3.1建筑石膏的选用(课件）-《建筑材料》同步教学（上海交通大学出版社）

学习情境三 气硬性胶凝材料 学习单元1 建筑石膏的选用 一、石膏的原料与生产 生产石膏的原料主要为含硫酸钙的天然二水石膏（又称生石膏）或含硫酸钙的化工副产品和废渣（如磷石膏、氟石膏、硼石膏等），化学式为CaSO4·2H2O，因含两个结晶水而得名。 又由于其质地较软，也被称为软石膏。 天然二水石膏在不同的压力和温度下煅烧，可以得到结构和性质均不相同的石膏产品。 （一）建筑石膏 建筑石膏是将二水石膏加热至107℃～170℃时，部分结晶水脱出后得到半水石膏（熟石膏），再经磨细得到粉状的建筑中常用的石膏品种，故称“建筑石膏”。反应式如下 （二）硬石膏 继续升温煅烧二水石膏，还可以得到几类不同的硬石膏（无水石膏）。 当温度升至180℃～210℃时，半水石膏继续脱水，得到脱水半水石膏。 其结构变化不大，仍具有凝结硬化性质。 当煅烧温度升至320℃～390℃时，得到可溶性硬石膏。 当煅烧温度达400℃～750℃时，石膏完全失去结合水，成为不溶性石膏，其结晶体变得紧密而稳定，密度达2.29g/cm3，难溶于水，凝结很慢，甚至完全不凝结。 （三）高强度石膏 将二水石膏置于蒸压釜中，在127kPa的水蒸气中（124℃）脱水，则得到晶粒比β型半水石膏粗大、使用时拌合用水量少的半水石膏，称为α型半水石膏。 将此熟石膏磨细得到的白色粉末称为高强度石膏。 二、建筑石膏的水化、凝结与硬化 （一）建筑石膏的水化 建筑石膏与适量的水混合后，起初形成均匀的石膏浆体，但紧接着石膏浆体失去塑性，成为坚硬的固体。 主要是建筑石膏加水拌和后，与水发生水化反应，反应式为 CaSO4·1/2H2O+3/2H2O→CaSO4·2H2O 这是因为半水石膏遇水后，将重新水化生成二水石膏，放出热量并逐渐凝结硬化的缘故。 （二）建筑石膏的凝结与硬化 随着水化反应的不断进行，自由水分被水化和蒸发而不断减少，加之生成的二水石膏微粒比半水石膏细，比表面积大，吸附更多的水，从而使石膏浆体很快失去塑性而凝结；又随着二水石膏微粒结晶长大，晶体颗粒逐渐互相搭接、交错、共生，从而产生强度，即硬化。 实际上，上述水化和凝结硬化过程是相互交叉而连续进行的，如图3-2所示。 图3-2 建筑石膏凝结硬化示意图 1—半水石膏；2—二水石膏胶体微粒； 3—二水石膏晶体；4—交错的晶体 浆体的凝结硬化过程是一个连续进行的过程。 将浆体开始失去可塑性的状态称为浆体初凝，从加水至初凝的这段时间称为初凝时间；浆体完全失去可塑性，并开始产生强度称为浆体终凝，从加水至终凝的时间称为浆体的终凝时间。 建筑石膏凝结硬化过程最显著的特点如下所述。 （1）速度快。 （2）体积微膨胀。 三、建筑石膏的技术要求 （1）组成。建筑石膏组成中，β型半水硫酸钙的含量（质量分数）应不小于60.0%。 （2）物理力学性能。建筑石膏的物理力学性能应符合表3-1的要求。 等级 细度（0.2mm方孔筛筛余）/% 凝结时间/min 2小时强度/MPa 初凝 终凝 抗折 抗压 3.0 ≤10 ≥3 ≤30 ≥3.0 ≥6.0 2.0 ≥2.0 ≥4.0 1.6 ≥1.6 ≥3.0 表3-1 物理力学性能［《建筑石膏》（GB/T 9776—2008）］ （3）放射性核素限量。工业副产建筑石膏的放射性核素限量应符合《建筑材料放射性核素限量》（GB 6566—2010）的要求。 （4）限制成分。工业副产建筑石膏中限制成分氧化钾（K2O）、氧化钠（Na2O）、氧化镁（MgO）、五氧化二磷（P2O5）和氟（F）的含量由供需双方商定。 四、建筑石膏的性质 （一）凝结硬化快 （二）孔隙率大 （三）凝固时体积微膨胀 （四）具有一定的调温、调湿性 （五）耐水性、抗冻性差 （六）防火性好、耐火性差 五、建筑石膏的应用 1．室内粉刷 2．建筑石膏制品 $$