第四章 气硬性胶凝材料

水化反应的理论需水量只占半水石膏重 量的 18.6%, 而实际加水：
β-型60％～80％
α-型35％～45％ 造成表面微孔，内部多孔的结构特点
从而直接影响了：吸声、绝热、抗火、吸湿、强度 不够高、等性质
3.建筑石膏的应用
Fra Baidu bibliotek粉刷石膏：
由建筑石膏、或建筑石膏与无水石膏混合后， 掺外加剂、填料等制成气硬性胶凝材料。 面层粉刷石膏，底层粉刷石膏，保温层粉刷石 膏。 ➢快硬早强，尺寸稳定，吸湿，防火，轻质 ➢粉刷石膏具有表面坚硬、光滑细腻、不起灰的优 点，还可调节室内空气湿度，提高舒适度的功能。
建筑石膏白色粉末，杂质含量很少，粒度很细，亦
称模型石膏，是制作装饰制品的主要原料。
2.高强石膏
高强石膏即α型半水石膏。
CaSO4
2H
2O
0.13MPa 1250 C
CaSO4
1 2
H
2O
1
1 2
H
2O
α型半水石膏结晶良好，晶粒坚实、粗大，比表面积较小， 与β型半水石膏相比调制时所需水较少，所以此石膏硬化后 具有较高密实度和强度。
第四章 气硬性胶凝材料
胶凝材料
胶凝材料(cements,binding materials) 能将砂、石等散粒材料或砖、板等片状材料粘接为一个整体, 并经物理化学作用后可由塑性浆体逐渐硬化成人造石材的材 料称为胶凝材料。
胶凝材料 无机材料
有机材料 沥青
合成材料-胶粘剂
气硬性 胶凝材料
石膏石灰和水玻璃 水泥
讨论
造成普通建筑石膏与高强石膏强度差异的原因？ 从石膏的结构特点说明对石膏技术性质的影响？
α- 石膏是在0.13MPa、124℃的过饱和蒸汽条件下 蒸压生产，可获得晶粒较粗、较致密的半水石膏 CaSO4·1/2H2O，晶粒粗大，比表面积小，调制成 浆体时需水量较小，α与β型石膏标准稠度需水量 差异近两倍，所以α-型强度较高。
石膏的生产
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1.建筑石膏
主要内容包括建筑石膏的概念、建筑石膏的凝结硬 化、及其技术要求与存储
CaSO4
2H2O
107~1700 C
CaSO4
1 2
H 2O
11 2
H2O
建筑石膏是以β型半水石膏为主要成分，不预加任
何外加剂的粉状胶结料，主要用于制作石膏制品。
石膏晶体数量增加，晶体长大， 彼此连生，相互交错，形成结 晶网，产生强度。
以上三个过程是相互交错，连续 进行的。
建筑石膏的凝结硬化
初凝，终凝，硬化
建筑石膏的技术性质
建筑石膏技术要求 ( 引自 GB 9776-88）
技术指标
优等品 一等品
合格品
强度
抗折强度≥
2.5
(MPa)
抗压强度≤
4.9
细度
0.2mm方孔筛筛 余(%)≤
2、凝结：可塑性浆体失去可塑性，开始产生强度
的过程。
溶液中 的自由水
浆体变稠
生成二水石膏用水 吸附水
摩擦力 粘结力
水分蒸发
失去可塑性
初凝：浆体中的水分因水化和蒸发而逐渐减少，失 去可塑性
终凝: 浆体继续变稠，颗粒间的摩擦力、粘结力增 加，开始产生结构强度
3、硬化：颗粒连生、长大、互相交错，浆体强度不断 增长，直到剩余水分完全蒸发
高强石膏适用于强度要求较高的抹灰工程、装饰制品和石 膏板。掺入防水剂，可用于湿度较高的环境中。加入有机 材料，如聚乙烯醇水溶液、聚醋酸乙烯乳液等，可配成黏 结剂，其特点是无收缩。
α型和β型半水石膏的性能差异
性能
α型半水石膏 （高强石膏）
强度（MPa）
标准稠度用 水量（％） 凝结时间
（min）
10以上 40～50 17～20
β型半水石膏 （建筑石膏）
5～10
60～80
7～12
建筑石膏的凝结硬化
凝结硬化机理：结晶理论（溶解-沉淀理论）、胶体理论 （局部反应理论）
1、水化：半水石膏和水反应生成二水石膏的过程。
CaSO4
•
1 2
H 2O
3 2
H 2O
CaSO4
•
2H2O
由于半水石膏的溶解度比二水石膏的大（约四倍），所以 二水石膏处于过饱和状态，不断从溶液中析晶，水解反应 不断右移，直至半水石膏全部转变成二水石膏。
纸面石膏板：
建筑石膏作为主要原料，掺入适量轻 集料、纤维增强材料和外加剂构成芯 材，并与护面纸板牢固地粘结在一起 的建筑板材。
轻质高强，尺寸稳定，保温，隔热，防火，施工方便
普通纸面石膏板用于室内吊顶和隔墙
耐水纸面石膏板主要用于厨房、卫生间、厕所等潮湿 场合的装饰。其表面也需进行饰面处理
耐火纸面石膏板具有较高的遇火稳定性，其遇火稳定 时间大于20～30 min
第一部分 石膏
石膏是以硫酸钙为主要成分的气硬性胶凝材料。 主要包括:建筑石膏、高强石膏、无水石膏
天然二水石膏 （CaSO4·2H2O）:难溶于水, 是生产石膏胶凝材料的主要原料
天然无水石膏（CaSO4）:结晶紧密，结构比
原 天然二水石膏致密，质地较硬，难溶于水,活
材 料
性较差
化工石膏是指一些含有CaSO4·2H2O与CaSO4 混合物的化工副产品及废渣，也可作为生产 石膏的原料 ,如磷石膏、硼石膏等
5.O
凝结时 间
初凝时间≥
(min) 终凝时间≤
2.1 3.9 10.O
6 30
1.8 2.9 15.O
建筑石膏的主要技术性质
•白色粉末,密度约为 2.60 ～ 2.75g/cm3,堆积密度约为 800 ～ 100Okg/m3
•凝结时间快： 为便于使用,需降低其凝结速度,可加入缓凝剂。 常用的缓凝剂有聚乙烯醇、骨胶等。 •制品的孔隙率大,强度较低导热系数小 •体积稳定、有微膨胀：( 膨胀量约 1%) 便于模型浇注 •不耐水，抗冻性差（软化系数0.3～0.45） •有一定的抗火性 •吸湿性大, 可调节室内的温度和湿度。
水硬性 胶凝材料
➢ （以无机化合物为基本成分） ➢ （天然的或合成的有机高分子化合物为基本成分）
气硬性air hardening binding materials与
水硬性hydraulic cements ：
只能在空气中凝结硬化产生并保持及发展其强 度
不但能在空气中……。而且在水中能更好的完 成上述过程。
纤维石膏板： 以建筑石膏为原料，掺入各种纤
维及适量外加剂
具有高抗冲击性，防火，防潮，保温等。主要用于内 墙板，吊顶板，地板垫层
石膏砌块： 良好的隔墙材料
石膏装饰制品： 嵌装式，吸声，艺术
石膏线模具 吸声用穿孔石膏板
建筑石膏的存储运输