第二讲石膏课件.pptxVIP

第二讲：石膏石膏是建筑材料和工业生产中的重要原料，具有广泛的应用领域。本课程将系统地介绍石膏的基本特性、分类、生产工艺和应用场景。作者：

课程概述石膏的定义石膏是一种硫酸钙矿物，存在多种水合形式。它是自然界常见的矿物质。石膏的重要性石膏在建筑、医疗、艺术和农业等领域有着不可替代的作用。它是现代工业的基础材料之一。学习目标通过本课程，您将掌握石膏的基本知识。了解其特性和应用，为实际工作打下坚实基础。

石膏的基本特性化学组成石膏主要由硫酸钙二水合物（CaSO?·2H?O）组成。这种化学结构赋予了它独特的性质。物理性质石膏呈白色或无色，莫氏硬度为2。它密度较低，具有良好的可加工性。结晶形态天然石膏常呈板状、柱状或纤维状晶体。不同结晶形态影响其性能和应用。

石膏的分类天然石膏通过地质作用形成的矿物质石膏。主要存在于沉积岩中，常与石灰石和粘土共生。化学石膏工业生产过程中的副产品。包括脱硫石膏、磷石膏等，是循环经济的重要资源。建筑石膏经过加工的石膏产品。主要用于建筑行业，如石膏板、石膏砂浆等。

天然石膏的形成蒸发沉积海水或盐湖水蒸发，硫酸钙达到饱和状态。沉淀物逐渐积累形成石膏层。矿床类型主要包括层状矿床、透镜状矿床和脉状矿床。每种类型具有不同的开采价值和难度。全球分布石膏资源在全球分布广泛。中国、美国、伊朗、泰国和西班牙拥有丰富的石膏矿产资源。

化学石膏的来源工业副产品许多化工生产过程会产生石膏副产品。这些副产品经处理后可作为资源再利用。磷石膏磷肥生产过程中产生的副产品。全球每年产生大量磷石膏，综合利用率不断提高。脱硫石膏燃煤电厂烟气脱硫产生的副产品。具有纯度高、白度好的特点，是优质的建材原料。

石膏的化学组成二水石膏（CaSO?·2H?O）天然存在的石膏矿物形式。含结晶水20.9%，是石膏制品的基本原料。结构稳定，呈单斜晶系，硬度为2，密度约为2.3g/cm3。半水石膏（CaSO?·?H?O）二水石膏经煅烧后的产物。含结晶水6.2%，可分为α型和β型两种形式。具有吸水硬化的特性，是建筑和医疗等领域的重要材料。无水石膏（CaSO?）石膏在高温下完全脱水的产物。不含结晶水，存在多种同质异构体。具有再吸水能力，但吸水硬化速度较慢，常用作水泥缓凝剂。

石膏的结晶水含量结晶水的作用决定石膏的物理化学性质脱水过程温度升高导致结晶水逐步失去含水量的影响影响硬化性、强度和稳定性石膏中的结晶水是其最重要的特性之一，直接决定了材料的应用性能。二水石膏在加热时会逐渐失去结晶水，形成半水石膏和无水石膏。不同含水量的石膏具有截然不同的性质和用途。

石膏的物理性质性质参数说明颜色白色/无色纯净石膏呈白色或无色，杂质会使其呈现不同颜色透明度透明-不透明纯净晶体呈透明，粉末状呈不透明硬度2（莫氏硬度）较软，可用指甲刻划密度2.3g/cm3二水石膏的典型密度溶解性微溶于水20℃时溶解度约为2g/L

石膏的结晶形态针状晶体针状石膏晶体多由快速结晶形成。这种形态使其具有较高的比表面积，影响其物理化学性质。板状晶体板状晶体是天然石膏的常见形态。这种形态赋予石膏良好的劈理性，易于加工。纤维状晶体纤维状晶体具有明显的方向性生长特征。这种形态提高了石膏材料的韧性和抗裂性。

石膏的热学性质低温阶段（40-120°C）二水石膏开始失去部分结晶水。形成半水石膏，体积收缩，密度增加。中温阶段（120-180°C）半水石膏进一步脱水。形成可溶性无水石膏，结构发生显著变化。高温阶段（180-400°C）形成不溶性无水石膏。晶体结构完全重排，材料性质发生根本变化。超高温阶段（800°C）无水石膏分解。生成氧化钙和二氧化硫气体，材料完全失去原有特性。

石膏的力学性质抗压强度(MPa)抗折强度(MPa)石膏的力学性能与其微观结构、孔隙率和结晶形态密切相关。通过调整水灰比、添加增强剂和改变制备工艺，可以显著提高石膏的力学性能。

石膏的加工工艺破碎和筛分将开采的石膏矿石破碎至合适粒度。通过筛分去除杂质，提高原料纯度。煅烧控制温度使石膏部分或完全脱水。煅烧是石膏加工的核心工艺，决定产品性能。粉磨将煅烧后的石膏磨细至规定细度。粉磨程度影响后续应用性能和反应活性。

石膏煅烧过程温度控制不同产品类型需要严格控制煅烧温度。α型半水石膏通常在120-130°C下煅烧。时间控制煅烧时间直接影响脱水程度。过长或过短都会影响产品质量。设备选择煅烧设备包括回转窑、立窑和沸腾炉。不同设备适用于不同生产规模。质量监控煅烧过程需持续监测温度和气体成分。确保石膏的均匀煅烧和稳定品质。

石膏煅烧产物α型半水石膏在加压或溶液中煅烧二水石膏获得。晶体致密，规则，呈块状或棱柱状。需水量低（30-35%）强度高硬化收缩小主要用于模型、医用石膏β型半水石膏在常压下干法煅烧二水石膏获得。晶体疏松，颗粒细小，表面积大。需水量高（50-60%）强度