全 文 ：第 23 卷　第 3 期
2002 年 9 月
内 蒙 古 农 业 大 学 学 报
Journal of I nner Mongolia Agricultural University
Vol.23　No.3
Sep.2002
文章编号:1009-3575(2002)03-0048-04
沙柳水抽提物对石膏水化时间的影响
杨文岭　高志悦　郑宏奎　红岭
(内蒙古农业大学林业工程学院 , 呼和浩特　010018)
摘要:　本文研究了沙柳水抽提物及其与化学助剂的共同作用对石膏水化时间的影响 ,探讨了化学助剂的添加量
与初凝时间的相关性。结果表明 ,沙柳水抽提物具有延缓和干扰石膏水化的特性 , 为稳定石膏的水化过程 ,需加入
适量的化学助剂。柠檬酸钠的加入量与初凝时间之间呈线性相关关系 , 可根据对初凝时间的不同要求选择合适的
柠檬酸钠加入量。
关键词:　沙柳;　水抽提物;　石膏;　水化时间
中图分类号:　TS69　　文献标识码:　A
INFLUENCE OF WATER EXTRACTIVE SALIXMONGOLIA
ON THE SETTING TIME OF GYPSUM
YANG Wen-ling , 　GAO Zhi-yue , 　ZHENG Hong-kui , 　HONG Ling
(College of Forestry Engineering , I nner Mongoliaa Agricultural University ,Huhho t , 　010018)
Abstract:　A study on the influence of w ater ex t ractive of Salix Mongolia and it effect together w ith some
chemical aided-agents on the set ting time of g ypsum.The resuct indicates that the water ex tractive of Salix
M ongolia can retard and disturb the set ting of gypsum.Therefore , in the process of artificial particleboard of Sal-
ix Mongolia and gypsum , the set ting of gypsum is stabilized by adding a certain propo rt ion of chemical aided-a-
gent.
Key words:　salix mongolia;　ex tractive in w ater;　gypsum;　set ting time of gypsum
　　在沙柳石膏刨花板生产中 ,石膏的水化时间是制
定工艺过程的一个重要参数 ,一方面 ,板坯加压必须
在石膏产生初凝之前进行 ,防止石膏在松散状态下凝
固 ,使刨花不能很好地被胶合;另一方面 ,必须将压力
保持到凝固结束以免刨花的回弹损坏板子的结构 ,使
得板子性能降低 。因此 ,在确定加压时间时就必须依
赖于石膏的水化时间 。不同的树种对石膏水化速度
表 1　沙柳材的化学成分及其含量
指标 数值(%) 指标 数值(%)
灰分　　　　　 3.2 苯乙醇抽提物 2.91
冷水抽提物　　 8.21 综纤维素　　 78.96[ 1]
热水抽提物　　 10.33 半纤维素　　 23.37
1%NaOH 抽提物 23.18 木素　　　　 18.20
　　[ 1]亚氯酸钠法综纤维素
有不同的影响。沙柳是广泛生长在我国西北沙漠地区的 1种速生灌丛植物 ,具有良好的防风固沙特性[ 1] 。
属于阔叶散孔材 ,主要由导管 、木纤维 、及少量轴向薄壁细胞等组成 , pH 值为 4.2 ,其化学成分及含量见表 1。
收稿日期:　2001-10-29作者简介:　杨文岭(1975—),男,硕士 ,从事人造板研究.
石膏刨花板生产时 ,石膏的水化时间受刨花水抽提物的影响很大[ 2] 。由表 1可以看出 ,沙柳的冷 、热水
抽提物含量较高 ,分别为 8.21%和 10.33%且树皮含量大 ,约占体积的 25.4%,树皮中含有多种抽提成
分[ 3] ,这必然对石膏的水化产生影响。本文主要研究沙柳水抽提物及其与化学助剂的共同作用对石膏水化
时间的影响并使之达到生产中所要求的稳定的水化特征 ,建立回归模型 ,从而为生产沙柳石膏刨花板助剂的
加入量提供可靠的依据[ 4] 。
1　试验条件
1.1　试验原料
1.1.1　沙柳　来自内蒙古鄂尔多斯市漫赖乡 ,平均株高 2.5m ,平均直径在 2cm 左右。
1.1.2　石膏　产于内蒙古鄂尔多斯市鄂克托前旗三段地永威石膏有限公司 ,标准稠度用水量为 58%。代
号为 G 。
1.1.3　缓凝剂　柠檬酸钠 ,代号为 R。
1.1.4　促凝剂　氯化钠 ,代号为 N 。
1.2　试验仪器
石膏水化试验在维卡仪上根据 GB/ T17669.4—1999 进行测定。所有试验条件符合 GB/T17669.1—
1999中的规定。
2　试验方法
沙柳水抽提物对石膏水化时间的影响用如下方法检验:称取一定数量的沙柳绝干刨花放入塑料桶中 ,以
1:10的比例往塑料桶中加水 ,然后把桶放入温度为 40℃的恒温水浴锅内浸泡 10h 。浸泡过程中要不断搅
拌 ,将挤压出来的水抽提液过滤 ,用它作石膏粉的混合水 ,定容至标准稠度 ,观察 、测定石膏的初凝时间(Ti)、
终凝时间 、水化终点时间(Te)。为排除其它因子的干扰 ,每次试验都集中在短时间内完成且每次试验都进
行 3次 ,取平均值 ,建立回归模型。
3　试验与结果讨论
3.1　净浆试验
所谓净浆试验 ,是指按标准稠度用水量称取相应的日常饮用水 ,与石膏混合 ,不外加任何化学助剂 ,测定
石膏的水化时间 。其结果为:
初凝时间:2l′21″,终凝时间:26′49″,水化终点时间 43′50″。
3.2　观察试验
分别称取沙柳绝干刨花 2.5g 、5.0g 、7.5g 、10.0g 置于烧杯中 ,按上述试验方法制得的水抽提液定容至标
准稠度 ,再与石膏粉混合 ,测定水化时间 。并与净浆试验作对比 ,列于表 2。
表 2　沙柳水抽提取物含量对石膏水化时间的影响
刨花数量(g) 2.5 5.0 7.5 10.0
初凝时间 23′49″ 25′03″ 28′16″ 31′40″
终凝时间 30′30″ 32′38″ 37′57″ 41′36″
初凝推迟 2′29″ 3′43″ 6′56″ 10′20″
终凝推迟 3′41″ 5′49″ 11′08″ 14′47″
　　由表 2可以看出 ,沙柳水抽提物是石膏的缓凝剂 ,起着推迟石膏水化时间的作用 ,随着刨花数量的增加 ,
初 、终凝时间在延长 ,并且对终凝的推迟比初凝的推迟更显著。至于沙柳水抽提物中到底是什么成分起缓凝
作用还有待于进一步探讨 ,前人研究表明 ,木材中的单宁 、淀粉 、有机酸和糖类都对石膏有缓凝作用 。
3.3　沙柳水抽提物与缓凝剂的作用
49第 3 期　　　　　　　　　　　　　　　杨文岭等:　沙柳水抽提物对石膏水化时间的影响
3.3.1　缓凝剂的单独作用　缓凝剂柠檬酸钠的用量分别为石膏重量的 0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、
0.10%,除测定初 、终凝时间外还测定水化终点时间 ,所得结果分别与净浆试验所得结果相减 ,制成表 3。
表 3　缓凝剂加入量对石膏水化时间的缓凝效果
R的添加量/石膏 初凝推迟 终凝推迟 水化终点推迟
0.02% 18′28″ 19′50″ 16′10″
0.04% 43′25″ 45′11″ 38′10″
0.06% 60′47″ 61′18″ 56′00″
0.08% 83′40″ 85′09″ 77′32″
0.10% 114′00″ 118′41″ 106′36″
从上表可以看出 ,柠檬酸钠对石膏有明显的缓凝作用 ,并随着添加量的增加 ,凝结时间在延长 ,但柠檬酸
钠有减小最小加压时间(Te-Ti)的作用[ 5] 。
3.3.2　沙柳水抽提物与缓凝剂的共同作用　按木膏比为 0.15 、0.2 、0.25的比例分别称取 30g 、40g 、50g 沙
柳绝干刨花 ,按上述试验方法制取抽提液 ,定容至标准稠度 ,再分别与不同的缓凝剂加入量混合 ,测定水化时
间 ,制成表 4 ,并在木膏比相同的情况下 ,对柠檬酸钠的加入量与初凝时间之间的关系进行回归分析。
表 4　沙柳水抽提物与柠檬酸钠共同作用下石膏的水化时间
R的加入量 木膏比 初凝时间 终凝时间 水化终点
0.02%
0.15 73′56″ 79′43″ 92′17″
0.20 78′04″ 82′32″ 98′49″
0.25 83′53″ 87′50″ 103′53″
0.04%
0.15 95′39″ 102′17″ 115′20″
0.20 101′35″ 107′24″ 120′11″
0.25 107′01″ 112′53″ 125′25″
0.06%
0.15 114′56″ 119′55″ 129′30″
0.20 119′02″ 124′07″ 137′20″
0.25 123′30″ 129′18″ 141′12″
0.08%
0.15 132′56″ 137′40″ 148′28″
0.20 136′51″ 141′56″ 152′25″
0.25 142′30″ 147′40″ 156′40″
0.10%
0.15 146′12″ 154′08″ 160′16″
0.20 151′02″ 158′04″ 164′59″
0.25 156′10″ 163′12″ 169′20″
　　从上表可以看出 ,沙柳水抽提物与柠檬酸钠的共同作用对石膏的缓凝也随着柠檬酸钠添加量的增加而
增强 ,且比柠檬酸钠的单独作用更为强烈 。经计算可知 ,柠檬酸钠的加入量与初凝时间之间呈线性相关关
系 ,其回归方程为:
木/膏=0.15时 , 　 Y =58.6 +900X (1)
木/膏=0.20时 , 　 Y =63.2 +900X (2)
木/膏=0.25时 , 　 Y =68.8 +900X (3)
利用这些方程 ,可根据对初凝时间的不同要求 ,计算出缓凝剂的加入量 。
3.4　沙柳水抽提物与促凝剂的作用
3.4.1　促凝剂的单独作用　许多无机酸及其盐类都是石膏良好的促凝剂 。但在工业生产上 ,应遵循既有良
好的促凝效果 ,又有低廉的成本的原则选取促凝剂 。所以本试验选用 NaCl作促凝剂 ,其用量分别为石膏质
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重的 0.5%、1.0%、1.5%、2.0%。测得的结果与净浆试验的结果相减 ,得表 5。
　　促凝剂常以提高半水石膏的溶解度 、溶解
速度 、增加二水石膏晶核的数量 3 种方式加快
石膏的水化过程[ 6] 。试验结果表明 ,NaCl是较
强的促凝剂 ,它不仅使石膏的凝结时间提前 ,而
且也缩短了(Te -Ti)。这就充分证明了 NaCl
的促凝效果是以提高半水石膏的溶解速度为
表 5　NaCl的促凝效果
N 的添加量/石膏 初凝提前 终凝提前 水化终点提前
0.5% 9′02″ 12′19″ 24′15″
1.0% 12′40″ 15′59″ 27′58″
1.5% 13′15″ 16′54″ 28′46″
2.0% 14′24″ 17′46″ 28′58″
主 ,但当加入的 NaCl超过一定用量时 ,随着 NaCl添加量的增加 ,对石膏结晶的阻碍作用逐渐增大 ,使得其
促凝效果逐渐降低。
3.4.2　沙柳水抽提物与促凝剂的共同作用　水抽提物加入量同 3.3.2 , NaCl加入量同 3.4.1 ,测定水化时
间列于表 6 ,并计算在相同的木膏比之下 ,对促凝剂的加入量与初凝时间进行回归分析 。
表 6　沙柳水抽提物与促凝剂的共同作用下石膏的水化时间
N 的加入量 木膏比 初凝时间 终凝时间 水化终点
0.5%
0.15 23′50″ 25′46″ 36′45″
0.20 26′28″ 28′57″ 38′40″
0.25 32′30″ 35′56″ 41′34″
1.0%
0.15 16′01″ 18′08″ 27′09″
0.20 16′14″ 18′59″ 26′13″
0.25 28′09″ 29′41″ 37′43″
1.5%
0.15 12′59″ 14′20″ 22′55″
0.20 13′39″ 14′51″ 21′42″
0.25 28′03″ 29′18″ 34′10″
2.0%
0.15 11′20″ 12′39″ 17′37″
0.20 13′55″ 15′15″ 21′20″
0.25 22′34″ 23′35″ 28′33″
　　由上表可知 ,在沙柳水抽提物和 NaCI的共同作用下 ,石膏的水化时间随着 NaCl加入量的增多而缩短 ,
随木膏比的增大而延长。同样 ,也缩短了(Te-Ti),但并不呈线性相关关系。
4　结果
综合以上各项试验可以看出 ,用沙柳生产石膏刨花板 ,其水抽提物是较强的缓凝剂 ,影响石膏的水化过
程 ,但可以通过添加化学助剂来改变它 。柠檬酸钠和氯化钠都是较好的石膏水化稳定剂 ,可以减小石膏对其
它因子的敏感性[ 7] 。柠檬酸钠的加入量与初凝之间存在着线性相关关系 ,氯化钠的加入量与初凝之间无线
性相关关系。在实际生产中 ,从原料混合开始一直到板坯加压 ,至少需要 60min。所以在生产上需采用“缓
凝工艺” 。
参　考　文　献:
[ 1] 　冯立群 , 高晓霞 ,王喜明.沙柳木材显微构造及其化学成分分析〔J〕.内蒙古林学院学报 , 1996 , 1.
[ 2] 　V.Thole , D.Weiss , 陈世英.一年生植物作为石膏刨花板原料的适应性〔J〕.木材工业 , 1993 , 7(1):15-23.
[ 3] 　陈世英.石膏刨花板的试制〔J〕.新型建筑材料 , 1992 ,(5):32-35.
[ 4] 　许伟.石膏棉杆刨花板生产工艺的初步研究〔J〕.木材工业 , 1988 , 2(3):15—21.
[ 5] 　陈建中.缓凝剂对建筑石膏性能的影响〔J〕.新型建筑材料 , 1993 ,(1):20-22.
[ 6] 　向材旺.建筑石膏及其制品〔J〕.北京:中国建材工业出版社 , 1998.104-105.
[ 7] 　王恺 , 张奕.石膏刨花板生产的新工艺〔J〕.林产工业 , 1987 ,(2):15-18.
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