建筑石膏知识小议

一、建筑石膏的化学组成

    生产石膏的原料主要为含硫酸钙的天然石膏（又称生石膏）或含硫酸钙的化工副产品和磷石膏、氟石膏、硼石膏等废渣，其化学式为CaSO4·2H2O也称二水石膏。将天然二水石膏在不同的温度下煅烧可得到不同的石膏品种。

    建筑石膏是将天然含水石膏等原料在107℃～170℃的温度下煅烧成熟石膏，再经磨细而成的白色粉状物。其主要成分为β-型半水石膏。 

    建筑石膏硬化后具有很好的绝热吸音性能和较好的防火性能吸湿性能；颜色洁白，可用于室内粉刷施工，特别适合于制作各种。洁白光滑细致的花饰装饰，如加入颜料可使制品具有各种色彩。 建筑石膏不宜用于室外工程和 65℃以上的高温工程。 总之，建筑石膏可用于室内粉刷，制作装饰制品，多孔石膏制品和石膏板等。 

二、建筑石膏的凝结与硬化原理

    将建筑石膏加水后，它首先溶解于水，然后生成二水石膏析出。随着水化的不断进行，生成的二水石膏胶体微粒不断增多，这些微粒比原先更加细小，比表面积很大，吸附着很多的水分；同时浆体中的自由水分由于水化和蒸发而不断减少，浆体的稠度不断增加，胶体微粒间的黏结逐步增强，颗粒间产生摩擦力和黏结力，使浆体逐渐失去可塑性，即浆体逐渐产生凝结。继续水化，胶体转变成晶体。晶体颗粒逐渐长大，使浆体完全失去可塑性，产生强度，即浆体产生了硬化。这一过程不断进行，直至浆体完全干燥，强度不在增加，此时浆体已硬化人造成石材。

    浆体的凝结硬化过程是一个连续进行的过程。从加水开始拌合一直到浆体开始失去可塑性的过程称为浆体的初凝，对应的这段时间称为初凝时间；从加水拌合开始一直到浆体完全失去可塑性，并开始产生强度的过程称为浆体的硬化，对应的时间称为终凝时间。

三、建筑石膏的特性、质量要求与应用

3．1建筑石膏的特性

    建筑石膏与其他胶凝材料相比有以下特性：

    1．凝结硬化快  建筑石膏加水拌和后，浆体的初凝和终凝时间都很短，一般初凝时间为几分钟至十几分钟。终凝时间在半小时以内，大约一星期左右完全硬化。初凝时间较短，不便于使用，为延长凝结时间，可加入缓凝剂。常用的缓凝剂有硼砂、酒石酸钠、柠檬酸、动物胶等。

    2．尺寸稳定，装饰性好  石膏在凝结硬化时，不像其他胶凝材料(如石灰、水泥)那样出现收缩，反而略有膨胀(膨胀率0.05％～0.15％)，使石膏硬化体表面光滑饱满，可制作出纹理细致的浮雕花饰。石膏硬化后的湿胀干缩也较小，尺寸稳定，干燥时不开裂。同时石膏制品的质地洁白细腻，典雅美观，是一种较好的室内装饰材料。 

    3．孔隙率高  石膏浆体硬化后，多余的自由水将蒸发，内部将留下大量孔隙，孔隙率可达50％—60％，因而表观密度较小，并使石膏制品具有导热系数小，吸声性强，吸湿性大，可调节室内的温度和湿度的特点。 

    4．防火性好  石膏制品在遇火灾时，二水石膏将脱出结晶水，吸热蒸发，并在制品表面形成蒸汽幕和脱水物隔热层，有效地减少火焰对内部结构的危害，具有较好的防火性能。粉刷石膏中结晶水含量占石膏整个分子量的20.9%，当建筑物发生火灾时，只要墙体抹灰层中石膏所含水分没有全部释放和蒸发，墙面温度就不会超过40℃。因此，可延缓墙体升温时间，控制火灾对建筑物的危害损失程度。

    5．耐水性和抗冻性差  建筑石膏硬化体的吸湿性强，吸收的水分会削弱晶体粒子间的粘结力，使强度显著降低，其软化系数仅为0.3～0.45；若长期浸水，还会因二水石膏晶体溶解而引起破坏。吸水饱和的石膏制品受冻后，会因孔隙中的水结冰而开裂崩溃。所以，建筑石膏的耐水性和抗冻性都较差。

 3. 2建筑石膏的质量要求

    建筑石膏的质量要求主要有强度、细度和凝结时间。按强度和细度划分为优等品、一等品和合格品。各等级建筑石膏的初凝时间不得小于6min,终凝时间不得大于30min。 
四、建筑石膏的应用

    建筑石膏的应用很广，主要用于室内抹灰、粉刷、生产各种石膏板等。

4.1 粉刷石膏

    粉刷石膏是一种适应室内墙体和顶棚专用的绿色环保抹灰材料，是传统水泥砂浆或混合砂的换代产品。在国外，粉刷石膏使用已十分普遍，就欧美先进发达国家，早在40年以前已大量使用粉刷石膏，如德国现在75%以上抹灰材料是粉刷石膏，英国粉刷石膏的使用占石膏建材总量的50%，法国占石膏制品总和的23%，西班牙室内抹灰90%使用粉刷石膏，还有日本粉刷石膏产量在七十年代末就达到40万吨，由于粉刷石膏强度高，粘结力强，抹灰厚度薄厚均匀，操作简单，收缩性小，保水性好，不空鼓开裂，凝结硬化快，施工性能好，防火保温性优良，便于冻季（—5℃以上）施工，绿色环保使用范围不受限制等优良性能，无论在何种墙体上使用的综合技术性能，都是传统水泥砂浆无法比拟的，因此在发达的国家能得到大量的推广应用，将来在我国研究，开发推广应用粉刷石膏取代传统水泥砂浆的室内抹灰也是必然的。

4.2刷石膏的分类：

    粉刷石膏按相组成分为三类，一是半水相型粉刷石膏，它是以半水石膏为基料，加入石膏改性剂配制而成，二是无水相型粉刷石膏，是以Ⅱ型无水石膏为基料，适当加入少量白灰及激发剂和改性剂配制而成（这种粉刷石膏在干旱地区还可作外墙饰面用）。三是混合相型粉刷石膏，是以半水石膏和Ⅱ型无水石膏按一定比例配合，添加少量外加剂配制而成（也可采用天然硬石膏和半水石膏配制）.

    按用途又可分成面层型，底层型，保温层型粉刷石膏及用户要求使用的耐水粉刷石膏，纤维抗裂粉刷石膏等特殊用途的粉刷石膏。

4.3 建筑石膏板

    石膏板广泛地应用于家庭装饰中，基本有以下几种：装饰石膏板、普通纸面石膏板、嵌装式装饰石膏板、耐火纸面石膏板、耐水纸面石膏板、吸声用穿孔石膏板。

4.3.1装饰石膏板是以建筑石膏为主要原料。掺入适量增强纤维、胶黏剂、改性剂等，经搅拌、成型、烘干等工艺而制成的新型顶棚材料。它具有重量轻、强度高、防    潮、防火等性能。可适用于顶棚和墙面装饰。装饰石膏板又可分为普通板和防潮板两种，普通板和防潮板都有平板、孔板、浮雕板三种规格。

4.3.2纸面石膏板它是以建筑石膏板为主要原料，掺入适量的纤维与添加剂制成板芯，与特制的护面纸牢固粘连而成的轻质吸声板。它具有重量轻、强度高、耐火、隔声、抗震，便于加工等特点。适用于室内顶棚，也可作内墙隔断、护墙板用。普通纸面石膏板的梭边形状有矩形、45度倒角形、楔形、半圈形和圆形。

4.3.3嵌装式装饰石膏板它是以建筑石膏为主要原料，掺入适量的纤维增强材料和外加剂，与水一起搅拌成均匀的料浆，经浇注成型、干燥而成的不带护面纸的板材。板材背面四边加厚，并带有嵌装企口，板材正面为平面、带孔或带浮雕图案。

4.3.4耐火纸面石膏板它是以建筑石膏为主要原料，掺入适量无机耐火纤维增强材料构成耐火芯材，并与护面纸牢固地粘连在一起的耐火建筑板材。耐火纸面石膏板的棱边形状有矩形、45度倒角形、楔形、半圈形和圈形。

4.3.5耐水纸面石膏板它是以建筑石膏为原材料，掺入适量耐水外加剂构成耐水芯材，并与耐水的护面纸牢固地粘连在一起的建筑板材，耐水纸面石膏板的棱边形状有矩形、45度倒角形、楔形、半圆形和圆形。

4.3.6吸声用穿孔石膏板它是以装饰石膏板和纸面石膏板为基础板材，并有贯通于石膏板正面和背面的圆柱形孔眼，在石膏板背面粘贴具有透气性的背景材料和能吸收入射声能的吸声材料等组台而成。吸声用穿孔石膏板的棱边形状有直角形和倒角形两种.

五、建筑石膏发展前景

    人民生活水平的提高，居住条件和生活环境的改善是重要标志之一。人们不仅要求居住宽敞，更要求有较高的居住质量和较舒适的居住环境。随着建筑业的快速发展，新型墙体材料以其轻质、高强、节能等特点，在建筑市场得到了大量应用，一些传统材料正逐步被新型材料所替代。如墙体抹灰材料全部使用传统水泥砂浆和混合砂浆的作法已远远不能适应需要。这些传统抹灰材料存在着易开裂、空鼓、落地灰多，粘结性能差等缺点。其次因凝结硬化慢，装修时间长，特别是在冬季气温低情况下，抹灰工序与最后装饰工序时间间隔在半个月甚至更长等原因，已成为制约快速施工的最大障碍。

    建筑石膏是一种适应室内新型墙体和顶棚专用的绿色环保型建筑材料，在国外特别在欧洲得到广泛的应用。德国、西班牙和法国应用最多。在国内尤其是近年来，建筑石膏以其良好的物理力学性能及操作性能，也日益得到认可和推广使用，且呈蓬勃发展之势。