石膏 (英语:Gypsum )是一种由二水合硫酸钙 组成的软硫酸盐矿物 ,化学式为CaSO 4 · 2H2 O。[ 4] 它被广泛开采并用作肥料 ,并作为多种形式的灰泥 、粉笔 和石膏板 的主要成分。雪花石膏 是一种细腻的白色或浅色石膏品种,已被许多文化用于雕塑,包括古埃及 、美索不达米亚 、古罗马 、拜占庭帝国 等。 石膏也可结晶为透石膏 的半透明晶体。它以蒸发岩 矿物和硬石膏 的水合产物形式形成。
Quick Facts 石膏, 基本资料 ...
石膏 类别 硫酸盐矿物 化学式 CaSO 4 · 2H2 O IMA记号 Gp[ 1] 施特龙茨分类 7.CD.40 戴纳矿物分类 29.6.3.1 晶体分类 棱柱体 (2/m) H-M记号 :(2/m) 晶体空间群 I 2/a晶胞 a = 5.679(5), b = 15.202(14) c = 6.522(6) Å; β = 118.43°; Z = 4 分子量 172.16 g·mol−1 颜色 无色(在透射光中)到白色;由于杂质经常染上其他色调,可能是黄色、棕褐色、蓝色、粉红色、深棕色、红棕色或灰色 晶体惯态 团块状,平坦状,细长且通常为棱柱形的晶体 晶系 单斜 双晶 {110}很常见 解理 {010}完美,{100}清晰 断口 {100}贝壳状,[001]平行分裂 韧性/脆性 柔韧、无弹性 莫氏硬度 1.5–2(定义矿物) 光泽 玻璃到绢丝、珍珠或蜡状光泽 条痕 白色 透明性 透明到半透明 比重 2.31–2.33 光学性质 双轴 (+) 折射率 n α = 1.519–1.521 n β = 1.522–1.523 n γ = 1.529–1.530双折射 δ = 0.010 多色性 无 2V夹角 58° 熔性 5 溶解度 热稀HCl 参考文献 [ 2] [ 3] [ 4] 纤维石膏 珍珠光泽纤维团块 透石膏 透明和刀片状晶体 雪花石膏 质地细腻,略显色
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基于划痕硬度比较的莫氏硬度 标度将值2定义为石膏。
石膏晶体足够柔软,可以在手的压力下弯曲。样品在洛桑州地质博物馆展出。
石膏具有中等水溶性(在25°C时约为2.0–2.5g/L)[ 5] ,并且与大多数其他盐相比,它表现出逆溶解度,在较高温度下更难溶解。当石膏在空气中加热时,它会失去水分并首先转化为烧石膏 (半水合硫酸钙),若进一步加热,则转化为硬石膏 (无水硫酸钙)。与硬石膏一样,石膏在盐溶液和盐水中的溶解度也有很大程度上取决于NaCl 的浓度。 [ 5]
石膏的结构由钙层 (Ca2+ )和硫酸根层(SO2− 4 )离子紧密结合在一起。 这些层由结晶水 分子层通过较弱的氢键 键合,从而使晶体沿平面(在{010}平面中)完美解离。[ 4] [ 6]
石膏在自然界中以扁平的形式存在,通常是孪晶 ,以及称为透石膏 的透明、可裂解的物质。透石膏的英文“Selenite ”以古希腊语中的月亮 一词命名。
透石膏也可能以丝状纤维形式出现,在这种情况下,它通常被称为纤维石膏。一种非常细腻的白色或浅色石膏被称为雪花石膏 ,因各种装饰用途而备受推崇。在干旱地区,石膏可以以花状形式出现,通常不透明并含有沙粒,被称为沙漠玫瑰 。它还形成了自然界中发现的一些最大的晶体,长达12米,以透石膏的形式存在。[ 7]
石膏是一种常见的矿物,具有与沉积岩 相关的厚而广的蒸发岩 床。石膏从湖水和海水中沉积,也从温泉 、火山 蒸汽和矿脉 中的硫酸盐溶液中沉积。矿脉中的热液 硬石膏通常在近地表暴露处被地下水水合成石膏。它通常与矿物岩盐 和硫 有关。石膏是最常见的硫酸盐矿物。[ 8] 纯石膏是白色的,但作为杂质发现的其他物质可能会给局部沉积物带来多种颜色。
因为石膏会随着时间的推移溶解在水中,所以石膏很少以沙子的形式出现。 然而,美国新墨西哥州 白沙国家公园 的独特条件造就了710平方公里的白色石膏砂,足以为美国建筑业提供1000年的石膏板 。[ 9]
来自火星侦察轨道卫星 (MRO)的轨道图片表明,火星北极地区存在石膏沙丘,[ 10] 后来由火星探测漫游者 (MER)机遇号 在地面上证实。[ 11]
石膏作品,来自巴伦西亚民族学博物馆
俄亥俄州北部的石膏矿床地图,黑色方块表示矿床的位置,来自“俄亥俄州地理”,1923年
石膏有多种应用:
石膏板 主要用作墙壁和天花板的饰面,在建筑中被称为石膏板或干壁。石膏为这些材料提供了一定程度的耐火性,并且将玻璃纤维添加到它们的成分中以突出这种效果。石膏的导热性很小,因此石膏板具有一定的绝缘性能。[ 12]
石膏砌块 在建筑施工中像混凝土块一样使用。
石膏砂浆 是一种古老的用于建筑施工的砂浆。
波特兰水泥 的一种成分,用于防止混凝土 闪凝(过快硬化)。
肥料 :石膏提供两种次生植物的常量营养素 :钙和硫。与石灰石不同,它通常不会影响土壤的pH值。[ 13]
其他土壤改良剂 用途:石膏可降低酸性土壤中的铝和硼毒性。它还可以改善土壤结构,提高吸水性和通气性。[ 13]
古代世界的木材替代品:由于青铜时代 克里特岛 的森林砍伐,木材变得稀缺时,石膏被用于以前使用木材的地方的建筑施工。[ 14]
土壤水势 监测:可以将石膏块插入土壤中,测量其电阻以得出土壤水分。[ 15]
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