建筑石膏

2.4 建筑石膏的技术性质 （１）凝结硬化速度快 建筑石膏的浆体，凝结硬化速度很快。 建筑石膏的浆体 ， 凝结硬化速度很快 。 一般石膏的初凝时间仅为10min左右 10min 左右， 一般石膏的初凝时间仅为 10min 左右 ， 终 凝时间不超过30min， 30min 凝时间不超过 30min ， 这对于普通工程施 工操作十分方便。有时需要操作时间较长， 工操作十分方便。 有时需要操作时间较长， 可加入适量的缓凝剂，如硼砂、动物胶、 可加入适量的缓凝剂， 如硼砂 、 动物胶 、 亚硫酸盐酒精废液等。 亚硫酸盐酒精废液等。
建筑石膏通常是由天然石膏经压蒸或煅烧加热 而成的。常压下煅烧加热到107 107℃ 170℃ 而成的。常压下煅烧加热到107℃～170℃，可 产生β型建筑石膏： 产生β型建筑石膏：
1 1 CaSO4 ⋅ 2 H 2O → CaSO4 ⋅ H 2O + 1 H 2O （二水石膏） （β型半水石膏） 2 2
由于空气中CO2浓度较低，这个过程进行的很慢， 由于空气中CO 浓度较低，这个过程进行的很慢， 为了加速硬化和提高硬化后的防水性， 为了加速硬化和提高硬化后的防水性 ， 常加入 氟硅酸钠Na 作为促硬剂， 氟硅酸钠 Na2SiF6 作为促硬剂 ， 促使硅酸凝胶加 速析出。 氟硅酸钠的适宜用量为水玻璃重量的 速析出 。 12％ １５％ 12％～１５％。
（6）有良好的装饰性和可加工性 石膏表面光滑饱满，颜色洁白， 石膏表面光滑饱满 ， 颜色洁白 ， 质地 细腻， 具有良好的装饰性。 细腻 ， 具有良好的装饰性 。 微孔结构 使其脆性有所改善，硬度也较低， 使其脆性有所改善 ， 硬度也较低 ， 所 以硬化石膏可锯、可刨、可钉。 以硬化石膏可锯 、 可刨 、 可钉 。 具有 良好的可加工性。 良好的可加工性。
天然石膏（ （2）天然石膏（ＣaSO4·2H2O）： 2 也称生石膏或二水石膏， 也称生石膏或二水石膏 ， 大部 分自然石膏矿为生石膏， 分自然石膏矿为生石膏 ， 是生 产建筑石膏的主要原料。 产建筑石膏的主要原料。 （ ３ ） 建筑石膏 （ Ｃ aSO4·1/2 1 也称熟石膏或半水石膏。 H2O ） 也称熟石膏或半水石膏 。 它是由生石膏加工而成的， 它是由生石膏加工而成的 ， 根 据其内部结构不同可分为α 据其内部结构不同可分为 α 型 半水石膏和β型半水石膏： 半水石膏和β型半水石膏：
2.5 建筑石膏的应用 （1） 石膏砂浆及粉刷石膏 建筑石膏制品：石膏板、 （ 2 ） 建筑石膏制品 ： 石膏板 、 石膏 砌块等 制作建筑雕塑和模型# (3） 制作建筑雕塑和模型#
第三节 . 水玻璃 水玻璃俗称泡花碱， 水玻璃俗称泡花碱 ， 由碱金属氧化物 和二氧化硅组成，属可溶性的硅酸盐类。 和二氧化硅组成，属可溶性的硅酸盐类。 根据碱金属氧化物的不同，水玻璃有: 根据碱金属氧化物的不同，水玻璃有: 硅酸钠水玻璃（ 硅酸钠水玻璃（Na2O·ｎSiO2）、 ｎ 硅酸钾水玻璃Ｋ 硅酸钾水玻璃Ｋ2Ｏ·ｎSiO2）、 ｎ 硅酸锂水玻璃（ 硅酸锂水玻璃（Ｌi2O·ｎSiO2） ｎ 等品种， 等品种，最常用的是 硅酸钠水玻璃。 硅酸钠水玻璃。
石膏终凝后， 石膏终凝后，其晶体颗粒仍在不断长 大和连生， 大和连生，形成相互交错且孔隙率逐 渐减小的结构，其强度也会不断增大， 渐减小的结构，其强度也会不断增大， 直至水分完全蒸发， 直至水分完全蒸发，形成硬化后的石 膏结构，这一过程称为石膏的硬化。 膏结构，这一过程称为石膏的硬化。 石膏浆体的凝结和硬化， 石膏浆体的凝结和硬化，实际上是交 叉进行的。 叉进行的。
107 C ~170 C常压
124℃条件下压蒸（ 大气压）加热可产生α 124℃条件下压蒸（1.3大气压）加热可产生α 型建筑石膏： 型建筑石膏：
1 1 CaSO4 ⋅ 2 H 2O 124 C压蒸→ CaSO4 ⋅ H 2O + 1 H 2O 2 2
（二水石膏）
（α型半水石膏）
型半水石膏与β型半水石膏相比， α型半水石膏与β型半水石膏相比， 结晶颗粒较粗，比表面积较小， 结晶颗粒较粗，比表面积较小，强度 因此又称为高强石膏。 高，因此又称为高强石膏。 当加热温度超过170 170℃ 当加热温度超过 170℃ 时 ， 可生成无 水石膏， 只要温度不超过200 200℃ 水石膏 ， 只要温度不超过 200℃ ， 此 无水石膏就具有良好的凝结硬化性能。 无水石膏就具有良好的凝结硬化性能。
随着二水石膏沉淀的不断增加， 随着二水石膏沉淀的不断增加，就会产生 结晶，结晶体的不断生成和长大， 结晶，结晶体的不断生成和长大，晶体颗 粒之间便产生了磨擦力和粘结力， 粒之间便产生了磨擦力和粘结力，造成浆 体的塑性开始下降， 体的塑性开始下降，这一现象称为石膏的 初凝； 初凝；而后随着晶体颗粒间磨擦力和粘结 力的增大，浆体的塑性很快下降， 力的增大，浆体的塑性很快下降，直至消 这种现象为石膏的终凝 终凝。 失，这种现象为石膏的终凝。
第二节 建筑石膏 石膏是以硫酸钙为主要成分的矿物， 石膏是以硫酸钙为主要成分的矿物 ， 当石膏中含有结晶水不同时可形成 多种性能不同的石膏。 多种性能不同的石膏。 石膏的原料、 2.1 石膏的原料、分类及生产 根据石膏中含有结晶水的多少 不同可分为： 不同可分为： 无水石膏（ （ 1 ） 无水石膏 （ Ｃ aSO4 ） ： 也称硬 石膏， 它结晶紧密， 质地较硬， 石膏 ， 它结晶紧密 ， 质地较硬 ， 是 生产硬石膏水泥的原料。 生产硬石膏水泥的原料。
3.3 水玻璃的技术性质 粘结力强。 （ １ ） 粘结力强 。 水玻璃硬化后具有较高的粘 结强度、抗拉强度和抗压强度。另外， 结强度、抗拉强度和抗压强度。另外，水玻璃硬 化析出的硅酸凝胶还有堵塞毛细孔隙而防止水分 渗透的作用。 渗透的作用。 耐酸性好。 硬化后的水玻璃， （ ２ ） 耐酸性好 。 硬化后的水玻璃 ， 其主要成 分是Ｓ 具有高度的耐酸性能， 分是 Ｓ iO2 ， 具有高度的耐酸性能 ， 能抵抗大多 数无机酸和有机酸的作用。 数无机酸和有机酸的作用。但其不耐碱性介质侵 蚀。 水玻璃不燃烧， （３）耐热性高 水玻璃不燃烧，硬化后形成 空间网状骨架， Ｓ iO2 空间网状骨架 ， 在高温下硅酸凝胶干燥得 更加强烈，强度并不降低，甚至有所增加。 更加强烈，强度并不降低，甚至有所增加。
（２）凝结硬化时的膨胀性 建筑石膏凝结硬化是石膏吸收结晶 水后的结晶过程，其体积不仅不会收缩， 水后的结晶过程 ， 其体积不仅不会收缩， 而且还稍有膨胀（ 而且还稍有膨胀（0.2%~1.5%），这种膨 胀不会对石膏造成危害， 胀不会对石膏造成危害 ， 还能使石膏的 表面较为光滑饱满，棱角清晰完整、 表面较为光滑饱满 ，棱角清晰完整 、避 免了普通材料干燥时的开裂。 免了普通材料干燥时的开裂。
Na2CO3 + nSiO2 → Na2O ⋅ nSiO2 + CO2 ↑
3.2水玻璃的硬化 液体水玻璃在空气中吸收二氧化碳， 液体水玻璃在空气中吸收二氧化碳 ， 形成无定 形硅酸凝胶，并逐渐干燥而硬化： 形硅酸凝胶，并逐渐干燥而硬化：
Na2O ⋅ nSiO2 + CO2 + mH 2O = Na2CO3 + nSiO2 ⋅ mH 2O SiO2 ⋅ H 2O → SiO2 + H 2O
（５）防火性好，但耐水性差 防火性好， 硬化后石膏的主要成分是二水石膏， 硬化后石膏的主要成分是二水石膏， 当受到高温作用时或遇火后会脱出21 21% 当受到高温作用时或遇火后会脱出21% 左右的结晶水， 左右的结晶水 ， 并能在表面蒸发形成 水蒸气幕， 可有效地阻止火势的蔓延， 水蒸气幕 ， 可有效地阻止火势的蔓延 ， 具有良好的防火效果。 具有良好的防火效果。 由于硬化石膏的强度来自于晶体粒子 间的粘结力， 间的粘结力 ， 遇水后粒子间连接点的 粘结力可能被削弱。 粘结力可能被削弱 。 部分二水石膏溶 解而产生局部溃散， 解而产生局部溃散 ， 所以建筑石膏硬 化体的耐水性较差。 化体的耐水性较差。
SiO2 n= R2O 称为水玻璃模数） 称为水玻璃模数） （ 根据水玻璃模数的不同，又分为“碱性” 根据水玻璃模数的不同，又分为“碱性” 水玻璃（ｎ＜３ 中性”水玻璃（ 水玻璃（ｎ＜３和“中性”水玻璃（ｎ ≥ 3 ） 。 实际上中性水玻璃和碱性水玻 璃的溶液都呈明显的碱性反应。 璃的溶液都呈明显的碱性反应。
3.4 水玻璃的应用 用作涂料， （１）用作涂料，涂刷材料表面 直接将液体水玻璃涂刷在建筑物表面， 直接将液体水玻璃涂刷在建筑物表面 ， 或涂刷粘土砖、硅酸盐制品、 或涂刷粘土砖 、 硅酸盐制品 、 水泥混凝 土等多孔材料，可使材料的密实度、 土等多孔材料 ， 可使材料的密实度 、强 抗渗性、耐水性均得到提高。 度、抗渗性、耐水性均得到提高。 这是因为水玻璃与材料中的Ｃ OH） 这是因为水玻璃与材料中的 Ｃ a （ OH ） 2 反应生成硅酸钙凝胶， 反应生成硅酸钙凝胶 ， 填充了材料间孔 隙。
3.1 水玻璃的生产 生产水玻璃的方法分为湿法和干法两种。 生产水玻璃的方法分为湿法和干法两种 。 湿法生产硅酸水玻璃是将石英砂和苛性钠 溶液在压蒸锅内用蒸汽加热。 溶液在压蒸锅内用蒸汽加热 。 直接反应生 液体水玻璃。 液体水玻璃。 干法生产硅酸钠水玻璃是将 石英砂和碳酸钠磨细拌匀，在Байду номын сангаас炉中于 1400˚C 温度下熔化， 1300~1400 C 温度下熔化 ， 按下式反应生成 固体水玻璃。 固体水玻璃 。 固体水玻璃于水中加热溶解 而生成液体水玻璃。其反应式为： 而生成液体水玻璃。其反应式为：
2.3 建筑石膏的技术要求 建筑石膏的技术要求有强度、细度和 建筑石膏的技术要求有强度 、 凝结时间。 凝结时间 。 并按强度和细度分为优等 一等品和合格品。 品 、 一等品和合格品 。 具体技术要求 GB9776 9776见 GB9776-1988 。 ” 土 木 工 程 材 料 45表 “P45表3-1）
（４）良好的隔热和吸音和“呼吸”功能 良好的隔热和吸音和“呼吸” 石膏硬化体中大量的微孔， 石膏硬化体中大量的微孔 ， 使其传热性显 著下降， 因此具有良好的绝热能力； 著下降 ， 因此具有良好的绝热能力 ； 石膏 的大量微孔， 的大量微孔 ， 特别是表面微孔对声音传导 或反射的能力也显著下降， 或反射的能力也显著下降 ， 使其具有较强 的吸声能力。 的吸声能力 。 大热容量和大的孔隙率及开 口孔结构， 使石膏具有呼吸水蒸气的功能。 口孔结构， 使石膏具有呼吸水蒸气的功能。