第二节石膏

建筑石膏制品 讨论
硬化石膏的结构与性能
讨论
从上图可见建筑石膏制品的结构特点是多孔。 ①隔热吸声性良好。因多封闭的细微孔，导热系 数也就较低，且其大多是微孔，表面微孔会使声音反 射或传导的能力显著下降从而有好的吸声性能。 ②防火性能好。 ③具一定的阻湿阻温性。 ④耐水性及防冻性差。 ⑤加工性能好。
工程实例分析
2、孔隙率较大在应用上，有哪些优点和缺点Which？
答：优点—保温隔热性、吸声隔声性好；质轻。可作为墙板、 天花板、墙面粉刷砂浆等。 缺点—强度低、吸水率较大、耐水性差。不能用作结构 材料，不宜用于潮湿环境等。
建筑石膏粉的质量问题
请观察建筑石膏粉，并分析是否宜用此石膏粉制 作粘结制品或石膏制品。
石膏粉吸潮结粒 讨论
等级
技术要求 优等品 抗折强度（MPa） 抗压强度（MPa) 2.5 5.0 5.0 一等品 2.1 4.0 10.0 合格品 1.8 3.0 15.0
细度，0.2mm方孔筛筛余≯（％ ）
2.2.4建筑石膏的技术特性
• ①凝结硬化快。建筑石膏水化迅速，常温下完全水化所需 时间仅为7～12min。适合于大规模连续生产。在使用石膏 浆体时，若需要延长凝结时间，可掺加适量缓凝剂。 • ②硬化后孔隙率大、强度较低。建筑石膏孔隙率可高达40 ％～60％。建筑石膏制品的表观密度较小(400～900kg/m3)， 导热系数较小(0.121～0.205W／（m· K）) 。较高的孔隙率 使得石膏制品的强度较低。 • ③体积微膨胀。建筑石膏凝结硬化过程中体积不收缩，还 略有膨胀，一般膨胀率为0.5%～1.5%。
建筑石膏凝结硬化
•
１—半水石膏；２—二水石膏胶体微粒； ３—二水石膏晶体；４—交错的晶体
2.2.3 建筑石膏的技术要求
技术性质
一种白色粉末状的气硬性胶凝材料，密度为2.60~2.75 g/cm3， 堆积密度为800~1100 kg/m3。
分为三个等级并有其技术指标。 易吸潮,贮运时须防潮,储存时间一般不超过三个月。
建筑石膏粉的质量问题
讨论
从上图可见该建筑石膏粉已吸潮结粒，对凝结硬 化性能及强度均有影响，已不宜使用。 由于建筑石膏粉易吸潮，影响其以后使用时的凝 结硬化性能和强度，长期储存也会降低强度，因此建 筑石膏粉存贮时必须防潮，储存时间不得过长，一般 不得超过三个月。
硬化石膏的结构与性能
请观察下图中硬化石膏的结构特点，分析硬化 石膏的结构与性能的关联。
1 1 CaSO 4 H 2 O 1 H 2 O CaSO 4 2H 2 O 2 2
溶解水化 过饱和 胶化 结晶
石膏凝结硬化机理
• 石膏凝结硬化机理：半水石膏加水拌和后很快溶解于水， 并生成不稳定的过饱和溶液；溶液中的半水石膏经过水化 反应而转化为二水石膏。因为二水石膏比半水石膏的溶解 度要低(20℃时，以CaSO4计，二水石膏为2.05g/L,α型半水 石膏为7.06g/L,β型半水石膏为8.16g/L)，所以二水石膏在 溶液中处于高度过饱和状态，从而导致二水石膏晶体很快 析出。
耐水性、抗冻性和耐热性差
在潮湿环境中，晶体粘结力削弱，强度明显降低，直至溶解，因 此不耐水、不抗冻。
2.2.5 建筑石膏的应用
室内抹灰及粉刷
建筑石膏加水、砂拌合成石膏砂浆，可用于室内抹灰。这种抹灰 墙面具有绝热，阻火，隔音，舒适，美观等特点。抹灰后的墙面和 天棚还可以直接涂刷油漆及贴墙纸。

2.2.1 建筑 石膏生产简介
石膏的生产
二水石膏加热时的变化
1 CaSO 4 H 2 O 2
CaSO 4（可溶性硬石膏）
CaSO4 不溶性 硬石膏 500～ CaSO 4（可溶性硬石膏） 700℃
320～360℃ 220℃
CaSO4· 2H2O
至140℃的饱和水蒸 气条件下或某些盐 溶液中
石膏饰条粘贴失效
石膏饰条粘贴失效
现象
某工人用建筑石膏粉拌水，拌成一桶石膏浆， 用以在光滑的天花板上直接粘贴石膏饰条，前后半 小时完工。几天后最后粘贴的两条石膏饰条突然坠 落。
原因分析
石膏饰条粘贴失效
原因分析
①建筑石膏拌水后一般数分钟至半小时左右凝 结，后来粘贴石膏饰条时石膏浆已初凝，粘结性能 差。可掺入缓凝剂，延长凝结时间；或者分多次配 制石膏浆，即配即用。 ②在光滑的天花板上直接贴石膏条，粘贴难以 牢固，宜对表面予以打刮，以利粘贴。或者，在粘 结的石膏浆中掺入部分粘结性强的粘结剂。
2.2.1石膏的生产简介
• 1.建筑石膏 • 建筑石膏（半水石膏）是将二水石膏加热脱水制成的产品， 由于其脱水工艺不同，所形成的半水石膏类型也不同。其中 在蒸压环境中加热（蒸炼）可得α型半水石膏，在回转窑或炒 锅中进行直接加热（煅烧）可得β型半水石膏。 • 2.普通建筑石膏：β型半水石膏再经磨细所制得的白色粉未， 其密度为2.60～2.75g/cm3，松堆积密度为800～1000kg/m3， 是土木工程中应用最多的石膏材料。 • 3.高强石膏是将天然二水石膏蒸压脱水而得的。型半水石膏 经磨细制得的白色粉末，其密度为2.6 ～ 2.8g/cm3，松堆积密 度为1000 ～1200kg/m3。 • 由于高强石膏具有较高的强度和粘结能力，多用于要求较高 的抹灰工程、装饰制品和制作石膏板；当加入防水剂后它还 可制成高强防水石膏，加入少量有机胶结材料可使其成为无 收缩的胶粘剂。
• 2.化学石膏。是指化工生产过程中所生成的以CaSO4· 2H2O 或CaSO4· 0.5H2O为主要成分的副产品。
天天然二水石膏，天然无水石膏以及含CaSO4· 2H2O或 CaSO4· 2H2O 与CaSO4混合物的化工副产品。
纤维石膏
雪花石膏
2.2.5 建筑石膏的应用
石膏线角
学会思考、分析和回答问题
1. 石膏硬化体的表观密度小，孔隙率大，Why？
答：半水石膏需加水60～80％，才能使浆体达到成型所需可 塑性；而半水石膏全部水化成二水石膏只需18.6％的水量； 即，有40~60％多的水不能参与反应，硬化后多余水分的挥 发留下大量孔隙。
产品标记顺序为:产品名称,抗折强度值,标准号。
2.2.3 建筑石膏的技术要求
• • 1.建筑石膏的技术要求 《建筑石膏》(GB9776-1999)规定，根据建筑石膏的主要技术指标可划分为优 等品、一等品和合格品等三个质量等级，并要求它们的初凝时间不小于6min， 终凝时间不大于30min，其他技术性能指标应满足规定要求。
可加工性好 石膏制品可锯、可刨、可钉，易于连接，具有良好的可加工性
2.2.4建筑石膏的技术特性
具有一定的调湿、调温作用 建筑石膏热容量大，吸湿性强，故能对室内温度和湿度起到一定 的调节作用 防火性能良好 二水石膏遇到火烧时，结晶水蒸发，吸收热量并在表面生成具有 良好绝热性的无水物，起到阻止火焰蔓延和温度升高的作用。
建筑石膏加水调成石膏浆体，还可以掺如部分石灰用于室内粉刷 涂料。粉刷后的墙面光滑，细腻，洁白美观。

制作石膏制品
以石膏为主要原料，掺加少量的纤维增强材料和胶料，加水搅拌成 石膏浆体，利用石膏硬化时体积微膨胀的性能，可制成各种石膏雕 塑，饰面板及各种装饰品
2.2.5 建筑石膏的应用
2.2.5 建筑石膏的应用
2.2.4建筑石膏的技术特性
硬化后孔隙率较大，表观密度和强度较低
理论需水量只占半水石膏质量的18.6%，而实际加水达到 60~80%，孔隙率达到50%~60%，因此硬化后，强度较低，表观 密度较小，导热性较低，吸声性较好。
凝结硬化快 一般与水拌和后，在常温下数分钟即可初凝，30分钟以内达终凝
硬化体积微膨胀 在硬化过程中，体积略有膨胀，硬化时不出现裂缝
2.2.5 建筑石膏的应用
石膏吊顶
2.2.5 建筑石膏的应用
石膏板顶面装饰
2.2.5 建筑石膏的应用
石膏板用于墙面和顶面
2.2.5 建筑石膏的应用
装饰石膏板 嵌装式装饰石膏板 印刷石膏板
普通纸面石膏板
耐水纸面石膏板
2.2.5 建筑石膏的应用
吸声石膏板（构造）
2.2.5 建筑石膏的应用
1cm厚石膏板单贴 面的玻璃棉板 石膏板--纸蜂窝墙板
1 CaSO 4 H 2 O 2 110～170℃
2.2.1 石膏的生产
建筑石膏 β型半水石膏
高强石膏 α型半水石膏
可溶性石膏 需水量大，凝结很快，强度低 不溶性石膏 难溶于水，失去凝结硬化能力 高温煅烧石膏 建筑中不采用
2.2.2 建筑石膏的凝结硬化
硬化过程
2.2 石 膏
石膏
• 石膏是以CaSO4为主要成分的气硬性胶凝材料。 • 石膏的分类 • 1.天然石膏。可分为天然二水石膏和天然硬石膏。
– 天然二水石膏 (CaS04· 2H20)，属于以硫酸钙为主所形成的沉积岩， 一般沉积在距地表800～1500m的深处。密度约为2.2～2.4g/cm3， 难溶于水。 – 天然硬石膏又称无水石膏，它是由无水硫酸钙(CaSO4)所组成的沉 积岩石，其密度约为2.9～3.1g/cm3 。硬石膏矿层一般位于二水石 膏层以下的深处，其晶体结构比较稳定，化学活性较差。