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荊門市磊鑫石膏制品有限公司，湖北 荊門，448000
1 硬石膏的應(yīng)用現(xiàn)狀
石膏是一種應(yīng)用歷史悠久的材料，它與石灰、水泥并列為無機(jī)凝膠材料中的三大支柱。石膏制品具有生產(chǎn)率高、耐火、質(zhì)量輕、隔音、絕熱性能好以及資源豐富等優(yōu)點(diǎn)[1]。隨著石膏工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，世界范圍內(nèi)石膏用量的逐年增加。在石膏資源開發(fā)中，主要以天然二水石膏為主，但天然石膏是不可再生資源，隨著對(duì)其消耗的不斷增加和礦產(chǎn)資源分布不平衡的影響的加重，對(duì)硬石膏的開采和利用顯得越來越重要。我國硬石膏資源豐富，約占已探明的石膏總儲(chǔ)量的60%左右，主要分布在湖南、湖北、安徽、四川、江蘇、重慶、山東等地，全國硬石膏儲(chǔ)量近300億噸，居世界前列，僅安徽含山硬石膏礦床遠(yuǎn)景儲(chǔ)量就達(dá)58億噸，堪稱亞洲第一大硬石膏礦床。隨著遼寧遼陽、湖北大冶、湖南臨澧等硬石膏礦床的相繼投產(chǎn)，在今后一段時(shí)間硬石膏產(chǎn)量快速增大，因此開展硬石膏的應(yīng)用研究及開發(fā)，對(duì)推動(dòng)石膏工業(yè)的持續(xù)發(fā)展，促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，具有積極而重要的意義。硬石膏雖具有潛在的水活化性，但通常表現(xiàn)為：難溶于水，水化速度較慢，凝結(jié)能力較差或幾乎不凝結(jié)，具有早期強(qiáng)度，因而多年來主要在水泥行業(yè)中做水泥的調(diào)凝劑和礦化劑。目前約90%的硬石膏應(yīng)用于此。隨著硬石膏研究的不斷深入，硬石膏在建材領(lǐng)域和非建材領(lǐng)域都取得了一定的突破，應(yīng)用范圍正在不斷拓寬。
2 硬石膏的主要應(yīng)用
2.1 在水泥工業(yè)中的應(yīng)用
做硅酸鹽水泥緩凝劑：在水泥熟料中加入適量石膏（允許摻入SO3的最大限量我國定為3.5%）能解除水泥快凝、提高水泥強(qiáng)度（特別是早期強(qiáng)度）、使水泥制品在空氣中的干縮率下降30-50%，提高水泥的抗凍性、抗化學(xué)性和安定性。
做水泥配料，生產(chǎn)硬石膏水泥、硫鋁酸鹽水泥、石膏礦渣水泥、快凝石膏礦渣水泥、石膏礬土膨脹水泥等。
作為各種混凝土膨脹劑、早強(qiáng)劑、增密或抗?jié)B劑等原料，這在國內(nèi)已逐步推廣，在國外需求量也較大。
2.2 在化學(xué)工業(yè)中的應(yīng)用
生產(chǎn)硫酸：石膏中的CaSO4在焦炭還原作用下分解為SO2和CaO，前者用于制取硫酸，后者可與粘土質(zhì)原料制成水泥熟料。
生產(chǎn)硫酸銨化肥：將氨和二氧化碳通入石膏粉的懸浮液中而制得。
2.3 在農(nóng)業(yè)中的用途
用二水石膏、燒石膏、硬石膏改良土壤，用于施肥，生產(chǎn)農(nóng)藥。
硬石膏代替生、熟石膏可作食用菌培養(yǎng)料中的鈣、硫復(fù)合礦物肥料，還可調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的酸堿度，在鹽堿地、紅壤改良方面有良好的效果，可使糧棉油等作物增產(chǎn)，用硬石膏造硫銨已小試成功。在家禽、家畜飼料中還可用做復(fù)合礦物肥料添加劑，有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
2.4 在新型建筑材料方面的應(yīng)用
粉刷石膏：武漢理工大學(xué)楊新亞等人[2]研究的無水石膏型粉刷石膏Ⅱ型無水石膏加激發(fā)劑及其他外加劑混合制成。這種粉刷石膏與傳統(tǒng)抹灰材料相比具有和易性好、粘接能力強(qiáng)、保水性好等優(yōu)點(diǎn)。目前已投入批量生產(chǎn)成功應(yīng)用在江蘇、上海等地建筑工程中。半水-無水石膏型粉刷石膏是半水石膏中摻入20~50%的Ⅱ型無水石膏。實(shí)驗(yàn)研究表明，與半水型粉刷石膏相比，這種混合型石膏的施工性能優(yōu)于半水型粉刷石膏，其成本也低于半水型粉刷石膏。
硬石膏建筑制品：江蘇省建筑科學(xué)研究院程祥平[3]采用325水泥和骨料，按一定的比例混合，加入定量水?dāng)嚢瑁駢撼尚?，?jīng)自然養(yǎng)護(hù)制成非燒結(jié)硬石膏空心磚；用碎石屑和粗砂做骨料生產(chǎn)承重硬石膏空心磚；用膨脹珍珠巖或加廢棄混凝土等輕骨料生產(chǎn)非承重硬石膏空心磚。研制成的非燒結(jié)硬石膏空心磚各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到或超過國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
南京石膏礦的丁大武[4]利用各種不同的生產(chǎn)工藝配置了硬石膏板條、砌塊（板）、硬石膏墻面或地面裝飾板、石膏板棉板、纖維增強(qiáng)硬石膏壓力板（瓦），摸索出了一套較為理想的加工工藝。所生產(chǎn)的各種建筑制品特別是纖維增強(qiáng)硬石膏壓力板（瓦）的各項(xiàng)性能、技術(shù)指標(biāo)好，且有了一定范圍和程度上的實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用。
武漢工業(yè)大學(xué)的陳吉春[5]與武鋼集團(tuán)礦業(yè)公司聯(lián)合制作的紙面硬石膏板。利用G-N-M-J四元復(fù)合激發(fā)體系有效地改進(jìn)了程潮鐵礦伴生的天然硬石膏的活性。
2.5 在膠結(jié)材料中的應(yīng)用
在一定條件下，硬石膏或段燒石膏能激發(fā)粉煤灰、礦渣等活性較低的物質(zhì)，因此在利用這些固體廢物制備膠凝材料的過程中，硬石膏或煅燒硬石膏經(jīng)常摻入以激發(fā)活性。鹽城工學(xué)院潘群雄[6]研究得出：1200-1300℃下高溫煅燒的硬石膏分解產(chǎn)物為活性CaO和結(jié)構(gòu)松弛的無水石膏，活性CaO對(duì)粉煤灰玻璃網(wǎng)絡(luò)有解聚作用，結(jié)構(gòu)松弛的煅燒無水石膏緩慢溶解產(chǎn)生的SO42-離子對(duì)粉煤灰有激發(fā)作用。高溫煅燒石膏溶解度為3.09g/l，遇水能較多地形成Ca2+ 和SO42-，因而與礦渣混合水化初期促進(jìn)了早期一次水化產(chǎn)物水化硫鋁酸鈣的形成。根據(jù)配料及小量添加劑不同，可研制出多種用途的硬石膏膠結(jié)料，如砌筑、嵌縫用硬石膏膠結(jié)料，硬石膏粘接劑，自流平硬石膏，硬石膏、粉煤灰軟地基加固材料、地基灌注樁充填劑，礦坑支護(hù)，噴錨、井巷充填及防火墻用硬石膏膠結(jié)料等。
3 結(jié)論
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們物質(zhì)生活的提高，對(duì)藝術(shù)需求的增加，石膏還會(huì)得到更多更廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。具有強(qiáng)大的挖掘潛力。
參考文獻(xiàn)
[1] 袁潤(rùn)章.膠凝材料學(xué)，武漢工業(yè)大學(xué)出版社，1996.1-30
[2] 楊新亞，王錦華等.硬石膏及粉刷石膏應(yīng)用研究.非金屬礦.2006.02
[3] 程祥平.江蘇省商品混凝土企業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及2003年設(shè)備需求預(yù)測(cè).今日工程機(jī)械.2003.01
[4] 丁大武.中國石膏工業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向.中國建材.2001.03
[5] 陳吉春，畢曉平等.紙面硬石膏板的研制.武漢工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào).1997.03
[6] 潘群雄.煅燒石膏活性及激發(fā)粉煤灰機(jī)理的研究.粉煤灰綜合利用.2001.03
