石膏的综合性能
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石膏石膏是单斜晶系矿物,是主要化学成分为硫酸钙(CaSO4)的水合物。
石膏是一种用途广泛的工业材料和建筑材料。
可用于水泥缓凝剂、石膏建筑制品、模型制作、医用食品添加剂、硫酸生产、纸张填料、油漆填料等。
石膏及其制品的微孔结构和加热脱水性,使之具优良的隔音、隔热和防火性能。
一般所称石膏可泛指生石膏和硬石膏两种矿物。
生石膏为二水硫酸钙(Ca 〔SO4〕·2H2O),又称二水石膏、水石膏或软石膏,理论成分CaO32.6%,SO346.5%,H2O+20.9%,单斜晶系,晶体为板状,通常呈致密块状或纤维状,白色或灰、红、褐色,玻璃或丝绢光泽,摩氏硬度为2,解理平行{010}完全,密度2.3g/cm3;硬石膏为无水硫酸钙(Ca〔SO4〕),理论成分CaO41.2%,SO358.8%,斜方晶系,晶体为板状,通常呈致密块状或粒状,白、灰白色,玻璃光泽,摩氏硬度为3~3.5,解理平行{010}完全,密度2.8~3.0g/cm3。
两种石膏常伴生产出,在一定的地质作用下又可互相转化。
天然二水石膏(CaSO4·2H2O)又称为生石膏,经过煅烧、磨细可得β型半水石膏(2CaSO4·H2O),即建筑石膏,又称熟石膏、灰泥。
若煅烧温度为190 °C 可得模型石膏,其细度和白度均比建筑石膏高。
若将生石膏在400-500 °C或高于800 °C下煅烧,即得地板石膏,其凝结、硬化较慢,但硬化后强度、耐磨性和耐水性均较普通建筑石膏为好。
通常为白色、无色,无色透明晶体称为透石膏,有时因含杂质而成灰、浅黄、浅褐等色。
条痕白色。
透明。
玻璃光泽,解理面珍珠光泽,纤维状集合体丝绢光泽。
解理极完全,和中等,解理片裂成面夹角为66和114的菱形体。
性脆。
硬度 1.5~2。
不同方向稍有变化。
相对密度2.3。
偏光镜下:无色。
二轴晶(+)。
2V=58。
Ng=1.530,Nm=1.523,Np=1.521。
了解石灰、石膏的性能和应用了解石灰、石膏的性能和应用经过一系列物理作用、化学作用,能从浆体变成石状体,并能将其他固体物料结成整体而具有一定机械强度的物质,统称为胶凝材料。
根据化学组成的不同,可分为无机与有机两大类。
石灰、石膏、水泥等工地上俗称为“灰”属于无机胶凝材料;而沥青、天然或合成树脂等属于有机胶凝材料。
无机胶凝材料又可分为气硬性和水硬性两类。
只能在空气中硬化,也只能在空气中保持和发展其强度的称气硬性胶凝材料,如石灰、石膏和水玻璃等;既能在空气中还能更好地在水中硬化、保持和继续发展其强度的称水硬性胶凝材料,如各种水泥。
气硬性胶凝材料一般只适用于干燥环境中,而不宜用于潮湿环境,更不可用于水中。
一石灰将主要成分碳酸钙(CaCO3)的石灰石在适当的温度下煅烧,所得的以氧化钙为主要成分的产品即为石灰,又称为生石灰。
欠火石灰和过火石灰。
欠火石灰是未完全分解的石灰石,它在使用前可用过筛除去,对施工质量影响不大。
过火石灰颜色较深、结构密实,表面常包覆一层熔融物,与水反应(即熟化)较慢,对工程施工有比较严重的影响。
(一)石灰的熟化:生石灰与水反应生成氢氧化钙的过程,称为石灰的熟化。
石灰熟化过程中会放出大量的热,同时体积增大1~2.5倍。
生石灰不能直接用于工程,使用前需要进行熟化。
根据加水量的不同,石灰可熟化成熟石灰粉或石灰膏。
石灰中的过火石灰熟化较慢,若在石灰浆体硬化后再发生熟化,会因熟化产生的膨胀而引起“崩裂”或“鼓泡”现象,严重影响工程质量。
为了消除过火石灰的这种危害,石灰膏在使用前应进行陈伏。
由块状生石灰熟化而成的石灰膏,一般应储灰坑中陈伏2周左右。
石灰膏在陈伏期间,表面应覆盖有一层水,以隔绝空气,避免与空气中的二氧化碳发生碳化反应。
(二)石灰的硬化:包括干燥结晶和碳化两个同时进行的过程。
(三)石灰的技术性质1保水性好。
在水泥砂浆中掺入石灰膏,配成混合砂浆,可显著提高砂浆的和易性。
2硬化较慢、强度低。
建筑装饰材料石膏在建筑装饰领域,石膏是一种被广泛应用且具有诸多独特性能的材料。
它不仅在塑造美观的室内环境方面发挥着重要作用,还凭借其自身的特性为建筑结构提供了一定的支持和保护。
石膏,其主要成分是硫酸钙(CaSO₄),通常以二水石膏(CaSO₄·2H₂O)的形式存在于自然界中。
经过开采和一系列的加工处理,石膏得以成为我们在建筑装饰中所使用的材料。
石膏的一大显著优点就是它良好的可塑性。
这意味着在施工过程中,能够根据设计需求轻松地塑造出各种形状和图案。
无论是精美的吊顶雕花,还是富有艺术感的墙面装饰线条,石膏都能完美地呈现出来。
从防火性能的角度来看,石膏表现出色。
它具有较高的熔点,在火灾发生时能够起到一定的阻隔火焰蔓延的作用,为人员的疏散和消防救援争取宝贵的时间。
这一特性使得石膏在公共场所和住宅的装饰中备受青睐。
在保温和隔音方面,石膏也有着不俗的表现。
它的孔隙结构能够有效地阻止热量的传递,从而提高室内的保温效果,降低能源消耗。
同时,这些孔隙还能够吸收和阻隔声音的传播,为室内创造一个相对安静、舒适的环境。
石膏板是石膏在建筑装饰中常见的应用形式之一。
它安装方便,施工效率高。
而且,石膏板的表面平整光滑,便于进行后续的涂饰处理,如刷漆、贴壁纸等,能够满足不同的装饰风格需求。
在室内装修中,石膏常常被用于吊顶的制作。
通过使用不同类型的龙骨和配件,可以将石膏板安装成各种造型的吊顶,如平面吊顶、跌级吊顶、弧形吊顶等。
不仅能够美化空间,还可以隐藏天花板上的管道和线路。
对于墙面装饰,石膏同样能够大展身手。
可以用石膏做出各种纹理和图案,增加墙面的层次感和立体感。
而且,石膏还可以用于修补墙面的裂缝和缺陷,使墙面恢复平整和美观。
然而,就像任何材料都有其局限性一样,石膏也并非完美无缺。
它的强度相对较低,在受到较大的外力冲击时容易损坏。
此外,石膏在潮湿的环境中容易受潮变形,影响其使用性能和装饰效果。
为了克服这些不足,在使用石膏材料时,我们需要采取一些相应的措施。
氟石膏指标
氟石膏是一种常见的建材,具有防火、隔音、保温等优良性能。
而在选择氟石膏时,需考虑其多个指标。
以下是常用的氟石膏指标。
1. 密度:氟石膏密度越大,强度和硬度就越高。
一般来说,密度在1.3~1.5g/cm之间的氟石膏较为适宜。
2. 吸水率:氟石膏的吸水率越低,防潮性能就越好。
建议选择吸水率小于5%的氟石膏。
3. 抗折强度:氟石膏的抗折强度直接关系到其承重能力。
一般来说,抗折强度在10MPa以上的氟石膏可用于墙体、天花板等建筑物结构。
4. 燃烧性能:氟石膏的燃烧性能是防火性的重要指标。
建议选择燃烧性能达到A级或B1级的氟石膏,以确保建筑物的安全性。
5. 声学性能:氟石膏的声学性能直接关系到建筑物的隔音效果。
建议选择声学性能良好的氟石膏,可有效减少噪声污染。
综上所述,选择氟石膏时需综合考虑以上多个指标,以确保选用的氟石膏具有优良的性能和质量。
- 1 -。
石膏是一种矿物,为单斜晶体,呈板状或纤维状,也有细粒块状的,呈淡灰、微红、浅黄或浅蓝色。
石膏加热至128℃,失去大部分结晶水,变成熟石膏;163℃以上,结晶水全部失去。
熟石膏粉末与水混合后有可塑性,但不久就硬化重新变成石膏。
此过程放出大量热并膨胀,因此可用于铸造模型和雕塑。
硫酸钙和石膏可用作联合制造硫酸和水泥的原料,还可做油漆的白颜料、纸张的填料和豆腐的凝结剂。
水泥生产中所需石膏的原料主要为含硫酸钙的天然石膏(又称生石膏)或含硫酸钙的化工副产品和磷石膏、氟石膏、硼石膏等废渣,其化学式为CaSO4.2H2O,也称二水石膏。
将天然二水石膏在不同的温度下煅烧可得到不同的石膏品种。
如将天然二水石膏在107~1700c的干燥条件下加热可得建筑石膏。
将建筑石膏加水后,它首先溶解于水,然后生成二水石膏析出。
随着水化的不断进行,生成的二水石膏胶体微粒不断增多,这些微粒比原先更加细小,比表面积很大,吸附着很多的水分;同时浆体中的自由水分由于水化和蒸发而不断减少,浆体的稠度不断增加,胶体微粒间的黏结逐步增强,颗粒间产生摩擦力和黏结力,使浆体逐渐失去可塑性,即浆体逐渐产生凝结。
继续水化,胶体转变成晶体。
晶体颗粒逐渐长大,使浆体完全失去可塑性,产生强度,即浆体产生了硬化。
这一过程不断进行,直至浆体完全干燥,强度不在增加,此时浆体已硬化人造成石材。
建筑石膏的主要性能(1)凝结硬化快。
建筑石膏在加水拌合后,浆体在几分钟内便开始失去可塑性,30min内完全失去可塑性而产生强度,大约一星期左右完全硬化。
为满足施工要求,需要加入缓凝剂,如硼砂、酒石酸钾钠、柠檬酸、聚乙烯醇、石灰活化骨胶或皮胶等。
(2)凝结硬化时体积微膨胀。
石膏浆体在凝结硬化初期会产生微膨胀。
这一性质石膏制品的表面光滑、细腻、尺寸精确、形体饱满、装饰性好。
(3)孔隙率大。
建筑石膏在拌合时,为使浆体具有施工要求的可塑性,需加入石膏用量60%~的用水量,而建筑石膏水化的理论需水量为18.6%,所以大量的自由水在蒸发时,在建筑石膏制品内部形成大量的毛细孔隙。
建筑石膏的等级分类与技术特性
下面是建筑网给大家带来关于建筑石膏的等级分类与技术特性,以供参考。
建筑石膏分为优等品、一等品和合格品三个等级。
建筑石膏的密度为 2.502.80g/cm3,堆积密度为800-1100kg/m3,建筑石膏具有以下特性:
(1)孔隙率大(约占50%-60%),强度低。
石膏的理论需水量为18.6%,但为了使石膏具有必要的可塑性,通常加水量达60%-80%,水蒸发后留下大量孔隙,所以孔隙率很大。
一等石膏硬化后1天强度约5-8MPa,7天最大强度可达8-12MPa
(2)凝结硬化快。
3-5min内即可凝结,终凝不超过30min。
在应用时需掺加缓凝剂。
如,棚砂、酒石酸钾钠、拧橡酸、聚乙烯醇、石灰活化骨胶或皮胶等。
(3)硬化后体积微膨胀,膨胀率约1%。
(4)耐水性、抗冻性差。
建筑石膏硬化后具有很强的吸湿性,在潮湿环境中,晶体间粘结力削弱,强度显著降低。
吸水后受冻,孔隙中水分结冰而是使石膏崩裂。
(5)防火性好。
遇火灾时,二水石膏的结晶水蒸发,吸收热量,表面生成的无水石膏是良好的绝缘体。
石膏的原理与应用1. 石膏的基本概述石膏是一种由石膏矿石经过加工和烧结得到的矿石产物,其化学成分主要是硫酸钙。
石膏具有较高的稳定性和可塑性,因此在建筑、医疗、艺术等领域都有广泛的应用。
2. 石膏的制备过程石膏的制备过程可以简单概括为以下几个步骤: - 石膏矿石的选矿和研磨 - 矿石经过低温煅烧,使其脱水得到石膏 - 石膏经过研磨和筛分得到不同粒度的产品3. 石膏的物理性质石膏的物理性质决定了其在各个领域的应用范围,以下是石膏的主要物理性质:- 密度:石膏的密度一般在2.2g/cm³左右,因此较为轻巧。
- 强度:石膏的强度较低,容易破碎,但在干燥后会逐渐变得坚硬。
- 熔点:石膏的熔点约为140℃,达到一定温度后可以熔化成石膏水。
- 膨胀性:石膏在水中会发生膨胀,这是石膏在湿润状态下可塑性较好的原因之一。
4. 石膏的应用领域由于石膏具有一些特殊的物理性质,因此在许多领域都有广泛的应用。
以下是石膏的一些主要应用:4.1 建筑材料石膏在建筑领域中有着重要的应用,主要的应用方式包括: - 石膏板:石膏板是一种轻质建筑材料,常用于室内墙壁、吊顶和隔墙等。
石膏板具有良好的隔热、隔音和防火性能。
- 石膏抹灰:石膏抹灰是一种室内墙面装饰材料,用于修补和平整墙面,并提供一种平滑的表面。
4.2 医疗领域石膏在医疗领域中主要用于制作固定夹板和石膏绷带,用于修复骨折和保护受伤部位。
石膏固定后可以提供支撑和稳定性,有助于骨折的愈合。
4.3 艺术和雕塑石膏在艺术和雕塑领域也有广泛的应用。
由于石膏具有一定的可塑性,在雕塑制作中常用于制作模型和原型,然后可以进行后续的加工和表面处理。
4.4 农业领域石膏在农业领域中主要用于土壤改良。
石膏可以改善土壤结构,调节土壤酸碱性,提高土壤肥力和水分保持能力,从而提高作物的产量和质量。
5. 石膏的环保性石膏是一种环保材料,其制备过程中对环境的影响较小。
石膏可以被循环再利用,减少对自然资源的消耗。
谈建筑石膏的性能与应用】建筑石膏与高强石膏的性能有何不同摘要】石膏是以硫酸钙为主要成分的气硬性胶凝材料。
石膏是一种传统的胶凝材料,由于它的资源丰富,其制品具有一系列的优良性质,所以得到很快的进展,其中进展最快的是纸面石膏板、纤维石膏板、建筑饰面板及隔音板等新型建筑材料。
关键词】建筑;石膏;性能;应用石膏是以硫酸钙为主要成分的气硬性胶凝材料。
石膏是一种传统的胶凝材料,由于它的资源丰富,其制品具有一系列的优良性质,所以得到很快的进展,其中进展最快的是纸面石膏板、纤维石膏板、建筑饰面板及隔音板等新型建筑材料。
1 建筑石膏的水化、凝聚硬化1.1 建筑石XX的水化建筑石膏加水拌合后,与水发生水化反应,建筑石膏加水后,首先溶解于水,然后发生上述反应,生成二水石膏。
由于二水石膏的溶解度较半水石膏的溶解度小得多,所以二水石膏不断从过饱和溶液中析出结晶并沉淀。
二水石膏的析出促使上述反应不断进行,直到半水石膏全部转变为二水石膏为止。
1.2 建筑石膏的凝聚硬化随着水化的进行,二水石膏胶体微粒的微量不断增多,它比原来的半水石膏颗粒细得多,即总外表积增大,因此可吸附更多的水分;同时因水分的蒸发和部分水分参加水化反应而成为化合水,致使自由水削减。
由于上述缘由使得浆体变稠而失去可塑性,这就是凝聚过程。
在浆体变稠的同时,二水石膏胶体微粒渐渐变为晶体,晶体渐渐长大,共生和互相交叉、搭接,使凝聚的浆体渐渐产生强度。
随着枯燥,内部自由水排出,晶体之间的摩擦力、粘结力渐渐增大,石膏强度也随之增加,始终进展到最大值,这就是硬化过程。
浆体的凝聚硬化过程是一个连续进行的过程。
将从加水拌合开始始终到浆体刚开始失去可塑性的过程称为浆体的初凝,对应的这段时间称为初凝时间;将从加水拌合开始始终到浆体完全失去可塑性,并开始产生强度的过程称为浆体的硬化,对应的这段时间称为浆体的终凝时间。
2 建筑石膏的主要性能2.1 凝聚硬化快建筑石膏在加水拌合后,浆体在几分钟内便开始失去可塑性,30min内完全失去可塑性而产生强度,2h可达3~6MP。
石膏有哪些性质
石膏是一种单斜晶系矿物,主要化学成分为硫酸钙(CaSO4)的水合物,是一种用途广泛的工业材料和建筑材料,同时在医学上也有广泛的应用,我们在医院里会见到手臂或者腿部被打上石膏的人。
那么石膏有哪些性质呢?小编在这里整理了有关生石膏性质的资料,感兴趣的同学一起来看看吧!
石膏的基本性质
天然二水石膏(CaSO4·2H2O)又称为生石膏,经过煅烧、磨细可得建筑石膏,又称熟石膏、灰泥。
若煅烧温度为190 °C可得模型石膏,其细度和白度均比建筑石膏高。
若将生石膏在400-500 °C或高于800 °C下煅烧,即得地板石膏,其凝结、硬化较慢,但硬化后强度、耐磨性和耐水性均比普通建筑石膏要好。
通常为白色、无色,无色透明晶体称为透石膏,有时因含杂质而成灰、浅黄、浅褐等色。
条痕为白色透明。
玻璃光泽,解理面珍珠光泽,纤维状集合体丝绢光泽。
解理极完全,和中等,解理片裂成面夹角为66和114的菱形体。
性脆。
硬度 1.5~2。
不同方向稍有变化。
相对密度为2.3。
1、石膏物理性质天然二水石膏(CaSO4·2H2O)又称为生石膏,经过煅烧、磨细可得熟石膏。
石膏是重要的工业原材料。
石膏:低硬度,一组极完全解理,以及各种特征之形态可以鉴别。
致密块状的石膏,以其低硬度和遇酸不起泡可与碳酸盐区别。
主含含水硫酸钙(CaSO4·2H2O)其中CaO 32.5%,SO3 46.6%,H2O 20.9%;常夹有有机物、硫化物等,并含少量铝、硅、镁、铁及微量锶、钡等元素。
化学成分研究进展:略。
石膏属单斜晶系,解理度很高,容易裂开成薄片。
将石膏加热至100~200°C,失去部分结晶水,可得到半水石膏。
它是一种气硬性胶凝材料,具有α和β两种形态,都呈菱形结晶,但物理性能不同。
α型半水石膏结晶良好、坚实;β型半水石膏是片状并有裂纹的晶体,结晶很细,比表面积比α型半水石膏大得多。
生产石膏制品时,α型半水石膏比β型需水量少,制品有较高的密实度和强度。
通常用蒸压釜在饱和蒸汽介质中蒸炼而成的是α型半水石膏,也称高强石膏;用炒锅或回转窑敞开装置煅炼而成的是β型半水石膏,亦即建筑石膏。
工业副产品化学石膏具有天然石膏同样的性能,不需要过多的加工。
半水石膏与水拌和的浆体重新形成二水石膏、在干燥过程中迅速凝结硬化而获得强度,但遇水则软化。
2、中药材-石膏粉通常为白色、无色,无色透明晶体称为透石膏,有时因含杂质而成灰、浅黄、浅褐等色。
条痕白色。
透明。
玻璃光泽,解理面珍珠光泽,纤维状集合体丝绢光泽。
解理极完全,和中等,解理片裂成面夹角为66和114的菱形体。
性脆。
硬度1.5~2。
不同方向稍有变化。
相对密度2.3。
偏光镜下:无色。
二轴晶(+)。
2V=58。
Ng=1.530,Nm=1.523,Np=1.521。
随温度升高2V减小,在大约90℃时2V为零。
加热时存在3个排出结晶水阶段:105~180℃,首先排出1个水分子,随后立即排出半个水分子,转变为烧石膏Ca[SO4]·0.5H2O,也称熟石膏或半水石膏。
可软可硬,还能吃?石膏是一种什么样的材料!有一种材料在我们生活生产中广泛使用,但是我们并没有太在意它,在200倍的光学放大镜下,能看到这种材料的晶体形状,这种晶体为板状,通常呈致密块状或纤维状,颜色为白色或灰白色,那么这是一种什么材料嘞?其实这种材料就叫做石膏。
石膏在自然界中以矿石的形式存在着,看上去晶莹美丽的石膏矿是一种单斜晶系的矿物,主要成分就是含水的硫酸钙,石膏属于无机非金属材料,但它有一个很大的优点,那就是可以循环利用,从理论上讲石膏甚至可以无限的长期循环使用。
图片来源:pixabay自然界开采的石膏主要可分为水石膏和硬石膏水石膏又称软石膏或生石膏,主要成分是硫酸钙加两个结晶水,它的使用产品是通过高温炒制或者烧制。
硬石膏用来制作模型,工艺品等产品,因其价格低廉,容易获得,无毒无异味,凝固速度快,并且有一定的强度,主要被应用在工业建材和建筑建材领域。
石膏能用于建筑材料主要是它通过加水就具有胶凝材料的性能,胶凝材料是指在一定条件下,在空气中能够从浆体变成固体,并能凝结其它混合在其中的物质,变成具有一定强度复合固体的材料。
在现代建筑材料中水泥是主要的胶凝材料,而在水泥的生产中需要加入石膏粉才能提高水泥的性能,在整个建材工业中石膏都起到了非常重要的作用。
图片来源:pixabay石膏的发展其实人类对石膏的认识,至少可以追溯到一万年前,从考古中发现在新石器时代的人类就已经开始使用石膏制作容器。
在公元前一千多年,阿拉伯人将石膏粉加上水混合用于固定骨折的部位,从此石膏就开始被作为固定材料。
一百多年前,人们发现通过简单的烧制方法,就能把石膏矿变成一种应用材料,而正式开始了对石膏的研究利用。
到了现代随着工业和建筑业的发展,石膏被作为主要的建筑材料得到了迅速的发展和大量的使用。
在古代人们还发现了石膏的另一个功能,那就是药用功能,其具有清热解毒,消肿止痛等功效。
图片来源:pixabay石膏板的制造天然的石膏矿石经过粉碎,炼烧,再经过研磨等一系列处理工序,最后被加工成无水石膏粉的形态,就可以应用在我们所需要的各种场景中了,除了被用作装饰材料,如石膏腻子外,石膏被应用最多的还是建筑材料,用石膏制造出来的石膏板在建筑上的使用非常多。
4.依据《中国药典》2005年版增补本 P275.质量标准5.1 通用名称:石膏5.2 来源:本品为硫酸盐类矿物硬石膏族石膏,主含含水硫酸钙(CaSO4·2H20)采挖后,除泥沙及杂石。
5.3 性状:本品为纤维状的集合体,呈长块状、板块状或不规则块状。
白色、灰白色或淡黄色,有的半透明。
体重,质软,纵断面具绢丝样光泽。
气微,味淡。
5.4 鉴别:5.4.1 取本品一小块(约2g),置具有小孔软木塞的试管内,灼烧,管壁有水生成,小块变为不透明体。
5.4.2取本品粉末0.2g,加稀盐酸10ml,加热使溶解,溶液显钙盐(2005版药典附录IV)与硫酸盐(2005版药典附录IV)的鉴别反应。
5.5 检查项目、限度及检查方法:5.6 含量测定:取本品细粉约0.2g,精密称定,置锥形瓶,加稀盐酸10ml,加热使溶液,加水100ml与甲基红指示液1滴,滴加氢氧化钾试液显浅黄色,再继续多加5ml,加钙黄绿素指示剂少量,用乙二胺四醋酸二钠滴定液(0.05mol/L)滴定,至溶液的黄绿色荧光消失,并显橙色。
每1ml乙二胺四醋酸二钠滴定液(0.05mol/L)相当于8.608mg的含水硫酸钙(CaSO4·2H20)。
本品含含水硫酸钙(CaSO4·2H20)不得少于95.0%。
5.7 炮制:生石膏洗净,干燥,打碎,除去杂石,粉碎成粗粉。
6.0性味与归经:清热泻火,除烦止渴。
用于外感热病,高热烦渴,肺热喘渴,胃火亢盛,头痛,牙痛。
6.1用法与用量:15~16g。
6.2 贮藏:置干燥处储存(温度0~30℃、相对湿度75%以下)。
石膏石膏的英文名为:Gypsum,主要化学成分是硫酸钙,其主要的化学成分为:CaO 32.5,SO3 46.6,H2O+ 20.9,成分变化不大,常有粘土、有机质等机械混入物,有时含SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、Na2O、CO2、Cl等杂质。
1.石膏的种类石膏有生石膏、硬石膏和建筑石膏三种主要种类,生石膏又名二水石膏,硬石膏又名无水石膏,而建筑石膏又名半水石膏,分为α和β型。
天然二水石膏(CaSO4·2H2O)经过煅烧、磨细可得β型半水石膏(CaSO4·1/2H2O),即建筑石膏,又称熟石膏、灰泥。
若煅烧温度为190 °C可得模型石膏,其细度和白度均比建筑石膏高。
若将生石膏在400-500 °C或高于800 °C下煅烧,即得硬石膏,其凝结、硬化较慢,但硬化后强度、耐磨性和耐水性均较普通建筑石膏为好。
2.石膏的结构和理化性质2.1石膏的结构石膏主要有单斜晶系斜方柱晶类两种晶型。
2.1.1 单斜晶系主要结构尺寸为:a0=0.568nm,b0=1.518nm,c0=0.629nm,β=118。
23',Z=4。
晶体结构由[SO4]2-四面体与Ca2+联结成(010)的双层,双层间通过H2O分子联结。
其完全解理即沿此方向发生。
Ca2+的配位数为8,与相邻的4个[SO4]四面体中的6个O2-和2个H2O分子联结,而H2O分子与[SO4]中的O2-以氢键相联系,水分子之间以分子键相联系。
2.1.2斜方柱晶类C2h-2/m(L2PC),晶体常依发育成板状,亦有呈粒状。
常简单形:平行双面b、p,斜方柱m、l等;晶面和常具纵纹;有时呈扁豆状。
双晶常见,一种是依(100)为双晶面的加里双晶或称燕尾双晶,另一种是以(101)为双晶面的巴黎双晶或称箭头双晶。
集合体多呈致密粒状或纤维状。
细晶粒状块状称之为雪花石膏;纤维状集合体称为纤维石膏。
少见由扁豆状晶体形成的似玫瑰花状集合体。
亦有土状、片状集合体。
2.2理化性质2.2.1物理性质通常为白色、无色,无色透明晶体称为透石膏,有时因含杂质而成灰、浅黄、浅褐等色,条痕白色透明,玻璃光泽,解理面珍珠光泽,纤维状集合体丝绢光泽。
解理极完全,解理片裂成面夹角为66和114的菱形体。
性脆,硬度1.5~2,不同方向稍有变化。
相对密度2.3。
偏光镜下:无色。
二轴晶(+)。
2V=58。
Ng=1.530,Nm=1.523,Np=1.521。
随温度升高2V减小,在大约90℃时2V为零。
2.2.2化学性质石膏及其制品的微孔结构和加热脱水性,使之具优良的隔音、隔热和防火性能。
自然界中的石膏大多半是生石膏,化学成分是含水硫酸钙(CaSO4.2H2O),它含有2个分子的结晶水,像大理石一样清晰透明,它本身微溶与水,加热时存在3个排出结晶水阶段:105~180℃,首先排出1个水分子,随后立即排出半个水分子,转变为建筑石膏Ca[SO4]·0.5H2O,也称熟石膏或半水石膏。
200~220℃,排出剩余的半个水分子,转变为Ⅲ型硬石膏Ca[SO4]·εH2O(0.06<ε<0.11)。
约350℃,转变为Ⅱ型石膏Ca[SO4]。
1120℃时进一步转变为Ⅰ型硬石膏。
熔融温度1450℃。
2CaSO4.2H2O=(CaSO4)2-H2O+3H2O生石膏熟石膏水熟石膏接触水分,可重新结晶而硬化,如果把熟石膏再加热,则其中的水分就会完全消失,成为死石膏:(CaSO4)2.H2O=2CaSO4 + H2O熟石膏硬石膏水硬石膏加水以后,不再硬化。
将硬石膏继续加热到525℃后,它又可恢复吸水硬化的作用。
但是缓慢得多,不宜应用于骨科上的外固定。
3.产状组合世界上最大石膏生产国是美国,在美国,石膏矿床分布在22个州,共有69座矿山,最大产地在阿依华州道奇堡。
其次是加拿大。
法国在欧洲石膏生产中居领先地位。
再次为西德、英国、西班牙。
中国石膏矿资源丰富。
全国23个省(区)有石膏矿产出。
探明储量的矿区有169处,总保有储量矿石576亿吨。
从地区分布看,以山东石膏矿最多,占全国储量的65%;内蒙古、青海、湖南次之。
主要石膏矿区有山东枣庄底阁镇,内蒙古鄂托克旗、湖北应城、吉林浑江、江苏南京、山东大汶口、广西钦州、山西太原、宁夏中卫石膏矿等。
石膏矿以沉积型矿床为主,储量占全国90%以上,后生型及热液交代型石膏矿不很重要。
石膏矿在各地质时代均有产出,以早白垩纪和第三纪沉积型石膏矿为最重要。
主要为化学沉积作用的产物,常形成巨大的矿层或透镜体,赋存于石灰岩、红色页岩和砂岩、泥灰岩及粘土岩系中,常与硬石膏、石盐等共生。
硬石膏层在近地表部位,由于外部压力的减小,受地表水作用而转变为石膏:CaSO4+2H2O—— CaSO4·2H2O;同时体积增大约30%,引起石膏层的破坏。
4.医学作用4.1.解热作用:煎剂试验注射或天然石膏煎剂,直肠给药4ml 于消毒牛乳或三联菌苗而发热的家兔,证明有解热作用,但纯品石膏无解热作用,故认为天然石膏的解热作用与其中含有的杂质有关,退热作用与主成分钙无关。
大鼠口服或注射,并无退热作用。
也有报告有退热作用者,但实际上不很显著。
石膏煎剂对白细胞致热原性发热有抑制作用,石膏的这个作用与中枢环核甘酸含量变化有关,石膏使脑脊液环单磷酸腺苷含量低于对照发热兔,而环磷酸鸟苷含量高于发热兔。
生石膏2g/kg灌胃,对大肠杆菌内毒素引起的家兔发热有解热作用,对正常兔体温无影响。
4.2.消炎作用:石膏内服经胃酸作用,一部分变成可溶性钙盐,至肠吸收入血能增加血清钙离子浓度,可抑制神经应激能(包括体温调节中枢神经),减低骨骼肌的兴奋性,缓解肌肉痉挛、又能减少血管渗透性,故有解毒、镇痉、消炎的作用。
4.3.对免疫的影响:石膏煎剂1:4浓度4ml/只灌胃,可使烧伤大鼠,脾与腹腔巨噬细胞cAMP含量增高,也使血浆环单磷酸腺苷及前列腺素E2含量增高。
对烧伤大鼠,石膏煎剂尚可使T淋巴细胞数增加,淋转率也增高,并使腹腔巨噬细胞吞噬功能加强。
4.4、收敛作用:煅石膏外用收敛粘膜,减少分泌。
4.5、抗病毒作用:用斑点杂交法试验,石膏煎剂25%-100%浓度,有降低乙型肝炎毒脱氧核糖核酸(HBV DNA)含量的作用。
鸡胚试验初步证明,麻杏石甘汤对流感病毒的抑制作用,主要来自麻黄,与石膏无关。
6、其他作用:煎剂能减轻大鼠的口渴状态。
长期应用,可使各器官(脑下垂体、肾上腺、颚下腺、胰脏)及血清中的钙含量较对照组为低,但脾脏及胸腺等的钙含量则高于对照组。
其意义尚待阐明。
在体外试验,煎剂无抑菌作用。
5.石膏的临床应用5.1、用于温热病、肺胃大热、高热不退、口渴、烦燥、脉洪大等症。
石膏药性大寒,善清气分实热,故适用于肺胃实热的症候,常与知母相须为用,以增强清里热的作用。
5.2.、用于温病高热,身发斑疹。
温病发斑,多由胃火旺而血热炽盛所致,此是气血两燔的现象。
在临床上遇到此种症候,常用清热泻火较强的石膏,配合凉血解毒的药物如玄参、丹皮、赤芍、鲜生地、板蓝根等同用。
5.3、用于胃火亢盛所致的头痛、齿痛、牙龈肿痛等症。
石膏能清泄胃火,故胃火亢盛所引起的疾病,可配合知母、牛膝、生地等同用。
5.4、用于肺热咳嗽、气喘。
邪热袭肺,身发高热、咳嗽、气急鼻煽、口渴欲饮等症,可用石膏清泄肺热,佐以麻黄、杏仁等宣肺、止咳平喘等品(即麻杏石甘汤)。
5.5、用于湿疹水火烫伤,疮疡溃后不敛及创伤久不收口。
石膏研末外用,治疗以上诸外科病,有清热、收敛、生肌的作用,常合升丹、黄柏、青黛等同用。
6.石膏常用配方6.1、治三阳合病腹满身重难以转侧口不仁面垢谵语遗尿发汗则谵语下之则额上生汗手足厥冷若自汗出者:知母六两石膏一斤(碎)甘草(炙)二两粳米六合.上四味以水—升煮米熟汤面去滓.温服一升日三服.(《伤寒论》白虎汤)6.2、治温病初得其脉浮而有力身体壮热并治感冒初起身不恶寒而心中发热者:生石膏二两(轧细)生粳米二两半.上二味用水三大碗煎至米烂熟约可得清汁两大碗乘热尽量饮之使周身皆汗出病无不愈者.若阳明腑热已实不必乘热顿饮之徐徐温饮下以消其热可也.(《衷中参西录》石膏粳米汤)6.3、治小儿夹惊伤寒头痛壮热涎潮惊悸多哭气粗心烦及治气壅膈节不通:石膏、寒水石各一两脑麝各半字.上为末灯心汤调下.大小加减服之.(《普济方》红桃散)6.4、治伤寒发热涎潮上厥伏留阳经头疼眩晕不可忍者:石膏(煅研细)每服葱白点茶凋下二钱.小儿量大小加减与之.(《三因方》玉屑散)6.5、治阳明内热烦渴头痛二便闭结温疫斑黄及热痰喘嗽等证:石膏六两(生用)粉甘草一两.上为极细末每服一二三钱新汲水、或热汤、或人参汤调下.此方加朱砂三钱亦妙.(《景岳全书》玉泉散)6.6、治太阴温病不可发汗发汗而汗不出必发斑疹汗出过多者必神昏谵语发斑者:石膏一两知母四钱生甘草三钱玄参三钱犀角二钱白粳米—合.水八杯煮取三杯日三服渣再煮一钟夜—服。
(《温病条辨》化斑汤)7 工业应用石膏属单斜晶系,解理度很高,容易裂开成薄片。
将石膏加热至100~200°C,失去部分结晶水,可得到半水石膏。
它是一种气硬性胶凝材料,具有α和β两种形态,都呈菱形结晶,但物理性能不同。
α型半水石膏结晶良好、坚实;β型半水石膏是片状并有裂纹的晶体,结晶很细,比表面积比α型半水石膏大得多。
生产石膏制品时,α型半水石膏比β型需水量少,制品有较高的密实度和强度。
通常用蒸压釜在饱和蒸汽介质中蒸炼而成的是α型半水石膏,也称高强石膏;用炒锅或回转窑敞开装置煅炼而成的是β型半水石膏,亦即建筑石膏。
工业副产品化学石膏具有天然石膏同样的性能,不需要过多的加工。
半水石膏与水拌和的浆体重新形成二水石膏、在干燥过程中迅速凝结硬化而获得强度,但遇水则软化。
石膏是生产石膏胶凝材料和石膏建筑制品的主要原料,也是硅酸盐水泥的缓凝剂。
石膏经600~800°C煅烧后,加入少量石灰等催化剂共同磨细,可以得到硬石膏胶结料(也称金氏胶结料);经900~1000°C煅烧并磨细,可以得到高温煅烧石膏。
用这两种石膏制得的制品,强度高于建筑石膏制品,而且硬石膏胶结料有较好的隔热性,高温煅烧石膏有较好的耐磨性和抗水性。
利用建筑石膏生产的建筑制品主要有:①纸面石膏板。
在建筑石膏中加入少量胶粘剂、纤维、泡沫剂等与水拌和后连续浇注在两层护面纸之间,再经辊压、凝固、切割、干燥而成。
板厚9~25毫米,干容重750~850公斤/米3,板材韧性好,不燃,尺寸稳定,表面平整,可以锯割,便于施工。
主要用于内隔墙、内墙贴面、天花板、吸声板等,但耐水性差,不宜用于潮湿环境中。
②纤维石膏板。
将掺有纤维和其他外加剂的建筑石膏料浆,用缠绕、压滤或辊压等方法成型后,经切割、凝固、干燥而成。