室内设计原理石膏调研报告

室内设计原理建筑石膏调研报告调查目的：通过建筑材料的市场调查，加深我们对建筑石膏的理解和认识，认识了建筑石膏的各种性能。

充分理解为什么说石膏特别适用于室内装饰材料。

让纯理论抽象性的知识更加具象化，使之易于理解，方便掌握。

能够初步从市场了解其制作工艺，同时市场对于各种建筑石膏的需求及材料的价格和尺寸。

只有充分的了解或掌握其性能，并按照使用环境条件合理地选择所需；才能充分发挥其的长处，做到材尽其能、物尽其用。

调查对象：纸面石膏板、纤维石膏板、石膏空心条板、装饰石膏板调查地点：北建材调查方式：访谈、观察、拍照搜集资料考察内容：石膏、建筑石膏及建筑石膏的应用目录：石膏石膏的组成及原料石膏的分类石膏的生产工艺建筑石膏建筑石膏的水化硬化建筑石膏的技术性能建筑石膏技术标准影响建筑石膏性能的主要因素建筑石膏的应用纸面石膏板纤维石膏板石膏空心条板装饰石膏板总结正文石膏石膏的组成及原料石膏是单斜晶系矿物，主要化学成分是硫酸钙（CaSO4）。

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。

石膏的分类根据石膏中含有结晶水的多少不同可分为：无水石膏（ＣaSO4）：也称硬石膏，它结晶紧密，质地较硬，是生产硬石膏水泥的原料。

天然石膏（ＣaSO4·2H2O）：也称生石膏或二水石膏，大部分自然石膏矿为生石膏是生产建筑石膏的主要原料。

建筑石膏（ＣaSO4·1/2 H2O）也称熟石膏或半水石膏。

它是由生石膏加工而成的根据其内部结构不同可分为α型半水石膏和β型半水石膏。

石膏的生产工艺生产工艺简介破碎机将大尺寸的石膏矿石破碎成小于25mm的小块颗粒，经过储存及输送进入磨机进行粉磨，经选粉机将粉磨后达到产品所需细度的石膏生粉送入沸腾炉进行煅烧，其余部分返回磨机进行再次粉磨直至合格。

煅烧后的合格石膏粉送入熟料仓储存或送入制品车间使用。

沸腾炉工艺介绍随着石膏产业的发展和进步，各行各业对石膏粉的需求也越来越大，对石膏粉的质量要求也越来越高，石膏粉的生产制造工艺也在不断进步，在石膏粉的生产加工环节中烘干脱水是关键环节，也是最难以掌握的部分，根据这一情况我们根据多年来对石膏粉生产及深加工行业的不断探索和研究，开发出了新一代适合各种石膏粉生产要求的脱水设备——沸腾炉。

1. 工作原理沸腾炉烘干系统主要工作原理：沸腾炉主体主要由细径密集的散热盘管组成，盘管中通入导热油，经过换热，把热量释放到炉体内部。

沸腾炉底部安装罗茨风机，通过布风板把冷风鼓入炉体，吹动炉体内粉料达到沸腾状态，在一定温度下，经过烘干脱去结晶水的粉料，质量变轻后，自动流动到出料口，这样产出的石膏粉质量稳定，结晶水含量、初终凝时间比较容易控制。

另外，该设备利用干式静电除尘器除尘后，除尘效率达到95％以上，消除了粉尘污染。

2. 结构简单，不易损坏由于物料实现了流态化，炉子就不需要有转动的部件，炉子的结构就简单得多。

不但制造方便，投产后也几乎不需要维修保养。

由于用的是低温热源，炉子在任何情况下都没有被烧坏的危险，设备使用寿命也特别长。

3. 设备紧凑，占地少沸腾炉是立式布置的设备，除尘器套在炉体上方，与炉子连成一个整体，设备非常紧凑。

不但占地少，还可以避免除尘器结露。

4. 能耗较低沸腾炉的热能消耗和电能消耗都较低。

热能方面：从热源传递给物料的热能，除了小部分用于加热炉底鼓入的冷空气以及少量的炉体散热损失外，几乎都有效地用于物料的脱水分解。

炉子本身的热效率在95%以上。

当然沸腾炉使用的是二次热源，最终的热效率还要将炉子的热效率乘上锅炉的热效率。

但蒸汽锅炉或热油锅炉都是很成熟的热工设备，其热效率是比较高的。

蒸汽锅炉一般能达到60-70%，热油锅炉能达到70-80%（我公司方案采用有机热载体导热油炉）。

因此沸腾炉总的热效率是比较高的，采用蒸气，可达57-67%；采用热油，可达67-76%。

一般的外热式煅烧设备虽然直接使用一次热源，但热效率很少超过50%。

国内沸腾炉的热耗指标为7.7×105KJ/t建筑石膏。

电能方面：沸腾炉不需要转动，也没有搅拌机，物料主要是靠石膏脱水产生的水蒸气来实现流态化的，需要在炉底鼓入的空气也很有限，因此鼓风机的功率也很小，因此沸腾炉的电能消耗比传统的煅烧设备少得多。

5. 产品质量好，熟石膏相组成比较理想，物理性能稳定由于采用低温热源，石膏不易过烧，只要控制出料温度合适，成品中不含二水石膏，无水石膏也只在5%以内，其余均为半水石膏。

这样的组成很理想，物理性能也很稳定。

为达到以上生产设备要求，经过我公司研究开发研制出了一整套沸腾炉设备的生产加工工艺，主要材料均选用优质钢材。

如：导热油盘管选用优质无缝钢管（GB3087-82）；钢板采用锅炉用碳素钢和低合金钢板（GB713-86）；架体型钢均采用国标产品。

此外在焊接加工中，为保证焊接质量操作人员均持证上岗，焊接完成后，为防止导热油渗漏，主体盘管内作水压试验，水压试验达到1.0～1.5MPa并保压24小时以上无泄漏现象即产品合格。

建筑石膏建筑石膏的水化硬化将建筑石膏加水后，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。

反应式为：建筑石膏的技术性能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。

导热系数小，吸声性较好，属于轻质保温材料。

4、具有一定的调湿性。

由于石膏制品内部大量毛细孔隙对空气中的水蒸气具有较强的吸附能力，所以对室内的空气湿度有一定的调节作用。

5、防火性好。

石膏制品在遇火灾时，二水石膏将脱出结晶水，吸热蒸发，并在制品表面形成蒸汽幕和脱水物隔热层，可有效减少火焰对内部结构的危害。

建筑石膏制品在防火的同时自身也会遭到损坏，而且石膏制品也不宜长期用于靠近65℃以上高温的部位，以免二水石膏在此温度下失去结晶水，从而失去强度。

6、耐水性、抗冻性差。

建筑石膏硬化体的吸湿性强，吸收的水分会减弱石膏晶粒间的结合力，使强度显著降低；若长期浸水，还会因二水石膏晶体逐渐溶解而导致破坏。

石膏制品吸水饱和后受冻，会因孔隙中水分结晶膨胀而破坏。

所以，石膏制品的耐水性和抗冻性较差，不宜用于潮湿部位。

为提高其耐水性，可加入适量的水泥、矿渣等水硬性材料，也可加入有机防水剂等，可改善石膏制品的孔隙状态或使孔壁具有增水性。

建筑石膏技术标准建筑石膏为粉状胶凝材料，堆积密度800～1000kg/m3，密度约为2.5～2.8g/cm3、根据GB9776—88规定，建筑石膏按照强度、细度和凝结时间划分为优等品、一等品和合格品。

见下表。

其中各等级建筑石膏的初凝时间均不得小于6min；终凝时间不得大于30min。

表中所列强度指标为2h的强度值。

影响建筑石膏性能的主要因素1、石膏矿的品位根据JC—82规定，生产建筑石膏制品的石膏矿的品位必须达到75%以上，而在实际生产中所使用的矿石，由于产地及矿层不同，其杂质含量波动较大，品位各异。

因此对于不同品位的石膏矿石必须经过混合、均化后炒制，以保证建筑石膏在炒制工艺参数不变的情况下得到相同性能的建筑石膏。

我们曾利用混合后平均品位大于75%的石膏矿石在相同的炒制工艺条件下制备的建筑石膏进行研究，发现由于其相组成及物理力学性能相近，所以用其制造的制品性能稳定，质量优异，匀质性能好。

2 、陈化为保证石膏制品的生产工艺参数稳定且制品具有良好的匀质性能，必须将炒制的建筑石膏在料仓中进行陈化，从而使可溶性无水Ⅲ型石膏及二水石膏含量降低，半水石膏含量增加，晶体表面裂隙弥合，标准稠度用水量降低，达到提高强度的目的。

试验结果证明陈化时间以7～15天为宜。

3、凝结时间建筑石膏具有遇水后迅速失去塑性且凝结时间快的特点，为建筑石膏的生产制品造成困难，影响制品的质量。

因此需要根据制品的生产工艺条件，严格控制建筑石膏的凝结时间与硬化时间。

而凝结时间、硬化速度除与石膏矿的品位、煅烧工艺、陈化时间以及细度、拌和水用量、温度等有关外，与掺加缓凝剂的种类与数量也有密切关系。

4、拌和用水量建筑石膏水化成为二水石膏的过程，理论上只需要18.6%的水，制品成型过程中所需多的水被保留于石膏基体内，当水分蒸发后，制品内部形成多孔结构，致使密度减小，强度降低。

5、脱模时间脱模时间对石膏制品的强度及生产率有直接关系，脱模时间过早或过迟均能影响制品的强度及产率。

一般产品的脱模时间以30min～60min为宜(根据终凝时间推迟或提前)。

6、静停时间制品脱模之后在常温、常湿条件下放置多长时间再进行烘干养护，直接关系到石膏制品的性能及产率。

7、掺合料建筑石膏属气硬性胶凝材料，在潮湿环境中其强度会大大降低。

其原因为：第一，石膏浆体硬化时，晶体在结晶共生过程中，由于结晶接触点不稳定易发生歪曲和变形。

在潮湿环境中出现溶解和再结晶，这种接触点的溶解将导致结构强度的降低。

第二，石膏硬化体是一个孔隙率较大的多孔体，晶体界面由微裂缝形成了细微裂缝的网状结构，当遇水后，由于水渗透到微孔内形成水单分子薄膜，该水膜产生楔入尖劈作用，破坏了石膏晶体结构之间的微单元结构，导致石膏制品强度降低。

第三，石膏具有溶解度高的特点，当水沿着或通过石膏制品表面流动时，石膏被溶解、剥离，从而引起强度降低。

8 、结论在上述影响建筑石膏制品性能因素研究的基础上，利用建筑石膏做为胶结料与轻集料、纤维材料等配制的石膏制品已经得到广泛应用。

其中石膏空心砌块、空心条板、保温板、隔声板以及水硬性石膏砼等产品均进入大批量生产阶段，获得了良好的经济效益。

为了严格控制生产工艺参数，稳定产品质量，达到使用要求，笔者提出两点建议：一是根据不同产品生产工艺参数的要求，严格控制石膏料浆的凝结时间，有效的方法为在石膏中掺加0.05%～0.08%的柠檬酸或者掺加5%～15%的生石灰。