剂，较优掺入量为0.5%。

2）多聚磷酸钠、R200、柠檬酸3种不同缓凝剂均能明显延长黏结石膏的凝结时间，其中以多聚磷酸钠的效果最显著。综合考虑不同掺量的多聚磷酸钠对凝结时间的延长作用和对抗折强度、抗压强度的影响，确定多聚磷酸钠的最优掺量为0.1%。

3）重钙加入量的增加会对凝结时间及强度等各项性能产生影响，综合权衡黏结石膏的成本和性能间的关系，调整建筑石膏粉与重钙的质量比为9∶1；保水剂羧甲基纤维素的加入量为0.2%时，对黏结石膏强度等性能的影响较小且施工性更强。

4）无机轻质饰面板用新型黏结石膏的配比为：建筑石膏粉90质量份，重钙粉10质量份，羧甲基纤维素0.2%，多聚磷酸钠0.1%,H195S为0.5%。