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來源:製造原理整理
石膏在自然界中以礦石的形式存在着,看上去晶瑩美麗的石膏礦是一種單斜晶系的礦物,主要成分就是含水的硫酸鈣,石膏屬於無機非金屬材料,但它有一個很大的優點,那就是可以循環利用,從理論上講石膏甚至可以無限的長期循環使用。
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自然界開採的石膏主要可分為水石膏和硬石膏
水石膏又稱軟石膏或生石膏,主要成分是硫酸鈣加兩個結晶水,它的使用產品是通過高温炒制或者燒製。
硬石膏用來製作模型,工藝品等產品,因其價格低廉,容易獲得,無毒無異味,凝固速度快,並且有一定的強度,主要被應用在工業建材和建築建材領域。
石膏能用於建築材料主要是它通過加水就具有膠凝材料的性能,膠凝材料是指在一定條件下,在空氣中能夠從漿體變成固體,並能凝結其它混合在其中的物質,變成具有一定強度複合固體的材料。
在現代建築材料中水泥是主要的膠凝材料,而在水泥的生產中需要加入石膏粉才能提高水泥的性能,在整個建材工業中石膏都起到了非常重要的作用。
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石膏的發展
其實人類對石膏的認識,至少可以追溯到一萬年前,從考古中發現在新石器時代的人類就已經開始使用石膏製作容器。
在公元前一千多年,阿拉伯人將石膏粉加上水混合用於固定骨折的部位,從此石膏就開始被作為固定材料。
一百多年前,人們發現通過簡單的燒製方法,就能把石膏礦變成一種應用材料,而正式開始了對石膏的研究利用。
到了現代隨着工業和建築業的發展,石膏被作為主要的建築材料得到了迅速的發展和大量的使用。
在古代人們還發現了石膏的另一個功能,那就是藥用功能,其具有清熱解毒,消腫止痛等功效。
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石膏板的製造
天然的石膏礦石經過粉碎,煉燒,再經過研磨等一系列處理工序,最後被加工成無水石膏粉的形態,就可以應用在我們所需要的各種場景中了,除了被用作裝飾材料,如石膏膩子外,石膏被應用最多的還是建築材料,用石膏製造出來的石膏板在建築上的使用非常多。
下面來看看石膏板是怎麼製造出來的吧
石膏板是由石膏固化後在兩面貼紙製成的,原料是從礦山開採的天然石膏將其打碎變成粉末,還可以將建築工地剩餘的石膏板回收粉碎再利用。
回收石膏板通過粉碎把石膏和紙分離,但粉碎後的石膏仍然會有紙張,使用振動篩能更精細的分離石膏和紙張,剝離掉了紙張的粉狀石膏,紙張被送入樣子像洗衣機的機器中,在機器中充分水洗,水洗過的紙張被送入造紙廠製成瓦楞紙。
從礦石開採的石膏和從工地上回收的石膏這些叫生石膏,這個時候即便給生石膏加水也不會固化,這需要在爐窯中煉燒生石膏讓其變成熟石膏,石膏在煉燒後會變得乾燥鬆散,這樣就會很快固化,利用這種特性在兩面用紙張夾持住石膏後固化就能製成石膏板。
將熟石膏放入帶有鐵球的迴轉窯中旋轉,經過研磨後熟石膏會變成大小一致的細粉末。
通過加熱將夾持石膏板成卷彎曲的紙張拉直,將熟石膏和水混合而成的石膏漿流過紙張,旋轉的滾輪不斷敲擊紙張,去掉石膏中的氣泡並把石膏鋪平,為了不讓石膏漿溢出會把紙邊折起來。
從上面蓋上紙張將石膏夾在中間,淋水防止紙張出現褶皺。
石膏經過傳送帶後逐漸固化,這主要是石膏與水混合的時候,在內部會形成針狀結晶,這個針狀結晶會相互交錯並會咬合住紙張纖維,從而不用粘合劑也能讓紙張和石膏粘在一起。
用激光檢測石膏板有沒有凹凸不平,再按照一定長度將石膏板切斷,用180攝氏度的温度乾燥,最後再切成成品的尺寸。
現在石膏在我們生活中無處不在,不可或缺,隨着對石膏量的需求不斷增長,那麼需求量這麼大的石膏從哪裏來嘞?
以前都是使用天然石膏,但隨着對生態環境的保護和礦產資源的減少,所以現在很多石膏建材並不是用天然石膏了,而是利用工業副產石膏,也就是像火電行業排出的脱硫石膏,化工行業排出的磷石膏等等,利用這些工業的副產物或者工業廢棄物製成石膏。
這些廢棄物的主要成分也是硫酸鈣,所以被稱為工業副產石膏,這種石膏的使用不但保護了環境還能滿足日益增加的需求量。
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我們知道石膏會被用來製作豆腐,但另一方面又害怕吸入石膏粉末,那麼石膏到底能不能吃嘞?其實吸入石膏粉塵會刺激呼吸道,還容易粘附在器官黏膜上,但是純度高的食用石膏微量食用時,是合法的食品添加劑,是可以吃的不會影響人體健康。
石膏既是一種很古老的材料,又是一種新材料,隨着技術的進步,石膏材料的應用也是前景廣闊,並且石膏製品也比較符合現代綠色環保低碳的理念。