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第4章 石膏装饰制品 4.1 学习指导 石膏及其制品具有质轻，保温，不燃，防火，吸声，形体饱满，线条清晰，表面光滑而细腻，装饰性好等特点，因而是建筑装饰工程常用的装饰材料之一。 4.1.1石膏的基础知识 1.建筑石膏 （1）石膏的制备。 ①石膏胶凝材料的原料。 生产石膏胶凝材料的原料有天然石膏（又称生石膏、软石膏）、含硫酸钙的化工副产品和工业副产石膏，其化学式为CaSO4·2H2O，均称二水石膏，目前常用的原料主要是天然二水石膏。 ②石膏的制备方法及品种。 A.石膏的制备。 石膏的生产工序主要是粉碎、加热与粉磨。 B.石膏的品种。 a.建筑石膏。在常压下加热温度达到107~170℃时，二水石膏脱水变成β型半水石膏（即建筑石膏），其反应式为 CaSO4·2H2Oβ-CaSO4·H2O+H2O b.高强石膏。将二水石膏在压蒸条件下（0.13MPa、125℃）加热，则生成α型半水石膏（即高强石膏），其反应式为 CaSO4·2H2Oα-CaSO4·H2O+H2O α型和β型半水石膏，虽然化学成分相同，但宏观性能上相差很大，表4-1列出了α型与β型半水石膏两者的强度、密度及水化热等性能，进行比较后可见，由于α型半水石膏的标准稠度用水量比β型小很多，因此强度大得多。 α型半水石膏结晶完整，常是短柱状，晶粒较粗大，聚集体的内比表面积较小。β型半水石膏结晶较差，常为细小的纤维状或片状聚集体，内比表面积较大。因此，前者的水化速率慢，水化热低，需水量小，硬化体的强度高，而后者则与之相反。 表4-1 α型半水石膏和β型半水石膏性能比较 类 别 标准稠度用水量 抗压强度/MPa 密度/（g/cm3） 水化热/（J/mol） α-半水石膏 β-半水石膏 0.40~0.45 0.70~0.85 24~40 7~10 2.73~2.75 2.62~2.64 17200±85 19300±85 石膏的品种虽很多，但在工程上应用最多的是建筑石膏。 （2）建筑石膏的凝结硬化机理。 建筑石膏与适量的水拌合后，最初成为具有良好可塑性的浆体，但很快失去可塑性，产生强度，并逐渐发展成为坚硬的固体，这种现象称为凝结硬化。基本要点如下： ①半水石膏加水后进行如下化学反应： CaSO4·H2O+H2O—→CaSO4·2H2O 半水石膏首先溶解形成不稳定的过饱和溶液。 ②二水石膏结晶，促使半水石膏继续溶解，继续水化，如此循环，直到半水石膏全部耗尽。 ③由于二水石膏粒子比半水石膏粒子小得多，其生成物总表面积大，所需吸附水量也多，加之水分的蒸发，浆体的稠度逐渐增大，颗粒之间的摩擦力和黏结力增加，因此浆体可塑性减少，表现为石膏的“凝结”。 ④随着水化的不断进行，二水石膏胶体微粒凝聚并转变为晶体。晶体颗粒逐渐长大，且晶体颗粒间相互搭接、交错、共生，使浆体失去可塑性，产生强度，即浆体产生“硬化”。 （3）建筑石膏的性质。 ①建筑石膏的特性。 与水泥和石灰等无机胶凝材料比，石膏具有以下特征： A.建筑石膏的装饰性好； B.凝结硬化快； C.凝结硬化时体积微膨胀； D.孔隙率大、体积密度小； E.强度低； F.有较好的功能性； G.具有良好的防火性； H.耐水性和抗冻性差。 ②建筑石膏的技术要求。 建筑石膏为白色粉末，密度为2.60~2.75g/cm3，堆积密度为800~1000kg/m3。技术要求主要有强度、细度和凝结时间，并按2h强度（抗折强度）分为3.0、2.0和1.6三个等级。其基本技术要求见表4-2。 表4-2 建筑石膏物理力学性能（GB/T 9776—2008）β型半水石膏，其晶粒较细，调制成一定稠度的浆体时，需水量较大，因而硬化后强度较低，但杂质少、色白。主要用于陶瓷的制坯工艺，少量用于装饰浮雕。 3.高强石膏 若将二水石膏置于0.13MPa压力和125℃的过饱和蒸汽条件下蒸炼脱水，或置于某些盐溶液中沸煮，可得到α型半水石膏，将此熟石膏磨细得到的粉末称为高强石膏。高强石膏硬化后密度较高，强度较大，7天时可达15~40MPa。 高强石膏主要用于室内高级抹灰、各种石膏板、嵌条、大型石膏浮雕等。 4.粉刷石膏 粉刷石膏是二水石膏或无水石膏经煅烧，单独或两者混合后掺入外加剂，也可加入集料制成的胶结料。粉刷石膏按用途分为面层粉刷石膏（M）、底层粉刷石膏（D）和保温层粉刷石膏（W）。 面层粉刷石膏细度要求1.0mm方孔筛和0.2mm方孔筛的筛余应分别不大于0%和40%，底层粉刷石膏和保温层粉刷石膏不作规定。初凝时间应不小于lh，终凝时间应不大于8h，可操作时间不小于30min。粉刷石膏的保水率的规定是：面层粉刷石膏、底层粉刷石膏和保温层粉刷石膏应分别不小于90%、75%和60%。保温层粉刷石膏的体积密度应不大于500kg/m3。粉刷石膏的强度应满足标准（表4-3）的要求。