二水石膏、半水石膏、无水石膏之化学演变

        当温度在65℃时加热，二水石膏就开始释出结构水，但脱水速度比较慢。在107℃左右、水蒸气压达971mmHg时，脱水速度迅速变快。随着温度继续升高，脱水更为加快，在l 70—l90℃时，二水石膏以很快的速度脱水变为α—半水石膏或β—半水石膏。当温度继续升高到220℃和320～360℃时，半水石膏则继续脱水变为α可溶性的无水石膏。但220℃条件下生成的无水百膏比较容易在空气中吸水变成半水石膏。在450一750℃期间变成的无水石膏则为不溶性无水石膏。这种无水石膏即我们通常说的“死烧"石膏；它很难溶于水，几乎不凝结，而且不具有强度。在800℃时，无水石膏开始分解为CaO和SO2 加O2 等，这时的凝结能力主要是靠CaO的凝结作用而不是石膏了。这种分解在1050℃以后更为激烈，到1350℃才结束。在还原气氛下，有利于CaSO4 的分解。

        溶解度：

        固化后的二水石膏,通过长期放置后,它在水中的溶解度会不会降低？不会的，固化后的二水石膏,通过长期放置后会脱水变成石膏，在资料显示：二水石膏为2.08g/L，α-半水石膏为6.20g/L，β-半水石膏为8.15g/L，可溶性无水石膏为6.30g/L，天然无水石膏为2.70g/L。所以它的溶解度不会降低反而升高！

        应用：

        (1)经漂洗烘干后用于水泥工业做缓凝剂

        (2)经漂洗甩干后用于生产普通β型石膏粉，并生产石膏砌块、大板等石膏制品；

        (3)直接用于农业，做土地的改良剂；

        (4)直接用于筑路材料。

        石膏与二水石膏：

        理论上石膏与水搅拌时进行化学反应需要的水量为18.6%；在模型制作过程中，实际加水量比此数值大的多，其目的是为了获得一定流动性的石膏浆以便浇注，同时能获得表面光滑的模型；多余的水分在干燥后留下很多毛细气孔，使石膏模型具有吸水性。

        吸水率是石膏模型一个重要的参数，它直接影响注浆时的成坯速度。陶瓷用石膏模的吸水率一般在38~48%之间。

        石膏粉放置在干燥的地方，使用时不要溅到水或车削下来的石膏，石膏袋子要干净，严防使用过的石膏残渣或其它杂物混入袋中。

        性状：

        通常为白色、无色，无色透明晶体称为透石膏，有时因含杂质而成灰、浅黄、浅褐等色。条痕白色。透明。玻璃光泽，解理面珍珠光泽，纤维状集合体丝绢光泽。解理极完全，和中等，解理片裂成面夹角为66和114的菱形体。性脆。硬度1.5~2。不同方向稍有变化。相对密度2.3。 

        偏光镜下：无色。二轴晶(+)。2V=58。Ng=1.530，Nm=1.523，Np=1.521。随温度升高2V减小，在大约90℃时2V为零。

        结晶水阶段：

加热时存在3个排出结晶水阶段：105~180℃，首先排出1个水分子，随后立即排出半个水分子，转变为烧石膏Ca[SO4]?0.5H2O，也称熟石膏或半水石膏。200~220℃，排出剩余的半个水分子，转变为Ⅲ型硬石膏Ca[SO4]?εH2O(0.06<ε<0.11)。约350℃，转变为Ⅱ型石膏Ca[SO4]。1120℃时进一步转变为Ⅰ型硬石膏。熔融温度1450℃。

        结构：

        石膏及其制品的微孔结构和加热脱水性，使之具优良的隔音、隔热和防火性能。 

        石膏属单斜晶系，解理度很高，容易裂开成薄片。将石膏加热至100～200°C，失去部分结晶水，可得到半水石膏。它是一种气硬性胶凝材料，具有 α和 β两种形态，都呈菱形结晶，但物理性能不同。α型半水石膏结晶良好、坚实；β型半水石膏是片状并有裂纹的晶体，结晶很细，比表面积比 α型半水石膏大得多。 

        生产石膏制品时， α型半水石膏比 β型需水量少，制品有较高的密实度和强度。通常用蒸压釜在饱和蒸汽介质中蒸炼而成的是 α型半水石膏，也称高强石膏；用炒锅或回转窑敞开装置煅炼而成的是 β型半水石膏，亦即建筑石膏。工业副产品化学石膏具有天然石膏同样的性能，不需要过多的加工。半水石膏与水拌和的浆体重新形成二水石膏、在干燥过程中迅速凝结硬化而获得强度，但遇水则软化。 

        二水石膏形成：

        用于建筑材料生产的石膏，包括天然石膏和化学石膏。天然石膏有天然二水石膏（CaSO4?2H2O）和天然无水石膏（CaSO4）。天然二水石膏质地较软，天然无水石膏质地较硬，故又称为硬石膏。工业生产中常用的是天然二水石膏，一般提到“石膏”大多数情况下指的是天然二水石膏。 

        纯净的二水石膏是透明的或无色的，有纤维状、针状、片状等晶体形态。天然二水石膏矿往往含有较多杂质，从产状看，有透明石膏、纤维石膏、雪花石膏、片状石膏、泥质石膏或土石膏。石膏中二水石膏所占的含量，常称为品位，以此来对石膏分级。一级石膏，含二水石膏95%以上，二级含二水石膏85%以上，三级含75%以上。生产建筑石膏板材大都要用三级以上的石膏。 

        化学石膏，一般是指的各种工业生产中的副产品，是工业废渣，其中含有一定数量的二水石膏，还含有较多杂质，称呼这些石膏时习惯在其前面加上原主要产品类型或石膏来源类型的名称，如磷石膏、氟石膏、排烟脱硫石膏、芒硝石膏等。 

        石膏有多种存在形态，石膏加热以后会由二水石膏逐步转化为另一种形态，吸湿以后，又会发生相反的变化。生产石膏建筑制品就是依据石膏的这种性质。 

        石膏加热脱水变成半水石膏（或其它型式脱水石膏），半水石膏加水拌合成石膏浆，石膏浆中的半水石膏等脱水石膏水化硬化又生成二水石膏，石膏浆入模就制成硬化的石膏制品了。 

        半水石膏凝结时间短，建筑石膏4-8分钟初凝，10-13分钟终凝；高强石膏3-8分钟初凝，15～30分钟终凝。生产石膏建材制品的生产周期短，就是充分利用了石膏材料凝结硬化快的特性。