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石膏的結(jié)構(gòu)特點及其在工業(yè)上的應用-沈陽佳美機械許工 18540392785

石膏是單斜晶系礦物,主要化學成分是硫酸鈣(CaSO4)。石膏是一種用途廣泛的工業(yè)材料和建筑材料??捎糜谒嗑從齽?、石膏建筑制品、模型制作、醫(yī)用食品添加劑、硫酸生產(chǎn)、紙張?zhí)盍?、油漆填料等?/p>

天然二水石膏(CaSO4·2H2O)又稱為生石膏,經(jīng)過煅燒、磨細可得β型半水石膏(CaSO4·1/2H2O),即建筑石膏,又稱熟石膏、灰泥。若煅燒溫度為190 °C可得模型石膏,其細度和白度均比建筑石膏高。若將生石膏在400-500 °C或高于800 °C下煅燒,即得地板石膏,其凝結(jié)、硬化較慢,但硬化后強度、耐磨性和耐水性均較普通建筑石膏為好。


結(jié)構(gòu)與形態(tài)

????單斜晶系,a0=0.568nm,b0=1.518nm,c0=0.629nm,β=118?23\';Z=4。晶體結(jié)構(gòu)由[SO4]2-四面體與Ca2+聯(lián)結(jié)成(010)的雙層,雙層間通過H2O分子聯(lián)結(jié)。其完全解理即沿此方向發(fā)生。Ca2+的配位數(shù)為8,與相鄰的4個[SO4]四面體中的6個O2-和2個H2O分子聯(lián)結(jié)。H2O分子與[SO4]中的O2-以氫鍵相聯(lián)系,水分子之間以分子鍵相聯(lián)系。斜方柱晶類,C2h-2/m(L2PC)。晶體常依發(fā)育成板狀,亦有呈粒狀。常簡單形:平行雙面b、p,斜方柱m、l等;晶面和常具縱紋;有時呈扁豆狀。雙晶常見,一種是依(100)為雙晶面的加里雙晶或稱燕尾雙晶,另一種是以(101)為雙晶面的巴黎雙晶或稱箭頭雙晶。集合體多呈致密粒狀或纖維狀。細晶粒狀塊狀稱之為雪花石膏;纖維狀集合體稱為纖維石膏。少見由扁豆狀晶體形成的似玫瑰花狀集合體。亦有土狀、片狀集合體。

????通常為白色、無色,無色透明晶體稱為透石膏,有時因含雜質(zhì)而成灰、淺黃、淺褐等色。條痕白色。透明。玻璃光澤,解理面珍珠光澤,纖維狀集合體絲絹光澤。解理極完全,和中等,解理片裂成面夾角為66和114的菱形體。性脆。硬度1.5~2。不同方向稍有變化。相對密度2.3。偏光鏡下:無色。二軸晶(+)。2V=58。Ng=1.530,Nm=1.523,Np=1.521。隨溫度升高2V減小,在大約90℃時2V為零。

  石膏及其制品的微孔結(jié)構(gòu)和加熱脫水性,使之具優(yōu)良的隔音、隔熱和防火性能。

工業(yè)應用

????石膏屬單斜晶系,解理度很高,容易裂開成薄片。將石膏加熱至100~200°C,失去部分結(jié)晶水,可得到半水石膏。它是一種氣硬性膠凝材料,具有 α和 β兩種形態(tài),都呈菱形結(jié)晶,但物理性能不同。 α型半水石膏結(jié)晶良好、堅實; β型半水石膏是片狀并有裂紋的晶體,結(jié)晶很細,比表面積比 α型半水石膏大得多。

????生產(chǎn)石膏制品時, α型半水石膏比 β型需水量少,制品有較高的密實度和強度。通常用蒸壓釜在飽和蒸汽介質(zhì)中蒸煉而成的是 α型半水石膏,也稱高強石膏;用炒鍋或回轉(zhuǎn)窯敞開裝置煅煉而成的是 β型半水石膏,亦即建筑石膏。工業(yè)副產(chǎn)品化學石膏具有天然石膏同樣的性能,不需要過多的加工。半水石膏與水拌和的漿體重新形成二水石膏、在干燥過程中迅速凝結(jié)硬化而獲得強度,但遇水則軟化。

????石膏是生產(chǎn)石膏膠凝材料和石膏建筑制品的主要原料,也是硅酸鹽水泥的緩凝劑。石膏經(jīng)600~800°C煅燒后,加入少量石灰等催化劑共同磨細,可以得到硬石膏膠結(jié)料(也稱金氏膠結(jié)料);經(jīng)900~1000°C煅燒并磨細,可以得到高溫煅燒石膏。用這兩種石膏制得的制品,強度高于建筑石膏制品,而且硬石膏膠結(jié)料有較好的隔熱性,高溫煅燒石膏有較好的耐磨性和抗水性。


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