浅谈石膏技术的发展与应用_下_徐惠国

要:介绍我们的生活离不开石膏、石膏对人体的作用，保护环境的重要性，以及石膏的药用价值。石膏作为工程材料的应用也已有上万年的历史。从石膏技术水平和目前考古年代判断，古石膏技术应当发源于古埃及。我们通过对法国、德国、俄罗斯实地考察，得出这样的结论：罗马时代石膏脱水技术应当超过目前已公开的石膏脱水技术，达到或接近目前未公开的最高技术水平。许多人都有一个错误的认识，认为石膏强度低，耐水性差，容易掉粉。如果我们看一看水垢，就会有另外一种印象，石膏具有强度高，耐水性好，很难掉粉的特性。介绍特种石膏的用途，集中介绍人造牙石膏。建筑与人类的生存和生活密切相关，人们在重视身体健康、丰富的物质和文化的前提下，对居住条件和居住环境提出更高的要求，即要求居住的舒适度，又要求环保节能，减少舒适度的支出费用。介绍石膏基防火材料、石膏基保温材料、石膏基胶凝材料、石膏基制品、石膏基内外墙腻子、无机保温石膏混凝土、无机保温石膏砌块、无机保温石膏条板、石膏基自流平地坪、无机保温粉刷石膏、水泥调凝剂、水泥活性激发剂、特种水泥的原料和联合生产硫酸和水泥的原料。

关键词:石膏；水垢；缺钙；石膏入药；石膏工程材料；强度低；耐水性差；人造牙石膏

浅谈石膏技术的发展与应用（下）

徐惠国1

秦天苍2彭远志1

1河南建筑材料研究设计院有限责任公司（450002）2郑州拓洋实业有限公司（450001）

建筑与人类的生存和生活密切相关，人们在重视身体健康、丰富的物质和文化的前提下，对居住条件和居住环境提出更高的要求，即要求居住的舒适度，又要求环保节能，有效减少舒适度的支出费用。石膏作为建筑材料具有明显的节能、环保和有利于人体健康的时代特征。石膏的脱水温度低，所需要的能量就低，与水泥、石灰相比，生产石膏基胶凝材料需要的能耗要低得多；石膏基胶凝材料无论在生产过程中，还是在在使用过程中，都不会排出对人体和环境有害的物质，所以石膏基建筑材料也被称为绿色建材;石膏基建筑材料具有质量轻、保温性能好、透气性好、防火性能优良、装饰美观，并且具有一定的调温和调湿的作用，完全符合自然环境变化规律，特别适合人类居住，是室内装饰和建筑的优良材料。

随着石膏脱水技术的提高，石膏基建筑材料将在以下几个方面得到广泛的应用。

1石膏基防火材料

由于石膏内具有毛细盲孔和微孔结构，内含有一定量的附着水,同时石膏本身就含有两个结晶水，所以当遇到火灾时，石膏首先吸热蒸发毛细盲孔和微孔内的附着水,然后吸热蒸发一个半结晶水，最后蒸发剩下的半个结晶水，使本身导热系数就低的石膏，变得更加低，具有优秀的防火性能。然后在石膏制品表面形成具有优良绝热和很高耐火性的无水石膏，水蒸发以后，无水石膏将形成更多的毛细盲

孔和微孔结构，而且无水石膏不会塌架，继续起着支撑作用。石膏制品内部继续吸热蒸发附着水，蒸发一个半结晶水和半个结晶水，能够很好的阻断热量的继续传递，阻断火焰的继续蔓延，防止火灾的扩大。石膏的分解温度，在没有还原剂的情况下，一般能达1200℃以上，因而耐火性很高，是防火等级最高的材料之一。

2石膏基保温材料

由于水化后的石膏具有毛细盲孔和微孔，所以具有质量轻、导热系数低的特点，所以是很好的保温材料和绝热材料；石膏的透气性好，因此被誉为能够呼吸的材料，特别适合人类居住。石膏的吸水速度和排水速度要比水泥高出30倍以上,而且在吸水和排出水分时，对建筑物的结构强度影响很小（新技术脱水的石膏）。石膏在蓄热和导热方面的性能，都优于水泥，比如我们大家都有这样的体会，在没有人为的影响条件下，比如空调和暖气，在夏季混凝土墙体的房屋感觉闷热,砖瓦房屋感觉凉爽，冬季正好相反，混凝土墙体的房屋感觉寒冷，砖瓦房屋感觉温暖，石膏同样也具有这方面的性能。由于在夏季环境湿度大，空气含水量大，石膏吸水就多，同时堵塞石膏的毛细孔，不与外界交换氧气，此时水的温度要低于空气温度。白天当房屋受热时，首先挥发石膏内的附着水，使室内温度降低，到晚上时，由于白天石膏的毛细孔内的附着水挥发，晚上又开始同外界交换氧气,石膏又开始吸收低温的水，

综

合论述

158

1）石膏基胶凝材料

随着石膏脱水技术的提高,石膏基胶凝材料，能够分别生产出建筑石膏、高强石膏和超高强石膏,石膏的强度会从5MPa提高到200MPa,生产50MPa 的高强石膏可能已是很普通的技术，可能没有人再会生产低强度的建筑石膏，而且低强度的建筑石膏很容易被市场淘汰。各种类型的高强石膏主要用于砌筑砂浆、抹灰砂浆、粉刷砂浆、嵌缝和石膏制品的制造,由于能够脱水出高强石膏和超高强石膏，就能够大幅提高掺加砂和石的比例，大幅降低石膏产品的成本，提高石膏产品在市场上的竞争力，特别是石膏混凝土在水化时，具有微膨胀性，所以具有很强的抗裂性能，不象水泥混凝土具有收缩性，容易造成制品的开裂，所以石膏砂浆本身就具有抗裂砂浆的特性，可以大幅提高掺加低成本的细砂和面砂的量，且不会降低产品的质量，并且石膏颜色较白，能够降低内墙腻子的使用量。

2）石膏基制品

对于石膏制品的制造，由于能够脱水出高强石膏和超高强石膏，同样可以大幅提高掺加辅助原料的用量,而且掺加辅助原料的种类选择范围较广，使生产过程中的配方具有很大的灵活性，适应不同地区的使用。高强石膏可以直接用于石膏预应力楼板和现浇楼板托模的生产,且不需要抹灰和粉刷，可以直接批内墙腻子，可以完全不用现场施工模板的支护和拆模，提高了现场施工的效率，节约了支护的模板。还可以生产无纸面石膏板、装饰石膏板、石膏线条、石膏浮雕、石膏砌块和石膏条板。由于高强度,可以降低石膏砌块和石膏条板墙体的厚度，使框架结构和剪力墙结构的使用面积得到充分的利用，同时利用石膏砌块和石膏条板的榫槽结构，提高了施工效率，而且墙面不需要抹灰和粉刷，可以直接批内墙腻子，减少了施工工序，降低了施工成本。

3）石膏现浇工艺

石膏同水泥一样，具有现场浇筑的特性，但凝

固时间要远远短于水泥,大大提高模板的利用率，大

幅度减少模板的周转量，非常适合现场滑模工艺生

产。同时石膏水化时具有微膨胀作用，有利于大体

积和大面积石膏混凝土的生产，会自动消除石膏混

凝土的水化热的作用，比如我们经常可以看到水泥

路面施工时,需要在路面锯出一条条收缩缝，如果不

锯，就会不规则的断裂，严重影响水泥路面施工质

量，而且水泥混凝土不适用于建筑整面墙的施工，

石膏混凝土就没有这些问题，减少了施工工序，降

低了施工成本。

随着石膏脱水技术的不断提高，用高强石膏可

以在以下几个方面拓展出新的应用领域。

1）石膏基内外墙腻子

由于采用高强石膏作为成膜材料，完全可以不

加高成本的有机胶黏剂,并且由于石膏强度过高，还

必须加入大量低成本的填料，同时采用多加水的办

法，可以降低或完全不加高成本的保水剂，石膏基

内外墙腻子也可以配制成干粉，在施工现场配水搅

拌的办法，减少原料的运输费用，使整个产品的成

本大为降低，高强石膏具有附着力强、耐温性能优

和绝缘性好，特别是白度，超过其它材料，如高岭

土、碳酸钙和滑石粉等，具有质优价廉的特点。

2）无机保温石膏混凝土、无机保温石膏砌块和

无机保温石膏条板

采用高强石膏作为胶凝材料，膨胀玻化微珠作

轻质骨料，形成无机保温石膏混凝土。由于膨胀玻

化微珠是一种无机玻璃质矿物材料，是由火山岩粉

碎成矿砂，经过特殊膨化烧法加工而成，产品呈不

规则球状体颗粒，内部为空腔结构，表面玻化封闭，

理化性能稳定，具有质轻、隔热防火、耐高低温、抗

老化、吸水率小等优良特性，是一种环保型高性能

无机轻质绝热保温材料。玻化微珠的粒度一般在1

mm左右，容重110kg/m3左右，导热系数0.04w/m·

k左右，耐火度1300℃左右，是一种很好的防火材

料，是防火等级最高的材料之一。可采用适当多加

水的办法，适当降低高强石膏的干容重，使水化后

的石膏具有更多的毛细盲孔和微孔，提高石膏混凝

土的保温性能。现场浇筑可采用无机保温石膏混凝

土直接浇筑，有利于墙体形成一个整体，同时方便

墙体配筋，由于石膏凝结速度快，可采用连续滑模

工艺，减少模板的用量，同时墙体厚度可以在施工

综

合

论

述

159现场随时调整，方便施工，浇筑完的墙体，不需要抹灰和粉刷，可以直接批内墙腻子，减少了施工工序，降低了施工成本。石膏制品可采用无机保温石膏砌块和无机保温石膏条板，具有质量轻、隔热防火、耐高低温、保温性能好等优点。

3）石膏基自流平地坪

石膏基自流平地坪是利用自然力量，使液体能够自动流平的特点生产的一种地坪，具有施工速度快、节约劳动力、经济合理和效率高的特点，采用高强石膏作为胶凝材料，能够得到非常平整和牢固的地坪。利用石膏凝结速度快和流动度变化快的特点，采取适当的时间和位置控制措施，使地坪自动流成一定的角度，有利于厨房和卫生间的施工。在流平的地坪上，采用较稀的高强石膏直接粘接地板砖，可以提高施工速度，降低劳动强度。在安装预应力楼板和现浇楼板托模以前，采用石膏基自流平地坪对墙体找平，能够保证预应力楼板和现浇楼板托模安装的水平。

4）无机保温粉刷石膏

采用高强石膏作为胶凝材料，膨胀玻化微珠作轻质骨料，形成无机保温粉刷石膏。当采用其他建筑材料，比如烧结砖、增压粉煤灰砖和加气混凝土砖等砌筑的墙，为了加强保温性能，可以采用无机保温粉刷石膏进行粉刷。对其优良性能，前面已介绍，在这里不再解释。

随着石膏脱水技术的不断提高，高强石膏在水泥生产中，会有以下几方面发展。

1）水泥调凝剂

石膏在水泥中起调凝剂的作用，高强石膏在水泥中也能起着调凝剂的作用，同时高强石膏可以改善水泥的强度、收缩性能和抗腐蚀性能。在水泥中一般需要掺加3%～8%的石膏用于调整水泥的凝结时间，对于矿渣硅酸盐水泥，国家和国际标准要求SO3的含量不能超过4%,其他品种水泥，SO3的含量不能超过3.5%。石膏掺量过多或过少都会导致水泥的不正常凝结。当石膏掺量(以SO3计)小于约1.3%时，石膏掺量过小，水泥会产生快速凝结，术语称假凝。进一步增加SO3含量时，石膏才出现明显的缓凝作用，当石膏掺量(以SO3计)超过2.5％以后，对凝结时间的影响便会变得很小,凝结时间增长很少，但是水泥的强度会有一定的下降，特别是后期强度影响较大，下降较多。石膏的最佳适宜掺量，应当是加水后24h左右能够被耗尽的数量,由于生产的水泥品种不同，以及生产原材料不同，配比也不同，最终的石膏最佳适宜掺量，应以实验结果为依据。

2）水泥活性激发剂

石膏对水泥中水化速度较快的两种铝酸钙具有明显的缓凝作用，通过形成一次钙矾石降低两种铝酸钙的水化速度，方便施工，同时有利于C-A-H 网络的形成，并形成更多的C-A-H结构，从而提高水泥的强度。一次钙矾石对水泥中水化速度较慢的两种硅酸钙具有活性激发作用，促使两种硅酸钙反应速度加快,特别是反应速度极慢的硅酸二钙，形成更多的C-S-H结构，提高水泥的强度。但是，掺加过多的石膏,容易形成大量的二次钙矾石结构，虽然能够对两种铝酸钙具有缓凝作用，对两种硅酸钙具有活性激发作用，但是水泥最终水化结果形成大量的钙矾石结构，钙矾石结构的结合力，要比C-S-H 结构小得多，所以水泥强度会有一定的下降，特别是后期强度下降较多。添加经特殊脱水技术脱水的石膏能够大幅提高水泥熟料的强度，不但对两种铝酸钙具有缓凝作用，而且能够激发水泥熟料中未发挥作用的两种硅酸钙，使两种硅酸钙形成更多的网络，同时对水泥中辅助胶凝材料，比如矿渣、石灰石粉、天然火山灰、粉煤灰和硅灰等，也具有很好的活性激发作用，激发这些材料的活性，提高这些材料的强度,为多掺低成本的辅助胶凝材料创造条件，实现少熟料水泥的目的，降低生产成本。特殊石膏对水泥中熟料和辅助胶凝材料的活性激发作用，主要取决于特殊石膏的自身活性与强度，以及熟料和辅助胶凝材料的被激发的效果，在水化的早期，特殊石膏的活性CaO对熟料和辅助胶凝材料的玻璃网络具有解聚作用，结构松弛的特殊石膏缓慢开始熔

解产生SO

4

2-

，SO

4

2-

开始对熟料起激发作用，使水化反应进行，形成大量的碱，在高碱环境下，Al3+呈［A-lO4］与［SiO2］交叉连接，加速了胶凝材料中C-S-H 的形成，并形成更多的C-S-H结构，使辅助胶凝材料也连接在混凝土网络中,从而提高了水泥的强度。在混凝土中运用，对骨料的作用，也是同样的道理。

3）特种水泥的原料

利用过量石膏的掺入,使水化时具有膨胀性，用于生产特种水泥，比如石膏矾土膨胀水泥、快凝石膏矿渣水泥、石膏矿渣水泥和石膏水泥，都是用石膏作为原料与其他材料混合制备不同的水泥，如以矾土为主要原材料，同石膏按比例混合、磨细，能够制备快凝石膏矾土膨胀水泥，这种水泥具有凝结硬

综合论述

160

化速度快,硬化时体积膨胀率能够达到0.5%～1%。如果能够掺入经特殊脱水技术脱水的石膏，就能够大幅提高水泥熟料的强度,使石膏的掺加量更大，能够获得更大的体积膨胀率，产品性能更加稳定。

4）联合生产硫酸和水泥的原料

用石膏联合生产硫酸和水泥具有原子经济性，即投入的原料分子中的每个原子都能转化为对人类有用的产物，反应没有废弃物，做到真正"零排放"，这样既可以节约资源，又可以从源头上解决环境污染这一难题，能够实现绿色生产是发展循环经济和经济可持续发展的基础和必要条件。利用石膏中的CaSO 4,在还原剂的作用下,分解为CaO 和SO 2，前者与黏土质原料制造水泥熟料，后者用于制造硫酸。

随着石膏脱水技术的不断提高，有利于工业废渣石膏的治理和综合利用。

由于近代工业的高速发展和环境保护的要求，工业生产过程中产生大量石膏副产品或石膏废渣，这些石膏副产品或石膏废渣不但数量大，而且涉及面广。由于大量石膏副产品或石膏废渣得不到充分合理的利用，既占用大量的土地，又对地下水资源

造成污染，成为转换形态的污染源，再次污染环境，

从而陷入治污又生污的恶性循环，因此石膏副产品或石膏废渣的应用迫在眉睫。通过对石膏脱水技术的不断的研究,提高工业废渣石膏的性能，使工业废渣石膏获得广泛的用途,比如水泥调凝剂、水泥活性激发剂、石膏基内外墙腻子、粉刷石膏、石膏基自流平地坪、石膏基混凝土、石膏基砌块和石膏基条板等等，使工业废渣石膏得到充分利用。

总之，石膏是最古老而又新型的材料，说它最古老是因为它的应用已有一万多年的历史，说它新型是因为人们对它的认识还不够，还有很多潜能没有被发现，所以对石膏脱水技术的研究，将会有很大的发展前途，潜力巨大。

参考文献:

[1]浙江大学普通化学教研组编.普通化学(第五版)[M].高等

教育出版社出版,132.

[2]张爱珍.临床营养学[M].人民卫生出版社出版,20.[3]王海亭.中国中医药报[N].2012,2,24.

[4]王祁青.石膏基建材与应用[M].化学工业出版社出版,1.

摘

要:在工业管道施工中，焊接是其中最关键的环节，焊接质量的高低直接影响着工业管道工程的质量。指出了焊接过程中质量控制的重要性，要求严格控制每一个工序的质量，从而延长装置的使用寿命。关键词:工业管道；焊接缺陷；质量控制

工业管道安装过程中的焊接缺陷及对策浅析

张立恒

宜兴市工业设备安装有限公司（２１４２５５）

1焊接中的主要缺陷

焊接在工业管道安装中起着非常重要的作用,焊接质量的高低直接影响着工业管道的安全性和可靠性,因此工业管道安装人员必须具备专业的焊接技术和能力,对焊缝内部的各种缺陷要了如指掌,能对焊接产生缺陷的原因进行分析并制定出有效的消缺计划。工业管道焊接存在以下缺陷：焊缝尺寸不符合技术要求、未熔合、气孔、裂纹、夹渣及焊瘤等。上述这些焊接缺陷直接影响工业管道的强度，在长期运行下很容易发生管道裂纹，影响管道安全。

2焊接缺陷产生的原因

2.1未熔合

未熔合指的是焊道与母材之间、焊道与焊道之间不能全部熔化结合。在工业管道底端的6点钟位置、11点钟位置、1点钟接头位置容易产生未熔合缺陷[1]。未熔合缺陷属于工业管道安装中的面状缺陷，它容易导致应力集中，对管道危害较大。

2.2夹渣

夹渣是管道焊接中最为常见的一种缺陷，即在管道焊接时,熔渣遗留在焊缝中而产生的缺陷，其具有位置不确定的特性。造成夹渣缺陷的主要原因是焊接人员的技术水平不高，导致熔渣没有在熔池冷却凝固前浮出水面，从而遗留在焊缝中。

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!综

合论述

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