石膏基復(fù)合材料

1、石膏基復(fù)合材料主講人： 小組人員：目錄：石膏的概念和種類(lèi)及分布 石膏基復(fù)合材料的特性和特點(diǎn) 石膏基漿體的制備和強(qiáng)度發(fā)展過(guò)程 纖維增強(qiáng)石膏的概念和石膏基電磁材料 玻璃纖維增強(qiáng)石膏的性能與應(yīng)用 石膏基復(fù)合材料的應(yīng)用及前景 石膏的概念和種類(lèi)：石膏膠凝材料是一種以硫酸鈣（CaSO4）為主要成分的氣硬性無(wú)機(jī)膠凝材料。其品種主要有建筑石膏、高強(qiáng)石膏、粉刷石膏、無(wú)水石膏水泥、高溫煅燒石膏等。 其中，以半水石膏（CaSO41/2H2O）為主要成分的建筑石膏和高強(qiáng)石膏在建筑工程中應(yīng)用較多，最常用的是建筑石膏。 我國(guó)石膏資源：我國(guó)石膏礦儲(chǔ)存量居于世界首位，有：我國(guó)石膏資源：我國(guó)石膏礦儲(chǔ)存量居于世界首位，有： （1

2、）南京石膏礦）南京石膏礦 （2）大汶口石膏礦）大汶口石膏礦山東山東 （3）平邑石膏礦）平邑石膏礦山東山東 （4）大量的化學(xué)（副產(chǎn)品）石膏，如磷石膏、脫硫石膏。）大量的化學(xué)（副產(chǎn)品）石膏，如磷石膏、脫硫石膏。 據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)化學(xué)副產(chǎn)品石膏已經(jīng)達(dá)到據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)化學(xué)副產(chǎn)品石膏已經(jīng)達(dá)到4000萬(wàn)噸，燃煤電萬(wàn)噸，燃煤電廠煙氣脫硫也迫在眉睫。廠煙氣脫硫也迫在眉睫。從建設(shè)需要來(lái)看，目前墻體材料使用最多的仍然是粘土磚，從建設(shè)需要來(lái)看，目前墻體材料使用最多的仍然是粘土磚，年產(chǎn)量近年產(chǎn)量近4000億塊，平均每年毀壞農(nóng)田達(dá)五萬(wàn)畝。無(wú)論從億塊，平均每年毀壞農(nóng)田達(dá)五萬(wàn)畝。無(wú)論從生態(tài)平衡、環(huán)境保護(hù)、資源合理利用，還是走持續(xù)發(fā)展

3、之生態(tài)平衡、環(huán)境保護(hù)、資源合理利用，還是走持續(xù)發(fā)展之路、發(fā)展綠色建材來(lái)看，綜合利用，變廢為寶，勢(shì)在必行路、發(fā)展綠色建材來(lái)看，綜合利用，變廢為寶，勢(shì)在必行我國(guó)石膏資源的情況：我國(guó)石膏資源的情況：石膏基復(fù)合材料的特性：石膏膠凝材料特點(diǎn)：石膏膠凝材料特點(diǎn)： 生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單 單位燃料消耗和電量消耗低單位燃料消耗和電量消耗低 可取代粘土磚可取代粘土磚目前墻體材料使用最多的仍然是粘土磚，目前墻體材料使用最多的仍然是粘土磚，年產(chǎn)量近年產(chǎn)量近4000億塊，平均每年毀壞農(nóng)田達(dá)五萬(wàn)畝。億塊，平均每年毀壞農(nóng)田達(dá)五萬(wàn)畝。石膏膠凝材料及其制品由于生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，單位燃料消耗和石膏膠凝材料及其制品由于生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單

4、，單位燃料消耗和電量消耗低，近代隨著工業(yè)的發(fā)展又迅速發(fā)展起來(lái)。除用電量消耗低，近代隨著工業(yè)的發(fā)展又迅速發(fā)展起來(lái)。除用作建筑裝飾外，還制作各種板材、砌塊、高層建筑用的隔作建筑裝飾外，還制作各種板材、砌塊、高層建筑用的隔墻板、飾面板、地坪板、天花板及隔熱防火隔音板等。并墻板、飾面板、地坪板、天花板及隔熱防火隔音板等。并逐步由單一用途向復(fù)合過(guò)渡，由非承重向承重構(gòu)件過(guò)渡，逐步由單一用途向復(fù)合過(guò)渡，由非承重向承重構(gòu)件過(guò)渡，用途愈來(lái)愈廣，產(chǎn)量也愈來(lái)愈高。用途愈來(lái)愈廣，產(chǎn)量也愈來(lái)愈高?；瘜W(xué)反應(yīng)式化學(xué)反應(yīng)式：天然二水石膏在加熱過(guò)程中，隨著天然二水石膏在加熱過(guò)程中，隨著加熱溫度加熱溫度和和加熱方式加熱方式的不同

5、，可以得到不同性質(zhì)的石膏產(chǎn)品。的不同，可以得到不同性質(zhì)的石膏產(chǎn)品。二二水水石石膏膏1071700煅燒煅燒 （建筑石膏）（建筑石膏）型半水石膏1250C，0.13MPa蒸壓鍋蒸煉蒸壓鍋蒸煉 （高強(qiáng)石膏）（高強(qiáng)石膏） 型半水石膏OHOHCaSOOHCaSO22424211212 不不同同條條件件反反應(yīng)應(yīng)式式：將二水石膏加熱使之部分將二水石膏加熱使之部分或全部脫出水分，或全部脫出水分，以制備不同的脫水石膏相以制備不同的脫水石膏相石膏基漿體的硬化及其強(qiáng)度發(fā)展過(guò)程石膏基漿體的硬化及其強(qiáng)度發(fā)展過(guò)程半水石膏加水后化學(xué)反應(yīng)：半水石膏加水后化學(xué)反應(yīng)：實(shí)踐證明：石膏膠凝材料在水化過(guò)程中，僅形成水化產(chǎn)物，實(shí)踐證明：

6、石膏膠凝材料在水化過(guò)程中，僅形成水化產(chǎn)物，漿體并不一定能形成具有強(qiáng)度的人造石，而只有當(dāng)水化物漿體并不一定能形成具有強(qiáng)度的人造石，而只有當(dāng)水化物晶體互相連生形成結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)時(shí)，才能硬化并形成具有強(qiáng)晶體互相連生形成結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)時(shí)，才能硬化并形成具有強(qiáng)度的人造石。度的人造石。石膏漿體的硬化過(guò)程就是結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)的形成過(guò)程石膏漿體的硬化過(guò)程就是結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)的形成過(guò)程CaSO41/2H2O + 3/2 H2O = CaSO42H2O + Q(19.2J/gSO3石膏膠凝材料的價(jià)值在于半水石膏或者脫水石膏能夠水化硬化石膏膠凝材料的價(jià)值在于半水石膏或者脫水石膏能夠水化硬化 第一階段第一階段 5min以前，漿體以前，漿

7、體的塑性強(qiáng)度很低，且增的塑性強(qiáng)度很低，且增長(zhǎng)很慢；長(zhǎng)很慢；第二階段第二階段 5min30min，強(qiáng)，強(qiáng)度迅速增大，并發(fā)展到度迅速增大，并發(fā)展到最大值；最大值；最后如果硬化漿體在潮濕最后如果硬化漿體在潮濕條件下養(yǎng)護(hù)，則強(qiáng)度逐條件下養(yǎng)護(hù)，則強(qiáng)度逐漸有所下降。漸有所下降。 圖圖 型半水石膏漿體強(qiáng)度的發(fā)型半水石膏漿體強(qiáng)度的發(fā)展過(guò)程展過(guò)程隨著水化的不斷進(jìn)行，生成的二水石膏不斷隨著水化的不斷進(jìn)行，生成的二水石膏不斷增多，漿體的稠度不斷增加，使?jié){體逐漸增多，漿體的稠度不斷增加，使?jié){體逐漸失去可塑性，石膏凝結(jié)。其后隨著水化的失去可塑性，石膏凝結(jié)。其后隨著水化的進(jìn)一步進(jìn)行，二水石膏膠體微粒凝聚并轉(zhuǎn)進(jìn)一步進(jìn)行，二

8、水石膏膠體微粒凝聚并轉(zhuǎn)變?yōu)榫w。晶體顆粒逐漸長(zhǎng)大，且晶體顆變?yōu)榫w。晶體顆粒逐漸長(zhǎng)大，且晶體顆粒間相互搭接、交錯(cuò)、共生（二個(gè)以上晶粒間相互搭接、交錯(cuò)、共生（二個(gè)以上晶粒生長(zhǎng)在一起）形成結(jié)晶結(jié)構(gòu)，使之逐漸粒生長(zhǎng)在一起）形成結(jié)晶結(jié)構(gòu)，使之逐漸產(chǎn)生強(qiáng)度，即漿體產(chǎn)生了硬化。產(chǎn)生強(qiáng)度，即漿體產(chǎn)生了硬化。 纖維增強(qiáng)石膏的簡(jiǎn)介 石膏系由單一礦物組成的氣硬性無(wú)機(jī)膠凝材料，其最大的不足是脆性大、強(qiáng)度低、抗水性差。由于石膏對(duì)無(wú)機(jī)物的膠粘性通常較差，早期主要用木屑、蘆葦、黃麻等有機(jī)纖維增強(qiáng)石膏，以提高其強(qiáng)度和韌性、改善抗水性。目前用于玻璃增強(qiáng)石膏的基體是：-半水石膏，拌合料需水少?gòu)?qiáng)度高， 半水石膏，即常用的建筑石膏

9、玻璃纖維增強(qiáng)石膏的性能：1、抗沖擊性。抗沖擊強(qiáng)度為相同纖維體積的2倍2、耐火性 玻璃增強(qiáng)石膏本身就有優(yōu)良的耐火性，并能防止基體散落在火中。但是不能直接用于潮濕的環(huán)境中，會(huì)使其強(qiáng)度降低。玻璃纖維增強(qiáng)石膏的應(yīng)用玻璃纖維增強(qiáng)石膏現(xiàn)已形成規(guī)模的主要是纖維石膏板，用于學(xué)校的隔墻系統(tǒng)，樓板構(gòu)件以及油庫(kù)、倉(cāng)庫(kù)、電站纜道的隔火層。此外玻璃纖維增強(qiáng)石膏制成的模具，用以澆鑄特殊形狀的耐火材料，可使模具的澆鑄壽命從30次增加到60次石膏基電磁材料石膏基電磁材料 國(guó)外也有在半水石膏中加入導(dǎo)電物質(zhì)（如導(dǎo)電聚合物、石墨）提高石膏材料導(dǎo)電性能，以制成石膏基導(dǎo)電材料的研究；及在半水石膏中加入磁化粒子（如鐵氧體類(lèi)、稀土類(lèi)）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。這些石膏材料可用于需要一定電磁屏蔽的場(chǎng)合。石膏基復(fù)合材料的應(yīng)用及前景： 1、石膏能加工成多類(lèi)型的石膏變體材料。 2、我國(guó)應(yīng)用石膏制造低檔陶瓷模具，食品添加劑及藥物填充料。石膏本身可以燒制成陶瓷。 3、上世紀(jì)七十年代開(kāi)始才有人從事石膏加工脫水相的制備和膠凝機(jī)理，熟石膏陳化機(jī)理，提高石膏制品耐水和強(qiáng)度性能，生產(chǎn)高強(qiáng)石膏粉，高強(qiáng)石膏功能板。 4、砌塊等墻體材料 5、水泥速凝劑，調(diào)節(jié)硬化速度； 石膏基復(fù)合材料以其