1)石膏的原料、生产及品种
图1.65 石膏
生产石膏的原料主要是天然二水石膏(CaSO4·2H2O),又称为生石膏,经加热、煅烧、磨细即得石膏胶凝材料(图1.65)。在常压下加热至107~170℃时,煅烧成β型半水石膏即建筑石膏;如果温度升高至190℃,失去全部水分变成无水石膏,称为熟石膏。将生石膏在125℃、0.13 MPa压力的蒸压锅内蒸炼得到的是α型半水石膏,其晶粒较粗,拌制石膏浆体时的需水量较少,因此硬化后强度较高,故称为高强石膏。
2)建筑石膏的凝结硬化
半水石膏加水后首先进行的是溶解,然后产生水化反应,生成二水石膏(CaSO4·2H2O)。由于二水石膏常温下在水中的溶解度比β型半水石膏小得多,因此二水石膏从过饱和溶液中以胶体微粒析出,这样促进了半水石膏不断地溶解和水化,直至完全溶解。在这个过程中,浆体中的游离水分逐渐减少,二水石膏胶体微粒不断增加,浆体稠度增大,可塑性逐渐降低,此时称为“凝结”。随着浆体继续变稠,胶体微粒逐渐凝聚成晶体,晶体逐渐长大、共生并相互交错,使浆体产生强度,并不断增长,这个过程称为“硬化”。实际上,石膏的凝结和硬化是一个连续的、复杂的变化过程。
3)建筑石膏的主要性质
表1.12 建筑石膏的技术性能(www.xing528.com)
注:1.指标中有一项不符合者,应予降级或报废。
2.表中强度为2 h时的强度值。
建筑石膏是一种白色粉末状的气硬性胶凝材料,密度为2.6~2.75 g/cm3,堆密度为800~1 000 g/cm3。建筑石膏的技术性能见表1.12。建筑石膏凝结硬化快,一般在加水后30 min以内即可完全凝结,在室内自然干燥条件下,1周左右能完全硬化。为满足施工操作的要求,往往需掺加适量的缓凝剂;硬化时体积微膨胀(膨胀率为0.05%~0.15%),不出现裂缝,所以可不掺加填料而单独使用,并可很好地填充模型;孔隙率大,表观密度小,强度低,导热性低,吸声性较好。建筑石膏硬化后的主要成分是CaSO4·2H2O,遇火时,结晶水蒸发,吸收热量,起到阻止火焰蔓延和温度升高的作用,所以石膏具有良好的抗火性。建筑石膏热容量大,吸湿性强,可对室内湿度和温度起到一定的调节作用。石膏硬化体孔隙率高,具有很强的吸湿性和吸水性,并且二水石膏微溶于水,长期浸水会使其强度显著下降,软化系数为0.2~0.3。若吸水后受冻,则孔隙内的水分结冰,产生体积膨胀,使石膏体产生崩裂。所以,石膏的耐水性和抗冻性均较差。
4)建筑石膏的应用
(1)室内抹灰及粉刷 建筑石膏是洁白细腻的粉末,用作室内抹灰、粉刷等装修有良好的效果,比石灰洁白、美观。
(2)建筑装饰制品 建筑石膏配以纤维增强材料、胶粘剂等可制成各种石膏装饰制品,也可掺入颜料制成彩色制品。如石膏线条,用于室内墙体构造角线、柱体的装饰。
(3)石膏板材 建筑石膏可与石棉、玻璃纤维、轻质填料等配制成各种石膏板材。目前,我国使用较多的是纸面石膏板、石膏空心条板、纤维石膏板等,是一种良好的建筑功能材料,也是我国重点发展的轻质板材之一。
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