石膏基复合材料 (1)

1、主讲人：廖莹 学号：1106030224目录目录1.石膏的概念和种类及分布石膏的概念和种类及分布 2.石膏基复合材料的特性和特点石膏基复合材料的特性和特点 3.石膏基浆体的制备和强度发展过程石膏基浆体的制备和强度发展过程 4.纤维增强石膏的概念和石膏基电磁材料纤维增强石膏的概念和石膏基电磁材料 5.玻璃纤维增强石膏的性能与应用玻璃纤维增强石膏的性能与应用 6.石膏基复合材料的应用及前景石膏基复合材料的应用及前景 石膏的概念和种类石膏的概念和种类 石膏胶凝材料是一种以硫酸钙（石膏胶凝材料是一种以硫酸钙（CaSO4）为主）为主要成分的气硬性无机胶凝材料。其品种主要有建要成分的气硬性无机胶凝材料。其

2、品种主要有建筑石膏、高强石膏、粉刷石膏、无水石膏水泥、筑石膏、高强石膏、粉刷石膏、无水石膏水泥、高温煅烧石膏等。高温煅烧石膏等。 其中，以半水石膏（其中，以半水石膏（CaSO41/2H2O）为主）为主要成分的建筑石膏和高强石膏在建筑工程中应用要成分的建筑石膏和高强石膏在建筑工程中应用较多，最常用的是建筑石膏较多，最常用的是建筑石膏。 我国石膏矿储存量居于世界首位，有：我国石膏矿储存量居于世界首位，有： （1）南京石膏矿）南京石膏矿 （2）大汶口石膏矿）大汶口石膏矿山东山东 （3）平邑石膏矿）平邑石膏矿山东山东 （4）大量的化学（副产品）石膏，如磷石）大量的化学（副产品）石膏，如磷石膏、脱硫石膏

3、。膏、脱硫石膏。 我国石膏资源的我国石膏资源的分布分布情况情况我国石膏资源的我国石膏资源的分布分布情况情况 据统计我国化学副产品石膏已经达到据统计我国化学副产品石膏已经达到4000万吨，万吨，燃煤电厂烟气脱硫也迫在眉睫。燃煤电厂烟气脱硫也迫在眉睫。 从建设需要来看，目前墙体材料使用最多的仍从建设需要来看，目前墙体材料使用最多的仍然是粘土砖，年产量近然是粘土砖，年产量近4000亿块，平均每年毁坏农亿块，平均每年毁坏农田达五万亩。无论从生态平衡、环境保护、资源合田达五万亩。无论从生态平衡、环境保护、资源合理利用，还是走持续发展之路、发展绿色建材来看，理利用，还是走持续发展之路、发展绿色建材来看，综

4、合利用，变废为宝，势在必行综合利用，变废为宝，势在必行。石膏基复合材料的特性石膏基复合材料的特性C石膏胶凝材料是一种理想的高效节能材料石膏胶凝材料是一种理想的高效节能材料重重点发展的新型材料点发展的新型材料C具有质轻、强度较高、绝热、防火、质地细腻美具有质轻、强度较高、绝热、防火、质地细腻美观观-优良的装饰材料优良的装饰材料C我国已经探明的天然石膏矿储量为我国已经探明的天然石膏矿储量为52亿吨，化学亿吨，化学石膏储量约石膏储量约100万吨以上万吨以上C易于加工，成品多样易于加工，成品多样-各类石膏线各类石膏线C在美国，目前在美国，目前80%的住宅使用石膏板作为内墙和的住宅使用石膏板作为内墙和吊

5、顶；吊顶；C石膏的种类很多，主要有建筑石膏，高强石膏，石膏的种类很多，主要有建筑石膏，高强石膏，无机石膏水泥、高温煅烧石膏无机石膏水泥、高温煅烧石膏石膏胶凝材料特点石膏胶凝材料特点 生产工艺简单生产工艺简单 单位燃料消耗和电量消耗低单位燃料消耗和电量消耗低 可取代粘土砖可取代粘土砖目前墙体材料使用最多的仍然是粘土砖，目前墙体材料使用最多的仍然是粘土砖，年产量近年产量近4000亿块，平均每年毁坏农田达五万亩。亿块，平均每年毁坏农田达五万亩。 石膏胶凝材料及其制品由于生产工艺简单，单石膏胶凝材料及其制品由于生产工艺简单，单位燃料消耗和电量消耗低，近代随着工业的发展位燃料消耗和电量消耗低，近代随着工

6、业的发展又迅速发展起来。除用作建筑装饰外，还制作各又迅速发展起来。除用作建筑装饰外，还制作各种板材、砌块、高层建筑用的隔墙板、饰面板、种板材、砌块、高层建筑用的隔墙板、饰面板、地坪板、天花板及隔热防火隔音板等。并逐步由地坪板、天花板及隔热防火隔音板等。并逐步由单一用途向复合过渡，由非承重向承重构件过渡，单一用途向复合过渡，由非承重向承重构件过渡，用途愈来愈广，产量也愈来愈高。用途愈来愈广，产量也愈来愈高。天然二水石膏在加热过程中，随着天然二水石膏在加热过程中，随着加热温度加热温度和和加热方式加热方式的不同，可以得到不同性质的石膏产品。的不同，可以得到不同性质的石膏产品。二二水水石石膏膏1071

7、700煅烧煅烧 （建筑石膏）（建筑石膏）型半水石膏1250C，0.13MPa蒸压锅蒸炼蒸压锅蒸炼 （高强石膏）（高强石膏） 型半水石膏OHOHCaSOOHCaSO22424211212 不不同同条条件件反反应应式式：化学反应方程式化学反应方程式将二水石膏加热使之部分将二水石膏加热使之部分或全部脱出水分，或全部脱出水分，以制备不同的脱水石膏相以制备不同的脱水石膏相石膏基浆体的硬化及其强度发展过程石膏基浆体的硬化及其强度发展过程半水石膏加水后化学反应：半水石膏加水后化学反应： 实践证明实践证明石膏胶凝材料在水化过程中，仅形石膏胶凝材料在水化过程中，仅形成水成水化产物，浆体并不一定能形成具有强度的人

8、造石，化产物，浆体并不一定能形成具有强度的人造石，而只有当水化物晶体互相连生形成结晶结构网时而只有当水化物晶体互相连生形成结晶结构网时，才能硬化并形成具有强度的人造石。才能硬化并形成具有强度的人造石。 石膏浆体的硬化过程就是结晶结构网的形成过程石膏浆体的硬化过程就是结晶结构网的形成过程CaSO41/2H2O + 3/2 H2O = CaSO42H2O + Q(19.2J/gSO3石膏胶凝材料的价值在于半水石膏或者脱水石膏能石膏胶凝材料的价值在于半水石膏或者脱水石膏能够水化硬化够水化硬化 第一阶段第一阶段 5min以前，浆体以前，浆体的塑性强度很低，且增的塑性强度很低，且增长很慢；长很慢；第二阶

9、段第二阶段 5min30min，强度迅速增大，并发展强度迅速增大，并发展到最大值；到最大值；最后如果硬化浆体在潮湿最后如果硬化浆体在潮湿条件下养护，则强度逐条件下养护，则强度逐渐有所下降。渐有所下降。 图图 型半水石膏浆体强度的发型半水石膏浆体强度的发展过程展过程 随着水化的不断进行，生成的二水石膏不随着水化的不断进行，生成的二水石膏不断增多，浆体的稠度不断增加，使浆体逐断增多，浆体的稠度不断增加，使浆体逐渐失去可塑性，石膏凝结。其后随着水化渐失去可塑性，石膏凝结。其后随着水化的进一步进行，二水石膏胶体微粒凝聚并的进一步进行，二水石膏胶体微粒凝聚并转变为晶体。晶体颗粒逐渐长大，且晶体转变为晶体

10、。晶体颗粒逐渐长大，且晶体颗粒间相互搭接、交错、共生（二个以上颗粒间相互搭接、交错、共生（二个以上晶粒生长在一起）形成结晶结构，使之逐晶粒生长在一起）形成结晶结构，使之逐渐产生强度，即浆体产生了硬化。渐产生强度，即浆体产生了硬化。 纤维增强石膏的简介纤维增强石膏的简介 石膏系由单一矿物组成的气硬性无机胶凝材石膏系由单一矿物组成的气硬性无机胶凝材料，其最大的不足是脆性大、强度低、抗水性差。料，其最大的不足是脆性大、强度低、抗水性差。由于石膏对无机物的胶粘性通常较差，早期主要由于石膏对无机物的胶粘性通常较差，早期主要用木屑、芦苇、黄麻等有机纤维增强石膏，以提用木屑、芦苇、黄麻等有机纤维增强石膏，以

11、提高其强度和韧性、改善抗水性。高其强度和韧性、改善抗水性。 目前用于玻璃增强石膏的基体是：目前用于玻璃增强石膏的基体是：-半水石膏半水石膏，拌合料需水少强度高，拌合料需水少强度高， 半水石膏半水石膏，即常用的建，即常用的建筑石膏筑石膏玻璃纤维增强石膏的性能玻璃纤维增强石膏的性能1、抗冲击性。、抗冲击性。 抗冲击强度为相同纤维体积的抗冲击强度为相同纤维体积的2倍倍2、耐火性、耐火性 玻璃增强石膏本身就有优良的耐火性，并能防止玻璃增强石膏本身就有优良的耐火性，并能防止基体散落在火中。但是不能直接用于潮湿的环境基体散落在火中。但是不能直接用于潮湿的环境中，会使其强度降低。中，会使其强度降低。玻璃纤维

12、增强石膏的应用玻璃纤维增强石膏的应用 玻璃纤维增强石膏现已形成规模的主要玻璃纤维增强石膏现已形成规模的主要是纤维石膏板，用于学校的隔墙系统，楼是纤维石膏板，用于学校的隔墙系统，楼板构件以及油库、仓库、电站缆道的隔火板构件以及油库、仓库、电站缆道的隔火层。此外玻璃纤维增强石膏制成的模具，层。此外玻璃纤维增强石膏制成的模具，用以浇铸特殊形状的耐火材料，可使模具用以浇铸特殊形状的耐火材料，可使模具的浇铸寿命从的浇铸寿命从30次增加到次增加到60次次石膏基电磁材料石膏基电磁材料 国外也有在半水石膏中加入导电物质（如国外也有在半水石膏中加入导电物质（如导电聚合物、石墨）提高石膏材料导电性导电聚合物、石墨

13、）提高石膏材料导电性能，以制成石膏基导电材料的研究；及在能，以制成石膏基导电材料的研究；及在半水石膏中加入磁化粒子（如铁氧体类、半水石膏中加入磁化粒子（如铁氧体类、稀土类）使得磁化粒子在石膏制品中定向稀土类）使得磁化粒子在石膏制品中定向排料，制造石膏磁性材料的研究。这些石排料，制造石膏磁性材料的研究。这些石膏材料可用于需要一定电磁屏蔽的场合。膏材料可用于需要一定电磁屏蔽的场合。石膏基复合材料的应用及前景石膏基复合材料的应用及前景 1、石膏能加工成多类型的石膏变体材料。、石膏能加工成多类型的石膏变体材料。 2、我国应用石膏制造低档陶瓷模具，食品添加、我国应用石膏制造低档陶瓷模具，食品添加剂及药物

14、填充料。石膏本身可以烧制成陶瓷。剂及药物填充料。石膏本身可以烧制成陶瓷。 3、上世纪七十年代开始才有人从事石膏加工脱、上世纪七十年代开始才有人从事石膏加工脱水相的制备和胶凝机理，熟石膏陈化机理，提高水相的制备和胶凝机理，熟石膏陈化机理，提高石膏制品耐水和强度性能，生产高强石膏粉，高石膏制品耐水和强度性能，生产高强石膏粉，高强石膏功能板。强石膏功能板。 4、砌块等墙体材料、砌块等墙体材料 5、水泥速凝剂，调节硬化速度；、水泥速凝剂，调节硬化速度； 石膏基复合材料以其性能优越会被人们逐步接受，石膏基复合材料以其性能优越会被人们逐步接受，也将成为最好的墙体材料之一，将在建筑上广泛也将成为最好的墙体材料之一，将在建筑上广泛应用，成为主要