石膏的结构特点及其在工业上的应用

天然二水石膏(CaSO4·2H2O)又称为生石膏，经过煅烧、磨细可得β型半水石膏(CaSO4·1/2H2O)，即建筑石膏，又称熟石膏、灰泥。若煅烧温度为190 °C可得模型石膏，其细度和白度均比建筑石膏高。若将生石膏在400-500 °C或高于800 °C下煅烧，即得地板石膏，其凝结、硬化较慢，但硬化后强度、耐磨性和耐水性均较普通建筑石膏为好。

结构与形态

单斜晶系，a0=0.568nm，b0=1.518nm，c0=0.629nm，β=11823\';Z=4。晶体结构由[SO4]2-四面体与Ca2+联结成(010)的双层，双层间通过H2O分子联结。其完全即沿此方向发生。Ca2+的配位数为8，与相邻的4个[SO4]四面体中的6个O2-和2个H2O分子联结。H2O分子与[SO4]中的O2-以氢键相联系，水分子之间以分子键相联系。斜方柱晶类，C2h-2/m(L2PC)。晶体常依发育成板状，亦有呈粒状。常简单形：平行双面b、p，斜方柱m、l等;晶面和常具纵纹;有时呈扁豆状。双晶常见，一种是依(100)为双晶面的加里双晶或称燕尾双晶，另一种是以(101)为双晶面的巴黎双晶或称箭头双晶。集合体多呈致密粒状或纤维状。细晶粒状块状称之为雪花石膏;纤维状集合体称为纤维石膏。少见由扁豆状晶体形成的似玫瑰花状集合体。亦有土状、片状集合体。

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。

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。

工业应用

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。

石膏是生产石膏胶凝材料和石膏建筑制品的主要原料，也是硅酸盐水泥的缓凝剂。石膏经600～800°C煅烧后，加入少量石灰等催化剂共同磨细，可以得到硬石膏胶结料(也称金氏胶结料);经900～1000°C煅烧并磨细，可以得到高温煅烧石膏。用这两种石膏制得的制品，强度高于建筑石膏制品，而且硬石膏胶结料有较好的隔热性，高温煅烧石膏有较好的耐磨性和抗水性。