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      石膏

      石膏

     

      

      石膏是單斜晶系礦物,是主要化學成分為硫酸鈣(CaSO4)的水合物。石膏是一種用途廣泛的工業材料和建筑材料??捎糜谒嗑從齽?、石膏建筑制品、模型制作、醫用食品添加劑、硫酸生產、紙張填料、油漆填料等。

      

      石膏及其制品的微孔結構和加熱脫水性,使之具優良的隔音、隔熱和防火性能。

      

      中文名 石膏 外文名 Gypsum 別    稱 生石膏 類    別 含水硫酸鹽 化學式 CaSO4·2H2O 分子量 172 顏    色 白色、無色,含雜質時顯黃-紅色 光    澤 玻璃、絹絲或珍珠光澤 透明度 透明到半透明 條    痕 白 晶    系 單斜 解    理 極完全 斷    口 貝殼狀, 有時纖維狀 硬    度 2 脆    性 具彎性 晶體慣態 板狀、纖維狀、塊狀或細粒 礦物密度 2.31~2.33 應    用 建筑、醫用等  分    布 分布廣泛

      

      分類

      

      一般所稱石膏可泛指生石膏和硬石膏兩種礦物。生石膏為二水硫酸鈣(Ca〔SO4〕·2H2O),又稱二水石膏、水石膏或軟 石膏,理論成分CaO32.6%,SO346.5%,H2O+20.9%,單斜晶系,晶體為板狀,通常呈致密塊狀或纖維狀, 白色 或灰、 紅、褐色,玻璃或絲絹光澤,摩氏硬度為2,解理平行{010}完全,密度2.3g/cm3;硬石膏為無水硫酸鈣(Ca〔SO4〕),理論成分CaO41.2%,SO358.8%,斜方晶系,晶體為板狀,通常呈致密塊狀或粒狀,白、灰白色 ,玻璃光澤,摩氏硬度為3~3.5,解理平行{010}完全,密度2.8~3.0g/cm3。兩種石膏常伴生產出,在一定的地質作用下又可互相轉化。

      

      基本性質

      

      天然二水石膏(CaSO4·2H2O)又稱為生石膏,經過煅燒、磨細可得β型半水石膏(2CaSO4·H2O),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、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。

      

      通常為白色、無色,無色透明晶體稱為 透石膏 ,有時因含雜質而成灰、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。

      

      加熱時存在3個排出 結晶水 階段:105~180℃,首先排出1個水分子,隨后立即排出半個水分子,轉變為 燒石膏 Ca[SO4]·0.5H2O,也稱 熟石膏 或半水石膏。200~220℃,排出剩余的半個 水分子 ,轉變為Ⅲ型硬石膏Ca[SO4]·εH2O(0.06<ε<0.11)。約350℃,轉變為Ⅱ型石膏Ca[SO4]。1120℃時進一步轉變為Ⅰ型硬石膏。 熔融溫度 1450℃。

      

      資源現狀

      

      天然石膏是自然界中蘊藏的石膏石,主要為二水石膏和硬石膏。中國石膏礦產資源儲量豐富,已探明的各類石膏總儲量約為570億噸,居世界首位,分布于的23個省、市、自治區,其中儲量超過10億噸的有10個,依次是:山東、內蒙古、青海、湖南、湖北、寧夏、西藏、安徽、江蘇和四川,石膏資源比較貧乏的是東北和華東地區。

      

      中國石膏資源主要是普通石膏和硬石膏,其中硬石膏占總量的60%以上,作為優質資源的特級及一級石膏,僅占總量的8%,其中纖維石膏僅占總量的1.8%。因此,我們是石膏儲量大國的同時,又是優質石膏儲量的窮國。優質石膏資源主要分布于湖北應城和荊門、湖南衡山、廣東三水、山東棗莊、山西平陸等地區,部分礦點已過度開采接近枯竭,部分因與低品位石膏混雜難以分離而造成優質資源浪費。因此,中國實際能夠開采并有效利用的優質石膏資源比例更少。

      

      中國石膏工業雖然起步較晚,基礎較差,但發展很快,1995年石膏產量就猛增至2659萬噸,超過美國,成為世界第一石膏消費大國。至2004年,全國石膏原礦年生產3000萬噸以上,總計石膏消費量約為3500萬噸。中國現有石膏開采礦山500多個,年產量10萬噸以上的大中型礦山約50個,其產量占總產量的40%,鄉鎮小型礦山產量約占總產量的60%。按生產方式分,露天開采約占30%,地下開采約占70%。在地下開采的石膏礦山中,因種種原因使平均回采率低于30%,得到優先開采的優質資源并未得到合理開發和有效利用,資源浪費嚴重,令人痛心!

      

      天然石膏中用途最廣的是二水石膏,其有效成分為二水硫酸鈣,一般根據礦石中二水硫酸鈣含量對石膏進行等級劃分。石膏應用領域較寬,產品種類也較多,不同的用途對石膏原料的質量有著不同的要求,高品位石膏多被用于特種石膏產品的生產原料,如食用、醫用、藝術品、模型和化工填料等;二水硫酸鈣含量低于60%的石膏礦則很少得到應用;高于60%的石膏礦石,則根據其含量的不同,被用于建材、建筑等各個領域。

      

      世界不同國家對石膏的消費結構不同,發達國家石膏深加工產品的消費占較大比重,其石膏消費結構為:產制品占45%,水泥生產占45%,其它各領域占10%。發展中國家多偏重于礦石的初級應用,依賴于水泥工業,石膏制品的比重隨經濟發展有逐步增大的趨勢。中國的消費結構大致為:84%用作水泥生產的緩凝劑,6.5%用于陶瓷模具,4.0%用于石膏制品、墻體材料,5.5%用于化工及其它行業;隨著中國水泥產量的不斷增大,對石膏的需求相應增大,同時隨著中國經濟的高速增長,石膏產業尤其是石膏制品將存在著一個極大的發展空間,各種石膏產制品及石膏墻體會得到高速的發展,石膏的需求量必將猛增,隨著傳統的陶瓷及其它特種行業的發展,優質石膏資源不斷減少,石膏資源的開發利用將被愈加重視。因此,為了保證整體石膏行業的可持續發展,綠色的、環保的、健康的石膏建筑材料及產制品更廣泛的應用于人民生活中,必須對有限的石膏資源進行優化利用。

      

      主要產地

      

      世界上最大石膏生產國是 美國 。在美國, 石膏礦床分布在22個州,共有69座礦山,最大產地在阿依華州道奇堡;其次是加拿大 ; 法國在歐洲石膏生產中居領先地位; 再次為德國、 英國 、西班牙。 中國石膏礦資源豐富。全國23個省(區)有石膏礦產出。探明儲量的礦區有169處,總保有儲量 礦石 576億噸。從地區分布看,以山東石膏礦最多,占全國儲量的65%;內蒙古、青海、湖南次之。主要石膏礦區有山東棗莊底閣鎮,內蒙古 鄂托克旗 、湖北應城市 、吉林渾江、 江蘇南京、山東大汶口、 廣西欽州、山西太原 、 寧夏中衛石膏礦等。

      

      成礦類型

      

      石膏礦以沉積型礦床為主,儲量占全國90%以上,后生型及熱液交代型石膏礦不很重要。石膏礦在各地質時代均有產出,以早白堊紀和第三紀沉積型石膏礦為最重要。

      

      主要為化學 沉積作用 的產物,常形成巨大的礦層或透鏡體,賦存于 石灰巖 、紅色頁巖和 砂巖 、泥灰巖及 粘土巖 系中,常與硬石膏、 石鹽 等共生。硬 石膏層 在近地表部位,由于外部壓力的減小,受地表水作用而轉變為石膏:CaSO4+2H2O—— CaSO4·2H2O;同時體積增大約30%,引起石膏層的破壞。

      

      鑒別特征

      

      低硬度,一組極完全解理,以及各種特征之形態可以鑒別。致密塊狀的石膏,以其低硬度和遇酸不起泡可與碳酸鹽區別。

      

      硬度分類中標準礦物之一。

      

      醫學應用

      

      藥理作用

      

      1.  解熱作用 生石膏對正常體溫無降溫作用, 而對人工發熱動物具有一定的解熱作用, 對人工發熱家兔有明顯的退熱作用, 其退熱作用可能與其主要成分鈣的作用無關。生石膏煎劑 15g/kg 灌胃對注射傷寒五聯菌苗所致的發熱家兔無退熱作用;如果先給兔灌胃生石膏煎劑 15g/kg, 再注射傷寒五聯菌苗則不能引起體溫大幅度升高。石膏具有迅速但維持時間較短的解熱作用, 對傷寒菌苗引起的發熱兔, 5g/kg生石膏的降溫效果與 0.2g/kg 安替比林相似, 以服藥后半小時體溫下降為顯著, 在1~1.5小時作用最強。

      

      白虎湯和單味石膏煎劑對實驗性致熱家兔都具有一定的退熱作用;不含石膏的知母甘草合劑和去鈣白虎湯等均未見明顯退熱效果, 可以認為石膏是白虎湯退熱作用的主要藥物, 石膏作用可被處方中的其他藥物所加強, 但不隨石膏的用量增加而增加。對實驗動物給藥前后血鈣水平進行測定, 表明血鈣升高水平與退熱作用關系密切。有報道指出, 石膏與知母合用的退熱效果較單用為強, 知母的解熱成分為芒果甙, 純硫酸鈣無效, 因此推測石膏的解熱作用為其所含硫酸鈣以外成分所致。實驗表明: 麻杏石甘湯及石膏再用(煎煮后碾碎再次使用)麻杏石甘湯的退熱作用均強于石膏及石膏再用水煎液。

      

      亦有報道, 以生石膏的 1:1 煎液的上清液部分及上清液加生石膏粉給予傷寒菌苗引致的發熱家兔, 未見明顯退熱作用。國外有用實驗性發熱大鼠的實驗證明: 石膏灌服、皮下注射或靜脈注射均未見有明顯的解熱作用, 但當以禁止飲水、內毒素引致發熱、給予利尿劑、喂飼食鹽以及以輻射熱等方法造成動物“口渴”狀態時, 石膏可以減少大鼠的飲水量, 即可減輕其“口渴”狀態。

      

      2.   對心血管系統的作用 石膏浸液對蛙的在位心臟無影響, 小劑量石膏浸液對于離體蟾蜍心及兔心有興奮作用, 大劑量則產生抑制作用, 換液后心臟可恢復正常。靜脈注射4%石膏上清液0.1ml/kg時, 對家兔、貓的呼吸、血壓及血流量無影響, 而注射1ml/kg以上時, 呈現呼吸抑制、血壓下降、血流量減少、心率減慢。靜脈注射石膏液0.2ml/kg可使家兔和貓的大腿動脈的血流量呈一時性減少, 其后增加, 并使冠狀動脈血流量減少。

      

      3. 對平滑肌的作用 小劑量石膏上清液使家兔的離體小腸和子宮振幅增大, 大劑量則緊張性降低, 振幅減小。石膏還可以使小鼠尿排出量增加, 小腸推進功能減慢, 并增加大鼠和貓的膽汁排泄。

      

      4. 其他作用 石膏內服經胃酸作用, 一部分變成可溶性鈣鹽, 至腸吸收入血能增加血清內鈣離子濃度, 可抑制神經應激能力(包括中樞神經的體溫調節功能), 減低骨骼肌的興奮性, 緩解肌肉痙攣, 又能減少血管通透性。

      

      在體外培養實驗中, 1:1 的石膏 Hanks 液能明顯增強兔肺泡巨噬細胞對白色葡萄球菌及膠體金的吞噬能力, 并能促進吞噬細胞的成熟。Ca++ 可提高肺泡巨噬細胞的捕捉率, 加強其吞噬活性和加速其對塵粒的清除, 在維持巨噬細胞生理功能上具有重要意義。因此可以認為, Ca++ 在石膏的上述功能中起重要作用。

      

      長期喂飼石膏, 可使大鼠垂體、腎上腺、顎下腺、胰臟及胸腺等的鈣含量增高。而對摘除甲狀腺、副甲狀腺的大鼠, 則可使胸腺鈣含量增加, 脾臟含量減少。

      

      石膏在體內 ATP 存在下, 經酶和 APG 的作用, 產生硫同位素的分餾, 使34S 的血藥濃度增大, 從而起到抗病毒作用。

      

      石膏性涼,有清熱解毒

      

      用藥禁忌

      

      1、脾胃虛寒及血虛、陰虛發熱者忌服。

      

      2、《本草經集注》:“雞子為之使。惡莽草、馬目毒公。”

      

      3、《藥性論》:“惡巴豆,畏鐵。”

      

      4、用量過大,服后會出現疲倦乏力、精神不振、胃口欠佳等情況。

      

      5、石膏屬大寒之品,易傷陽氣。

      

      6、石膏不宜與下列西藥同時運用:

      

     ?、偎沫h素族抗生素,石膏會使該族抗生素溶解度降低而吸收率減少。

      

     ?、诓灰伺c異煙肼同服,會使其療效降低。

      

     ?、鄄灰伺c強的松同服,能降低其生物利用度。

      

      藥物配伍

      

      1、配桑葉,清宣肺熱;

      

      2、配桂枝,表里雙解;

      

      3、配白芷,清熱瀉火、消腫止痛;

      

      4、配知母,清熱除煩;

      

      5、配半夏,肺胃雙清、降逆化痰;

      

      6、配甘草,清肺止咳;

      

      7、配竹葉,清熱除煩。

      

      中醫方劑

      

      1、白虎湯《傷寒論》:陽明氣分之熱;

      

      2、竹葉石膏湯《傷寒論》:傷寒解后、余熱不清;

      

      3、麻杏石甘湯《傷寒論》:外感風邪、肺熱咳喘。

      

      4、雙玉散《素問病機保命集》:痰熱而喘、痰涌如泉。

      

      5、玉露散《小兒藥證直訣》:小兒傷熱吐瀉黃瘦。

      

      6、石膏散《普濟方》:熱甚咳嗽者。

      

      7,石膏降壓枕據明朝李時珍《本草綱目》第九卷記載“石膏亦稱細理石,又名“寒水石”,主治中風寒熱, 有解肌發汗,除口干舌焦,頭痛牙疼等功能,乃祛瘟解熱之良藥。據中醫理論及民間使用證明:高血壓屬熱癥,石膏性大寒,用石膏磨制而成的石膏降壓枕,以寒克熱能自然調節腦神經和人腦正常溫度,使腦血管正常工作,可有效地控制血壓升高。在中國人們早就用天然石膏制成枕頭,唐朝薛逢有詩《石膏枕》“表里通明不假雕,冷于春雪白于瑤。朝來送在涼床上,只怕風吹日炙銷。”石膏枕頭是采用天然石膏礦石中的精品纖維石膏(透明)為原料,手工精心雕刻,磨制而成的一種具體降壓護脊、除煩鎮痛、助眠安神等多重保健藥用功效的枕頭。

      

      臨床應用

      

      1、用于溫熱病、肺胃大熱、高熱不退、口渴、煩燥、脈洪大等癥。石膏藥性大寒,善清氣分實熱,故適用于肺胃實熱的癥候,常與知母相須為用,以增強清里熱的作用。

      

      2.、用于溫病高熱,身發斑疹。溫病發斑,多由胃火旺而血熱熾盛所致,此是氣血兩燔的現象。在臨床上遇到此種癥候,常用清熱瀉火較強的石膏,配合涼血解毒的藥物如玄參、丹皮、赤芍、鮮生地、板藍根等同用。

      

      3、用于胃火亢盛所致的頭痛、齒痛、牙齦腫痛等癥。石膏能清泄胃火,故胃火亢盛所引起的疾病,可配合知母、牛膝、生地等同用。

      

      4、用于肺熱咳嗽、氣喘。邪熱襲肺,身發高熱、咳嗽、氣急鼻煽、口渴欲飲等癥,可用石膏清泄肺熱,佐以麻黃、杏仁等宣肺、止咳平喘等品(即麻杏石甘湯)。

      

      5、用于濕疹水火燙傷,瘡瘍潰后不斂及創傷久不收口。石膏研末外用,治療以上諸外科病,有清熱、收斂、生肌的作用,常合升丹、黃柏、青黛等同用。

      

      常用配方

      

      1、治三陽合病腹滿身重難以轉側口不仁面垢譫語遺尿發汗則譫語下之則額上生汗手足厥冷若自汗出者:知母六兩石膏一斤(碎)甘草(炙)二兩粳米六合。上四味以水—升煮米熟湯面去滓。溫服一升日三服。(《傷寒論》白虎湯)

      

      2、治溫病初得其脈浮而有力身體壯熱并治感冒初起身不惡寒而心中發熱者:生石膏二兩(軋細)生粳米二兩半。上二味用水三大碗煎至米爛熟約可得清汁兩大碗乘熱盡量飲之使周身皆汗出病無不愈者。若陽明腑熱已實不必乘熱頓飲之徐徐溫飲下以消其熱可也。(《衷中參西錄》石膏粳米湯)

      

      3、治小兒夾驚傷寒頭痛壯熱涎潮驚悸多哭氣粗心煩及治氣壅膈節不通:石膏、寒水石各一兩腦麝各半字。上為末燈心湯調下。大小加減服之。(《普濟方》紅桃散)

      

      4、治傷寒發熱涎潮上厥伏留陽經頭疼眩暈不可忍者:石膏(煅研細)每服蔥白點茶凋下二錢。小兒量大小加減與之。(《三因方》玉屑散)

      

      5、治陽明內熱煩渴頭痛二便閉結溫疫斑黃及熱痰喘嗽等證:石膏六兩(生用)粉甘草一兩。上為極細末每服一二三錢新汲水、或熱湯、或人參湯調下。此方加朱砂三錢亦妙。(《景岳全書》玉泉散)

      

      6、治太陰溫病不可發汗發汗而汗不出必發斑疹汗出過多者必神昏譫語發斑者:石膏一兩知母四錢生甘草三錢玄參三錢犀角二錢白粳米—合。水八杯煮取三杯日三服渣再煮一鐘夜—服。(《溫病條辨》化斑湯)

      

      石膏板

      

      利用建筑石膏生產的建筑制品主要有:

      

     ?、?紙面石膏板。在建筑石膏中加入少量膠粘劑、纖維、泡沫劑等與水拌和后連續澆注在兩層護面紙之間,再經輥壓、凝固、切割、干燥而成。板厚9~25毫米,干容重750~850公斤/米3,板材韌性好,不燃,尺寸穩定,表面平整,可以鋸割,便于施工。主要用于內隔墻、內墻貼面、天花板、吸聲板等,但耐水性差,不宜用于潮濕環境中。

      

     ?、?纖維石膏板。將摻有纖維和其他外加劑的建筑石膏料漿,用纏繞、壓濾或輥壓等方法成型后,經切割、凝固、干燥而成。厚度一般為8~12毫米,與紙面石膏板比,其抗彎強度較高,不用護面紙和膠粘劑,但容重較大,用途與紙面石膏板相同。

      

     ?、?裝飾石膏板。將配制的建筑石膏料漿,澆注在底模帶有花紋的??蛑?,經抹平、凝固、脫模、干燥而成,板厚為10毫米左右。為了提高其吸聲效果,還可制成帶穿孔和盲孔的板材,常用作天花板和裝飾墻面。

      

     ?、?石膏空心條板和石膏砌塊。將建筑石膏料漿澆注入模,經振動成型和凝固后脫模、干燥而成??招臈l板的厚度一般為60~100毫米,孔洞率30~40%;砌塊尺寸一般為600×600毫米,厚度60~100毫米,周邊有企口,有時也可做成帶圓孔的空心砌塊??招臈l板和砌塊均用專用的石膏砌筑,施工方便,常用作非承重內隔墻。


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