第三节石膏脱水相的水化过程
石膏脱水系统
5.3.2真空皮带脱水机
设计为浆液重力自流经喂料机进入滤布。配备类似的喂料槽用 来淋洗分配浆料。皮带脱水机与水力旋流浓缩器建造在同一建 筑物的不同层面。主框架结构应为带防腐层的钢结构，用标准 的滚动轴承和耐压的型钢组成。 输送机支撑滤布，同时提供干燥凹槽和过滤抽吸的干燥孔及输 送带的真空密封。连续性的柔性裙边把输送带的两边缘黏合起 来，防止浆料和淋洗液外流。 供方应提供石膏饼厚度监测系统，利用带防腐金属护套的探头 测量石膏饼厚度并借此测量信号增加或降低皮带速度。此系统 也用于检测运行过程有无石膏产生。 供方应提供石膏定期采样点，位于石膏二级脱水设备后。 供方配备石膏脱水的所有辅助设备。如输送带的支撑设备；滤 布连续清洗设备。滤布的张紧系统是通过一种回路来自动控制。 皮带脱水机和真空泵应设置检修起吊设施，真空皮带脱水机应 设运行维护平台。
5.3主要设备
5.3.1石膏旋流器组（石膏旋流站） 石膏旋流器组浓缩后的石膏浆液从旋流器下部既可自流 到真空皮带脱水机。 旋流器应环状布置在分配器内，每个旋流器都装有单独 的手动阀或电动阀。 旋流器采用耐磨耐腐蚀的材料制作（碳钢衬胶或聚氨 酯），旋流器组整个系统为自带支撑结构，同安装的结构钢 支腿、平台扶梯一起作为设计的完整部分，所有支撑结构件 采用碳钢构件。 为防止旋流器被大颗粒堵塞，旋流器组入口应安装过滤 器，过滤器应采用耐腐不锈钢。
5.3.5石膏储存
石膏储存间容量按每天24小时， 按燃用设计煤种时3天容量考虑。 另有汽车运输石膏的进出口通道。 石膏储存间顶应有通风机。
5.3.4废水旋流器
石膏旋流器的溢流液，经废水旋流器浆液箱收集后，送至对应 的废水旋流器，废水旋流器的溢流液，经废水收集箱收集，送 至废水处理系统，底流经回收水箱收集送至吸收区再利用。废 水旋流器应能满足每个负荷条件下，通过控制旋流子的个数， 满足入口最低浆液流量和压力，或浆液浓度变化的条件下，稳 定运行且没有性能的降低。废水旋流器安装在废水箱的上部。 旋流器应环状布置在分配器内，每个旋流器都装有单独的检修 手动阀或气动阀 旋流器采用耐磨耐腐蚀的材料制作（碳钢衬胶、聚氨酯或陶 瓷），旋流器组整个系统为自带支撑结构，同安装的结构钢支 腿、平台扶梯一起作为设计的完整部分，所有支撑结构件采用 碳钢构件。 废水旋流器的设计应保证吸收塔排出浆液的分离效率，同时还 应考虑石膏浆液量变化范围调整的要求，每个旋流器至少备用 一只旋流子。
石膏脱水系统技术讲课
结束语
以上章节只是列举了在运行中的几个突出和最 为明显的问题，由于我厂一号机组还没用正式运 行，有些故障的现象和原因我们也不是很明确， 这有待于我们在今后的工作中，逐渐摸索，以求 得最佳的解决方案，再继续探讨共同学习，欢迎 大家多提宝贵意见，谢谢大家！
谢谢大家
2012年2月
粉尘含量
粉尘粒径小，会堵塞石膏晶体间的水分游离 通道，影响石膏脱水。同时由于粉尘中的氟 化物和铝化物较多，在高PH值下，由于其表 面积比碳酸钙表面积更小，极易附着在碳酸 钙表面，具有一定的黏度对其形成包裹，阻 止碳酸钙的充分溶解，不但降低了脱硫效率， 对石灰石浆液造成污染，而且使浆液中的石 膏纯度降低，不利于排出的石膏脱水。
Cl－灰分等杂质含量
原烟气中的飞灰进入吸收塔浆液中，在一定程度上阻碍了 SO2与脱硫剂的接触，降低了石灰石中Ca² ＋的溶解，同时 飞灰中不断溶出的一些重金属如：Hg、Mg、Cd、Zn等离子 会抑制Ca² ﹢与HSO³ ﹣的反应，封闭了吸收剂的活性，一般 要求吸收塔入口的烟尘含量不能超过200㎎/m³ ，如果超过 300㎎/m³ 以上，就会出现这种现象。如果烟尘含量测量仪表 不准，最直接的方法可以取样沉淀，如果沉淀的固体物质中 上部的黑色灰状物质超过总量的1/3（正常的应在1/4）就说 明入口的烟尘含量太大了。以上 灰分、杂质过多，杂质夹杂在石膏结晶之间，堵塞了游离水 在石膏结晶之间的通道，使石膏脱水变得困难，吸收塔内杂 质含量的高低，可从皮带机上的石膏滤饼表面颜色间接了解， 吸收塔内的灰分含量高时，石膏饼表面被一层呈深褐色物质 覆盖，这层物质手感很黏，且很快会析出水分；
一、滤布上几乎很难或形不成厚度为1cm以上的 石膏饼，而且在成型的石膏饼中出现分层现 象， 下层较干，上层较湿尤为明显。 二、石膏饼的表面有一层湿黏，油黑发亮的物质 ； 这层物质主要是煤油混烧产生的飞灰和煤燃烧 时，释放出的油性物质； 三、由于石膏饼薄且黏度较大，滤布表面黏结现 象非常明显，滤布携带石膏现象非常严重，近三 分之一的石膏脱水产物，将冲洗至滤液水池，再 次返回吸收塔；
胶凝材料学
石膏矿-二水石膏的结晶结构
二水石膏属单斜晶系
❖一般向a轴和c轴发展 形成 对{010}晶面发育的板状晶体
❖有时也只向c轴生长延长 形成拄状或针状晶体。
❖由于二水石膏的{010}晶面发 育好， {010}面解理完全，所 以在显微镜下常看到菱形薄 板状，柱板状或针状晶体。
石膏矿-二水石膏性质及特征
建筑石膏的性质、结构与特征
❖ 结晶形态分析-小角度X-ray分析
建筑石膏的性质、结构与特征
❖ 结晶形态分析-差热分析DSC
放 热
190℃吸热峰：半水石膏
Ⅲ 型硬石膏
230℃、370 ℃放热峰：Ⅲ 型硬石膏
Ⅱ型硬石膏
建筑石膏的性质、结构与特征
❖ 结晶形态分析- X-ray分析
谱线基本一致，但衍 射峰强度差异大
硬石膏 Ca[SO4] (Anhydrite)
化学组成: Ca[SO4]
结构特点: 正交晶系。晶体结构中, 在(100)和(010)面上 Ca2+和[SO4]2-分布成层，而在(001)面上[SO4]2-则成不平 整的层。Ca2+居于四个[SO4]2-之间而为八个O2-所包围， 配位数为8。每个O2-则与一个S6+和两个Ca2+相连接，故配 位为3。
❖β型一般为60—80％
强度
❖α型半水石膏的强度要高得多
❖原因：半水石膏完全水化所需要的水仅为18.6%,多 余的水分在石膏硬化体内留下大量的孔隙,使密实度 和强度大降低
❖降低半水石膏的需水量的措施：加入糖蜜（与石灰 混合使用））、亚硫酸酒精废液及水解血等稀释 剂）。
凝结时间，β型半水石膏的凝结时间更快。
❖ 石膏相的组成和晶型：
二水石膏CaSO4·2H2O
高强石膏水化产物
高强石膏水化产物高强石膏是一种常见的建筑材料，其水化产物具有很高的硬度和抗压强度，因此被广泛应用在建筑行业中。
下面将从几个方面详细介绍高强石膏的水化产物。
第一步，高强石膏水化的过程。
高强石膏（CaSO4·2H2O）在加水的作用下，经过一系列反应，水化成为硬质石膏（CaSO4·0.5H2O）。
水化反应的化学式为：CaSO4·2H2O + 3H2O → CaSO4·0.5H2O·2.5H2O可以看出，在水化反应中，高强石膏失去了一部分结晶水，晶体结构发生了改变，形成了硬质石膏。
硬质石膏具有较高的抗压强度和耐久性，因此被广泛应用于建筑行业中。
第二步，高强石膏水化产物的特性。
硬质石膏具有很高的硬度和抗压强度，尤其是在干燥后硬度更高。
由于硬质石膏中含有少量的结晶水，因此在遇到高温时会失去这些结晶水，产生脱水反应，形成beta型石膏（CaSO4·1/2H2O），这种石膏的抗压强度和硬度更高。
第三步，高强石膏水化产物的应用。
由于高强石膏的水化产物具有很高的硬度和抗压强度，因此被广泛应用于建筑行业中。
常见的应用包括墙面修补、地面防水、地坪铺设等。
在墙面修补中，高强石膏水化产物可以填补墙面裂缝，弥补墙面不平整；在地面防水中，可以涂覆在地面上，防止水分渗透，保护地面材料；在地坪铺设中，可以作为地坪材料，具有很高的耐久性和抗污染性。
总之，高强石膏水化产物具有很高的硬度和抗压强度，可以被广泛应用于建筑行业中。
了解其水化过程和产物特性，有助于更好地了解其应用领域和性能表现。
第一章 石膏.
《胶凝材料学》
第二节 石膏的相组成及其形成条件与机理
一．石膏及其脱水作用
在CaSO4-H2O系统中公认的石膏相有五种形态、七个变种 ：
1. 二水石膏（CaSO4·2H2O） 2. α型与β型半水石膏（α-、β-CaSO4·1/2H2O） 3. α与βⅢ型硬石膏（α-、β-CaSO4Ⅲ） 4. Ⅱ型硬石膏（CaSO4Ⅱ） 5. Ⅰ型硬石膏（CaSO4Ⅰ）
《胶凝材料学》 （二）半水石膏的结构与特性
α型与β型半水石膏的差别 ： 1. 在结晶形态上的差别 2. 在晶粒分散度方面的差别 3. 在水化热方面的差别 4. 在差热分析方面的差别 5. 在X射线衍射谱方面的差别
图4 两种半水石膏的差热曲线
图5 两种半水石膏的X射线衍射图
《胶凝材料学》 （三）Ⅲ型硬石膏
随着水化的不断进行，生成的二水石膏不断增多，浆体的稠度不 断增加，使浆体逐渐失去可塑性，石膏凝结。其后随着水化的进一步 进行，二水石膏胶体微粒凝聚并转变为晶体。晶体颗粒逐渐长大，且 晶体颗粒间相互搭接、交错、共生（二个以上晶粒生长在一起）形成 结晶结构，使之逐渐产生强度，即浆体产生了硬化。
《胶凝材料学》
2. 化学纯无水硫酸钙（无水石膏Ⅱ） 单独水化非常缓慢，加入1%的纯 明矾作活化剂，水化速度大大加 快。活化剂按性能的不同分为： 硫酸盐活化剂和碱性活化剂。
3. 加入活化剂后，因先与硬石膏生 成不稳定的复盐，再分解生成二 水石膏，并反复不断地通过中间 水化物转变成二水石膏，因而加 速了硬石膏的溶解。
20.65 99.05
广东省兴宇矿 32.86 46.66
16.56 96.08
甘肃省武威矿 32.00 44.00
19.80 96.46 70.65 83.55
石膏水化硬化原理
石膏水化硬化原理
石膏水化硬化是指加入适量的水后，石膏粉末与水发生化学反应，形成一种硬化的物质。
石膏水化硬化的原理是通过与水中的钙离子结合形成硬石膏晶体。
当石膏粉末与水混合时，它们会结合形成一种称为石膏石膏水化硬化的新物质。
石膏水化硬化的过程分为两个阶段。
在第一个阶段中，石膏粉末与水形成一个胶状物，这个胶状物被称为石膏浆。
在第二个阶段中，石膏浆中的水分子与石膏粉末中的钙离子结合，形成硬石膏晶体。
这些硬石膏晶体结合在一起形成了一个密实的石膏体。
石膏水化硬化的过程是一个放热反应。
石膏浆中的水分子与石膏粉末中的钙离子结合时，会释放出热量。
这个热量可以加速硬化过程，并提高硬化后的石膏体的强度。
石膏水化硬化是建筑、医疗、艺术等领域中常用的材料。
在建筑领域中，石膏被用于制造石膏板、石膏装饰品、石膏墙面和天花板等。
在医疗领域中，石膏用于制造固定器和石膏包扎等。
在艺术领域中，石膏被用于制作雕塑和模型等。
- 1 -。
建筑材料单元11 建筑石膏及制品
CaSO4·1/2H2O +3/2H2O→CaSO4·2H2O+Q
11.2 建筑石膏的技术要求及特性
11.2.1 建筑石膏的技术要求
建筑石膏的技术要求有强度、细度和凝结时间。并按 强度和细度划分为优等品、一等品和合格品，各等级 的强度不得小于表2-4中的数值，且细度不得大于表111的数值。建筑石膏的初凝时间应不小于6min，终凝 时间不大于30min。
本章小结
同步测试
1.石膏制品为什么具有良好的保温隔热性和阻燃性？ 2.石膏抹灰材料和其他抹灰材料的性能相比有何特点？举
例说明。 3.石膏的生产工艺和品种有何关系？简述石膏的性能特点。 4.建筑石膏的主要技术性质有哪些？ 5.某实验室利用破碎的石膏模型，将其研细，加水搅拌浇
1.装饰石膏板
2.石膏空心条板
3.纤维石膏板
4.纸面石膏板
（1）常见种类 纸面石膏板的品种很多，市面上常见的纸面石膏板有以下四类：
1）普通纸面石膏板
2）耐水纸面石膏板
3）耐火纸面石膏板
4）防潮石膏板
(2) 用途 纸面石膏板韧性好，不燃，尺寸稳定，表面平整，可以锯割，便于施工,主
另外，石膏板在储存时，应注意以下问题： 1.石膏板应储存于干燥、通风、不受阳光直接照射的地方。
2.存放地面应比较平整，最下面一架与地面之间、上架与下架之 间应用垫条垫平。垫条高100mm左右，每垛至少用四根平行均 布，两端的垫条距石膏板端头100－150mm。 3.注意单板不要伸出垛外、斜靠或悬空放置。 4.板垛之间应留有一定距离，板垛最高码放四架石膏板。 5.室外存放时间不能太长，且必须采取防雨措施。 6.雨后应将石膏板苫布打开以保持板材干燥，避免因潮气使板产 生变形而影响板的质量。
水泥生产——石膏
水泥生产——石膏一、石膏作缓凝剂硅酸盐类的普通水泥和特种水泥，都要加一定量的石膏(以SO3计不超过3、5%)，延缓水泥的凝结。
如果不加石膏，C3A迅速水化：2C3A+(x+y)H→C4AHx+C2AHy(六方板状晶体)C3A+xH→C3AHx(立方晶体)这些水化铝酸盐的特点是结晶迅速，颗粒较大，它们在水化初期将水泥颗粒粘连起来，水泥浆迅速稠化、急凝。
如C3A活性特别高时，引起闪凝。
C3A激烈水化产生的水化热促进C3S的水化。
当掺入足够的二水石膏时，反应按下式进行：硅酸盐类水泥是高碱度水泥，在液相CaO饱和条件下，初生钙矾石的粒度在胶体范围内，它沉积在C3A颗粒表面形成覆盖圈，阻止C3A快速水化，进一步水化只能通过水扩散透过钙矾石层才能进行。
这样反应速率就得到了控制。
在此过程中活性较小的C4AF也发生类似反应，生成钙矾石。
石膏的类型和互变条件作为缓凝剂的石膏可用生石膏、硬石膏、熟石膏和快溶无水石膏，前两种为天然石膏，后两种为人工脱水石膏(图1)。
目前主要采用天然石膏为缓凝剂。
石膏的溶解速度决定了它与C3A的反应活性。
熟石膏(半水石膏)和快溶无水石膏(也称可溶无水石膏或AⅢ)在不到1分钟内的溶解量超过生石膏(二水石膏)的溶解量的三倍。
生石膏在数分钟内达到溶解平衡，溶解度约为2、1克/升。
硬石膏(文献中称不溶无水石膏或AⅡ)的溶解速度慢，要几天或几天后才能达到溶解平衡，溶解度不一定比生石膏低，因此称不溶无水石膏就不妥，本文认为称慢溶无水石膏较为确切。
用熟石膏或快溶无水石膏作缓凝剂因反应剧烈，掺量应少。
如掺得过多，水泥拌水后很快形成对于二水石膏过饱和的溶液，二水石膏迅速重结晶，产生假凝或者石膏凝结。
当熟料含(K，Na)2SO4时还会出现钾石膏(K2SO4CaSO4H2O)沉淀，更易发生假凝。
通过强力搅拌，可以消除假凝，恢复浆体的塑性，对于因C3A快速水化产生的速凝，无法恢复其塑性。
用二水石膏作缓凝剂的水泥，如在球磨过程中大量脱水，水泥也会出现假凝。
第一章 石膏
每生产1吨HF约排出3.6吨无水氟石膏。 氟石膏无放射性，使用效果较好。
2.磷石膏 磷石膏是洗衣粉厂和磷肥厂等制造正磷酸时的废渣， 是磷灰石（或氟磷灰石）和硫酸反应生成磷酸及石膏。
Ca5F(PO4)3+5 H2SO4 +10H2O =3H3PO4+5[CaSO4· 2H2O]+ HF↑
Hale Waihona Puke 磷石膏呈粉状，主要成分为二水石膏，含量为64-69％， 常含有2-5％左右的磷酸，氟约1.5%,还有游离水和不容渣 有机物等杂质。 每生产1吨磷渣约排出5吨磷石膏。 目前主要作为石膏原料和肥料。
3.排烟脱硫石膏
是火电厂、钢铁厂等化工厂在除烟气中的SO2时， 形成的副产品。
主要组成为二水石膏，纯度在90％以上。 在石灰石—石膏湿法脱硫过程中，每吸收一吨二氧 化硫就要产生2.7吨脱硫石膏 目前日本、德国、美国利用较好。
脱硫石膏与天然石膏的不同点
（1）原始物理状态不一样：天然石膏是粘合在
在结构层内 Ca2+和SO42-离子之间紧密结合，而 水分子同Ca2+和SO42-离子的结构层之间结合力比较 弱，故二水石膏沿层间„010‟可以完全的解理，在 显微镜下呈一般呈菱形薄板状、柱板状或针状，也
随温度、PH值、杂质等变化。
当二水石膏被加热后，层间水先失去。 解理——矿物在外力作用下沿一定的结晶方向裂成 光滑的平面的性质，所裂成的平面称解理面
3 1 CaSO 2 H O CaSO H O 4 2 4 2 2 2 H 2O
（2）二次生成机理 二水石膏先转变为III型硬石膏，再吸水转变 为半水石膏。
3 1 CaSO 2 H O CaSO 2 H O CaSO H O 4 2 4 2 4 2 2 2 H 2O
石膏的水化,凝结,和硬化过程
石膏的水化、凝结和硬化是建筑材料领域中一个十分重要的过程。
石膏是一种常见的建筑材料，广泛应用于室内装修、雕塑、建筑模型等领域。
在这篇文章中，我们将深入探讨石膏水化、凝结和硬化的过程，包括各个阶段的化学反应、影响因素以及其在建筑领域中的应用。
一、石膏的水化过程石膏的水化是指石膏与水发生化学反应，生成硬化后的产物。
石膏分子中包含结晶水，其化学式为CaSO4·2H2O。
当石膏与水接触后，发生如下水化反应：CaSO4·2H2O + 3H2O → 2CaSO4·2H2O从上式可以看出，水化反应的产物是2CaSO4·2H2O，即石膏的水化硬化产物。
这一过程是放热反应，放出的热量会使石膏矿物晶体结构发生变化，逐渐变得坚硬。
水化过程是石膏硬化的第一步，需要控制好石膏水化的时间和温度，以确保硬化后的产物质量。
二、石膏的凝结过程石膏的凝结是指石膏水化后逐渐变得坚硬的过程。
在水化后，产生的石膏结晶体逐渐沉淀并排列成网状结构，从而形成坚硬的石膏体。
凝结过程的速度受到多种因素的影响，包括温度、湿度、石膏水化的程度等。
凝结过程是石膏硬化的关键阶段，其速度和质量决定了石膏产物的强度和耐久性。
在实际应用中，需要通过控制温度、湿度和添加适量的添加剂来控制石膏的凝结速度和质量，以满足不同应用场景的需求。
三、石膏的硬化过程石膏的硬化是指石膏在凝结过程中逐渐变得坚硬，最终形成硬度较高的产物。
硬化过程是在石膏凝结过程的基础上进行的，其速度和质量受到凝结过程的影响，同时还受到外界环境和添加材料的影响。
硬化过程是石膏产物达到使用强度的关键阶段，同时也是石膏在建筑领域中广泛应用的基础。
通过控制硬化过程的温度、湿度和添加剂的用量，可以获得不同强度和材质的石膏产物，以适应不同的建筑需求。
四、石膏的应用领域石膏作为一种常见的建筑材料，被广泛应用于室内装修、雕塑、建筑模型等领域。
由于其水化、凝结和硬化过程的可控性，可以获得各种形状、强度和质地的石膏产物，满足不同应用场景的需求。
石膏硬化原理
石膏硬化原理
石膏硬化是指石膏在接触水后逐渐形成坚固结构的过程。
石膏硬化原理主要由两个化学反应决定：水合反应和凝聚反应。
首先是水合反应，当石膏与水接触时，石膏晶体中的
CaSO4·2H2O分子会与水分子发生反应，形成
CaSO4·2H2O·xH2O的水合物。
这个水合物会逐渐形成针状结构，填充石膏颗粒之间的空隙。
其次是凝聚反应，石膏晶体中的CaSO4·2H2O·xH2O水合物经过长时间的反应和干燥，其中多余的水分逸出，留下了比较坚固的CaSO4·2H2O晶体。
这些晶体之间互相结合，形成了硬化的石膏体。
石膏硬化的时间取决于温度、湿度和石膏与水的比例。
通常情况下，较高温度和湿度会促进水合反应和凝聚反应的进行，从而加快硬化过程。
此外，适量的水对于石膏晶体的形成也非常重要，过多或过少的水都会影响石膏硬化的效果。
总的来说，石膏硬化的原理是通过水合反应和凝聚反应，石膏颗粒之间形成连接，最终形成坚固结构。
这个过程需要一定的时间和条件，而最终硬化的石膏可以用于各种建筑材料和医疗模型等领域。
石膏脱水系统ppt课件
定期对设备进行全面检查，确保各部件正常工作 。
3
防止堵塞
及时清理管道和滤网，防止石膏堵塞。
常见故障与排除方法
故障一
石膏脱水效果不佳
排除方法
检查滤网是否清洁，管道是否有堵塞，确保设备正常运行。
故障二
设备运行异常声音
常见故障与排除方法
排除方法
检查设备内部是否有异物，各部件是否松动或损坏，及时修复或 更换。
06
石膏脱水系统的未来发展 趋势与展望
技术创新与升级方向
01
高效能
通过改进脱水技术和设备，提高石膏脱水效率，降低能耗和成本。
02
智能化
引入自动化和智能化技术，实现石膏脱水系统的远程监控和智能控制，
提高运行稳定性和可靠性。
03
环保化
研发环保型的石膏脱水技术和设备，减少对环境的污染和排放，满足日
益严格的环保要求。
检查电源线和电缆是否完 好，如有破损及时更换。
05
石膏脱水系统的经济效益 分析
投资成本分析
设备购置成本
石膏脱水系统所需设备的购置费用，包括脱水机、滤布、泵等。
安装与调试成本
设备的安装、调试以及辅助设施的建设费用。
土地与厂房建设成本
为安装石膏脱水系统所需的土地和厂房建设费用。
运行成本分析
能源消耗成本
材料经济性
在满足性能和环保要求的前提下，选择价格适宜 、易于采购的材料。
脱水系统的能效优化
能效评估方法
01
采用适当的评估方法，对脱水系统的能效进行全面评估，找出
能效瓶颈。
节能技术应用
02
采用先进的节能技术，如余热回收、变频控制等，降低系统能
耗。
石膏水化硬化原理
石膏水化硬化原理
石膏是一种重要的建筑材料，主要用于内部装修和修补工作中。
它的主要成分是硫酸钙二水合物（CaSO4·2H2O），在加水后发生水化反应，生成硬化的石膏石。
石膏水化硬化原理可以简单地概括为以下几个步骤：
1. 加水：向石膏粉末中加入适量的水，将其混合均匀。
2. 溶解：水中的一部分离子开始溶解石膏和其中的杂质，产生一定的电荷。
3. 结晶：水中的部分离子开始在石膏晶体中吸附并组合成新的石膏分子，导致石膏晶体大小增加。
4. 交错结晶：新的石膏晶体与旧的石膏晶体交错生长，形成一种紧密的结构。
5. 猪肝化：在石膏晶体间的水分子逐渐减少时，石膏晶体开始紧密堆积，从而形成一个坚固的、不可压缩的硬化石膏石。
整个水化硬化过程中，水起到重要的作用。
它不仅起到催化剂的作用，还在结晶和交错结晶过程中起到润滑剂的作用。
在形成了硬化石膏后，水也发挥出气候调节、耐火性和阻燃性等多种功能。
水化硬化的过程还受到许多因素的影响，比如水混合的质量和量、温度、湿度和空气流动性等。
良好的水质和混合均匀可以加快石膏的水化硬化速度，而较高的温度和湿度则有助于加速晶体的生长和水分子的迁移。
总的来说，石膏水化硬化是一个复杂的过程，需要多个因素的协同作用，才能完成完美的硬化石膏过程。
通过了解其原理，我们可以更好地理解石膏水化硬化的过程和性质，从而更好地选择和使用石膏材料。
胶凝材料学-23章
第二节石膏脱水相的水化反应与水化机理
一、石膏脱水相的 水化动力学特征： • 水化过程中的水 化放热量，放热 量越大，水化越 快。
二、半水石膏的水化反应过程及水化机理 1、水化反应式： CaSO4· 1/2H2O + 1.5H2O = CaSO4· 2O 2H 2、水化过程： 半水石膏（结合 水为6.2%）结合 水转变成二水石 膏（结合水量 20.93%）的过程。
第五节 石膏材料的应用
一、石膏制品的性能 1、质轻，表观密度小，绝热、隔音 2、强度较高 3、防火 4、尺寸稳定，装饰性好 5、耐水性差 二、应用：石膏板、石膏砌块、石膏粘接剂、 抹灰石膏
补充作业
1、说明建筑石膏具有活性的结构特点。 2、比较两种建筑石膏的细观结构差异，说明它们宏 观性质的不同。 3、说明建筑石膏水化机理。 4、叙述石膏胶凝材料的水化凝结硬化过程，在水化 硬化过程中有何现象产生？根据这些现象在拌制 或应用石膏浆体时应注意什么问题？ 5、石膏硬化体具有什么样的结构特征？根据石膏硬 化体的结构特点，分析石膏制品的性能和应用特 点。 影响石膏水化硬化的因素有哪些？如何影响？ 建筑石膏具有哪些优越性能？存在的最大缺点是什 么？说明原因。
二、石膏浆体结构的形成及强度发展过程
1、第一阶段： 5min之前，形成凝聚结 构。石膏浆体中微粒彼此之间存在水的 薄膜，所以粒子之间是通过水膜以范德 华分子引力相互作用，因此它们的强度 低，这种结构具有触变复原性。 2、第二阶段：5~30min，结晶结构网的 形成和发展。水化产物晶核大量生成、 长大，晶体之间相互接触和连生，在浆 体中 形成结晶结构网，强度较高，不具 有触变复原性。 3、第三阶段：反映结晶结构网中，结 晶接触点的特性。在结晶接触点的区段， 晶格会发生扭曲和变形，所以结晶接触 点在热力学上不稳定。在潮湿条件下， 会产生接触点溶解和较大晶体的再结晶， 所以强度降低。
石膏遇水化学反应
石膏遇水化学反应
石膏遇水时会发生化学反应，产生硬化和结晶的过程。
这个过程被称为石膏水化反应。
石膏是一种广泛应用于建筑材料的矿物质，主要成分为硫酸钙。
当石膏遇到水时，它会吸收水分，形成水合物，其化学式为CaSO4·2H2O。
这个新的化合物，也被称为石膏水合物，具有更高的密度和强度。
在石膏水化反应中，石膏分子会与水中的氢氧离子结合，形成石膏水合物。
这个过程是放热反应，也就是说石膏水化反应会释放出热量。
石膏水合物的形成导致了石膏和水的化学性质的改变。
水合物的形成使石膏从一个粉末状的物质转化为一个粘稠的浆料，这种浆料可以被用来涂覆墙壁、天花板和地板等表面。
石膏水化反应的过程还会导致石膏的体积变化。
在一些情况下，这个体积变化可以导致石膏与其他材料之间的结合不牢固，从而导致建筑物的结构问题。
为了避免这些问题，通常会在石膏中添加其他化学物质，如硅酸铝盐，以控制石膏的水化反应过程。
总之，石膏水化反应是一种在建筑和工业中广泛应用的化学反应。
通过了解这个过程，我们可以更好地理解石膏的性质和应用，以及如何控制石膏水化反应的影响。
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石膏熬水降热的原理
石膏熬水降热的原理石膏熬水降热的原理是基于石膏和水之间的化学反应。
石膏，化学式CaSO4·2H2O，是一种含水硫酸钙矿物，也是一种常见的建筑材料。
在石膏熬水过程中，当石膏与水混合时，发生了一系列的化学反应。
首先，当石膏加入水中时，石膏的结晶水（CaSO4·2H2O）开始逐渐失去，并转变为无水石膏（CaSO4）。
这个过程是一个脱水反应，也叫做脱水石膏水化反应。
脱水石膏水化反应的化学方程式如下：CaSO4 · 2H2O + 3H2O → CaSO4 · 2H2O · 3H2O这个反应是一个放热反应，即释放出热量。
其次，石膏分子中的钙离子（Ca2+）与水分子中的氢氧根离子（OH-）结合形成了Ca(OH)2，即氢氧化钙。
Ca2+ + 2OH- → Ca(OH)2这个反应也是一个放热反应。
最后，由于石膏中的无水石膏是一种多孔材料，当它与水混合时，水分子可以渗透到石膏的孔隙中，并与无水石膏发生反应，使其重新转化为结晶水石膏。
CaSO4 + 2H2O → CaSO4 · 2H2O石膏熬水的整个过程，包括了脱水石膏水化反应和石膏与水的反应，释放出大量的热量。
这种热量的释放可以起到降低周围环境温度的作用。
因此，当石膏与水混合后进行熬水，即石膏熬水，会产生脱水石膏水化和石膏与水的反应，释放出大量的热量，从而吸收了周围环境的热量，降低环境的温度。
石膏熬水降热的原理主要是通过石膏与水的化学反应释放热量来实现的。
这种原理常常被应用于建筑行业中的热量调节和降温措施中。
石膏熬水具有绿色环保、无污染、节能的特点，被广泛应用于夏季热量调节、工地降温等方面。
同时，石膏熬水也可以减少建筑物对传统空调的需求，从而节约能源。
总而言之，石膏熬水降热的原理是通过石膏与水的化学反应释放热量，吸收周围环境的热量来降低环境温度。
这种原理在建筑行业中得到了广泛应用，具有节能、环保的特点。
生石膏水提取工艺流程
生石膏水提取工艺流程The process of extracting gypsum from water involves several steps that are crucial to the overall efficiency and quality of the final product. 生石膏水提取工艺流程涉及几个步骤，对最终产品的整体效率和质量至关重要。
Firstly, the raw gypsum ore needs to be crushed into smaller pieces to facilitate the extraction process. 首先，原生石膏矿石需要被碾碎成较小的颗粒，以便促进提取过程。
Once the ore is crushed, it is then subjected to a process called calcination, which involves heating the crushed ore to remove the water content and convert the calcium sulfate dihydrate into calcium sulfate hemihydrate. 一旦矿石被碾碎，它就被进行煅烧的过程，这涉及将碾碎的矿石加热以除去水分，并将硫酸钙二水合物转化为硫酸钙半水合物。
Following the calcination process, the gypsum is then milled into a fine powder to increase its surface area and reactivity, making it easier to extract it from water. 在煅烧过程之后，石膏被研磨成细粉以增加其表面积和反应性，使其更容易从水中提取。
The next step involves mixing the milled gypsum with water and allowing it to undergo a hydration process, during which the calcium sulfate hemihydrate reverts to its original dihydrate form, leading to the formation of the desired gypsum slurry. 接下来的步骤涉及将研磨后的石膏与水混合，并让其经历水合过程，其中硫酸钙半水合物恢复到其原始的二水合物形式，从而形成所需的石膏浆料。
第三节石膏脱水相的水化过程
感谢下 载
感谢下 载
• 不稳定的中间产物(盐·CaS04·nH20),很难直接测定出，而对固 相反应产物进行x 射线分析和电子显微镜观察，则证明水化 产物只有二水石膏。
• 有人认为活化剂对硬石膏的加速作用是因为提高了硬石膏 的溶解度和溶解速度，但实际测试资料表明，明矾不仅降 低硬石膏的溶解度，同时也降低了二水石膏的溶解度。
• 2.凝结时间的调整
• 加入缓凝剂调整，缓凝剂按作用方式可分为三类: • （1）为分子量大的物质，其作用如胶体保护剂，降低了半水石膏的溶解速度，
阻止晶核发展。如骨胶、蛋白胶、淀粉渣、糖蜜渣、畜产品水解物、氨基酸与 甲醇的化合物、单宁酸等。 • （2）为降低石膏溶解度的物质，如丙三醇、乙醇、糖、柠檬酸及其盐类、硼酸、 乳酸及其盐类。 • （3）为改变石膏结晶结构的物质，如醋酸钙、碳酸钠、磷酸盐等。 • 单独使用缓凝剂虽能延长凝结时间，但有时不同程度的引起强度降低。 • 同时使用缓凝剂和减水增强剂可以获得较好效泉。
• 结晶理论认为建立较高的过饱和度并使之维持足够的时间是半水石膏凝结 硬化的必要条件。
（2）半水石膏水化的局部化学反应 理论
关于，半水石膏水化的局部化学反应理论 也有人称之为胶体理论。这个理论认为，在半水 石膏水化过程的某一中间阶段，半水石膏与水分子生成某种吸附络合物或某
种凝胶体。此中间产物再转化为二水石膏。此理论把这个水化机理分为三个 阶段： (A)水分子在半水石膏表面上的吸附； (B)所吸附水分子的溶解； (C)新相的形成。
• Ⅱ—加速期。反应速度迅速增加，此阶段是上阶段晶核生成达到临界尺寸后很 快结晶的阶段，所以水化率直线上升。
• Ⅲ—减缓期。最活泼的反应阶段结束，反应速度逐渐减慢的阶段。此阶段晶体 继续生成，但由于反应物浓度下降，溶液中离子浓度较低，总的反应速度下降较 快并逐渐趋于平稳。
第一章 石 膏讲义
•第一章石膏讲义•第一节石膏的原料一、原料1、天然二水石膏：或生石膏、软石膏•分子式：CaSO4·2H2O•化学组成的理论质量为:CaO—32.57%，SO3—46.50%，H2O—20.93%。
常含粘土、细砂等杂质。
•晶体结构：Ca2+与[SO4]2-四面体组成的离子结合层与水分子层交替形成的一种层状结构。
•在离子结合层内部是由正、负离子相互作用而产生的结合力；在水分子层内部，是由偶极子与偶极子之间的相互作用而产生的结合力。
水分子层与离子结合层之间是由离子与偶极子的相互作用而产生结合力。
•纯天然二水石膏呈白色或无色透明。
•硬度为 1.2～2.0，密度为 2.2～2.4g/cm3，常温下在水中的溶解度按CaSO4 计为2.05g/L。
2、天然硬石膏：无水石膏•化学成分：CaSO4,又名无水石膏。
•硬石膏通常在水作用下变成二水石膏。
•硬度（莫氏）3.0～3.5，密度2.9～3.0 g/cm3。
3、工业副产品：含有CaSO4成分的废渣•磷石膏：制造磷酸时的废渣。
是用磷灰石或含氟磷灰石与硫酸反应而得产物。
主要成分为CaSO4·2H2O。
•氟石膏：制造氢氟酸时的废渣。
萤石与硫酸反应而得。
成分为CaSO4•排烟脱硫石膏：工厂燃煤或重油过程中排放的大量SO3废气经脱硫装置或采用隔离预洗涤循环处理法后得到的副产品。
成分为CaSO4·2H2O4、其他副产石膏: 在化工过程为了中和过多的硫酸而加入含钙的物质时，也会形成以石膏为主要成分的废渣。
•第二节石膏的相组成及其形成条件与机理•一、石膏及其脱水作用•目前，在CaSO4－H2O系统中一般公认的石膏相有五种形态、七个变种。
•它们是：石膏（CaSO4·2H2O）；•α型与β型半水石膏（ CaSO4·1/2 H2O）；•α与βⅢ型硬石膏（α、β— CaSO4Ⅲ）；•Ⅱ型硬石膏（CaSO4Ⅱ）；•Ⅰ型硬石膏（CaSO4Ⅰ）。
石膏脱水系统工艺规程
石膏脱水系统工艺规程18.1 真空皮带脱水机及其附属设备检修18.1.1真空皮带脱水机设备概述真空皮带脱水机目的是分开固液两相体，借助于水平滤面，快速过滤沉积固体石膏颗粒。
重要的部件是皮带输送机，其在真空箱上部滑动并带动循环滤布。
皮带上带有横向凹槽和穿孔以便分配套个过滤器空间的真空度。
给料系统确保悬浮物在整个滤布上均匀地摊铺。
过滤器通过控制皮带速度按恒定的滤饼厚度运行。
真空皮带脱水机橡胶皮带由头部滑轮驱动，尾部滑轮张紧。
橡胶皮带在穿过吹入箱顶部时支撑在托辊机座上，并返回运行时支撑在皮带返回托辊上。
卸料皮带上有大量的孔洞，以便于空气和滤液通过滤布高速流入真空箱中。
真空箱通过真空泵保持在真空状态下，滤液经气压下降段从真空箱中排出。
滤饼通过重力完成卸料。
喷射低压水连续冲洗滤布，这样清洁的滤布始终返回到过滤器的过滤段。
1 滤布洗涤2 橡胶脱水带洗涤7 滤布纠偏机构8 滤布张紧18.1.2真空皮带脱水机设备规范图 5真空皮带脱水机3 滤饼洗涤箱4 给料箱9 卸料辊10 驱动滚筒115 橡胶脱水带6 滤布从动滚筒12 真空盘13 框架真空皮带脱水机本体设备规范序号项目单位规格1名称水平带式真空脱水机2数量台33用途对石膏旋流器的底流进行脱水、冲洗，生成石膏产品4形式水平带式真空脱水机5型号2M226安装尺寸： L × W ×H （ net）mm16060× 3500× 32257安装位置室内 /水平安装8运行方式连续或断续， VFD 变频驱动9橡胶脱水带的宽度/总长mm1600/29/2990010滤布宽度 / 有效过滤面积mm/ m 22000/22.8111设计的正常带速 /最大带速 /最小带速m/min12设计能力 /最大能力/最小能力t/h15.3/19/7.6 （干石膏）13设计的石膏浆液给料浓度wt ％40～ 60（包括溶解盐）14设计的石膏浆液中Cl -质量含量ppm10000 15石膏的含水率wt%<10 16冲洗后成品石膏中的最大Cl -含量ppm<100 17主驱动电机的安装功率kW18.5 18主驱动电机的消耗功率kW14.5 19滤布纠偏气动20材质1) 2)：A B 框架：辊筒：辊筒壁辊筒轴碳钢＋喷砂涂漆碳钢＋包胶碳钢C橡胶脱水带支撑辊和滤布支撑辊：材质：支撑辊壁PP（聚丙烯）D 橡胶脱水带SBR （丁苯橡胶）裙边SBR＋天然橡胶（高温丁苯橡胶）E真空盘和密封：真空盘316L不锈钢衬胶磨损带T-杆和其他外部部件聚酯橡胶316L 不锈钢.F皮带托盘及支撑：托盘支撑G滤布冲洗管及喷嘴：HDPE碳钢＋喷砂涂漆PPH给料箱：箱体支撑PP（聚丙烯）316L 不锈钢堰板J滤布张紧：辊子316L 不锈钢外表面316L 不锈钢轴承HDPEK滤饼冲洗管 /喷嘴：聚丙烯 /聚乙烯L滤饼冲洗堰板支撑316L 不锈钢堰板橡胶M滤布聚酯N排汽罩支撑框架316L 不锈钢盖板聚丙烯或 FRP侧帘PVCO滤液母管：滤液母管FRPP支撑碳钢＋喷砂涂漆21设备总重kg～ 1200022运输方式预安装23真空泵能力m3/h658024真空泵的吸气压力mbar40025气液分离器容积m326滤饼冲洗水箱容积/设计液位m3/m无27滤饼冲洗流量m3/h7.628滤饼冲洗压力MPa0.229滤布冲洗水箱的容积/设计液位m3/m 6.3/1.830滤布冲洗水流量m3/h8.931滤布冲洗水压力MPa0.4532排汽罩的尺寸mm33设计石膏品质—石膏纯度（ CaSO 4· 2H2wt%＞ 90 O）干基—pH6-8—气味中性—平均粒径μ m40—Cl -% wt＜ 0.01—CaSO3· 1/2H 2O% wt＜ 0.23—CaCO3＋ MgCO 3% wt＜ 2.25—烟灰（以 C 表示）干基% wt＜ 0.1总溶解固体mg/l＜ 150 18.1.3 真空皮带脱水机附属设施规范真空泵技术规范：序号参数名称单位铭牌工况备注1型号2BEC422流量m3 /h68503吸气压力mbar4004转速rpm14865运行水温℃<306安装功率kW160滤布冲洗水泵序号参数名称单位铭牌工况备注1型号IHE-65-40-2502流量318 m /h3扬程m604转速rpm29005泵的效率%～ 306功率kW157最小流量下的扬程m8泵体重量kg～ 200真空泵驱动电动机参数性能项目单位数据型号额定功率kw160 kW 额定电压kv0.38转速r/min1486频率Hz50绝缘等级级F外壳防护等级IP54重量kg冷却方式风冷滤布冲洗水泵驱动电动机参数性能项目单位数据型号Y160M1-2额定功率kw11额定电压kv0.38同步转速r/min2900频率Hz50绝缘等级级F外壳防护等级IP54重量kg冷却方式风冷18.2 真空皮带脱水机检修项目、工艺方法及质量标准检修项目一、更换滤布二、滤布的轨迹调整三、输送胶带轨道调整工艺方法及注意事项将新滤布固定在两个柱架之间的横杆上其位置处于维修通道上方的过滤器尾端，安装新滤布时必须注意确保安全标识朝上，“指向”箭头指向右侧。
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• 不稳定的中间产物(盐·CaS04·nH20),很难直接测定出，而对 不稳定的中间产物( CaS0 nH 0),很难直接测定出 很难直接测定出，
• 从热力学的观点而言，过饱和度可以用化学
势的差值△μ表示，对于过饱和溶液来说△μ 为：
• △μ=RT㏑（C/C∞） • 式中 • C— 过饱和溶液的浓度； • C∞ —新相的饱和浓度； • R—气体常数； • T—绝对温度。
•
从上式可以看到，当温度一定时，溶液的 过饱和度可以用溶液的浓度及新相的饱和浓度 比(C/C∞)来衡量，对于半水石膏-水体系来说 过饱和度的形成是由于半水石膏溶解时，对二 水石膏是过饱和的溶液。因此，石膏浆体的过 饱和度的量度可以用半水石膏的溶解条件下二 水石膏的平衡溶解度之比来表示。试验表明： 二水石膏的平衡溶解度，半水石膏的最大溶解 度以及相应的过饱和度均随温度而变化，如表 l-8 所示。
•结合水的测定可以采用下述
方法：在欲测结合水的那个时 刻，立即将试样放在无水酒精 中终止其水化作用；然后将终 止水化的试样先用酒精，再用 醚加以洗涤，以便除去未参与 水化的多余水分；接着在40℃ 温度下干燥至恒重并称其质量 然后将该试样煅烧至完全脱水 后再称其重量，最后通过计算 便可确定出结合水的含量。 图1-7 是以结合水含量表示的 水化过程。
半水石膏加水后进行的化学反应可用下式表 示： β-CaS04 ·1/2H20+3/2H20 1/2H CaS04·2H20+Q 2H 关于半水石膏的水化过程，按照上面的水化 反应式，可以认为是半水石膏转变为二水石 膏的过程。其中半水石膏含的结合水为6.2%， 而二水石膏含的结合水为20.93%。
2.半水石膏的水化过程的测定
• 事实上纯硬石膏的溶解度比二水石膏的溶解度
所以硬石膏可以水化成二水石膏。 大，所以硬石膏可以水化成二水石膏。但硬石 膏的溶解速度很慢，一般要40～60d 膏的溶解速度很慢，一般要40～60d 才能达到 40 平衡溶解度。加入活化剂后， 平衡溶解度。加入活化剂后，因先与硬石膏生 成不稳定的复盐，再分解生成二水石膏，并反 成不稳定的复盐，再分解生成二水石膏， 复不断地通过中间水化物(复盐) 复不断地通过中间水化物(复盐)转变成二水石 因而加速了硬石膏的溶解。 膏，因而加速了硬石膏的溶解。
3.半水石膏的水化机理
• 关于半水石膏的水化机理有多种说法。
但是归纳起来，主要有两个理论： • 一是溶解析晶理论； • 一个是局部化学反应理论。
(1)半水石膏水化的溶解析晶(溶解沉淀)论
•
半水石膏与水拌和后，首先是半水石膏在水溶 液中的溶解，因为半水石膏的饱和溶解度（在20℃ 时8.85g/L）对于二水石膏的平衡溶解度(在20℃时 为2.04g/L)来说是高度过饱和的，所以在半水石膏 的溶液中二水石膏的晶核会自发地形成和长大。由 于二水石膏的析出，便破坏了原有半水石膏溶解的 平衡状态，这时半水石膏会进一步溶解，以补偿二 水石膏析液相中减少的硫酸钙含量。如此不断进行 的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。
• 苏联学者布德尼可夫认为在有水和盐存在时，硬石膏表面 苏联学者布德尼可夫认为在有水和盐存在时，
生成不稳定的复杂水化物， 生成不稳定的复杂水化物，然后此水化物分解为含水盐类 和二水石膏。正是这种二水石膏不断结晶， 和二水石膏。正是这种二水石膏不断结晶，使浆体凝结硬 化。
• 可以写出如下反应式： 可以写出如下反应式：
• 结合水的测定：当半水石膏与水拌和以后， 结合水的测定：当半水石膏与水拌和以后，
每隔一定时间测定结合水的含量， 每隔一定时间测定结合水的含量，可以定量 地描述半水石膏的水化过程。 地描述半水石膏的水化过程。
• 半水石膏的水化过程是一个放热过程。因此，
如前所述，用微热量热计测定放热过程的热 用微热量热计测定放热过程的热 量变化情况也可以反映出半水石膏的水化过 量变化 程。
第三节石膏脱水相的水化过程与机理
一、石膏脱水相的水化动力学特征
•
为研究石膏脱水相的 水化过程，现采用量热 用量热 计测定脱水相在水化反 应过程中的热动力学变 化为考察参数， 化为考察参数，试验结 果如图1-6 所示。 为水化放热率
• 横坐标为时间；纵坐标
• 图中 • 1 为半水石膏水化时的放热曲线； 相对湿度Φ=70% • 2为样品1#在相对湿度Φ=70%的20℃ 空气中 相对湿度Φ=70%的
放置10 即陈化处理) 放置10 天(即陈化处理)后的水化放热曲线； • 3 为Ⅲ型无水石膏(CaS04 Ⅲ)的水化放热曲 线； • 4为3# 样品陈化后的放热曲线； • 5为Ⅱ型无水石膏的放热曲线； • 6为5#样品陈化后的放热曲线。
二、半水石膏的水化过程与机理
• （一）半水石膏的水化过程 • 1.半水石膏的水化反应
固相反应产物进行x 射线分析和电子显微镜观察， 固相反应产物进行x 射线分析和电子显微镜观察，则证明 水化产物只有二水石膏。 水化产物只有二水石膏。
• 有人认为活化剂对硬石膏的加速作用是因为提高了硬石膏
的溶解度和溶解速度，但实际测试资料表明， 的溶解度和溶解速度，但实际测试资料表明，明矾不仅降 低硬石膏的溶解度，同时也降低了二水石膏的溶解度。 低硬石膏的溶解度，同时也降低了二水石膏的溶解度。
•
硬石膏在活化剂的作用下， 硬石膏在活化剂的作用下，水化硬化能力增 凝结时间缩短，强度提高。 强，凝结时间缩短，强度提高。 根据活化剂性能的不同，分为： 根据活化剂性能的不同，分为： 硫酸盐活化剂 (Na2S04、NaHS04、 K2S04、KHS04、 A12(S04)3、FeS04、KA1(S04)2 · 12H20等) 碱性活化剂(石灰2%～ 煅烧白云石5% 8%、 5%～ 碱性活化剂(石灰2%～5% 、煅烧白云石5%～8%、 2% 碱性高炉矿渣10% 15%、粉煤灰10% 20%等 10%～ 10%～ 碱性高炉矿渣10%～15%、粉煤灰10%～20%等) 。 是部分活化剂对天然硬石膏水化率的影响。 图1-9 是部分活化剂对天然硬石膏水化率的影响。
硬石膏在悬浮体条件下的水化反应动力学研究， 硬石膏在悬浮体条件下的水化反应动力学研究，如图 所示。 1-10 所示。 根据一般的水化 理论， 理论，可分为三 个时期： 个时期： 诱导期。 I—诱导期。 诱导期 晶核生成控制阶段 加速期。 Ⅱ—加速期。 加速期 结晶的阶段 减缓期。 Ⅲ—减缓期。 减缓期 反应速度逐渐减慢的阶段。 反应速度逐渐减慢的阶段。
• 和CaS04·2 H2O的溶解度曲线，纵坐标表示溶解度
• 结晶理论认为建立较高的过饱和度并使之维持足
够的时间是半水石膏凝结硬化的必要条件。
（2）半水石膏水化的局部化学反应理论
关于，半水石膏水化的局部化学反应理论 也有人称之为胶体理论。这个理论认为，在半水 石膏水化过程的某一中间阶段，半水石膏与水分 子生成某种吸附络合物或某种凝胶体。此中间产 物再转化为二水石膏。此理论把这个水化机理分 为三个阶段： (A)水分子在半水石膏表面上的吸附； (B)所吸附水分子的溶解； (C)新相的形成。
三、影响半水石膏水化过程的主要因素
• 1. 1.影响因素
• 影响半水石膏水化速度的因素很多，主要有：
石膏的煅烧温度、粉磨细度、结晶形态、杂质 • 情况以及水化条件等，如果其他条件相同，β 型半水石膏的水化速度大于α型半水石膏的水 化速度。在常温下，β型半水石膏达到完全水 化的时间为 7～12min,而α型半水石膏达到完 全水化的时间为17～20min。
• 当掺有硅酸盐水泥熟料、碱性高炉矿渣、石灰 当掺有硅酸盐水泥熟料、碱性高炉矿渣、
等碱性活化剂时，除上述活化作用外， 等碱性活化剂时，除上述活化作用外，硫酸盐 与矿渣玻璃反应，结果能生成水化硫铝酸钙， 与矿渣玻璃反应，结果能生成水化硫铝酸钙， 当反应速度控制适当时，可使硬化石膏浆体进 当反应速度控制适当时， 一步提高，抗水性也有所增强。 一步提高，抗水性也有所增强。
• 2.凝结时间的调整
• 加入缓凝剂调整，缓凝剂按作用方式可分为三类: • （1）为分子量大的物质，其作用如胶体保护剂，
降低了半水石膏的溶解速度，阻止晶核发展。如骨 胶、蛋白胶、淀粉渣、糖蜜渣、畜产品水解物、氨 基酸与甲醇的化合物、单宁酸等。 （2）为降低石膏溶解度的物质，如丙三醇、乙醇、 糖、柠檬酸及其盐类、硼酸、乳酸及其盐类。 （3）为改变石膏结晶结构的物质，如醋酸钙、碳 酸钠、磷酸盐等。 单独使用缓凝剂虽能延长凝结时间，但有时不同程 度的引起强度降低。 同时使用缓凝剂和减水增强剂可以获得较好效泉。 同时使用缓凝剂和减水增强剂可以获得较好效泉。
从表1-8 中 可以看到一个重 要的趋势，即过 饱和度随着温度 的提高而减少这 点从图1-8中也可 以看得很清。
•
图1-8 中两条曲线分别表示 CaS04·1/2H2O 。 c(g/L),横坐标表示溶解温度T(℃)。从图中可以 看出半水石膏的溶解度随温度的升高而减少，相 应的过饱和度也随之减少，当温度达到 100℃ 左右时，根本不能建立起液相的过饱和度。
• • • •
四、硬石膏的水化
化学纯无水硫酸钙(无水石膏Ⅱ )要加入 化学纯无水硫酸钙(无水石膏Ⅱ )要加入 1%的纯明矾作活化剂 其水化速度大大加快。 的纯明矾作活化剂， 1%的纯明矾作活化剂，其水化速度大大加快。 • 天然硬石膏磨成细粉能较缓慢地水化硬化， 天然硬石膏磨成细粉能较缓慢地水化硬化， 在干燥条件(25 30℃)下强度不断发展,28d (25～ 下强度不断发展,28 在干燥条件(25～30℃)下强度不断发展,28d 抗压强度能达14.3 17.1MPa 14.3～ MPa。 抗压强度能达14.3～17.1MPa。 • 由于天然硬石膏往往含有其他成分可能有 活化作用； 活化作用； • 同时磨细过程能使硬石膏部分活化， 同时磨细过程能使硬石膏部分活化，促进 水化能力。 水化能力。