《建筑材料》高强度石膏：制品密实度和强度大

人类使用石膏的历史可以追溯到古埃及时期，古埃及人利用石膏与石灰砂浆建造了举世闻名的金字塔，至今仍保存完好。而今天，人们也一直在使用石膏生产各种建筑装饰材料、建筑功能材料。

石膏胶凝材料主要是由天然二水石膏 （CaSO4·2H2O—生石膏）经煅烧脱水而制成。除天然二水石膏外，天然无水石膏 （CaSO4—硬石膏）、工业副产品石膏 （以硫酸钙为主要成分的工业副产品，如磷石膏、氟石膏）也可作为制造石膏胶凝材料的原料。

生产石膏的主要工序是煅烧和磨细。在煅烧二水石膏时，由于加热温度不同，所得石膏的组成与结构也不同，其性质有很大差别。常压下，当加热温度在107～170℃之间时，二水石膏逐渐失去大量水分，生成β型半水石膏（熟石膏）。反应式为

半水石膏加水拌和后，能很快凝结硬化。

当煅烧温度在170～200℃时，石膏脱水变成可溶的硬石膏，它与水拌和后也能很快凝结与硬化。当煅烧温度在200～250℃时，生成的石膏仅残留微量水分，凝结硬化异常缓慢。当煅烧温度高于400℃时，石膏完全失去水分，变成不溶解的硬石膏，不能凝结硬化。当温度高于800℃时，石膏将分解出部分CaO而形成高温煅烧石膏，重新具有凝结和硬化的能力，虽凝结较慢，但强度及耐磨性较高。从使用情况看，在建筑上应用最广的是半水石膏。

2.1.2.1　建筑石膏

将β型半水石膏磨成细粉，即得建筑石膏。其中，杂质较少、色泽较白、磨得较细的产品称模型石膏。

建筑石膏密度为2.5～2.8g/cm3，其紧密堆积表观密度为1000～1200kg/m3，疏松堆积表观密度为800～1000kg/m3。建筑石膏遇水时，将重新水化成二水石膏，并逐渐凝结硬化，其反应如下

建筑石膏凝结硬化过程为：半水石膏遇水即发生溶解，溶液很快达到饱和，溶液中的半水石膏水化成为二水石膏。由于二水石膏的溶解度远比半水石膏小，所以很快从过饱和溶液中沉淀析出二水石膏的胶体微粒并不断转化为晶体。由于二水石膏的析出破坏了原有半水石膏的平衡，这时半水石膏进一步溶解和水化。如此不断地进行半水石膏的溶解和二水石膏的析晶，直到半水石膏完全水化为止。随着浆体中的自由水分因水化和蒸发而逐渐减少，浆体逐渐变稠失去塑性，呈现石膏的凝结。此后，二水石膏的晶体继续大量形成、长大，晶体之间相互接触与连生，形成结晶结构网，浆体逐渐硬化成块体，并具有一定的强度。

建筑石膏凝结硬化很快，一般终凝不超过半小时，硬化后体积稍有膨胀 （膨胀量约为0.5%～1%），故能填满模型，形成平滑饱满的表面，干燥时也不开裂，所以石膏可以不加填充料而单独使用。(www.xing528.com)

建筑石膏水化反应的理论需水量仅为石膏质量的18.6%，但在使用时，为使浆体具有一定的可塑性，实际需水量常达60%～80%。多余水分蒸发后留下大量孔隙，故硬化后石膏具有多孔性，表观密度较小，导热性较差，强度也较低。

建筑石膏硬化后具有很强的吸湿性，受潮后晶体间结合力减弱，强度急剧下降，软化系数为0.2～0.3，耐水性及抗冻性均较差。

建筑石膏具有良好的防火性能。硬化的石膏为二水石膏，当其遇火时，二水石膏吸收大量的热而脱水并蒸发，在制品表面形成水蒸气隔层，使其具有良好的防火性能。

根据《建筑石膏》（GB/T 9776—2008），建筑石膏分为三个等级，各等级的技术指标见表2.3。

表2.3　建筑石膏的技术指标 （GB/T 9776—2008）

建筑石膏适用于室内装饰、抹灰、粉刷，制作各种石膏制品及石膏板等，而且石膏还是一种可再循环建筑材料。

石膏板是一种轻质板材，它是以建筑石膏为主要原料，加入轻质多孔填料 （锯末、膨胀珍珠岩等）及纤维状填料（石棉、纸筋等）而制成的。为了提高石膏板的耐水性，可加入适量的水泥、粉煤灰、粒化高炉矿渣等，或在石膏板表面粘贴纸板、塑料壁纸、铝箔等。石膏板具有质量轻、隔热保温、隔音、防火等性能，可锯、钉，加工方便。适用于建筑物的内隔墙、墙体覆盖面、天花板及各种装饰板等。目前我国生产的石膏板主要有纸面石膏板、纤维石膏板、石膏空心板条、石膏装饰板及石膏吸音板等。

2.1.2.2　高强度石膏

将二水石膏在0.13MPa压力的蒸压锅内蒸炼（即在1.3大气压，125℃条件下进行脱水），所得的半水石膏为α型半水石膏，其实际需水量 （约为35%～45%）仅为建筑石膏的一半，其制品密实度和强度均较建筑石膏大，故称为高强度石膏。高强石膏适用于强度较高的抹灰工程、石膏制品和石膏板等。

2.1.2.3　无水石膏水泥

将二水石膏在600～800℃温度下煅烧后所得的不溶性无水石膏，加入适量的催化剂，如石灰、页岩灰、粒化高炉矿渣、硫酸钠、硫酸氢钠等，共同磨细而制得的气硬性胶凝材料称为无水石膏水泥。它具有较高的强度，可用于配制建筑砂浆、保温混凝土、抹灰、制造石膏制品和石膏板等。