4.1 石膏
2025年11月09日
4.1 石膏
在建筑中应用石膏作为胶凝材料和制品已有很长的历史。它是一种以硫酸钙为主要成分的气硬性胶凝材料。由于石膏胶凝材料及其制品具有许多优良的性质,原料来源丰富,生产能耗较低,因而在建筑工程中得到广泛应用。
建筑中使用最多的石膏品种是建筑石膏,其次是模型石膏。此外还有高强度石膏、无水石膏水泥和地板石膏。本节主要介绍建筑石膏及制品的性能与应用。
4.1.1 石膏胶凝材料的生产
生产石膏胶凝材料的原料主要是天然二水石膏(CaSO4·2H2O)矿石,纯净的石膏矿石呈无色透明或白色,但天然石膏常含有各种杂质而呈灰色、褐色、黄色、红色、黑色等颜色。标准GB/T5483—1996中规定,石膏矿石按矿物成分和结晶水含量分成5个等级和A、B两种类型(表4.1)。用以生产建筑石膏的石膏矿石,应符合GB/T5483—1996中A型三级及三级以上的要求。
天然无水石膏(CaSO4)又称天然硬石膏,结晶紧密,质地较天然二水石膏硬,只可用于生产无水石膏水泥。
除天然原料外,也可用一些含有CaSO4·2H2O或CaSO4·2H2O与CaSO4的混合物的化工副产品及废渣(称为化工石膏)作为生产石膏的原料,例如磷石膏是制造磷酸时的废渣,氟石膏是制造氟化氢时的废渣,此外还有盐石膏、硼石膏、黄石膏、钛石膏等。废渣中有酸性成分,要用水洗涤或用石灰中和,使成中性后才能使用。
表4.1 石膏的矿物成分和结晶水含量

生产石膏胶凝材料的主要工序是破碎、加热与磨细。由于加热方式和温度的不同、可生产出不同性质的石膏胶凝材料品种。
将天然二水石膏(或主要成分为二水石膏的化工石膏)加热,随着温度的升高将发生如下变化:
温度为65~75℃时,CaSO4·2H2O开始脱水,至107~170℃时生成半水石膏CaSO4·
其反应式为: