《建筑材料》第五次课(第三章)

预加任何外加剂的粉状胶凝材料。
建筑石膏
3.1.2、建筑石膏的凝结与硬化 水化：半水石膏和水反应生成二水石膏的过程。
1 3 CaSO4 H 2O H 2O CaSO4 2 H 2 O 2 2 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。 速度很快，大约7~12min。
建筑石膏产品标记顺序为：产品名称，抗折强度值， 标准号。例如，抗折强度为2.5Mpa的建筑石膏标记 为：建筑石膏2.5GB9776。
3.建筑石膏的应用
绿色节能循环利用
石膏建材是一种节能、节材、可回收利用、不污染环境、
性能价格比优越的绿色建材。
建筑石膏是由二水石膏烧制而成的，水化后又变成二水 石膏。废弃的石膏建材，经破碎、筛选、再煅烧后又可 作为生产石膏建材的原料，不产生建筑垃圾。 建筑石膏的烧成过程是将二水硫酸钙脱去3/4的水，变成
①
胶凝材料：能通过物理化学作用将散粒材料或块 状材料胶结成为一个整体，并产生强度的材料。
② 气硬性胶凝材料：只能在空气中硬化，保持并发 展其强度的材料。 ③ 水硬性胶凝材料：既能在空气中硬化，又能更好 的在水中硬化，保持并发展其强度的材料。
3.1 石膏
本节的学习目标 1）掌握建筑石膏的化学组成，了解 其生产工艺。 2）理解石膏的凝结硬化机理。 3）重点掌握石膏的特性及应用。
性，在潮湿的环境中，晶体间的粘结 力削弱，强度下降、变形，且还会发 霉。建筑石膏一般不宜在潮湿和温度 过高的环境中使用。
3.请观察建筑石膏粉，并分析是否宜用
此石膏粉作粘结或制作石膏制品。 从图可见该建筑石膏粉已吸潮结
粒，对凝结硬化性能及强度均有影响， 已不宜使用。 由于建筑石膏粉易吸潮，影响其 以后使用时的凝结硬化性能和强度， 长期储存也会降低强度，因此建筑石 膏粉存贮时必须防潮，储存时间不得 过长，一般不得超过三个月。
课前思考：
石膏硬化体的表观密度小，孔隙率大，为什么？ 孔隙率较大在应用上，有哪些优点和缺点？ 为什么石膏制品的耐水性差？ 为什么石膏制品的防火性好?
人类使用石膏的历史
早在公元前9000年，人类已经可以把石膏加工成 石膏浆用于建筑和装饰领域。 人们在位于亚洲的卡塔于育克遗址的地下壁画中 发现了石膏浆。
2.建筑石膏的质量要求 建筑石膏按细度、强度和凝结时间分为三级。
技术指标 优等品 一等品 合格品
抗折强度，MPa，不小 于
抗压强度，MPa，不小 于 细度，0.2mm孔筛余量， 不大于 凝结时间
2.5 4.9 5.0
2.1 3.9
1.8 2.9
10.0 15.0
初凝时间不早于6min， 终凝时间不迟于30min
3.1.3、建筑石膏的特性、质量要求及应用 1.建筑石膏的特性
1）.凝结硬化快 建筑石膏加水拌和后的浆体初凝时间不小于6min，终凝时 间不大于30min，一星期左右完全硬化。常用的缓凝剂是动 物胶、亚硫酸盐、酒精废液，也可以用硼砂、柠檬酸等。但 会使石膏制品强度有所下降。
2）.微膨胀性 石灰和水泥等胶凝材料硬化时往往产生收缩，而建筑石膏却 略有膨胀（膨胀率为0.05％～0.15％）,这使石膏制品表面光 滑饱满、棱角清晰，干燥时不开裂。
我国石膏建材制品
主要有两大类：板材石膏制品和装饰石膏制品， 其中纸面石膏板生产既具规模又具水平，是我国 室内装修材料的主要产品之一。但目前人均占有 量仍不足0.5平方米，且主要作为装饰装修材料 用于吊顶等，只有极少量用于公共建筑的内隔墙 材料。我国人均占有石膏建材的量还是大大低于 欧美等国家。
《土木工程材料》 第三章 无机气硬性胶凝材料
建筑工程系
第三章 无机气硬性胶凝材料
气硬性胶凝材料 条件分类 （以无机化合物为基本成分）
无机胶凝材料
按凝结硬化
——只在空气中硬化 （石灰、石膏） 水硬性胶凝材料
——空气、水中皆可
硬化 （水泥）
有机胶凝材料
（天然的或合成的有机
（沥青、树脂）
高分子化合ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ为基本成分）
据考古发现，在埃及的法老统治时期，就曾经使 用石膏作为泥浆修建齐阿普斯的金字塔（公元前 3000年）。
在我国，早在2000多年前，石膏就用于长沙马王 堆汉墓的建造。
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。
半水硫酸钙，其排放出来的“废气”就是水蒸气；各种
石膏建材的生产和应用过程也都不排放废气、废渣、废 水和对人体有害的物质，不污染环境。
技术成熟前景广阔
由于石膏建材良好的特性，在西方工业发达国家 普遍受到重视，得到大量应用。目前美国、日本 房屋的内隔墙几乎全部都使用纸面石膏板，欧洲、 亚洲和其他地区，纸面石膏板隔墙应用也较为普 遍。 据统计，目前在发达国家，轻质新型墙材的利用 率已经达到85%以上，这些轻质墙材基本上是以 石膏为主。特别是在美国，石膏墙板已经占到墙 体总量的70%，人均使用石膏墙板的面积突破10 平方米。 而且，在亚非等很多发展中国家，轻质墙板的使 用量也提高到了30%左右。
石膏板
小型石膏砌块
中型石膏（砌块）条块
装饰面板 隔声板
石膏线
石膏吊顶
石膏砌块
工程实例分析 其原因有两个方面，可有针对性地解决。
1. 石膏饰条粘贴失效
①建筑石膏拌水后一般于数分钟至半小时 左右凝结，后来粘贴石膏饰条的石膏浆已初凝 ，粘结性能差。可掺入缓凝剂，延长凝结时间 ；或者分多次配制石膏浆，即配即用。 某工人用建筑石膏粉拌水为一桶石膏浆， ②在光滑的天花板上直接贴石膏条，粘贴 难以牢固，宜对表面予以打刮，以利粘贴。或 用以在光滑的天花板上直接粘贴，石膏饰 者，在粘结的石膏浆中掺入部分粘结性强的粘 结剂。
条前后半小时完工。几天后最后粘贴的两 条石膏饰条突然坠落，请分析原因。
2.石膏制品发霉变形 某住户喜爱石膏制品，全宅均用普通石膏 浮雕板作装饰。使用一段时间后，客厅、 厨房、厕所、浴室等处一般较潮湿， 卧室效果相当好，但厨房、厕所、浴室的 普通石膏制品具有强的吸湿性和吸水 石膏制品出现发霉变形。请分析原因。
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 自由水减少 浆体变稠 摩擦力 粘结力 生成二水石膏用水 吸附水 水分蒸发
失去可塑性
初凝时间：从石膏与水拌和起至浆体开始 失去可塑性所需的时间。 终凝时间：从石膏与水拌和起至浆体完全 失去可塑性并开始产生强度所需的时间。
硬化：失去可塑性浆体强度增加的过程。 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。 该反应过程见下图建筑石膏凝结硬化示意图 所示。 石膏的凝结和硬化
练习题
1、建筑石膏凝结硬化速度 ，硬化时体积 ， 硬化后孔隙率 ，表观密度 ，强 度 ，保温性 ，吸声性能 ，防火 性能 。 2、气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，而水硬性 胶凝材料只能在水中硬化。（ ） 3、建筑石膏最突出的技术性质是凝结硬化慢，并 且在硬化时体积略有膨胀。（ ） 4、建筑石膏板因为其强度高，所以在装修时可用 于潮湿环境中。（ ）
5）.防火性能良好 遇火时，石膏硬化后的主要成分二水石膏中的 结晶水蒸发同时吸收热量，制品表面形成蒸汽幕， 能有效阻止火的蔓延。虽然可以防火，但耐火性差。 6）.具有一定的调温调湿性 建筑石膏的热容量大、吸湿性强，故能对室内 温度和湿度起到一定的调节作用。
7）.耐水性和抗冻性差 建筑石膏吸湿、吸水性大，故在潮湿环境中， 建筑石膏晶体粒子间粘合力会被削弱，在水中还 会使二水石膏溶解而引起溃散，故耐水性差。另 外，建筑石膏中的水分受冻结冰后会产生崩裂， 故抗冻性差。 8）.加工性能好 石膏制品可锯，可刨，可钉，可打眼，具有 良好的可加工性能。
）。
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天然二水石膏 化工石膏 石膏的存在形式 天然无水石膏 建筑石膏
CaSO4· 2O，软石膏 2H CaSO4· 2O与CaSO4混合废渣 2H
CaSO4，硬石膏
β -CaSO4· 1/2H2O α -CaSO4· 1/2H2O CaSO4
高强石膏
高温煅烧石膏
3.1.1、石膏的原料、生产及品种

1 建筑石膏：以 CaSO4 2 H 2O 为主要成分，不
3）.硬化后孔隙率较大，表观密度和强度较低 建筑石膏在使用时，为获得良好的流动性，加入的水量 往往比水化所需的水分多。理论需水量为18.6％。而实际加 水量约为60％～80％。石膏凝结后，多余水分蒸发，在石 膏硬化体内留下大量孔隙（孔隙率高达50％～60％），故 表观密度小，强度低。 4）.隔热、吸声性良好 石膏硬化体孔隙率高，且均为微细的毛细孔，故导热系 数小[一般为0.121～0.205 W/(m· Ｋ)]，具有良好的绝热能力； 石膏的大量微孔，尤其是表面微孔使声音传导或反射的能力 也显著下降，从而具有较强的吸声能力。
5、建筑石膏的分子式是 CaSO4· 2H2O。（ ） 6、石膏由于其防火性好，故可用于高温部位。（ ） 7、石膏制品具有较好的（ ） 。 A. 耐水性 B. 抗冻性 C. 加工性 D . 导热性 8、高强石膏的强度较高，这是因其调制浆体时的需水量（ A. 大 B. 小 C. 中等 D. 可大可小 9、.石膏类板材具有（ ）的特点。 A. 质量轻 B. 隔热、吸声性能好 C. 防火加工性能好 D. 耐水性好 E.强度高