鏊饕｛鬻渊Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ０ｎｌｉｎｅ检测在线卫生陶瓷模型用１３一石膏粉性能的检测方法翟新岗，李秀军，袁鹏，程俊（德州市乐华陶瓷洁具有限公司，德州２５３０００）摘要：卫生陶瓷模型用Ｂ一石膏粉，其质量对卫生陶瓷生产厂家来说很重要．模型质量的好坏直接影响到成型质量的好坏。对于卫生陶瓷企业常用的Ｂ一石膏粉，本文简单阐述了用常规设备检测其质量的一些方法和一般判断标准。关键词：Ｂ一石膏粉；石膏模型；检测方法；标准１前言目前，国内卫生陶瓷生产厂家大多仍以石膏模型作２石膏粉的常规检测项目和检测方法２．１石膏粉细度及吸附水含量膏粉细度直接影响到石膏模型的强度及初终凝速度。石膏粉越细，在半水石膏的水化过程中，石膏与水接触面积就越大，在水中的溶解速度加快，从而形成二水石膏晶体的速度也增快，即石膏浆的初终凝速度会加快。１１］实验证实，提高石膏粉的细度，不仅可以增加石膏模型的致密度，而且可以明显地增加石膏模型的强度。通过对同一种石膏粉不同细度的产品进行性能检测，结果表明，石膏粉的细度越细，石膏粉其模型强度越高，模具表面更细腻．但吸水率略有小幅度下降。目前，国内卫生瓷模型用的Ｂ一石膏粉，细度一般在１２０～１８０目。石膏粉细度常用的测试方法是筛分法，即：称取１００ｇ石膏干粉，倒入规定目数的分析筛上，用水快速为注浆成型工作模。石膏是制作石膏模型的主要材料，石膏质量直接影响到模型质量，而石膏模型质量又关系到成型质量。因此，几乎所有的卫生陶瓷企业都非常重视石膏粉的质量。卫生陶瓷的结构复杂，体积庞大，坯体较厚，这就决定了此行业所使用的石膏粉要满足这些指标：初凝时问不能太快．终凝时间不能太长；要有一定的湿模强度和干模强度：要有合适的吸水率；模型在使用后期粉化脱落的现象要轻等等．最主要的是能生产出开裂少、表面平整的卫生陶瓷产品。一般来讲，注浆成型用石膏粉分为ｄ一石膏和Ｂ一石膏两种，而卫生陶瓷企业最常用的是Ｂ一石膏粉。本文简要介绍了Ｂ一石膏的常规检测方法和一般标准，供业内同行参考。不妥之处，敬请批评指正。冲洗干净，将筛上的残渣烘干称重，就可以计算出残渣的百分含量。本项目的检测流程一般为：准确称取待测石膏粉样品Ｇ，（约１５０ｇ），置于电加热鼓风干燥箱中，在５０±５ｏＣ下干燥约１４ｈ，将烘干后的试样在室温干燥处自然冷却，称取重量作者简介：翟新岗（１９７８一），男，山东郓城人，工程师，工学学士，无机非金属材料专业．主要从事陶瓷及相关领域的研究、开发与应用。电子邮箱：ｊｉａｙｕｐｉａｏｙａｎｇ＠１６３．ｃｏｍ为Ｇ２，则石膏粉吸附水含量为：（Ｇ，—Ｇ２）／Ｇｌｘｌ００％。新进石膏万方数据粉的吸附水含量，通常要求小于１％。若吸附水含量高，则石膏很容易吸潮结块，从而会影响其他性能指标。从干燥冷却后石膏粉样品中准确称取１００ｇ试样置于１２０目分样筛内，用水快速冲洗石膏粉。冲洗时，边摇动筛子边旋转，要求在３０Ｓ内把石膏冲洗完，直到通过筛子的水不浑浊为止。将筛余在１００℃烘箱中烘干、称重记为Ｇ３，精确至０．１ｇ，则石膏粉的１２０目筛余量为：Ｇ３／１００ｘ１００％。根据笔者的研究，石膏筛余在５５℃和１００ｏＣ分别烘干进行对比，其筛余量结果差别很小．１００ｏＣ烘干的筛余量略微小一点，所以在１００ｏＣ快速烘干筛余，其检测结果是可靠的。当然，对于石膏粉筛余正好处于标准临界值附近的，可采用５５℃烘干筛余进行复检。关于石膏粉的筛余，不同的厂家要求各不相同，一般要求１２０目筛余＜１％。也有些厂家要求１００目筛余＜０．５％或者２００目筛余＜２％等。石膏粉的细度具体指标。各企业可根据自身情况制定相应的标准。２．２标准检测条件的确定对卫生陶瓷企业来讲，每月石膏粉的消耗量巨大，少则几百吨，多则上千吨。因此，日常的进货批次会比较多，相应的进货检测也会比较频繁。在此情况下．为保证石膏粉的质量，企业应根据自身情况，将检测条件规范化、标准化。在石膏模型的生产过程中．影响产品质量的工艺条件包括：水质（自来水还是净化水）、膏水比（一般在１．２５。１．５５）、浸泡时间和搅拌时间（通常在２～４ｍｉｎ）、搅拌速度（一般为３００～５００ｒ／ｍｉｎ）。另外，由于检测室一般是取少量样品检测，每次检测所称量的石膏粉质量也应该相同。否则．也会影响测试数据的准确性。这些工艺因素．在日常进货检测中必须固定下来，以便比较和判定每批石膏粉的质量是否合格。比如，膏水比一般常用１．２５：１．浸泡时间一般为２ｍｉｎ，搅拌时间一般为３ｍｉｎ，搅拌速度一般为３００ｒ／ｍｉｎ等，其中，最重要的参数是膏水比。如何确定适宜的检测参数，不同的卫生陶瓷企业，应根据自身的石膏情况和生产工艺要求．通过系统的、全面的工艺试验将检测参数一一确立下来。２．３流动直径测试众所周知．流动直径反映的是在石膏初凝之前，石膏浆流动性好坏。流动直径太小，灌模时石膏浆流动性差，模具的有些部位会缺浆形成大气孔；流动直径太大，则灌模时容易漏浆，甚至石膏浆泌水产生分层。流动直径的检测方法为：按固定的膏水比进行称量配万方数据料。注意一定要先加水后加石膏粉，否则石膏粉会形成团状难以分散均匀，直接影响石膏模型的质量。同时，要注意浸泡石膏粉时，水面要淹没石膏粉。在３０Ｓ内将石膏粉均匀撒入水中，刚开始撒入石膏时开始计时。石膏粉加入水中后浸泡２ｍｉｎ，固定搅拌机转速搅拌３ｍｉｎ：然后立即把石膏浆倒人事先已准备好的放在玻璃板上的圆筒内（标准圆筒的尺寸为：内径５０ｎｌ／ｎ、高度１００ｍｍ），将圆筒上表面刮平，迅速将圆筒垂直提起（要求从倒入石膏浆至提起圆筒．在２０Ｓ内完成），测量石膏浆在玻璃板上摊开直径的大小，取三个不同位置的平均值，则为该比例下石膏粉的流动性。不同的企业测试流动直径时，测试方法也会不同，如：有的浸泡时间可能为０．５～１ｍｉｎ，搅拌时间为１～２ｍｉｎ，圆筒的尺寸也有所不同，测试的结果也会不一样。但只要每次测试的方法和参数是固定的，其结果同样具有可比性。２．４初、终凝时间的测定卫生陶瓷用石膏模型一般体积和重量都比较大，倒模时需要的石膏浆相对也多。因此，通常要求石膏的初凝时间不能太快，以便给工人留下充足的操作时间；否则，初凝太快，工人根本没时间去完成整个灌模操作．石膏浆就失去流动性。根据多数厂家的生产实际来看，初凝时间至少在９ｍｉｎ以上才容易在生产中使用。在卫生陶瓷的生产过程中。石膏模具用量大、更换频繁。因此，就要求倒模工人每天要有一定的倒模量以满足成型车间的需要。所以。石膏的终凝时间也不能太长，否则会影响工作效率，通常要求在３０ｍｉｎ以内。实际生产中．终凝时间在２０ｍｉｎ左右比较合适。石膏初终凝的检测方法．比较简单常用的是划痕按压法，即：在测试流动性形成的圆饼上，采用厚度约０．５ｍｍ的美工刀片划割试饼．刚开始时每隔３０Ｓ划割一次。划痕不得重合及交叉，每次划后必须用湿布擦净划刀；整个操作过程中．试饼不得受振动或移动。当划痕两边的石膏浆刚好全部不再合拢时即为初凝，记录该时间为Ｔ，，即为石膏的初凝时间。接着在测定初凝后的石膏试饼上用大拇指以约５０Ｎ的力连续按压试饼，每隔３０Ｓ按压一次，每次按压不同的点．当按压时印痕边缘没有水分出现时即为终凝，记录该时间为Ｔ：，则为该石膏样品的终凝时间。按国家标准要求，凝结时间以ｍｉｎ计，当秒数超过３０Ｓ时，可进为１ｍｉｎ。２．５湿模抗折强度的测定石膏模型必须有一定的湿模强度．以减少搬运和运输过程中的变形和断裂。湿模抗折强度的测试流程为：将试条模型（一般为树脂模或者钢模）清理干净，在工作面均匀打上脱模剂，组装好水平放置，捆紧。模型切忌用水擦洗，因为再打油性脱模剂后试条会难以脱模。按上述规定的膏水比配料、浸泡、搅拌，将石膏浆浇注到事先准备好的试条模型中．通常为三联模。石膏浆注入到试条模型内时应缓慢，可轻轻敲击模具，使石膏浆充满模具型腔。可将模具抬起约１ｃｍ突然放下，反复振动５次以排除石膏浆中的气泡。待石膏浆接近初凝时，用刮刀将表面刮平。待终凝后脱模即得到待测样品试条。自石膏与水开始混合开始计时，终凝后脱模，取出试条．将其边缘修理整齐．试条必须垂直立放在试验台上。自然干燥。样品至少要６根，每三根为一组。计时到２ｈ后．采用数显电动抗折仪测试其２ｈ后产品的抗折强度。湿模的抗折强度可通过下面的公式进行计算：Ｒ＝３ＰＬ／（２ａｃ）式中：Ｒ一抗折强度（ＭＰａ）；Ｐ一破坏荷重（Ｎ）；Ｉｒ跨距（ｍｍ）：ａ一试样断面宽度（ｍｍ）；Ｃ一试样断面厚度（ｍｍ）。记录三条试条的抗折强度值并计算其平均值。如果所测得的三个值中有一个值与三个值的平均值的相对偏差大于１０％．则取另两个值的平均值为测试结果：如果所得的三个值中有二个或二个以上值与平均值的相对偏差大于１０％，则应重新取样进行测试。实践证明．２ｈ湿模抗折强度一般在２．０ＭＰａ以上就可满足生产的要求。２．６干模抗折强度的测定石膏模型的抗折强度低．则在使用过程容易断裂和破损，直接影响模型的使用寿命。将脱模后的石膏试条放于电热鼓风干燥箱内恒温５５℃干燥约１４ｈ（当天下班开始到第二天上班），取出稍冷后，采用抗折仪测试其强度，同样取３个试样的平均值作为测试结果。单次测量数据与平均值的相对偏差大于１０％，则该结果舍去。必要时还需重做。实践证明．石膏模型的干模强度一般在３．０ＭＰａ以上较为合适。２．７石膏模吸水率的测定吸水率对卫生陶瓷石膏模型来说至关重要，因为卫生陶瓷坯体厚，吸浆时间长，如果模型吸水率达不到要求则无法满足生产。通过对２ｈ产品的吸水率测试，基本和生产上万方数据寨ｊｊ叠；鬻蒸懑鬻鬻鬻囊吸浆时间接近，可以真实反映石膏模的实际吸水效果。吸水率的测试方法为：将测试完干模抗折强度的试条。用纱布轻轻打磨试条的６个表面，去除石膏模表面的脱模剂，擦干净后称取其重量为Ｇ，；然后放于自来水中浸泡２ｈ，用拧干的湿毛巾轻轻擦拭表面的水迹；称取重量为Ｇ：，吸水率计算公式为：吸水率＝（Ｇ：一Ｇ。）／Ｇ。ｘ１００％，取３个试样的平均值作为测试结果。有些企业测试石膏模２４ｈ甚至４８ｈ吸水率．其反映的都是模具的饱和吸水能力。根据笔者的多次试验对比，对于Ｂ一石膏来说，在膏水比为１．２５的情况下，２ｈ吸水率比２４ｈ吸水率少１％。所以，在日常石膏粉进货检测中，为节约时间采用２ｈ吸水率是可信的。２．８结晶水含量的测定二水石膏的理论含水量是２０．９２％，半水石膏的理论含水量是６．２％，二水和半水石膏在温度超过２００℃时．会脱去结晶水形成无水石膏。所以通过检测半水石膏的结晶水含量．也可辅助判断石膏粉的纯度。［２１参考ＧＢ／Ｔ１７６６９．２—１９９９．结晶水含量的测试方法为：取待测样品置于电热鼓风干燥箱中，在５０±５ｏＣ下干燥至恒重，然后将烘干后的试样放入干燥器中冷却。采用事先灼烧过、干燥的瓷坩埚，瓷坩埚重量为Ｇ，准确称取重量为Ｇ。（约１０９）的烘干样品倒入坩埚中。将坩埚放人马弗炉中加热，在２３０±５ｏＣ恒温灼烧，保温时间一般为１．５～２．０ｈ以保证脱水完全。取出冷却后称取坩埚及样品的总重Ｇ：，则其结晶水含量为：（Ｇ＋Ｇ。一Ｇ：）／Ｇ。ｘ１００％，结果精确至小数点一位。卫生陶瓷模型用Ｂ一石膏粉，其结晶水含量应符合什么标准，目前并无权威规定。其中，ＱＢ９０４—８３（日用陶瓷模用石膏粉》要求结晶水含量＞５．５％。笔者根据自身大量检测数据总结．对于目前常用的湖北石膏粉，其结晶水含量应≥５．０％。２．９石膏模型吸水速度的测定将上述测试完４８ｈ抗折强度的试条干燥清理干净。以试条的一个顶端为零基准，分别在５ｍｍ、１５ｍｍ、５０ｍｍ高度处划线，并在５ｒａｍ。１５ｒａｍ之间涂上黄油或虫胶水用来阻水。烧杯中装适量的自来水（为方便观察石膏模中水面上升高度，水里可放一些有机染色剂，如：胭脂红色素）．将试条涂黄油的一端垂直插入水中，使水面刚好淹过样品５ｍｍ，用秒表开始计时。然后观察水面上升高度，记录水上升到５０ｍｍ处的时间Ｔ。，则石膏模吸水速度Ｖ＝５０／Ｔ，。石膏模吸水速度一般在４～７ｍｍ／ｍｉｎ范围内比较合适。在石膏模型吸水率满足标准的情况下，若吸水速度偏小，则模型吸浆速度偏慢；反之，若吸水速度偏大，则模型吸浆速度过快，后期当泥浆注入模型后，会很快形成一层薄坯体致密层，该致密层透水能力差阻碍了坯体继续生长，致使形成规定厚度坯体的速度减慢。【３】笔者在日常检测中也曾遇到过此情况，有一批石膏，吸水率为４４％；但吸水速度为８．３３ｍｍ／ｍｉｎ，偏高；在实际生产使用中，发现确实吸浆很慢。２．１０凝结膨胀率的测定石膏浆在凝固过程中一般都会产生微量的体积膨胀。石膏浆硬化膨胀的性能对于模型生产是有害的，它会造成脱模困难，损害母模，给操作带来麻烦。膨胀率一般采用专门的膨胀仪来测定：将专用的膨胀测试仪整理好，涂上润滑油并调整零点，然后将按规定流程制备好石膏浆，将石膏浆快速浇注到仪器的“Ｖ”形槽中，刮去多余的石膏浆，使试样在仪器内凝结直至发热膨胀，记下百分表最大读数。按公式计算膨胀率ａ＝ｎ／（Ｌ—ｎ）ｘ１００％，式中：ａ为凝结膨胀率，ｎ为膨胀的长度（ｍｍ），Ｌ为膨胀后试样的总长度（ｍｍ）。一般从石膏与水开始接触计时，在３０ｍｉｎ左右膨胀率会达到最大，然后会略有缩小。Ｂ一石膏的膨胀率一般控制在０．３％以下较为合适。２．１１溶蚀率的测试陶瓷泥浆一般都是呈碱性的．石膏模型长期在碱性环境中进行吸浆、干燥再吸浆过程，其耐泥浆腐蚀的强弱，直接影响石膏模型的使用寿命。溶蚀率的测试方法为：取上述２．６中的干燥试样，干燥后重量为Ｇ０，在０．３％的硅酸钠溶液（用自来水配置）中浸泡４８其原因是：每个地区自来水的酸碱度差别较大。为真实反映泥浆对石膏模型的腐蚀程度，一定要用球磨泥浆所用的水质来配置硅酸钠溶液。２．１２耐磨性测试耐磨性测试反映的是石膏模的硬度及耐磨损情况。取２．６中干燥试样，称其重量为Ｇ。（必须保证每次重量基本相同，±Ｏ．１９），用１８０目细砂纸平均用力打磨试样的顶面５０次，用干布把残留顶面的粉末轻轻擦去，再称其重量为Ｇ。，则耐磨性计算公式为翻：磨损率＝（Ｇｏ＿Ｇ。）／Ｇ０ｘ１００％３结语对于卫生陶瓷企业来说，石膏模型所占成本比例不低，所以，对日常的石膏粉进货检测，一定要建立本厂的检测方法和检测制度，时间长数据积累多就可从中找出规律。从而制定出本厂的内控标准。笔者主张石膏粉一定要反复进行生产试验，也就是注意模型投入到实际使用中的效果．以便及时发现模型在使用中的问题。石膏模型的吃浆过程非常复杂，所用石膏粉的某些性能可能很好，但另一些性能可能会发生问题。对于每一种新型石膏粉的开发和选用，一定要经历审慎的试用过程才可正式投入使用．否则就有可能给生产造成重大经济损失。参考文献【ｌ】邹才学．关于卫生洁具石膏粉的基本性能及检测方法叨．佛山陶瓷．２００９（６）：２３—２５．【２］马养志，成智文，赵常青，等．卫生陶瓷工作模用石膏粉的调查研究【Ｊ］．中国陶瓷，２００８（９）：４９—５３．【３】孙泰新．卫生陶瓷模用半水石膏粉的性能测试及选择［Ｊ］．非金属矿．１９９５（３）：２９—３３．［４】桑晓明，沈毅．石膏模型的增强【Ｊ】．河北理工学院学报，２００２，２４（１）：７７－８０．［５】李青．模型石膏的制备、性能及应用研究［Ｄ】．重庆：重庆大学，２００４：１３一１５．ｈ后取出，用软刷轻刷六个表面各１０次，用水冲净，然后烘干．再称其干燥重量为Ｇ。，则溶蚀率Ｒ计算公式为两：Ｒ＝（Ｇｏ－Ｇ１）／Ｇｏｘ１００％溶蚀率无固定参考数据，但该数据越小越好，笔者所用石膏溶蚀率一般＜２％。笔者试验发现：用蒸馏水配置的同等规格的硅酸钠溶液．其对石膏模型的腐蚀性明显弱于用自来水配置的．ＤｅｔｅｃｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄｓｄ［＆－ＨｅｍｉｈｙｄｍｔｅＧｙｐｍｕｎＰｏｗｄｅｒＰｅｆｆｏｒｎｍｎｃｅｆｏｒＳａｎｉｕｘｒｙＣ虹ａｍｉｃＢＭｏｄｅｌ－ｇｙｐｓｕｍＺＨＡＩＸｉｎ－ｇａｎｇ，ＬＩＸｉｕ－ｊｕｎ，ＹＵＡＮＰｅｎｇ，ＣＨＥＮＧＪｕｎ（ＤｅｚｈｏｕＬｅｈｕａＳａｎｉｔａｒｙＷａｒｅＣｏ．，Ｌｔｄ．ＤｅｚｈｏｕＡｌｍｔｍｅｔ：Ｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆ１３一ｇｙｐｓｕｍｐｏｗｄｅｒｉｓｖｅｒｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｏ２５３０００，Ｃｈｉｎａ）ｓａｎｉｔａｒｙｃｅｒａｍｉｃｓｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒｓ，ｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｍｏｄｅｌｗｉｌｌｄｉｒｅｃｔｌｙｅｆｆｅｃｔｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｓｌｉｐｃａｓｔｉｎｇ．ＴｈｅＢ—ｇｙｐｓｕｍｐｏｗｄｅｒｉｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｔｈｅｓａｎｉｔａｒｙｃｅｒａｍｉｃｓｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒｓ，ＳＯｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｓｓｏｍｅｔｅｓｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓｏｆｇｙｐｓｕｍｕｓｉｎｇｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｅｑｕｉｐｍｅｎｔＫｅｙａｎｄｓｏｍｅｊｕｄｇｍｅｎｔｓｔａｎｄａｒｄｓｆｏｒｉｎｃｏｍｉｎｇｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ．ｗｏｒｄｓ：３－ＧｙｐｓｕｍＰｏｗｄｅｒ；Ｇｙｐｓｕｍｍｏｄｅｌ；ｔｅｓｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄ；ｓｔａｎｄａｒｄ万方数据卫生陶瓷模型用β-石膏粉性能的检测方法
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
翟新岗， 李秀军， 袁鹏， 程俊， ZHAI Xin-gang， LI Xiu-jun， YUAN Peng， CHENG Jun德州市乐华陶瓷洁具有限公司,德州,253000佛山陶瓷
Foshan Ceramics2014,24(10)
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引用本文格式：翟新岗.李秀军.袁鹏.程俊.ZHAI Xin-gang.LI Xiu-jun.YUAN Peng.CHENG Jun 卫生陶瓷模型用β-石膏粉性能的检测方法[期刊论文]-佛山陶瓷 2014(10)
