近年來模具工業(yè)發(fā)展迅速，但目前在陶瓷生產(chǎn)中石膏仍為制作模具的主要材料，這是由于石膏模具制作方便，原材料來源廣泛，成本低，吸水性能好，模具質(zhì)量輕，可回收利用以及不易污染環(huán)境，尤其是可以靈活方便的復(fù)制清晰棱角線條等許多優(yōu)點(diǎn)。因此，無論是可塑成形還是注漿成形；無論是日用陶瓷還是衛(wèi)生陶瓷，大多還在沿用大量的石膏模具。但是由于石膏材料自身的特點(diǎn)，石膏模具普遍存在使用壽命短的問題，這樣不僅每年要消耗大量的石膏資源和大量的資金，而且還影響企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)量和質(zhì)量，所以如何提高石膏模具的使用壽命是科研工作者和企業(yè)長期的研究目標(biāo)。筆者選用硅酸鹽材料作為石膏增強(qiáng)劑探討和研究了對石膏模具綜合性能的影響。

　　1實(shí)驗(yàn)

　　1.1實(shí)驗(yàn)材料石膏粉為半水石膏：廣西欽州高強(qiáng)型建筑石膏粉。外加劑及硅酸鹽材料：多聚磷酸鈉為市售分析純，白色粉末，配制成溶液使用；減水劑為自制蜜胺系高效減水劑，固含量34.24；硅酸鹽材料為普通水泥（PO42.5）。

　　1.2試樣及性能測試按照陶瓷模具用石膏粉物理性能測試方法（QBT16401992）測定所用石膏的標(biāo)準(zhǔn)稠度。樣品制備完全按照石膏模具的工藝流程。

　　試樣尺寸為4040160，每組3條?？拐蹚?qiáng)度用DKZ-5000型電動抗折實(shí)驗(yàn)機(jī)測定，抗壓強(qiáng)度用萬能材料試驗(yàn)機(jī)測定。吸水率的測試是在50下烘干至恒重（G0），試樣在20的水中浸泡24h后，取出用濕布輕輕擦去表面多余水分，然后稱量濕重（G1），則石膏模具的吸水率（W）。計(jì)算公式為：W=（G1-G0）G0100（1）溶蝕率測試是將恒重為G0的試樣在0.3的硅酸鈉溶液中浸泡48h后取出，用軟刷輕刷4個長面各10次，再烘干(轉(zhuǎn)筒烘干機(jī)托輪的調(diào)整方法)，這時其絕對干質(zhì)量為G1，則溶蝕率R計(jì)算公式為：R=（G0-G1）G0100（2）

　　2實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

　　2.1硅酸鹽材料對石膏試樣強(qiáng)度的影響可知，石膏試樣的強(qiáng)度隨著硅酸鹽材料摻入量的增大而增大，在摻入量為8時，達(dá)到一峰值，與空白樣相比干抗壓強(qiáng)度增加了26.1，而濕抗壓強(qiáng)增加了49.6；摻入量為10時，濕抗壓強(qiáng)度增加了52；之后隨著摻入量的增加強(qiáng)度增長趨勢開始下降，這是由于硅酸鹽材料摻量越大，其與石膏共同水化反應(yīng)生成的具有膨脹性的水化產(chǎn)物就越多，在結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生局部膨脹應(yīng)力使結(jié)構(gòu)受到一定程度的破壞，從而造成了力學(xué)強(qiáng)度的降低。

　　2.2硅酸鹽材料對石膏試樣吸水性的影響可知，隨著硅酸鹽材料摻入量的增加，石膏試樣的吸水率呈下降趨勢。這是因?yàn)榧尤牍杷猁}材料后，由于水化產(chǎn)物的增加和填充作用，降低了石膏試樣的空隙率，使試樣的吸水率也隨之降低了。

　　2.3硅酸鹽材料對石膏試樣溶蝕性的影響可知，石膏試樣的溶蝕率隨著硅酸鹽材料摻入量的增加而降低，這是由于在混合體系中，硅酸鹽材料單獨(dú)與石膏粉共同水化形成了高強(qiáng)度、耐水性較好的水化礦物，使試樣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)密實(shí)性提高，所以摻入硅酸鹽材料后可提高石膏試樣的抗侵蝕性能。

　　3機(jī)理分析可知，石膏試樣的主要水化產(chǎn)物是二水石膏、鈣礬石和少量的水化硅酸鈣C-H-S凝膠，這充分說明了硅酸鹽材料對石膏試樣強(qiáng)度的影響，與水化產(chǎn)物鈣礬石和C-H-S凝膠有關(guān)。摻入硅酸鹽材料的石膏基混合料水化時，由于各組分的水化反應(yīng)速度不同，首先是半水石膏水化形成二水石膏結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)，第三是硅酸鹽材料中各組分水化，最早水化的是鋁酸三鈣，其次是硅酸鈣。由于處在過飽和的石膏漿體中，鋁酸三鈣將水化形成高硫型的水化硫鋁酸鈣鈣礬石。鈣礬石屬針狀晶體，并與石膏晶體交叉搭接形成較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)，而硅酸鈣水化后生成的C-H-S凝膠則起到了填充增實(shí)和增強(qiáng)作用，因此，摻硅酸鹽材料后其石膏試樣的干濕抗壓強(qiáng)度，抗折強(qiáng)度都有較大幅度的增長。