2023.03.24

石膏の世界

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石膏とは？

石膏とは？

生徒さん: 先生、石膏って何ですか？

ころちゃん先生: 石膏は、硫酸カルシウム半水和物という名前の物質で、組成式はCaSO4・1/2H2Oだよ。石膏は水を加えて練ると硬化するんだ。

生徒さん: どうして硬くなるんですか？

ころちゃん先生: 半水石膏に水を加えると、硫酸カルシウム二水和物（二水石膏）に変わるんだ。これが硬化する原因だよ。ちょうど、小麦粉に水を加えてこねるとパン生地になるのと似ているね。

石膏の硬化膨張

生徒さん: 石膏が硬くなるときに膨張するって本当ですか？

ころちゃん先生: そうだよ。石膏の硬化膨張とは、石膏が固まる際に体積がわずかに増加する現象のことを言うんだ。一般的に、超硬石膏の硬化膨張率は約0.1%程度で、硬質石膏や普通石膏は0.2～0.3%程度だよ。

生徒さん: 硬化膨張率に影響するものは何ですか？

ころちゃん先生: 混水比が小さくなると、針状結晶が密集し合うことから硬化膨張率が大きくなるんだ。また、硬化促進剤や硬化遅延剤の添加によっても膨張率に変化があるよ。例えば、硬化促進剤の塩化ナトリウムや硫酸カリウム、硬化遅延剤のホウ砂を添加すると、硬化膨張率は小さくなるんだ。

生徒さん: なるほど！石膏の硬化膨張は、混水比や添加物によって変化するんですね。

ころちゃん先生: そうだよ。石膏が硬化するときには、膨張するんだ。普通の石膏では、膨張率は約0.3%だよ。これは、石膏が硬化するときに、針状の結晶が成長して、間隙（すき間）が多くなるからだよ。

石膏の硬化遅延剤と促進剤

生徒さん: どうやって石膏の硬化を遅らせるんですか？詳しく教えてください。

ころちゃん先生: 硬化を遅らせる方法はいくつかあるよ。水と石膏の比率を大きくする、水の温度を下げる、そして硬化遅延剤を加える方法があるんだ。

硬化遅延材には「ホウ砂」や「クエン酸カリウム」があるよ。

生徒さん: ホウ砂って何ですか？

ころちゃん先生: ホウ砂は弱アルカリ性の物質で、石膏の硬化を遅らせる効果があるんだ。石膏と中和反応を起こして、硬化が遅くなるんだ。

生徒さん: 硬化を早くする方法は何ですか？

ころちゃん先生: 硬化を早くする物質には、塩化ナトリウムや石膏スラリー液(石膏を水に溶かしたもの)があるよ。これらの物質が結晶化を促進して、硬化が早くなるんだ。