引言保温砂浆是以膨胀珍珠岩、玻化微珠、膨胀蛭石等为骨料，掺加胶凝材料及其他功能组分制成的干混砂浆[1]，具有轻质、保温、防火等优异性能，主要用于建筑物外墙保温、内墙保温及防火隔离带等工程。目前许多建筑保温砂浆生产厂家为保证产品抗压强度，生产时添加过量水泥等胶凝材料，致使产品干密度偏高，导热系数偏大，产品质量参差不齐，严重影响建筑保温砂浆的应用。近年来国内外许多学者对脱硫石膏作为胶凝材料的应用进行研究[2-5]，与水泥相比，脱硫石膏不仅具有表观密度低、导热系数小的优点，还具有生产能耗低、可循环使用、成本低、绿色环保等优势[6-10]。将脱硫石膏作为胶凝材料制备保温砂浆，不仅能降低保温砂浆的干密度和导热系数，还能变废为宝、保护环境，进一步降低生产能耗和建筑能耗，符合我国节能减排的产业政策。1脱硫石膏制备保温砂浆的研究现状脱硫石膏在使用前，一般需要先采用干燥煅烧工艺进行预处理。将CaSO4·2H2O转变为CaSO4·0.5H2O激发活性，然后再掺入少量的矿渣粉、粉煤灰、水泥等构筑复合胶凝材料，与膨胀珍珠岩、玻化微珠、膨胀蛭石等轻骨料及其他功能组分混合后，制得脱硫石膏基保温砂浆。许多研究对脱硫石膏制备保温砂浆的配比及产品性能进行分析。唐楷[11]等开发一种以脱硫石膏、磷石膏和粉煤灰为胶凝材料，玻化微珠为骨料，可分散乳胶粉、聚丙烯纤维、羧甲基纤维素为功能组分的无机保温砂浆。孙振平[12]等制备一种水硬性复合胶凝材料，其28 d抗压强度可以达到25 MPa，再掺入乳胶粉、纤维素醚、聚丙烯纤维等组成胶粉料，与玻化微珠组合后配制出干密度≤450 kg/m2，抗压强度≥0.40 MPa，导热系数小于等于0.080 W/(m·K)的保温砂浆。王坚[13]等以81%~86%的脱硫石膏、10.2%~12.6%的重质碳酸钙、3%~5%的可分散乳胶粉、0.3%~0.5%的复合缓凝剂、0.3%~0.5%的木质素纤维、0.2%~0.4%的甲基羟乙基纤维素醚混合后为胶粉料，与玻化微珠混合后制备一种保温砂浆，干密度≤350 kg/m2，抗压强度≥0.60 MPa，导热系数≤0.060 W/(m·K)。江飞飞[14]按照脱硫石膏：玻化微珠∶柠檬酸∶乳胶粉∶纤维素醚∶聚丙烯纤维=1 000∶0.05∶820∶20∶6∶6的配合比，配制Ⅰ型脱硫石膏基保温砂浆，按照配合比1000∶0.05∶530∶15∶6∶6可以配制Ⅱ型脱硫石膏基保温砂浆，其干密度、抗压强度、导热系数、线收缩率、黏结强度满足《建筑保温砂浆》（GB/T 20473—2006）的技术要求，但是耐水性能需进一步改善。掺入功能组分能明显改善脱硫石膏基保温砂浆的施工性能。纤维素醚能较好的起到保水、增稠的作用，木质纤维素可以提高保温砂浆的抗裂性，重质碳酸钙可以改善保温砂浆的和易性。柠檬酸可有效调节脱硫石膏基保温砂浆凝结时间过快的问题，掺入0.1%的柠檬酸可使初凝时间延长至40 min以上。吴彻平[15]等研究乳胶粉、聚丙烯纤维对脱硫石膏基保温砂浆性能的影响，发现随着乳胶粉的掺入在砂浆搅拌时会引入少量气泡，降低砂浆抗压强度，同时乳胶粉成膜凝结后能增强保温砂浆的结构内聚力，提高砂浆抗压强度，两种因素协同作用，乳胶粉的掺量在1.5%~2.0%时较为适宜；掺入过多的聚丙烯纤维容易发生团聚，导致保温砂浆性能施工变差，掺量宜控制在0.6%左右。2脱硫石膏制备保温砂浆存在的问题及解决途径探讨目前对脱硫石膏制备保温砂浆的配比及功能组分的作用进行了许多研究，对于产品性能仅关注干密度、抗压强度和导热系数等，实际生产应用中会出现一些问题，其中亟待解决的是脱硫石膏基保温砂浆结构疏松和耐水性差的问题，具体表现为抗压强度不高、体积吸水率大、软化系数低、抗冻性能差。2.1提高脱硫石膏基胶凝材料的强度及耐水性脱硫石膏本身的耐水性较差，脱硫石膏硬化后，体系内部的CaSO4·2H2O结晶体遇水易发生溶解（溶解度为2.059 g/L，20 ℃），导致晶体结构破坏，从而强度急剧下降。通常需要掺入矿物掺合料、其他胶凝材料或激发剂来构筑复合胶凝体系，同时提高其强度和耐水性。管佳佳[16]等研究生石灰和普通硅酸盐水泥对脱硫石膏—粉煤灰/矿粉体系耐水性能的影响，结果显示，生石灰或普通硅酸盐水泥都可以有效降低脱硫石膏—粉煤灰体系或脱硫石膏—矿粉体系的吸水率，提高抗压强度和软化系数，而普通硅酸盐水泥对脱硫石膏—矿粉体系吸水率的降低效果优于对石膏—粉煤灰体系。劳有盛[17]等发现在脱硫石膏胶凝体系中掺入水泥，C3S、C2S水化形成的C-S-H凝胶将相互交叉搭接的硫酸钙晶体包裹，并起到胶结作用，而引入C3A与硫酸钙发生反应形成钙矾石填充于内部空隙，降低结构孔隙率，胶结作用与填充作用相互促进，改善石膏结构，从而提高强度和耐水性。林海燕[18]等设计不添加水泥，利用拜耳法赤泥中的碱和铝盐在75 ℃下高温养护与脱硫石膏—矿渣体系快速反应以改善胶凝材料的强度及耐水性。结果表明，单靠赤泥中的碱激发，水化反应较慢，不足以形成足够的钙矾石达到提高强度的目的，需要加入水泥熟料等激发材料。赵前[19]等发现钢渣可以有效激发脱硫石膏—矿渣体系的活性，钢渣中引入氢氧化钙可以迅速提高胶凝材料浆体的碱度，富钙相矿渣中的活性氧化钙、氧化铝、二氧化硅等成分开始溶出，与脱硫石膏中的SO42-反应生成钙矾石，将石膏晶体连接在一起，形成三维网络结构，反应一段时间后，开始生成C-S-H凝胶，不断填充空隙，从而形成结构致密的整体。2.2骨料憎水处理及级配优化配制保温砂浆所用的骨料通常为多孔结构的膨胀珍珠岩或经特殊工艺处理的表面玻化的闭孔珍珠岩（即玻化微珠）。由于玻化微珠的制作成本比普通膨胀珍珠岩高，所以市面上见到的保温砂浆大多采用普通膨胀珍珠岩或低品质的玻化微珠作为骨料。普通膨胀珍珠岩或低品质的玻化微珠吸水率较大，搅拌时易破碎，严重影响保温砂浆的性能，因此使用普通膨胀珍珠岩或低品质的玻化微珠配制保温砂浆时一般需要做憎水处理，提高骨料憎水性及强度，同时通过优化级配来降低孔隙率，从而提高保温砂浆的强度及耐水性。蔡静平[20]将酚醛树脂用酒精稀释后均匀涂覆在膨胀玻化微珠表面，在160 ℃干燥0.5 h制得改性玻化微珠，改性玻化微珠的筒压强度显著提高，吸水率大幅下降，堆积密度有所增加，导热系数变化不大。孟庆林[21]等将有机硅憎水剂稀释后用喷雾设施均匀喷涂于低品质玻化微珠表面，然后进行干燥处理即制得憎水型膨胀珍珠岩，与憎水改性前相比，吸水率由26.9%降低至17.0%，导热系数也有所降低。马世方[22]分别采用有机硅憎水剂、聚丙乳液、VEA乳液对膨胀珍珠岩进行改性处理，发现3种憎水剂均可降低膨胀珍珠岩的憎水型，其中有机硅憎水剂的改性效果最好。马康[23]等发现将膨胀珍珠岩在50 ℃的有机硅憎水剂溶液中浸泡0.5 h后烘干，有机硅憎水剂中带有反应活性的硅氧烷能相互作用而形成氢键，还能与膨胀珍珠岩表面的羟基发生反应，形成牢固的憎水型硅树脂薄膜。这层薄膜能均匀地分布在多孔疏松的膨胀珍珠岩微孔壁上，而不堵塞毛细管道，不影响干燥过程中内部水分的迁出。这种特性使水分只出不进，既有利于材料的干燥，又不影响隔热性能。干燥后再遇水，水在毛细管壁上的接触角约为130°，使滴在其上的水成为珠状，无法渗入到颗粒内部，从而使其具有憎水功效。不同粒径骨料的比例变化对骨料的堆积密度及保温砂浆的孔隙率有一定程度的影响，近而影响保温砂浆的强度及耐水性，目前大家对骨料和胶凝材料的配比研究较多[24-28]，较少有人对不同粒径的骨料进行细分优化设计。张训[29]将大粒径的膨胀珍珠岩与小粒径的玻化微珠按质量比1∶2混合后，保温骨料的孔隙率降至最低，提高了制品的抗压强度。王小山[30]等研究单粒径、双粒径和三粒径不同粒径组合对保温板性能的影响，发现合理的骨料颗粒级配可以有效提高保温材料的抗压强度及保温性能。2.3掺加防水组分目前砂浆常用的具有防水作用的组分主要包括：水泥基渗透结晶型防水剂、有机硅防水剂、膨胀剂及微硅粉等，防水作用机理有所差异[31-35]。水泥基渗透结晶型防水剂与水作用后，其中含有的活性化学物质以水为载体在砂浆中渗透，并与水泥水化产物反应，生成不溶于水的针状结晶体，填塞毛细孔道和微细缝隙，防止水分进入砂浆内部，从而提高防水性。有机硅防水剂的主要成分为甲基硅酸盐，能与二氧化碳和水反应，生成一层防水透气膜贴附在空隙内壁或基材表面，而产生疏水作用。膨胀剂水化后能生成钙矾石，产生微膨胀作用并堵塞毛细孔道，阻止水分进入。微硅粉具有较高的反应活性和较好的孔隙填充作用，不仅能提高胶凝材料的强度，还能填充轻骨料的间隙和孔洞，降低孔隙率，增加密实度。依据实际情况，在制备保温砂浆过程中单掺或复掺这些防水组分，可以进一步提高保温砂浆的耐水性能。3结语综上所述，脱硫石膏基保温砂浆现处于研究开发阶段，由于脱硫石膏基保温砂浆硬化后形成的多孔结构和二水石膏晶体微溶于水的特点，使其强度和耐水性较低，从而制约了其生产和应用。为解决脱硫石膏基保温砂浆的问题，改善水化产物组成、硬化结构孔隙性和界面过渡区结构，提出通过构筑复合胶凝材料体系、骨料憎水处理和优化骨料颗粒级配等途径改善其力学性能和耐水性，并提出掺入水泥基渗透结晶型防水剂、有机硅防水剂、膨胀剂及微硅粉等具体技术措施提高其耐水性。今后还应继续完善脱硫石膏基保温砂浆的各项性能指标，降低生产成本，提高产品质量，争取早日实现大规模生产应用。