石膏膠凝材料的應用歷史悠久，是一種以硫酸鈣為主要成分的氣硬性膠凝材料。石膏制品具有質輕、強度較高、防火等許多優良的性質，且原材料來源廣泛，生產能耗較低，在建筑工程中有廣泛的應用。

  一、石膏膠凝材料的原料、生產及品種  生產石膏膠凝材料的原料有天然二水石膏、天然無水石膏和化工石膏等。其中，天然二水石膏又稱生石膏、軟石膏，主要成分為含有兩個結晶水的硫酸鈣(CaSO4·2H2O)，是生產石膏膠凝材料的主要原料。天然無水石膏又稱硬石膏，主要成分是無水硫酸鈣(CaSO4)，只可用于生產無水石膏水泥和高溫煅燒石膏。化工石膏是含有二水石膏的化工副產品及廢渣，如氟石膏、磷石膏和排煙脫硫石膏等。  石膏膠凝材料的生產有原料破碎、加熱和磨細等工序．根據加熱方式與加熱溫度的不同，可生產出不同品種的石膏膠凝材料。  將二水石膏(天然或化工石膏)在107～170℃下煅燒，脫水生成β型半水石膏，磨細后成為以β型半水石膏為主要成分的建筑石膏。二水石膏在加壓蒸汽(0.13MPa，124℃)中加熱處理或置于某些鹽溶液中沸煮，將脫水形成α型半水石膏，經下燥磨細后，成為以α型半水石膏為主要成分的高強石膏。  天然或人工制造的硬石膏(在600～700℃下煅燒的二水石膏)與激發劑共同磨細可制得無水石膏水泥。常用的激發劑有：5％硫酸鈉或硫酸氫鈉與l％的鐵礬(或銅礬)的混合物；l％～5％的石灰；10％～15％的堿性粒化高爐礦渣等。  將天然二水石膏或天然硬石膏在800～1000℃下煅燒，使部分CaSO4分解成CaO，磨細后可制成高溫煅燒石膏。由于硬化后有較高的強度，耐磨性高，抗水性好。適宜作地板，故又稱地板石膏。  在石膏膠凝材料中，以半水石膏為主要成分的建筑石膏和高強石膏在建筑工程中應用較多，最常用的是建筑石膏。

  二、半水石膏的水化與凝結硬化  建筑石膏和高強石膏的主要成分分別為β型半水石膏和α型半水石膏，它們與水拌合后；半水石膏將重新水化生成二水石膏，放出熱量并凝結硬化成具有一定強度的硬化體。  半水石膏加水后首先溶解，然后水化生成二水石膏；由于二水石膏的溶解度比半水石膏的溶解度低，所以，二水石膏以膠體微粒從過飽和溶液中析出。因二水石膏的析出，破壞了半水石膏溶解的平衡，半水石膏繼續溶解和水化。如此不斷地進行著半水石膏的溶解和二水石膏的析出，直到半水石膏全部耗盡為止。在以上過程中，石膏漿體中的自由水分因水化和蒸發而逐漸減少，漿體逐漸變稠。并失去可塑性，這一過程稱為凝結。其后。漿體繼續變稠，二水石膏逐漸凝聚成為晶體，并逐漸長大、共生和交錯生長，形成結晶結構網。在這個過程中，漿體逐漸變硬，強度不斷增長，形成具有一定強度的硬化體，直到完全干燥，強度才停止增長。這一過程稱為硬化。  半水石膏水化反應的理論需水量儀為其重量的18.6％，在使用中為了使漿體具有足夠的流動性。通常的加水量遠大于理論需水量：因此，硬化石膏漿體中含有大量孔隙。建筑石膏中的β型半水石膏多為片狀、有裂隙的晶體，晶粒細小，比表面積大，拌制石膏漿體時，需水量達60％～80％，因此硬化后的孔隙率大，強度較低。而高強石膏中的。型半水石膏結晶良好、晶粒粗大，比表面積小，調制成可塑性漿體時，需水量約為35％～45％，硬化后的孔隙率較小，因而具有較高的強度。

  三、建筑石膏的技術性質、質量要求和應用 

 (一)建筑石膏的技術性質  與其他無機膠凝材料相比較，建筑石膏有如下特點： 

 1．凝結硬化快  建筑石膏加水拌和后，漿體的初凝和終凝時間都很短，一般初凝時間為幾分鐘至十幾分鐘。終凝時間在半小時以內，大約一星期左右完全硬化。初凝時間較短，不便于使用，為延長凝結時間，可加入緩凝劑。常用的緩凝劑有硼砂、酒石酸鈉、檸檬酸、動物膠等。

  2．尺寸穩定，裝飾性好  石膏在凝結硬化時，不像其他膠凝材料(如石灰、水泥)那樣出現收縮，反而略有膨脹(膨脹率0.05％～0.15％)，使石膏硬化體表面光滑飽滿，可制作出紋理細致的浮雕花飾。石膏硬化后的濕脹干縮也較小，尺寸穩定，干燥時不開裂。同時石膏制品的質地潔白細膩，典雅美觀，是一種較好的室內裝飾材料。 

 3．孔隙率高  石膏漿體硬化后，多余的自由水將蒸發，內部將留下大量孔隙，孔隙率可達50％—60％，因而表觀密度較小，并使石膏制品具有導熱系數小，吸聲性強，吸濕性大，可調節室內的溫度和濕度的特點。 

  4．防火性好  石膏制品在遇火災時，二水石膏將脫出結晶水，吸熱蒸發，并在制品表面形成蒸汽幕和脫水物隔熱層，有效地減少火焰對內部結構的危害，具有較好的防火性能。 

 5．耐水性和抗凍性差  建筑石膏硬化體的吸濕性強，吸收的水分會削弱晶體粒子間的粘結力，使強度顯著降低，其軟化系數僅為0.3～0.45；若長期浸水，還會因二水石膏晶體溶解而引起破壞。吸水飽和的石膏制品受凍后，會因孔隙中的水結冰而開裂崩潰。所以，建筑石膏的耐水性和抗凍性都較差。

  (二)建筑石膏的質量要求  作為膠凝材料，建筑石膏的質量要求有細度、凝結時間和強度。GB 9776一1988《建筑石膏》標準中，按細度、凝結時間和強度將建筑石膏分為優等品、一等品和合格品三個等級(見表2—1)。 技術指標 要求 優等品 一等品 合格品 抗折強度／MPa ≥ 2.5 2.1 1.8 抗壓強度/MPa ≥ 4.9 3.9 2.9 細度，0.2 mm方孔篩篩余/％ ≤ 5.0 10.0 15.0 初凝時間/min ≥ 6 終凝時間/ min ≤ 30  

(三)建筑石膏的應用  建筑石膏在建筑工程中可用作室內粉刷、制造建筑石膏制品等。

  1．室內粉刷  由建筑石膏或由建筑石膏與無水石膏混合后再摻人外加劑、細集料等可制成粉刷石膏。按用途分為面層粉刷石膏(M)、底層粉刷石膏(D)和保溫層粉刷石膏(W)三類。粉刷石膏是一種新型室內抹灰材料，既具有建筑石膏快硬早強、尺寸穩定、吸濕、防火、輕質等優點。又不會產生開裂、空鼓和起皮現象。不僅可在水泥砂漿或混合砂漿上罩面，還可粉刷在混凝土墻、板、天棚等光滑的底層上。粉刷成的墻面致密光滑，質地細膩，且施工方便，工效高。 

 2．建筑石膏制品  建筑石膏除用于室內粉刷外，主要用于生產各種石膏板和石膏砌塊等制品。  石膏板具有輕質、高強、隔熱保溫、吸音和不燃等性能，且安裝和使用方便，是一種較好的新型建筑材料，廣泛用作各種建筑物的內隔墻：頂棚及各種裝飾飾面。我國目前生產的石膏板主要有紙面石膏板、石膏空心條板、石膏裝飾板、纖維石膏板及石膏吸音板等。石膏砌塊是一種自重輕、保溫隔熱、隔聲和防火性能好的新型墻體材料，有實心、空心和夾心三種類型。在建筑石膏中摻人耐水外加劑(如有機硅憎水劑等)可生產耐水建筑石膏制品；摻人無機耐火纖維(如玻璃纖維)可生產耐火建筑石膏制品。  建筑石膏在運輸和貯存中，需要防雨防潮。貯存期為3個月，過期或受潮的石膏，強度顯著降低，需經檢驗后才能使用。