二水石膏、半水石膏、無水石膏之化學(xué)演變

        當(dāng)溫度在65℃時(shí)加熱，二水石膏就開始釋出結(jié)構(gòu)水，但脫水速度比較慢。在107℃左右、水蒸氣壓達(dá)971mmHg時(shí)，脫水速度迅速變快。隨著溫度繼續(xù)升高，脫水更為加快，在l 70—l90℃時(shí)，二水石膏以很快的速度脫水變?yōu)?alpha;—半水石膏或β—半水石膏。當(dāng)溫度繼續(xù)升高到220℃和320～360℃時(shí)，半水石膏則繼續(xù)脫水變?yōu)?alpha;可溶性的無水石膏。但220℃條件下生成的無水百膏比較容易在空氣中吸水變成半水石膏。在450一750℃期間變成的無水石膏則為不溶性無水石膏。這種無水石膏即我們通常說的“死燒"石膏；它很難溶于水，幾乎不凝結(jié)，而且不具有強(qiáng)度。在800℃時(shí)，無水石膏開始分解為CaO和SO2 加O2 等，這時(shí)的凝結(jié)能力主要是靠CaO的凝結(jié)作用而不是石膏了。這種分解在1050℃以后更為激烈，到1350℃才結(jié)束。在還原氣氛下，有利于CaSO4 的分解。

        溶解度：

        固化后的二水石膏,通過長期放置后,它在水中的溶解度會(huì)不會(huì)降低？不會(huì)的，固化后的二水石膏,通過長期放置后會(huì)脫水變成石膏，在資料顯示：二水石膏為2.08g/L，α-半水石膏為6.20g/L，β-半水石膏為8.15g/L，可溶性無水石膏為6.30g/L，天然無水石膏為2.70g/L。所以它的溶解度不會(huì)降低反而升高！

        應(yīng)用：

        (1)經(jīng)漂洗烘干后用于水泥工業(yè)做緩凝劑

        (2)經(jīng)漂洗甩干后用于生產(chǎn)普通β型石膏粉，并生產(chǎn)石膏砌塊、大板等石膏制品；

        (3)直接用于農(nóng)業(yè)，做土地的改良劑；

        (4)直接用于筑路材料。

        石膏與二水石膏：

        理論上石膏與水?dāng)嚢钑r(shí)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)需要的水量為18.6%；在模型制作過程中，實(shí)際加水量比此數(shù)值大的多，其目的是為了獲得一定流動(dòng)性的石膏漿以便澆注，同時(shí)能獲得表面光滑的模型；多余的水分在干燥后留下很多毛細(xì)氣孔，使石膏模型具有吸水性。

        吸水率是石膏模型一個(gè)重要的參數(shù)，它直接影響注漿時(shí)的成坯速度。陶瓷用石膏模的吸水率一般在38~48%之間。

        石膏粉放置在干燥的地方，使用時(shí)不要濺到水或車削下來的石膏，石膏袋子要干凈，嚴(yán)防使用過的石膏殘?jiān)蚱渌s物混入袋中。

        性狀：

        通常為白色、無色，無色透明晶體稱為透石膏，有時(shí)因含雜質(zhì)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(shí)2V為零。

        結(jié)晶水階段：

加熱時(shí)存在3個(gè)排出結(jié)晶水階段：105~180℃，首先排出1個(gè)水分子，隨后立即排出半個(gè)水分子，轉(zhuǎn)變?yōu)闊郈a[SO4]?0.5H2O，也稱熟石膏或半水石膏。200~220℃，排出剩余的半個(gè)水分子，轉(zhuǎn)變?yōu)棰笮陀彩郈a[SO4]?εH2O(0.06<ε<0.11)。約350℃，轉(zhuǎn)變?yōu)棰蛐褪郈a[SO4]。1120℃時(shí)進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)棰裥陀彩?。熔融溫?450℃。

        結(jié)構(gòu)：

        石膏及其制品的微孔結(jié)構(gòu)和加熱脫水性，使之具優(yōu)良的隔音、隔熱和防火性能。 

        石膏屬單斜晶系，解理度很高，容易裂開成薄片。將石膏加熱至100～200°C，失去部分結(jié)晶水，可得到半水石膏。它是一種氣硬性膠凝材料，具有 α和 β兩種形態(tài)，都呈菱形結(jié)晶，但物理性能不同。α型半水石膏結(jié)晶良好、堅(jiān)實(shí)；β型半水石膏是片狀并有裂紋的晶體，結(jié)晶很細(xì)，比表面積比 α型半水石膏大得多。 

        生產(chǎn)石膏制品時(shí)， α型半水石膏比 β型需水量少，制品有較高的密實(shí)度和強(qiáng)度。通常用蒸壓釜在飽和蒸汽介質(zhì)中蒸煉而成的是 α型半水石膏，也稱高強(qiáng)石膏；用炒鍋或回轉(zhuǎn)窯敞開裝置煅煉而成的是 β型半水石膏，亦即建筑石膏。工業(yè)副產(chǎn)品化學(xué)石膏具有天然石膏同樣的性能，不需要過多的加工。半水石膏與水拌和的漿體重新形成二水石膏、在干燥過程中迅速凝結(jié)硬化而獲得強(qiáng)度，但遇水則軟化。 

        二水石膏形成：

        用于建筑材料生產(chǎn)的石膏，包括天然石膏和化學(xué)石膏。天然石膏有天然二水石膏（CaSO4?2H2O）和天然無水石膏（CaSO4）。天然二水石膏質(zhì)地較軟，天然無水石膏質(zhì)地較硬，故又稱為硬石膏。工業(yè)生產(chǎn)中常用的是天然二水石膏，一般提到“石膏”大多數(shù)情況下指的是天然二水石膏。 

        純凈的二水石膏是透明的或無色的，有纖維狀、針狀、片狀等晶體形態(tài)。天然二水石膏礦往往含有較多雜質(zhì)，從產(chǎn)狀看，有透明石膏、纖維石膏、雪花石膏、片狀石膏、泥質(zhì)石膏或土石膏。石膏中二水石膏所占的含量，常稱為品位，以此來對石膏分級。一級石膏，含二水石膏95%以上，二級含二水石膏85%以上，三級含75%以上。生產(chǎn)建筑石膏板材大都要用三級以上的石膏。 

        化學(xué)石膏，一般是指的各種工業(yè)生產(chǎn)中的副產(chǎn)品，是工業(yè)廢渣，其中含有一定數(shù)量的二水石膏，還含有較多雜質(zhì)，稱呼這些石膏時(shí)習(xí)慣在其前面加上原主要產(chǎn)品類型或石膏來源類型的名稱，如磷石膏、氟石膏、排煙脫硫石膏、芒硝石膏等。 

        石膏有多種存在形態(tài)，石膏加熱以后會(huì)由二水石膏逐步轉(zhuǎn)化為另一種形態(tài)，吸濕以后，又會(huì)發(fā)生相反的變化。生產(chǎn)石膏建筑制品就是依據(jù)石膏的這種性質(zhì)。 

        石膏加熱脫水變成半水石膏（或其它型式脫水石膏），半水石膏加水拌合成石膏漿，石膏漿中的半水石膏等脫水石膏水化硬化又生成二水石膏，石膏漿入模就制成硬化的石膏制品了。 

        半水石膏凝結(jié)時(shí)間短，建筑石膏4-8分鐘初凝，10-13分鐘終凝；高強(qiáng)石膏3-8分鐘初凝，15～30分鐘終凝。生產(chǎn)石膏建材制品的生產(chǎn)周期短，就是充分利用了石膏材料凝結(jié)硬化快的特性。