1 硬石膏特點
目前，學(xué)術(shù)界公認(rèn)：石膏有5 個相，7 個變體，其中無水石膏( 硬石膏) 有4 個變體，即α- Ⅲ型無水石膏、β- Ⅲ型無水石膏、Ⅱ型無水石膏、Ⅰ型無水石膏。由于Ⅲ型無水石膏是半水石膏或二水石膏在低于360℃下加熱脫水而成，屬可溶性硬石膏，是一種介穩(wěn)態(tài)無水石膏，極易吸收空氣中的水分子水化成半水石膏，故自然界中不單獨(dú)存在。Ⅰ型無水石膏是在溫度高于1 180℃時，由Ⅱ型硬石膏轉(zhuǎn)變而成，只能在溫度高于1 180℃時存在，低于此溫度就會變成硬石膏Ⅱ型，因此通常我們所說的硬石膏是指Ⅱ型無水石膏，其來源主要有天然硬石膏、氟化氫生產(chǎn)的副產(chǎn)品無水氟石膏和由二水石膏在低于1 180℃溫度下煅燒制備的無水石膏。
硬石膏化學(xué)組成的理論質(zhì)量為CaO：41.2%,SO3： 58.8%, 屬斜方晶系，純凈的硬石膏透明、無色或白色，含雜質(zhì)而成暗灰色，有時微帶紅色或藍(lán)色。硬石膏礦物的雜質(zhì)主要包含了方解石、白云石等碳酸鹽類礦物，少量二水石膏、蒙脫石、水云母及天青石，具有粒狀、鱗片狀、柱狀、纖維狀變晶結(jié)構(gòu)，團(tuán)塊狀、紋層狀、斑狀、角礫狀構(gòu)造。
天然硬石膏在漫長的地質(zhì)條件作用下，結(jié)晶良好, 比二水石膏致密而堅硬, 莫氏硬度為3.0~3.5, 比重為2.8~3.1 g/cm3，硬石膏礦石裝車松散容重約1.849t/m3( 純二水石膏比重2.2~2.4 g/cm3，莫氏硬度為2)，人工合成的硬石膏和氟石膏由于在晶體形成過程中存在較多的缺陷和孔隙，晶粒生長不完整，顆粒細(xì)小，結(jié)構(gòu)疏松，較易水化成二水石膏。而天然硬石膏本身的膠凝性能很差， 即水化及凝結(jié)硬化速度極慢，雖然其溶解度比二水石膏大，但溶解速度慢，一般44 天方能達(dá)到溶解平衡，溶解度隨溫度的升高而下降，3℃時為3.77g CaSO4/L，20 ℃時為2.09gCaSO4/L, 50℃時為1.84g CaSO4/L; 凝結(jié)時間隨粒度變化而不同，顆粒越細(xì)小，水化速度越快，但一般也要15 h 以上才能初凝，且強(qiáng)度很低。
硬石膏與水作用生成二水石膏產(chǎn)生一定的體積膨脹，理論上硬石膏全部轉(zhuǎn)化為二水石膏時, 固體的絕對體積增加了58%，但反應(yīng)前固體+理論用水量的總體積較反應(yīng)后漿體的體積減少了約10.6%，所以即使按理論加水量拌合硬石膏( 硬石膏的理論用水量為26.47%)，硬石膏水化反應(yīng)總體表現(xiàn)也是膨脹的，且與所用的激發(fā)劑種類不同而有較大差異。
無水石膏的上述特性決定了它的宏觀表觀為：硬石膏水化硬化慢，膠凝性能難以發(fā)揮。因此，在利用其制備新型建筑材料時，必須進(jìn)行活化激發(fā)，提高水化速率，以達(dá)到提高材料性能的目的。
2 硬石膏資源
中國石膏礦石類型齊全，但優(yōu)質(zhì)礦石( 纖維石膏) 少，天然硬石膏資源十分豐富。保有儲量中,硬石膏類礦床的礦石儲量占60%，石膏類礦床礦石儲量占40% ( 其中: 纖維石膏占2%、普通石膏占20%，其余為泥質(zhì)石膏、硬石膏及碳酸鹽質(zhì)石膏， 占18%) ；但在已利用和可供近期利用的礦產(chǎn)地中， 則以石膏類礦床為主，占其保有儲量的80%，硬石膏類礦床礦石儲量只占其保有儲量的20%, 據(jù)不完全統(tǒng)計，我國可利用的硬石膏資源產(chǎn)地見表1。
 此外，四川大為、達(dá)縣, 山西靈石、青海、甘肅等省也有豐富的礦藏。除南京、邵東等開采較早的大礦床以外，遠(yuǎn)景儲量58 億t，堪稱亞洲第一大硬石膏礦區(qū)的安徽含山硬石膏礦床、遼寧省遼陽地區(qū)礦床、湖北大冶礦床等也相繼建礦投產(chǎn)，還有些礦源的開采工作正在進(jìn)行中，在今后一段時期，硬石膏產(chǎn)量將明顯增長，這必將會加速硬石膏產(chǎn)品的應(yīng)用研究進(jìn)程，石膏產(chǎn)業(yè)新的增長點正在到來。
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