石膏

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石膏是单斜晶系矿物的代表,其核心化学成分是硫酸钙(CaSO4)。这种矿物在工业和建筑行业中得到了广泛应用,可以作为水泥缓凝剂、石膏建筑制品原料、模型制作材料、医用食品添加剂、硫酸生产原料、纸张填料以及油漆填料等。值得一提的是,由于石膏及其制品的特殊性质,它们具有良好的隔音、隔热和防火性能。

我国的石膏资源十分丰富,分布很广。自然界有天然二水石膏(CaSO4·2H2O)、天然无水石膏(CaSO4,又称硬石膏)和各种工业副产品或废料—化学石膏。作为建筑材料,石膏的应用有着悠久的历史,二水石膏也是生产水泥不可缺少的原料。

石膏

分类

石膏胶凝材料通常是将原料(二水石膏)在不同压力和温度下煅烧、脱水,再经磨细而成。同一种原料,在不同的煅烧条件下,所得产品的结构、性质、用途也各不相同。

(1)天然二水石膏。天然二水石膏(CaSO4·2H2O)又称软石膏或生石膏。它是生产石膏胶凝材料的主要原料。纯净的天然二水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。

(2)建筑石膏。将天然二水石膏在107~170℃条件下加热脱去部分结晶水,再经磨细,且未添加任何外加剂制备而成的粉状胶凝材料,称为建筑石膏。主要成分为β型半水石膏(β-CaSO4·0.5H2O),其晶粒细小,调制浆体时需水量较大。

建筑石膏为白色或灰白色粉末,密度为2.6~2.75g/cm3,堆积密度为800~1000kg/m3。生产建筑石膏的原材料除了天然石膏外,还包括以工业副产石膏生产的建筑石膏,用代号“N”表示;以烟气脱硫石膏为原料制取的建筑石膏,用代号“S”表示;以磷石膏为原料制取的建筑石膏,用代号“P”表示。

(3)高强石膏。由二水石膏原料在有蒸汽压力的条件下脱水,所得产品为α型半水石膏(α-CaSO4·0.5H2O),经磨细得到的白色粉末,即为高强石膏。因其晶粒粗大,比表面积小,需水量少,其制品硬化后密实度大,强度较高。高强石膏常用于建筑抹灰,制作装饰制品和石膏板。掺入防水剂后,还可生产高强防水石膏及制品。

(4)可溶性硬石膏。因其脱水温度较高,半水石膏易转变为结构疏松的天然无水石膏(CaSO4)。其需水量大,凝结很快,强度低,不宜直接使用。需储存一段时间(即陈化处理),使其转变成半水石膏(CaSO4·0.5H2O)后,方可使用。

(5)不溶性硬石膏。已成为死烧石膏。难溶于水,失去凝结硬化能力。但是,如果掺入适量激发剂(如石灰等)混合磨细,即可制成无水石膏,强度可达5~30MPa,可用于制造石膏板和其他制品等。

(6)高温煅烧石膏。加热温度超过800℃时,生成的煅烧石膏,在分解出的CaO的激发下,具有重新凝结硬化的能力,被称为高温煅烧石膏,又称地板石膏。它主要用于砌筑及制造人造大理石的砂浆,还可加入稳定剂、填料等经塑化压制成地板材料。

应用

石膏在工业领域中发挥着至关重要的作用。它的应用广泛且多样,从建筑材料到农业改良,再到工业制造,都离不开它的身影。

首先,在建筑领域,石膏扮演着不可或缺的角色。它被大量用于制造石膏板、石膏线条以及各种石膏装饰品。石膏板,作为一种常见的建筑材料,被广泛应用于内墙和天花板的构造。而石膏线条则主要用于装饰室内空间,为建筑物增添美感。鉴于对这些产品的巨大需求,石膏在建筑行业中具有巨大的市场潜力。

其次,石膏在农业领域也发挥了积极的作用。它可以改善土壤结构,为植物提供必需的营养元素。凭借其强大的吸水性和改善土壤通透性的能力,石膏有助于防止土壤侵蚀,提高土壤的肥力。此外,它还能调节土壤的pH值,为植物提供生长所需的钙和硫等营养元素,从而促进植物的生长发育。因此,石膏在农业生产中被广泛应用,为土壤改良、作物种植和养殖业提供了有力的支持。

再者,石膏在工业制造过程中也起到了重要的作用。它可以作为原料用于制造石膏粉、石膏制品以及石膏制造机械设备。石膏粉主要用来制造水泥、石膏板等建筑材料,而石膏制品则广泛应用于陶瓷、玻璃、造纸和塑料等行业。石膏制造机械设备则用于大规模生产石膏制品。这些工业应用为各个行业提供了重要的原材料和生产设备。

资源

我国拥有丰富的石膏资源,总储量超过800亿吨,位列世界首位。这些石膏资源主要分布在23个省、市、自治区,其中储量超过10亿吨的省份依次为山东、内蒙古、青海、湖南、湖北、宁夏、云南、安徽、江苏和广西。然而,我国优质石膏资源相对较少,普通石膏和硬石膏占据多数。其中,优质石膏储量仅占总储量的1.8%,主要分布在湖北应城、荆门,湖南衡山,广东三水、四会,山东苍山、枣庄以及山西平陆等地;普通石膏占总储量的19%,主要分布在甘肃景泰、宁夏盐池、青海互助等地;硬石膏占总储量的42%-60%,主要分布在内蒙古、安徽、云南、湖南等地。此外,泥质石膏、硬石膏、碳酸盐质石膏等其他种类石膏储量占19%,分布相对广泛。

最后更新:2023-10-30