1、 4.2 4.2建筑石膏建筑石膏|石膏石膏是以硫酸鈣為主要成分的礦物，當石是以硫酸鈣為主要成分的礦物，當石膏中含有結晶水不同時可形成多種性能不同膏中含有結晶水不同時可形成多種性能不同的石膏。的石膏。|2.1 2.1 石膏的原料、分類及生產石膏的原料、分類及生產|根據石膏中含有結晶水的多少不同可分為：根據石膏中含有結晶水的多少不同可分為：|（1 1）無水石膏無水石膏（aSOaSO4 4）：也稱硬石膏，）：也稱硬石膏，它結晶緊密，質地較硬，是生產硬石膏水泥它結晶緊密，質地較硬，是生產硬石膏水泥的原料。的原料。|（2 2）天然石膏天然石膏（aSOaSO4 42H2H2 2O O）：也）：也稱生石膏或

2、二水石膏，大部分自然石膏稱生石膏或二水石膏，大部分自然石膏礦為生石膏，是生產建筑石膏的主要原礦為生石膏，是生產建筑石膏的主要原料。料。|（）（）建筑石膏建筑石膏 （aSOaSO4 41/2 H1/2 H2 2O O） 也稱熟石膏或半水石膏。它是由生石膏也稱熟石膏或半水石膏。它是由生石膏加工而成的，根據其內部結構不同可分加工而成的，根據其內部結構不同可分為為型半水石膏和型半水石膏和型半水石膏：型半水石膏： |建筑石膏通常是由天然石膏經壓蒸或煅燒加熱而成的。建筑石膏通常是由天然石膏經壓蒸或煅燒加熱而成的。常壓下煅燒加熱到常壓下煅燒加熱到107107170170，可產生，可產生型建筑石膏：型建筑石膏

3、：| （二水石膏）（型半水石膏）|124124條件下壓蒸（條件下壓蒸（1.31.3大氣壓）加熱可產生大氣壓）加熱可產生型建筑石型建筑石膏：膏：| （二水石膏）（型半水石膏）OHOHCaSOOHCaSOCC22417010724211212常壓OHOHCaSOOHCaSOC22412424211212壓蒸|型半水石膏與型半水石膏與型半水石膏型半水石膏相比，相比，結晶顆粒較粗，比表面積較小，強結晶顆粒較粗，比表面積較小，強度高，因此又稱為高強石膏。度高，因此又稱為高強石膏。|當加熱溫度超過當加熱溫度超過170170時，可生成時，可生成無水石膏，只要溫度不超過無水石膏，只要溫度不超過200200，此

4、無水石膏就具有良好的凝結硬化此無水石膏就具有良好的凝結硬化性能。性能。|2.2 2.2 建筑石膏的水化與硬化建筑石膏的水化與硬化|建筑石膏與適量水拌合后，能形成建筑石膏與適量水拌合后，能形成可塑性良好的漿體，隨著石膏與水可塑性良好的漿體，隨著石膏與水的反應，漿體的可塑性很快消失而的反應，漿體的可塑性很快消失而發生凝結，此后進一步產生和發展發生凝結，此后進一步產生和發展強度而硬化。強度而硬化。|建筑石膏與水之間產生化學反應的反應式建筑石膏與水之間產生化學反應的反應式為：為：|此反應實際上也是半水石膏的溶解和二水此反應實際上也是半水石膏的溶解和二水石膏沉淀的可逆反應，因為二水石膏溶解度石膏沉淀的可

5、逆反應，因為二水石膏溶解度比半水石膏的溶解度小得多，所以此反應總比半水石膏的溶解度小得多，所以此反應總體表現為向右進行，二水石膏以膠體微粒自體表現為向右進行，二水石膏以膠體微粒自水中析出。水中析出。 OHCaSOOHOHCaSO24224221121|隨著二水石膏沉淀的不斷增加，就會產生結晶，隨著二水石膏沉淀的不斷增加，就會產生結晶，結晶體的不斷生成和長大，晶體顆粒之間便產生結晶體的不斷生成和長大，晶體顆粒之間便產生了磨擦力和粘結力，造成漿體的塑性開始下降，了磨擦力和粘結力，造成漿體的塑性開始下降，這一現象稱為石膏的這一現象稱為石膏的初凝初凝；而后隨著晶體顆粒間；而后隨著晶體顆粒間磨擦力和粘結

6、力的增大，漿體的塑性很快下降，磨擦力和粘結力的增大，漿體的塑性很快下降，直至消失，這種現象為石膏的直至消失，這種現象為石膏的終凝終凝。|石膏終凝后，其晶體顆粒仍在不斷長大和連生，石膏終凝后，其晶體顆粒仍在不斷長大和連生，形成相互交錯且孔隙率逐漸減小的結構，其強度形成相互交錯且孔隙率逐漸減小的結構，其強度也會不斷增大，直至水分完全蒸發，形成硬化后也會不斷增大，直至水分完全蒸發，形成硬化后的石膏結構，這一過程稱為石膏的硬化。石膏漿的石膏結構，這一過程稱為石膏的硬化。石膏漿體的凝結和硬化，實際上是交叉進行的。體的凝結和硬化，實際上是交叉進行的。|2.3 2.3 建筑石膏的技術要求建筑石膏的技術要求|

7、建筑石膏的技術要求有強度、細建筑石膏的技術要求有強度、細度和凝結時間。并按強度和細度度和凝結時間。并按強度和細度分為優等品、一等品和合格品。分為優等品、一等品和合格品。具體技術要求見具體技術要求見GB9776-1988GB9776-1988。”建筑材料建筑材料“P28P28表表4-44-4）建筑石膏的技術性質建筑石膏的技術性質（）凝結硬化速度快（）凝結硬化速度快 建筑石膏的漿體，凝結硬化速度很建筑石膏的漿體，凝結硬化速度很快。一般石膏的初凝時間僅為快。一般石膏的初凝時間僅為10min10min左右，左右，終凝時間不超過終凝時間不超過30min30min，這對于普通工程，這對于普通工程施工操作十

8、分方便。有時需要操作時間施工操作十分方便。有時需要操作時間較長，可加入適量的緩凝劑，如硼砂、較長，可加入適量的緩凝劑，如硼砂、動物膠、亞硫酸鹽酒精廢液等動物膠、亞硫酸鹽酒精廢液等（）凝結硬化時的膨脹性（）凝結硬化時的膨脹性 建筑石膏凝結硬化是石膏吸收結晶建筑石膏凝結硬化是石膏吸收結晶水后的結晶過程，其體積不僅不會收縮，水后的結晶過程，其體積不僅不會收縮，而且還稍有膨脹（而且還稍有膨脹（0.2%0.2% 1.5%1.5%），這種膨），這種膨脹不會對石膏造成危害，還能使石膏的脹不會對石膏造成危害，還能使石膏的表面較為光滑飽滿，棱角清晰完整、避表面較為光滑飽滿，棱角清晰完整、避免了普通材料干燥時的開

9、裂。免了普通材料干燥時的開裂。（）硬化后的多孔性，重量輕，（）硬化后的多孔性，重量輕，但強度低但強度低 建筑石膏在使用時，為獲得良好的流動建筑石膏在使用時，為獲得良好的流動性，常加入的水分要比水化所需的水量多，性，常加入的水分要比水化所需的水量多，因此，石膏在硬化過程中由于水分的蒸發，因此，石膏在硬化過程中由于水分的蒸發，使原來的充水部分空間形成孔隙，造成石膏使原來的充水部分空間形成孔隙，造成石膏內部的大量微孔，使其重量減輕，但是抗壓內部的大量微孔，使其重量減輕，但是抗壓強度也因此下降。通常石膏硬化后的表觀密強度也因此下降。通常石膏硬化后的表觀密度約為度約為00kg00kg3 31000 kg

10、1000 kg3 3，抗壓強，抗壓強度約為度約為PaPa5 5PaPa。（）良好的隔熱和吸音和（）良好的隔熱和吸音和“呼吸呼吸”功能功能 石膏硬化體中大量的微孔，使其傳熱石膏硬化體中大量的微孔，使其傳熱性顯著下降，因此具有良好的絕熱能力；性顯著下降，因此具有良好的絕熱能力；石膏的大量微孔，特別是表面微孔對聲石膏的大量微孔，特別是表面微孔對聲音傳導或反射的能力也顯著下降，使其音傳導或反射的能力也顯著下降，使其具有較強的吸聲能力。大熱容量和大的具有較強的吸聲能力。大熱容量和大的孔隙率及開口孔結構，孔隙率及開口孔結構， 使石膏具有呼吸使石膏具有呼吸水蒸氣的功能。水蒸氣的功能。（）防火性好，但耐水性差

11、（）防火性好，但耐水性差 硬化后石膏的主要成分是二水石膏，當受硬化后石膏的主要成分是二水石膏，當受到高溫作用時或遇火后會脫出到高溫作用時或遇火后會脫出21%21%左右的結晶左右的結晶水，并能在表面蒸發形成水蒸氣幕，可有效水，并能在表面蒸發形成水蒸氣幕，可有效地阻止火勢的蔓延，具有良好的防火效果。地阻止火勢的蔓延，具有良好的防火效果。 由于硬化石膏的強度來自于晶體粒子間的由于硬化石膏的強度來自于晶體粒子間的粘結力，遇水后粒子間連接點的粘結力可能粘結力，遇水后粒子間連接點的粘結力可能被削弱。部分二水石膏溶解而產生局部潰散，被削弱。部分二水石膏溶解而產生局部潰散，所以建筑石膏硬化體的耐水性較差。所以

12、建筑石膏硬化體的耐水性較差。（6 6）有良好的裝飾性和可加工性）有良好的裝飾性和可加工性 石膏表面光滑飽滿，顏色潔白，質地石膏表面光滑飽滿，顏色潔白，質地細膩，具有良好的裝飾性。微孔結構使細膩，具有良好的裝飾性。微孔結構使其脆性有所改善，硬度也較低，所以硬其脆性有所改善，硬度也較低，所以硬化石膏可鋸、可刨、可釘。具有良好的化石膏可鋸、可刨、可釘。具有良好的可加工性。可加工性。2.4 2.4 建筑石膏的應用建筑石膏的應用（1 1） 石膏砂漿及粉刷石膏石膏砂漿及粉刷石膏（2 2） 建筑石膏制品：石膏板、石膏砌建筑石膏制品：石膏板、石膏砌塊等塊等 (3(3） 制作建筑雕塑和模型制作建筑雕塑和模型 4

13、.3. 4.3. 水玻璃水玻璃 水玻璃水玻璃俗稱泡花堿，由堿金屬氧化物和二俗稱泡花堿，由堿金屬氧化物和二氧化硅組成，屬可溶性的硅酸鹽類。氧化硅組成，屬可溶性的硅酸鹽類。 根據堿金屬氧化物的不同，水玻璃有根據堿金屬氧化物的不同，水玻璃有: : 硅酸鈉水玻璃（硅酸鈉水玻璃（NaNa2 2OOSiOSiO2 2）、）、硅酸鉀水玻璃硅酸鉀水玻璃2 2SiOSiO2 2）、）、硅酸鋰水玻璃（硅酸鋰水玻璃（i i2 2OOSiOSiO2 2）等品種，最常用的是等品種，最常用的是硅酸鈉水玻璃硅酸鈉水玻璃。（ 稱為水玻璃模數稱為水玻璃模數） 根據水玻璃模數的不同，又分為根據水玻璃模數的不同，又分為“堿性堿性”

14、水玻璃（和水玻璃（和“中性中性”水玻璃（水玻璃（33）。實際上中性水玻）。實際上中性水玻璃和堿性水玻璃的溶液都呈明顯的璃和堿性水玻璃的溶液都呈明顯的堿性反應。堿性反應。ORSiOn223.1 3.1 水玻璃的生產水玻璃的生產 生產水玻璃的方法分為濕法和干法兩種。生產水玻璃的方法分為濕法和干法兩種。 濕濕法生產硅酸水玻璃是將石英砂和苛性鈉溶液在壓法生產硅酸水玻璃是將石英砂和苛性鈉溶液在壓蒸鍋內用蒸汽加熱。直接反應生液體水玻璃。蒸鍋內用蒸汽加熱。直接反應生液體水玻璃。 干干法生產硅酸鈉水玻璃是將石英砂和碳酸鈉磨細拌法生產硅酸鈉水玻璃是將石英砂和碳酸鈉磨細拌勻，在熔爐中于勻，在熔爐中于1300130

15、0 14001400C C溫度下熔化，按下式溫度下熔化，按下式反應生成固體水玻璃。固體水玻璃于水中加熱溶反應生成固體水玻璃。固體水玻璃于水中加熱溶解而生成液體水玻璃。其反應式為：解而生成液體水玻璃。其反應式為：222232COnSiOONanSiOCONa3.23.2水玻璃的硬化水玻璃的硬化 液體水玻璃在空氣中吸收二氧化碳，形成無定液體水玻璃在空氣中吸收二氧化碳，形成無定形硅酸凝膠，并逐漸干燥而硬化：形硅酸凝膠，并逐漸干燥而硬化： 由于空氣中由于空氣中COCO2 2濃度較低，這個過程進行的很慢，濃度較低，這個過程進行的很慢，為了加速硬化和提高硬化后的防水性，常加入氟為了加速硬化和提高硬化后的防

16、水性，常加入氟硅酸鈉硅酸鈉NaNa2 2SiFSiF6 6作為促硬劑，促使硅酸凝膠加速析作為促硬劑，促使硅酸凝膠加速析出。氟硅酸鈉的適宜用量為水玻璃重量的出。氟硅酸鈉的適宜用量為水玻璃重量的1212。OHSiOOHSiOOmHnSiOCONaOmHCOnSiOONa222222322222|3.3 3.3 水玻璃的技術性質水玻璃的技術性質（）粘結力強。（）粘結力強。 水玻璃硬化后具有較高的粘結水玻璃硬化后具有較高的粘結強度、抗拉強度和抗壓強度。另外，水玻璃硬化強度、抗拉強度和抗壓強度。另外，水玻璃硬化析出的硅酸凝膠還有堵塞毛細孔隙而防止水分滲析出的硅酸凝膠還有堵塞毛細孔隙而防止水分滲透的作用。

17、透的作用。（）耐酸性好。（）耐酸性好。 硬化后的水玻璃，其主要成分硬化后的水玻璃，其主要成分是是iOiO2 2，具有高度的耐酸性能，能抵抗大多數無，具有高度的耐酸性能，能抵抗大多數無機酸和有機酸的作用。但其不耐堿性介質侵蝕。機酸和有機酸的作用。但其不耐堿性介質侵蝕。（）耐熱性高（）耐熱性高 水玻璃不燃燒，硬化后形成水玻璃不燃燒，硬化后形成iOiO2 2空間網狀骨架，在高溫下硅酸凝膠干燥得更空間網狀骨架，在高溫下硅酸凝膠干燥得更加強烈，強度并不降低，甚至有所增加。加強烈，強度并不降低，甚至有所增加。|3.4 3.4 水玻璃的應用水玻璃的應用（）用作涂料，涂刷材料表面（）用作涂料，涂刷材料表面 直

18、接將液體水玻璃涂刷在建筑物表面，或直接將液體水玻璃涂刷在建筑物表面，或涂刷粘土磚、硅酸鹽制品、水泥混凝土等多涂刷粘土磚、硅酸鹽制品、水泥混凝土等多孔材料，可使材料的密實度、強度、抗滲性、孔材料，可使材料的密實度、強度、抗滲性、耐水性均得到提高。耐水性均得到提高。 這是因為水玻璃與材料中的這是因為水玻璃與材料中的a a（OHOH）2 2反反應生成硅酸鈣凝膠，填充了材料間孔隙。應生成硅酸鈣凝膠，填充了材料間孔隙。反應式為：反應式為：|同時硅酸鈉本身硬化所析出的硅酸凝膠也同時硅酸鈉本身硬化所析出的硅酸凝膠也有利于材料保護。選用不同的耐火填料，還有利于材料保護。選用不同的耐火填料，還可配制不同耐熱度的

19、水玻璃耐熱涂料。可配制不同耐熱度的水玻璃耐熱涂料。OHSiOCaOSiOnONaOHCanSiOONa2222222) 1()(|（2 2）配制防水劑）配制防水劑| 以水玻璃為基料，配制防水劑。例以水玻璃為基料，配制防水劑。例如：四礬防水劑是以藍礬如：四礬防水劑是以藍礬( (硫酸銅硫酸銅) )、明、明礬（鉀鋁礬）、紅礬（重鉻酸鉀）和紫礬（鉀鋁礬）、紅礬（重鉻酸鉀）和紫礬（鉻礬）各份，溶于礬（鉻礬）各份，溶于6060份的沸水中，份的沸水中，降溫至降溫至，投入，投入400400份水玻璃溶液中，份水玻璃溶液中，攪拌均勻而成的。這種防水劑可以在攪拌均勻而成的。這種防水劑可以在1min1min內凝結內凝

20、結, , 適用于堵塞漏洞、縫隙等適用于堵塞漏洞、縫隙等局部搶修。局部搶修。|（3 3）加固土壤）加固土壤 將模數為將模數為. .的液體水玻璃和氯化的液體水玻璃和氯化鈣溶液通過金屬管交替向地層壓入，兩種溶鈣溶液通過金屬管交替向地層壓入，兩種溶液發生化學反應，可析出吸水膨脹的硅酸膠液發生化學反應，可析出吸水膨脹的硅酸膠體，包裹土壤顆粒并填充其空隙，阻止水分體，包裹土壤顆粒并填充其空隙，阻止水分滲透并使土壤固結。用這種方法加固的砂土，滲透并使土壤固結。用這種方法加固的砂土，抗壓強度可達抗壓強度可達|。|( 4 ) ( 4 ) 配制水玻璃砂漿。配制水玻璃砂漿。 將水玻璃、礦渣粉、砂和氟硅酸鈉按一定將水

21、玻璃、礦渣粉、砂和氟硅酸鈉按一定比例配合成砂漿比例配合成砂漿, ,可用于修補墻體裂縫。可用于修補墻體裂縫。（）配制耐酸砂漿、耐酸混凝土、（）配制耐酸砂漿、耐酸混凝土、耐熱混凝土耐熱混凝土 用水玻璃作為膠凝材料，選擇耐酸骨料，用水玻璃作為膠凝材料，選擇耐酸骨料，可配制滿足耐酸工程要求的耐酸砂漿、耐酸可配制滿足耐酸工程要求的耐酸砂漿、耐酸混凝土。選擇不同的耐熱骨料，可配制不同混凝土。選擇不同的耐熱骨料，可配制不同耐熱度的水玻璃耐熱混凝土。耐熱度的水玻璃耐熱混凝土。 例例3-13-1 某單位宿舍樓的內墻使用石灰砂漿抹面。某單位宿舍樓的內墻使用石灰砂漿抹面。數月后，墻面上出現了許多不規則的網狀裂紋。數

22、月后，墻面上出現了許多不規則的網狀裂紋。同時在個別部位還發現了部分凸出的放射狀裂紋。同時在個別部位還發現了部分凸出的放射狀裂紋。試分析上述現象產生的原因。試分析上述現象產生的原因。例例3-23-2 既然石灰不耐水，為什么由它配制的灰土既然石灰不耐水，為什么由它配制的灰土或三合土卻可以或三合土卻可以 用于基礎的墊層、道路的基層等用于基礎的墊層、道路的基層等潮濕部位？潮濕部位？例例3-33-3 建筑石膏及其制品為什么適用于室內，而建筑石膏及其制品為什么適用于室內，而不適用于室外使用？不適用于室外使用？例例3-43-4 水玻璃的化學組成是什么？水玻璃的模數、水玻璃的化學組成是什么？水玻璃的模數、密度

23、（濃度）對水玻璃的性能有什么影響？密度（濃度）對水玻璃的性能有什么影響？例3-1 某單位宿舍樓的內墻使用石灰砂漿抹面。數月后，墻面上出現了許多不規則的網狀裂紋。同時在個別部位還發現了部分凸出的放射狀裂紋。試分析上述現象產生的原因。解 石灰砂漿抹面的墻面上出現不規則的網狀裂紋，引發的原因很多，但最主要的原因在于石灰在硬化過程中，蒸發大量的游離水而引起體積收縮的結果。 墻面上個別部位出現凸出的呈放射狀的裂紋，是由于配制石灰砂漿時所用的石灰中混入了過火石灰。這部分過火石灰在消解、陳伏階段中未完全熟化，以致于在砂漿硬化后，過火石灰吸收空氣中的水蒸汽繼續熟化，造成體積膨脹。從而出現上述現象。|例3-2

24、既然石灰不耐水，為什么由它配制的灰土或三合土卻可以 用于基礎的墊層、道路的基層等潮濕部位？|解：石灰土或三合土是由消石灰粉和粘土等按比例配制而成的。加適量的水充分拌合后，經碾壓或夯實，在潮濕環境中石灰與粘土表面的活性氧化硅或氧化鋁反應，生成具有水硬性的水化硅酸鈣或水化鋁酸鈣，所以灰土或三合土的強度和耐水性會隨使用時間的延長而逐漸提高，適于在潮濕環境中使用。|再者，由于石灰的可塑性好，與粘土等拌合后經壓實或夯實，使灰土或三合土的密實度大大提高，降低了孔隙率，使水的侵入大為減少。因此灰土或三合土可以用于基礎的墊層、道路的基層等潮濕部位。（3 3） 硬化后石膏的主要成分是二水石膏，當受硬化后石膏的主要成分是二水石膏，當受到高溫作用時或遇火后會脫出到高溫作用時或遇火后會脫出21%21%左右的結晶水，左右的結晶水，并能在表面蒸發形成水蒸氣幕，可有效地阻止火并能在表面蒸發形成水蒸氣幕，可有效地阻止火勢的蔓延，具有一定的防火性。勢的蔓延，具有一定的防火性。（4 4） 建筑石膏制品還具有較高的熱容量和一定