石膏是一種礦物，已經(jīng)在建筑材料中使用了數(shù)百年。然而，盡管石膏混凝土作為墊層，但在過去40年中它的普及程度仍然很高。結(jié)果，關(guān)于以這種方式使用石膏的一些神話已經(jīng)成為經(jīng)典。本文旨在揭示這些神話，并提供有關(guān)使用基于石膏基自流平混凝土的好處的信息。

石膏的成分
石膏是一種晶體結(jié)構(gòu)的礦物，由鈣，硫酸鹽和兩個(gè)水分子組成（CaSO ₄ -2H ₂ O，也稱為二水合硫酸鈣）。它是在世界范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)的非常常見的礦物-緊隨其后的表弟石灰石（碳酸鈣）而來。烹飪石膏的過程稱為“煅燒”。在此過程中，從礦物質(zhì)中去除了75％的水，留下了半水硫酸鈣。這個(gè)過程是可逆的。當(dāng)將水添加到半水合硫酸鈣中時(shí)，水合作用開始并發(fā)生晶體生長，使其恢復(fù)為原始的礦物形式（石膏）。正是這一過程使石膏能夠提供其他粘合劑無法提供的特性。

首先，由于水合過程中晶體的生長，石膏膨脹并消除了通常與傳統(tǒng)水泥有關(guān)的收縮裂縫。第二，隨著石膏晶體開始生長，它們會(huì)“鎖定”在表面上，而這些表面的粗糙度不足以附著傳統(tǒng)水泥。最后，石膏水泥不受澆筑深度的不利影響-可以輕松實(shí)現(xiàn)最大76毫米（3英寸）的單舉施工。

再生石膏
再生石膏（FGD石膏）是用于清潔化石燃料發(fā)電廠的燃燒氣體的過程的副產(chǎn)品。此過程極大地減少了二氧化硫的排放，如果不從大氣中除去二氧化硫，則有助于形成酸雨。

使用這種重新捕獲的石膏消除了將材料作為固體廢物處理在垃圾填埋場中的需要。由煙氣脫硫石膏生產(chǎn)的石膏產(chǎn)品可達(dá)到高達(dá)90％的再循環(huán)含量，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了硅酸鹽水泥（PC）或高鋁水泥（HAC）的再循環(huán)含量。

用再生石膏制成的石膏產(chǎn)品還可以根據(jù)“能源與環(huán)境設(shè)計(jì)領(lǐng)導(dǎo)力”（LEED）評(píng)級(jí)計(jì)劃，幫助獲得可回收成分或區(qū)域材料使用的積分。在整個(gè)生命周期中，與基于PC或HAC的產(chǎn)品相比，基于石膏的材料具有更少的負(fù)面影響，例如空氣污染。

誤解一
石膏自流平水泥柔軟，白堊，不符合商業(yè)地板的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

真相
自1970年代后期以來，已安裝并指定了石膏混凝土。原始公式很可靠，可以正確應(yīng)用很多年。當(dāng)建筑材料強(qiáng)制執(zhí)行地板天花板防火措施而產(chǎn)生石膏材料市場時(shí)，競爭性配方便進(jìn)入了市場。但是，由于技術(shù)幾乎相同，因此申請(qǐng)者幾乎沒有機(jī)會(huì)區(qū)分他們的服務(wù)。最終，當(dāng)競爭激烈時(shí)，噴頭會(huì)通過在混合物中添加更多的水和沙子來擴(kuò)大覆蓋率。然而，這種做法對(duì)澆鑄的板坯的質(zhì)量有極其不利的影響。到90年代后期，平均石膏混凝土地板產(chǎn)生的抗壓強(qiáng)度為6890至10,335 kPa（1000至1500 psi），遠(yuǎn)低于今天的要求20，水泥地面準(zhǔn)備彈性地板的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施規(guī)程。

那么，為什么添加更多的水和沙子會(huì)對(duì)石膏混凝土板的光潔度產(chǎn)生負(fù)面影響呢？

合半水合物所需的水量是一致的。每45千克（100磅）純凈的半水合物粉末需要8.5千克（18.6磅）的水（通常稱為“理論水”）轉(zhuǎn)化為石膏。然而，這不足以產(chǎn)生足夠的流體漿料的水。在某些情況下，可能需要添加34至40千克（75至90磅）的水以產(chǎn)生可接受的流動(dòng)特性。

用于產(chǎn)生漿料的水越多（大于實(shí)際的半水合物理論需要量），則硬化的物質(zhì)就越弱。這是因?yàn)檫^量的水不會(huì)對(duì)水合過程產(chǎn)生影響，只會(huì)占用空間。一旦團(tuán)塊“凝結(jié)”并充分水合，就必須使硬化團(tuán)塊開始干燥。多余的水（有時(shí)被稱為“方便水”）最終必須通過自然蒸發(fā)或強(qiáng)制干燥離開系統(tǒng)。一旦水從硬化的物質(zhì)中蒸發(fā)掉，它就會(huì)留下微小的空隙。氣孔越多，強(qiáng)度越低，無論是抗壓強(qiáng)度，抗彎強(qiáng)度還是抗拉強(qiáng)度。重要的是要注意-這與PC或HAC相反。這些材料在水泥凝固時(shí)需要較長時(shí)間的水。這通常稱為濕固化。如前所述，石膏水泥僅需要水即可形成新的晶體。一旦形成（通常在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)），該系統(tǒng)就不再需要水。

骨料

將諸如沙子的骨料引入半水合物漿液會(huì)降低硬化塊的強(qiáng)度，因?yàn)樗鼘⑿碌乃鲜嗑w散開開來。沙子還可以防止新的水合石膏晶體相互長大。此外，沙子不會(huì)化學(xué)鍵合到新形成的晶體上。取而代之的是，沙子被捕獲并鎖定在晶體基質(zhì)中。

由于大多數(shù)石膏水泥中都添加了沙子，因此必須特別注意沙子的數(shù)量和類型，以幫助平板達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)格。最大化沙子與泥漿的結(jié)合方式的一種方法是確保顆粒的大小和形狀在范圍內(nèi)。過于尖角和平坦的沙子不如具有圓形形狀的沙子好。圓形的沙粒比扁平形的沙粒更容易“滾動(dòng)”。當(dāng)試圖控制漿料的流動(dòng)和流平特性時(shí)，這一點(diǎn)很重要。

最終，根據(jù)前面所述的規(guī)則，可以推斷出過量的水以及由此產(chǎn)生的晶體生長的負(fù)面影響將導(dǎo)致石膏板的“軟”或“堊白”。

在過去的15年中，配方的進(jìn)步和更嚴(yán)格的安裝程序已將基于石膏的矯平機(jī)的質(zhì)量提高到安裝特性可以超過傳統(tǒng)PC和HAC產(chǎn)品的水平。當(dāng)今市場上的石膏找平劑可以混合使用以滿足或超過行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)樗沁m用于所有類型地面覆蓋物的合適基材。與普通PC和HAC產(chǎn)品的約34,450至41,340 kPa（5000至6000 psi）相比，當(dāng)前技術(shù)可以制造出達(dá)到137,800 kPa（20,000 psi）壓縮強(qiáng)度的水合產(chǎn)品。這種力量可以在短短幾個(gè)小時(shí)或幾天內(nèi)，而不是幾周內(nèi)就可以達(dá)到。

誤解二
石膏基襯砌在暴露于水后會(huì)“融化”。

真
石膏以2 g / L（1 oz / 3.64 gal）水的速度溶于水。這意味著2 g / L的水，0.45 kg（1 lb）的石膏的溶解速度將需要約227 L（60 gal）的水。

例如，如果將227 L的水倒在由石膏墊層支撐的地板上（例如在浴室或廚房中），那么0.45千克的石膏絕不會(huì)“融化”，特別是考慮到地板覆蓋層可以防止大部分水來自與石膏墊層的接觸。

如果未使用地板覆蓋層，則大部分水分可能會(huì)被石膏墊層吸收。即使水完全浸入石膏墊層中，也不會(huì)發(fā)生腐蝕，因?yàn)樗芤簩⒁? g / 1 L的速度飽和，并停留在整個(gè)塊體中。假設(shè)消除了水源，則墊層將變干。水將蒸發(fā)，留下已經(jīng)溶解的石膏，以保留在塊體晶體結(jié)構(gòu)的間隙中。

誤解三
石膏混凝土不是水硬性水泥。

真相
ASTM C219-07，與水硬性水泥有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語將水硬性水泥定義為：

一種可以在水中凝固并且能夠在水下凝固的水泥。

石膏完全滿足該定義，因此將基于石膏的自流平劑稱為“石膏水泥”（因?yàn)樗鼇碜源樱┖汀笆嗷炷痢保ㄔ趯⑵湓O(shè)置為地板墊層之后）是適當(dāng)?shù)摹?/span>

石膏地面的特性和優(yōu)點(diǎn)
在大多數(shù)應(yīng)用中，石膏矯平機(jī)不需要在使用前對(duì)基體或現(xiàn)有地板覆蓋層進(jìn)行噴砂清理或刮痕處理，因?yàn)槭嗷炷猎谒^程中會(huì)略微膨脹。這與固化時(shí)通常與傳統(tǒng)混凝土相關(guān)的收縮有很大不同。一些石膏水泥甚至可以被染色和拋光以提供裝飾性的耐磨表面。

與傳統(tǒng)水泥的典型28天養(yǎng)護(hù)周期相比，澆筑石膏板可在數(shù)小時(shí)內(nèi)達(dá)到較高的抗壓強(qiáng)度。在木結(jié)構(gòu)建筑中，可以將石膏直接澆在木頭上，而無需使用鋼絲網(wǎng)加強(qiáng)板，其最小厚度為19毫米（3?4英寸），以達(dá)到一小時(shí)的防火等級(jí)。PC要求最小厚度為38毫米（11?2英寸），才能達(dá)到一小時(shí)的額定功率。在空心混凝土板上，石膏墊層可達(dá)到長達(dá)四個(gè)小時(shí)的防火等級(jí)，其耐火性僅為波特蘭基混凝土厚度的一半。與石膏墊結(jié)合使用時(shí)，石膏矯直機(jī)提供的聲音傳輸?shù)燃?jí)（STC）和沖擊隔離等級(jí)（IIC）會(huì)超出《國際建筑規(guī)范》（IBC）第1207條的要求）。石膏矯直機(jī)還可以在單個(gè)升降機(jī)中最多傾倒76毫米（3英寸），而傳統(tǒng)水泥矯直機(jī)的澆鑄約為25毫米（1英寸）。

結(jié)論
出于多種原因，石膏混凝土是用作襯砌的理想材料。它需要較少的準(zhǔn)備工作，具有出色的流動(dòng)性，可以倒入更深，并具有更好的抗裂性。與其他材料相比，某些用煙氣脫硫石膏生產(chǎn)的產(chǎn)品可達(dá)到90％的回收利用率，并具有更高的抗壓強(qiáng)度。在大多數(shù)情況下，石膏墊層可以達(dá)到或超過澆注PC或HAC的地板的特性，而費(fèi)用僅為安裝成本的一小部分。