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一、建筑石膏的化學(xué)組成
生產(chǎn)石膏的原料主要為含硫酸鈣的天然石膏（又稱生石膏）或含硫酸鈣的化工副產(chǎn)品和磷石膏、氟石膏、硼石膏等廢渣，其化學(xué)式為CaSO4·2H2O也稱二水石膏。將天然二水石膏在不同的溫度下煅燒可得到不同的石膏品種。
建筑石膏是將天然含水石膏等原料在107℃～170℃的溫度下煅燒成熟石膏，再經(jīng)磨細(xì)而成的白色粉狀物。其主要成分為β-型半水石膏。
建筑石膏硬化后具有很好的絕熱吸音性能和較好的防火性能吸濕性能；顏色潔白，可用于室內(nèi)粉刷施工，特別適合于制作各種。潔白光滑細(xì)致的花飾裝飾，如加入顏料可使制品具有各種色彩。 建筑石膏不宜用于室外工程和 65℃以上的高溫工程。 總之，建筑石膏可用于室內(nèi)粉刷，制作裝飾制品，多孔石膏制品和石膏板等。
二、建筑石膏的凝結(jié)與硬化原理
將建筑石膏加水后，它首先溶解于水，然后生成二水石膏析出。隨著水化的不斷進(jìn)行，生成的二水石膏膠體微粒不斷增多，這些微粒比原先更加細(xì)小，比表面積很大，吸附著很多的水分；同時(shí)漿體中的自由水分由于水化和蒸發(fā)而不斷減少，漿體的稠度不斷增加，膠體微粒間的黏結(jié)逐步增強(qiáng)，顆粒間產(chǎn)生摩擦力和黏結(jié)力，使?jié){體逐漸失去可塑性，即漿體逐漸產(chǎn)生凝結(jié)。繼續(xù)水化，膠體轉(zhuǎn)變成晶體。晶體顆粒逐漸長(zhǎng)大，使?jié){體完全失去可塑性，產(chǎn)生強(qiáng)度，即漿體產(chǎn)生了硬化。這一過(guò)程不斷進(jìn)行，直至漿體完全干燥，強(qiáng)度不在增加，此時(shí)漿體已硬化人造成石材。
漿體的凝結(jié)硬化過(guò)程是一個(gè)連續(xù)進(jìn)行的過(guò)程。從加水開始拌合一直到漿體開始失去可塑性的過(guò)程稱為漿體的初凝，對(duì)應(yīng)的這段時(shí)間稱為初凝時(shí)間；從加水拌合開始一直到漿體完全失去可塑性，并開始產(chǎn)生強(qiáng)度的過(guò)程稱為漿體的硬化，對(duì)應(yīng)的時(shí)間稱為終凝時(shí)間。
三、建筑石膏的特性、質(zhì)量要求與應(yīng)用
3．1建筑石膏的特性
建筑石膏與其他膠凝材料相比有以下特性：
1．凝結(jié)硬化快 建筑石膏加水拌和后，漿體的初凝和終凝時(shí)間都很短，一般初凝時(shí)間為幾分鐘至十幾分鐘。終凝時(shí)間在半小時(shí)以內(nèi)，大約一星期左右完全硬化。初凝時(shí)間較短，不便于使用，為延長(zhǎng)凝結(jié)時(shí)間，可加入緩凝劑。常用的緩凝劑有硼砂、酒石酸鈉、檸檬酸、動(dòng)物膠等。
2．尺寸穩(wěn)定，裝飾性好 石膏在凝結(jié)硬化時(shí)，不像其他膠凝材料(如石灰、水泥)那樣出現(xiàn)收縮，反而略有膨脹(膨脹率0.05％～0.15％)，使石膏硬化體表面光滑飽滿，可制作出紋理細(xì)致的浮雕花飾。石膏硬化后的濕脹干縮也較小，尺寸穩(wěn)定，干燥時(shí)不開裂。同時(shí)石膏制品的質(zhì)地潔白細(xì)膩，典雅美觀，是一種較好的室內(nèi)裝飾材料。
3．孔隙率高 石膏漿體硬化后，多余的自由水將蒸發(fā)，內(nèi)部將留下大量孔隙，孔隙率可達(dá)50％—60％，因而表觀密度較小，并使石膏制品具有導(dǎo)熱系數(shù)小，吸聲性強(qiáng)，吸濕性大，可調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫度和濕度的特點(diǎn)。
4．防火性好 石膏制品在遇火災(zāi)時(shí)，二水石膏將脫出結(jié)晶水，吸熱蒸發(fā)，并在制品表面形成蒸汽幕和脫水物隔熱層，有效地減少火焰對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的危害，具有較好的防火性能。粉刷石膏中結(jié)晶水含量占石膏整個(gè)分子量的20.9%，當(dāng)建筑物發(fā)生火災(zāi)時(shí)，只要墻體抹灰層中石膏所含水分沒有全部釋放和蒸發(fā)，墻面溫度就不會(huì)超過(guò)40℃。因此，可延緩墻體升溫時(shí)間，控制火災(zāi)對(duì)建筑物的危害損失程度。
5．耐水性和抗凍性差 建筑石膏硬化體的吸濕性強(qiáng)，吸收的水分會(huì)削弱晶體粒子間的粘結(jié)力，使強(qiáng)度顯著降低，其軟化系數(shù)僅為0.3～0.45；若長(zhǎng)期浸水，還會(huì)因二水石膏晶體溶解而引起破壞。吸水飽和的石膏制品受凍后，會(huì)因孔隙中的水結(jié)冰而開裂崩潰。所以，建筑石膏的耐水性和抗凍性都較差。
3. 2建筑石膏的質(zhì)量要求
建筑石膏的質(zhì)量要求主要有強(qiáng)度、細(xì)度和凝結(jié)時(shí)間。按強(qiáng)度和細(xì)度劃分為優(yōu)等品、一等品和合格品。各等級(jí)建筑石膏的初凝時(shí)間不得小于6min,終凝時(shí)間不得大于30min。
四、建筑石膏的應(yīng)用
建筑石膏的應(yīng)用很廣，主要用于室內(nèi)抹灰、粉刷、生產(chǎn)各種石膏板等。
4.1 粉刷石膏
粉刷石膏是一種適應(yīng)室內(nèi)墻體和頂棚專用的綠色環(huán)保抹灰材料，是傳統(tǒng)水泥砂漿或混合砂的換代產(chǎn)品。在國(guó)外，粉刷石膏使用已十分普遍，就歐美先進(jìn)發(fā)達(dá)國(guó)家，早在40年以前已大量使用粉刷石膏，如德國(guó)現(xiàn)在75%以上抹灰材料是粉刷石膏，英國(guó)粉刷石膏的使用占石膏建材總量的50%，法國(guó)占石膏制品總和的23%，西班牙室內(nèi)抹灰90%使用粉刷石膏，還有日本粉刷石膏產(chǎn)量在七十年代末就達(dá)到40萬(wàn)噸，由于粉刷石膏強(qiáng)度高，粘結(jié)力強(qiáng)，抹灰厚度薄厚均勻，操作簡(jiǎn)單，收縮性小，保水性好，不空鼓開裂，凝結(jié)硬化快，施工性能好，防火保溫性優(yōu)良，便于凍季（—5℃以上）施工，綠色環(huán)保使用范圍不受限制等優(yōu)良性能，無(wú)論在何種墻體上使用的綜合技術(shù)性能，都是傳統(tǒng)水泥砂漿無(wú)法比擬的，因此在發(fā)達(dá)的國(guó)家能得到大量的推廣應(yīng)用，將來(lái)在我國(guó)研究，開發(fā)推廣應(yīng)用粉刷石膏取代傳統(tǒng)水泥砂漿的室內(nèi)抹灰也是必然的。
4.2刷石膏的分類：
粉刷石膏按相組成分為三類，一是半水相型粉刷石膏，它是以半水石膏為基料，加入石膏改性劑配制而成，二是無(wú)水相型粉刷石膏，是以Ⅱ型無(wú)水石膏為基料，適當(dāng)加入少量白灰及激發(fā)劑和改性劑配制而成（這種粉刷石膏在干旱地區(qū)還可作外墻飾面用）。三是混合相型粉刷石膏，是以半水石膏和Ⅱ型無(wú)水石膏按一定比例配合，添加少量外加劑配制而成（也可采用天然硬石膏和半水石膏配制）.
按用途又可分成面層型，底層型，保溫層型粉刷石膏及用戶要求使用的耐水粉刷石膏，纖維抗裂粉刷石膏等特殊用途的粉刷石膏。
4.3 建筑石膏板
石膏板廣泛地應(yīng)用于家庭裝飾中，基本有以下幾種：裝飾石膏板、普通紙面石膏板、嵌裝式裝飾石膏板、耐火紙面石膏板、耐水紙面石膏板、吸聲用穿孔石膏板。
4.3.1裝飾石膏板是以建筑石膏為主要原料。摻入適量增強(qiáng)纖維、膠黏劑、改性劑等，經(jīng)攪拌、成型、烘干等工藝而制成的新型頂棚材料。它具有重量輕、強(qiáng)度高、防 潮、防火等性能?？蛇m用于頂棚和墻面裝飾。裝飾石膏板又可分為普通板和防潮板兩種，普通板和防潮板都有平板、孔板、浮雕板三種規(guī)格。
4.3.2紙面石膏板它是以建筑石膏板為主要原料，摻入適量的纖維與添加劑制成板芯，與特制的護(hù)面紙牢固粘連而成的輕質(zhì)吸聲板。它具有重量輕、強(qiáng)度高、耐火、隔聲、抗震，便于加工等特點(diǎn)。適用于室內(nèi)頂棚，也可作內(nèi)墻隔斷、護(hù)墻板用。普通紙面石膏板的梭邊形狀有矩形、45度倒角形、楔形、半圈形和圓形。
4.3.3嵌裝式裝飾石膏板它是以建筑石膏為主要原料，摻入適量的纖維增強(qiáng)材料和外加劑，與水一起攪拌成均勻的料漿，經(jīng)澆注成型、干燥而成的不帶護(hù)面紙的板材。板材背面四邊加厚，并帶有嵌裝企口，板材正面為平面、帶孔或帶浮雕圖案。
4.3.4耐火紙面石膏板它是以建筑石膏為主要原料，摻入適量無(wú)機(jī)耐火纖維增強(qiáng)材料構(gòu)成耐火芯材，并與護(hù)面紙牢固地粘連在一起的耐火建筑板材。耐火紙面石膏板的棱邊形狀有矩形、45度倒角形、楔形、半圈形和圈形。
4.3.5耐水紙面石膏板它是以建筑石膏為原材料，摻入適量耐水外加劑構(gòu)成耐水芯材，并與耐水的護(hù)面紙牢固地粘連在一起的建筑板材，耐水紙面石膏板的棱邊形狀有矩形、45度倒角形、楔形、半圓形和圓形。
4.3.6吸聲用穿孔石膏板它是以裝飾石膏板和紙面石膏板為基礎(chǔ)板材，并有貫通于石膏板正面和背面的圓柱形孔眼，在石膏板背面粘貼具有透氣性的背景材料和能吸收入射聲能的吸聲材料等組臺(tái)而成。吸聲用穿孔石膏板的棱邊形狀有直角形和倒角形兩種.
五、建筑石膏發(fā)展前景
人民生活水平的提高，居住條件和生活環(huán)境的改善是重要標(biāo)志之一。人們不僅要求居住寬敞，更要求有較高的居住質(zhì)量和較舒適的居住環(huán)境。隨著建筑業(yè)的快速發(fā)展，新型墻體材料以其輕質(zhì)、高強(qiáng)、節(jié)能等特點(diǎn)，在建筑市場(chǎng)得到了大量應(yīng)用，一些傳統(tǒng)材料正逐步被新型材料所替代。如墻體抹灰材料全部使用傳統(tǒng)水泥砂漿和混合砂漿的作法已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)需要。這些傳統(tǒng)抹灰材料存在著易開裂、空鼓、落地灰多，粘結(jié)性能差等缺點(diǎn)。其次因凝結(jié)硬化慢，裝修時(shí)間長(zhǎng)，特別是在冬季氣溫低情況下，抹灰工序與最后裝飾工序時(shí)間間隔在半個(gè)月甚至更長(zhǎng)等原因，已成為制約快速施工的最大障礙。
建筑石膏是一種適應(yīng)室內(nèi)新型墻體和頂棚專用的綠色環(huán)保型建筑材料，在國(guó)外特別在歐洲得到廣泛的應(yīng)用。德國(guó)、西班牙和法國(guó)應(yīng)用最多。在國(guó)內(nèi)尤其是近年來(lái)，建筑石膏以其良好的物理力學(xué)性能及操作性能，也日益得到認(rèn)可和推廣使用，且呈蓬勃發(fā)展之勢(shì)。
