3.2 建筑石膏
3.2.1 建筑石膏生產簡介
建筑石膏按原材料種類分為天然建筑石膏（N）、脫硫建筑石膏（S）和磷建筑石膏（P）三類。
生產建筑石膏的主要原料是天然二水石膏（CaSO4·2H2O）礦石（或稱生石膏），也可以是一些富含硫酸鈣的化學工業副產品石膏，如磷石膏、氟石膏等。
生產石膏的主要工序是煅燒和磨細。煅燒是指建筑石膏由二水石膏在非密閉狀態下加熱至107～170℃時，部分結晶水脫出后生成β型半水石膏；磨細是指β型半水石膏磨成細粉，即可得建筑石膏。石膏煅燒反應式為
CaSO4·2H2O—→CaSO4·0.5H2O+1.5H2O
建筑石膏晶粒較細，調制漿體時需水量較大。其中雜質含量少、顏色潔白、磨得較細的產品可作為模型石膏。建筑石膏的密度為2.5～2.8g/cm3，其緊密堆積密度為1000～1200kg/m3，疏松堆積密度為800～1000kg/m3。
3.2.2 建筑石膏的技術要求
根據國家標準《建筑石膏》（GB/T 9776—2008）的規定，建筑石膏按2h抗折強度分為3.0、2.0、1.6三個等級，其細度、凝結時間、抗壓強度及抗折強度等技術指標的要求見表3.4。
建筑石膏產品標記的順序為產品名稱、代號、等級、標準編號。例如，等級為2.0級的建筑石膏，其標記為：建筑石膏N2.0 GB/T 9776—2008。
表3.4 建筑石膏技術指標（GB/T 9776—2008）
3.2.3 建筑石膏的硬化機理
建筑石膏與適量水混合后，最初成為可塑的漿體，但很快就失去可塑性產生強度，并發展成為堅硬的固體。發生這種現象的實質，是由于漿體內部經歷了一系列的物理和化學變化。首先半水石膏溶解于水，很快成為不穩定的飽和溶液，溶液中的半水石膏與水反應形成二水石膏，這就是水化。其水化反應式為：
CaSO4·0.5H2O+1.5H2O—→CaSO4·2H2O
由于水化產物二水石膏的溶解度比β型半水石膏小得多（僅為β型半水石膏溶解度的1/5），β型半水石膏的飽和溶液對二水石膏就成了過飽和溶液，逐漸形成晶核，當晶核大到某一臨界值以后，二水石膏就結晶析出。這時溶液濃度降低，使新的一批半水石膏又可繼續溶解和水化。如此循環進行，直到β型半水石膏完全耗盡。隨著水化的進行，二水石膏生成量不斷增加，水分逐漸減少，漿體開始失去可塑性，這稱為初凝。以后漿體繼續變稠，顆粒間的摩擦力、黏結力增加，并開始產生結構強度，表現為終凝。其間晶體顆粒也逐漸長大、連生和互相交錯，使漿體強度不斷增長，直至剩余水分完全蒸發后，強度才停止發展。這就是建筑石膏硬化過程。因此，建筑石膏由漿體轉變為具有強度的晶體結構，歷經水化、凝結、硬化三個階段。
3.2.4 建筑石膏的特性
建筑石膏與其他膠凝材料相比，具有以下特性。
1.凝結硬化快
建筑石膏漿體凝結極快，初凝一般只需幾分鐘，終凝也不超過30min。在自然干燥的條件下，建筑石膏達到完全硬化的時間約需一星期左右。
在施工過程中，如需降低凝結速度，可適量加入緩凝劑，如加入0.1%～0.2%的動物膠或1%的亞硫酸酒精廢液。
2.微膨脹性
建筑石膏在硬化初期能產生1%的體積膨脹，這可使硬化體表面光滑飽滿，干燥時不開裂，且能使制品造型棱角很清晰，有利于制造復雜圖案花型的石膏裝飾件。石膏可以不加填充料而單獨使用。
3.孔隙率大
建筑石膏水化反應理論需水量約為18.6%，為獲得良好可塑性的石膏漿體，通常加水量達石膏質量的60%～80%。石膏硬化后多余的水分蒸發掉，使石膏制品的孔隙率高達40%～60%。因此，石膏制品具有表觀密度小、隔熱保溫及吸聲性能好的特點。
4.耐水性差
由于建筑石膏制品空隙率大，使得石膏制品的強度較低，耐水性、抗滲性及抗凍性差。
5.可塑性好
石膏配制的灰漿具有很強的可塑性，可以人為地澆注成任意形狀，施工方便。
6.抗火性好
建筑石膏硬化后的主要成分是帶有兩個結晶水的二水石膏，當其遇到火時，二水石膏脫出結晶水，結晶水吸收熱量蒸發時，蒸發水分能在火與石膏制品之間形成蒸汽霧，降低了石膏表面的溫度，有效地阻止火的蔓延。制品厚度越大，防火性能越好。
3.2.5 建筑石膏的應用
建筑石膏及其制品具有輕質、隔熱、吸聲、美觀及易于加工等優點，因此用途廣泛，其應用介紹如下。
1.室內抹灰及粉刷
建筑石膏加水、砂拌和成石膏砂漿，可用于語音室內抹灰。這種抹灰墻面具有絕熱、阻火、隔音、舒適、美觀等特點。抹灰后的墻面和頂棚還可以直接涂刷及貼墻紙。
建筑石膏加水調成石膏漿體，還可以摻入部分石灰用于室內粉刷涂料，粉刷后的墻面光滑、細膩、潔白、美觀。
2.裝飾制品
以石膏為主要原料，摻加少量的纖維增強材料和膠料，加水攪拌成石膏漿體，利用石膏硬化時體積微膨脹、質輕、多孔及防火的性能，制成各種石膏雕塑、建筑裝飾及石膏板材，用于各種裝飾品、建筑物的室內隔斷及吊頂等。
3.石膏板
我國目前生產的石膏板，主要有紙面石膏板、石膏空心板、石膏裝飾板和纖維石膏板等。
（1）紙面石膏板。紙面石膏板是以石膏作芯材，兩面用紙做護面而制成的，主要用于內墻、隔墻、天花板等處。
（2）石膏空心板。石膏空心板強度高，可用作住宅和公共建筑的內墻和隔墻等，安裝時不需要龍骨。
（3）石膏裝飾板。石膏裝飾板有平板、多孔板、花紋板、浮雕板等多種，它尺寸精確、線條清晰、顏色鮮艷、造型美觀、品種多樣、施工簡單，主要用于公共建筑，可作為墻面和天花板等。
（4）纖維石膏板。以建筑石膏為主要原料摻加適量的纖維增強材料而制成。這種板的抗彎強度高，可用于內墻和隔墻，也可用來替代木材制作家具。將玻璃纖維、紙筋或礦棉等纖維材料先在水中松解，然后與建筑石膏及適量的浸潤劑混合制成漿料，在長網成型機上經鋪漿、脫水而制成纖維石膏板。它的抗折強度和彈性模量都高于紙面石膏板。纖維石膏板主要用于建筑物的內隔墻和吊頂。
此外，還有石膏蜂窩板、防潮石膏板、石膏礦棉復合板等品種，可分別用做絕熱板、吸聲板、內墻和隔墻板、天花板、地面基層板等。
建筑石膏的儲存期為3個月，儲存建筑石膏時應注意防雨防潮，存儲期一般不要超過3個月，過期或受潮后，強度會有一定程度的降低。石膏制品表面如未做防潮處理，則只能在干燥環境中使用，其存儲期也不宜超過3個月。在存儲、運輸及施工過程中要嚴格注意防水、防潮。