/ минерал Гипс
Гипс это минерал, водный сульфат кальция. гипсовый камень, зеркальный камень, монмартит, песчаная роза, роза пустыни, шпат гипсовый. В состав гипса входят следующие элементы: Са, S, O. Окись кальция (СаО) 32,6%, трехокись серы (SO 3) 46,5%, вода (Н 2 О) 20,9%. Тонкие кристаллы и спайные пластинки гибки.
Кристаллическая структура слоистая; два листа анионных групп 2-, тесно связанные с ионами Ca2+, слагают двойные слои, ориентированные вдоль плоскости (010). Молекулы H2O занимают места между указанными двойными слоями. Этим легко объясняется весьма совершенная спайность, характерная для гипса. Каждый ион кальция окружен шестью кислородными ионами, принадлежащими к группам SO4, и двумя молекулами воды. Каждая молекула воды связывает ион Ca с одним ионом кислорода в том же двойном слое и с другим ионом кислорода в соседнем слое. Алебастр , марьино стекло (лёд девичий, стекло девичье), селенит (атласный шпат) Обладает заметной растворимостью в воде. Замечательной особенностью гипса является то обстоятельство, что растворимость его при повышении температуры достигает максимума при 37-38°, а затем довольно быстро падает. Наибольшее снижение растворимости устанавливается при температурах свыше 107° вследствие образования "полугидрата" - CaSO4 × 1/2H2O. При 107oC частично теряет воду, переходя в белый порошок алебастра, (2CaSO4 × Н2О), который заметно растворим в воде. В силу меньшего количества гидратных молекул, алебастр при полимеризации не даёт усадки (увеличивается в объеме прибл. на 1%). Под п. тр. теряет воду, расщепляется и сплавляется в белую эмаль. На угле в восстановительном пламени даёт CaS. В воде, подкисленной H2SO4, растворяется гораздо лучше, чем в чистой. Однако при концентрации H2SO4 свыше 75 г/л. растворимость резко падает. В HCl растворим очень мало. Характерны сростки в виде "розы" и двойники - т.наз. "ласточкины хвосты"). Образует прожилки параллельно-волокнистой структуры (селенит) в глинистых осадочных породах, а также плотные сплошные мелкозернистые агрегаты, напоминающие мрамор (алебастр). Иногда в виде землистых агрегатов и скрытокристаллическте масс. Также слагает цемент песчаников. Обычны псевдоморфозы по гипсу кальцита, арагонита, малахита, кварца и др., так же как и псевдоморфозы гипса по другим минералам. Широко распространённый минерал, в природных условиях образуется различными путями. Происхождение осадочное (типичный морской хемогенный осадок), низкотемпературно-гидротермальное, встречается в карстовых пещерах и сольфатарах. Осаждается из богатых сульфатами водных растворов при усыхании морских лагун, солёных озёр. Образует пласты, прослои и линзы среди осадочных пород, часто в ассоциациях с ангидритом, галитом, целестином, самородной серой, иногда с битумами и нефтью. В значительных массах он отлагается осадочным путем в озёрных и морских соленосных отмирающих бассейнах. При этом гипс наряду с NaCl может выделяться лишь в начальных стадиях испарения, когда концентрация других растворенных солей еще не высока. При достижении некоторого определенного значения концентрации солей, в частности NaCl и особенно MgCl2, вместо гипса будут кристаллизоваться ангидрит и затем уже другие, более растворимые соли, т.е. гипс в этих бассейнах должен принадлежать к числу более ранних химических осадков. И действительно, во многих соляных месторождениях пласты гипса (а также ангидрита), переслаиваясь с пластами каменной соли, располагаются в нижних частях залежей и в ряде случаев подстилаются лишь химически осажденными известняками. Значительные массы гипса в осадочных породах образуются прежде всего в результате гидратации ангидрита, который в свою очередь осаждался при испарении морской воды; нередко при её испарении осаждается непосредственно гипс. Гипс возникают в результате гидратации ангидрита в осадочных отложениях под влиянием действия поверхностных вод в условиях пониженного внешнего давления (в среднем до глубины 100-150м.) по реакции: CaSO4 + 2H2O = CaSO4 × 2H2О. При этом происходят сильное увеличение объёма (до 30%) и, в связи с этим, многочисленные и сложные местные нарушения в условиях залегания гипсоносных толщ. Таким путем возникло большинство крупных месторождений гипса на земном шаре. В пустотах среди сплошных гипсовых масс иногда встречаются гнёзда крупных, нередко прозрачных кристаллов. Может служить цементом в осадочных породах. Жильный гипс обычно является продуктом реакции сульфатных растворов (образующихся при окислении сульфидных руд) с карбонатными породами. Образуется в осадочных породах при выветривании сульфидов, при воздействии образующейся при разложении пирита сер-ной кислоты на мергели и известковистые глины. В полупустынных и пустынных местностях гипс очень часто встречается в виде прожилков и желваков в коре выветривания самых различных по составу горных пород. В почвах аридной зоны формируются новообразования вторично переотложенного гипса: одиночные кристаллы, двойники («ласточкины хвосты»), друзы, «гипсовые розы» и т.д. Гипс довольно хорошо растворим в воде (до 2,2 г/л.), причём с повышением температуры его растворимость сперва растёт, а выше 24°С падает. Благодаря этому гипс при осаждении из морской воды отделяется от галита и образует самостоятельные пласты. В полупустынях и пустынях, с их сухим воздухом, резкими суточными перепадами температуры, засолёнными и загипсованными почвами, утром, с повышением температуры гипс начинает растворяться и, поднимаясь в растворе капиллярными силами, отлагается на поверхности при испарении воды. К вечеру, с понижением температуры, кристаллизация прекращается, но из-за недостатка влаги кристаллы не растворяются, - в районах с такими условиями кристаллы гипса встречаются в особенно большом количестве. В России мощные гипсоносные толщи пермского возраста распространены по Западному Приуралью, в Башкирии и Татарстане, в Архангельской, Вологодской, Горьковской и других областях. Многочисленные месторождения верхнеюрского возраста устанавливаются на Сев. Кавказе, в Дагестане. Замечательные коллекционные образцы с кристаллами гипса известны из м-ния Гаурдак (Туркмения) и других м-ний Средней Азии (в Таджикистане и Узбекистане), в Среднем Поволжье, в юрских глинах Калужской области. В термальных пещерах Naica Mine, (Мексика) были найдены друзы уникальных по размерам кристаллов гипса длиной до 11 м. Волокнистый гипс (селенит) используют как поделочный камень для недорогих ювелирных изделий. Из алебастра издревле вытачивали крупные ювелирные изделия - предметы интерьера (вазы, столешницы, чернильницы и т. д.). Обожженный гипс применяют для отливок и слепков (барельефы, карнизы и т. д.), как вяжущий материал в строительном деле, в медицине. Используется для получения строительного гипса, высокопрочного гипса, гипсоцементно-пуццоланового вяжущего материала.Синонимы
Химический состав
Разновидности минерала
Формы нахождения
Происхождение
Местонахождения
Применение
рассказать об ошибке в описании
Свойства Минерала
| Цвет | Белый, красноватый, монокристаллы часто бесцветные, прозрачные, водяно-прозрачные (марьино стекло). |
| Цвет черты | белый |
| Происхождение названия | От греческого γυψοζ означающего мел или штукатурка |
| Год открытия | Первое упоминание о гипсе у Теофраста 300-325г. |
| IMA статус | действителен, описан впервые до 1959 (до IMA) |
| Химическая формула | CaSO 4 *2H 2 O |
| Блеск | стеклянный перламутровый шелковистый тусклый |
| Прозрачность | прозрачный полупрозрачный просвечивает непрозрачный |
| Спайность | совершенная по {010} средняя по {100} |
| Излом | раковистый ступенчатый занозистый |
| Твердость | 2 |
| Термические свойства | П. тр. Разлагается с потерей кристаллизационной воды и плавится в белую эмаль. В закрытой трубочке теряет кристаллизационную воду, превращаясь в сульфат кальция (“намертво обожженный гипс”) |
| Люминесценция | Кристаллы гипса с включениями иногда проявляют голубовато-белую, жёлтую, зелёную флюоресценцию |
| Strunz (8-ое издание) | 6/C.22-20 |
| Hey"s CIM Ref. | 25.4.3 |
| Dana (7-ое издание) | 29.6.3.1 |
| Dana (8-ое издание) | 29.6.3.1 |
| Молекулярный вес | 172.17 |
| Параметры ячейки | a = 5.679(5) Å, b = 15.202(14) Å, c = 6.522(6) Å β = 118.43° |
| Отношение | a:b:c = 0.374: 1: 0.429 |
| Число формульных единиц (Z) | 4 |
| Объем элементарной ячейки | V 495.15 ų |
| Двойникование | часты двойники прорастания по одному из двух законов: 1) двойники ласточкин хвост, пользующиеся наибольшим распространением-двойникование по граням призмы; 2) монмартрские (парижские) двойники-ребра призм расположены параллельно двойниковому шву |
| Точечная группа | 2/m - Prismatic |
| Плотность (расчетная) | 2.308 |
| Плотность (измеренная) | 2.312 - 2.322 |
| Дисперсия оптических осей | сильная r > v наклонная |
| Показатели преломления | nα = 1.519 - 1.521 nβ = 1.522 - 1.523 nγ = 1.529 - 1.530 |
| Максимальное двулучепреломление | δ = 0.010 |
| Тип | двухосный (+) |
| угол 2V | измеренный: 58° , рассчитанный: 58° до 68° |
| Оптический рельеф | низкий |
| Форма выделения | Кристаллы таблитчатые, редко столбчатые и призматические; характерны двойники срастания. Друзы кристаллов, плотные тонкокристаллические агрегаты, асбестовидные параллельно-волокнистые массы (селенит), прожилки, желваки |
| Классы по систематике СССР | Сульфаты |
Гипс - гидратированный сульфат кальция, один из самых распространенных минералов; термин используется и для обозначения сложенных им пород. Гипсом также принято называть строительный материал, получаемый путем частичного обезвоживания и измельчения минерала.
В старину древнегреческим словом «гипсос» именовали как гипс, так и мел, но со временем название закрепилось только за самим гипсом.
Гипсовыми пластинами с перламутровым отливом раньше обрамляли образа, в том числе и икону Божией Матери - Девы Марии. Отсюда такие старинные названия гипса как «марьино стекло», «дамский лёд» или «девичий лед».
Другие синонимы: алебастр, камень ленточный, леденец (устар.), мармолит, мрамор жигулёвский.
Обезвоженный аналог гипса - минерал ангидрит (греч. «безводный»).
Помимо относительно редкой прозрачной кристаллической разновидности существуют две основных формы гипса:
1) алебастр - массивная мелкозернистая разновидность, иногда используемая как облицовочный материал; Ученые-историки (в частности, египтологи) нередко называют алебастром античный строительный и поделочный материал, который фактически является тонкозернистым кристаллическим кальцитом или «мраморным ониксом». Однако в минералогии термин «алебастр» используется только по отношению к гипсу.
2) селенит или шелковистый шпат - волокнистый гипс, который часто используется в качестве поделочного камня.
Состав - CaSO4·2H2O. Сингония моноклинная. Реальный состав гипса близок к теоретической формуле; характерны лишь его небольшие колебания.
Кристаллическая структура слоистого типа. В ее основе - двойные слои, состоящие из анионных групп 2–, которые тесно связаны с ионами Са2+. Молекулы воды расположены между этими слоями, чем обусловлена совершенная спайность минерала. Каждый атом кальция находится в окружении шести атомов кислорода (из групп SO4) и двух молекул воды.
Кристаллы гипса преимущественно таблитчатые; реже встречаются столбчатые и призматические формы.
Гипс; сросток кристаллов около 9 см; Северо-Светлинская россыпь, Южный Урал. Фото: Р. Хайрятдинов.
Характерны весьма своеобразные двойники, своим обликом напоминающие ласточкин хвост. В пустотах иногда встречается в виде друз. Образует плотные мелкокристаллические агрегаты, а также параллельно-волокнистые массы с шелковистым отливом (селенит).
Иногда кристаллы гипса скручены и искривлены, в результате образуются эффектные сростки - «гипсовые цветы».
Самым известным подобным образованием является так называемая « », состоящая из гипса и мелких песчинок, захваченных в процессе роста.
В чистом виде - бесцветный или белый, иногда с сероватым оттенком. Захваченные при кристаллизации примеси придают гипсу зеленоватый, голубой, желтый и другие оттенки. К примеру, железо окрашивает его в красно-бурый цвет. Блеск: стеклянный; на спайных плоскостях - перламутровый. Показатели преломления: 1,519 - 1,531.
Хрупкий. Хорошая спайность в трех направлениях; спайные фрагменты имеют форму ромба с углами в 66° и 114°. Твердость - 2; гипс является одним из эталонов в шкале Мооса. Средний удельный вес - 2,3 г/см3. Слабо растворяется в соляной кислоте. Заметно растворим в воде. При добавлении в воду небольшого количества серной кислоты растворимость значительно повышается, но при концентрации H2SO4 более 75 г/литр она резко падает.
Гипс; кристалл около 4 см. © Milton Speckels
У гипса есть одно необычное и очень полезное для нас свойство - его растворимость в воде достигает максимума при температуре около 40°С, а при дальнейшем нагреве она довольно быстро снижается. Наибольшее падение растворимости достигается примерно при 110°С, что связано с переходом гипса в так называемый полугидрат (Ca·0,5H2O) - штукатурный гипс (алебастр), который будучи замешанным с водой вскоре расширяется и твердеет, выделяя тепло.
Всего выделяют пять различных путей образования природного гипса:
- отложение при испарении морской воды;
- концентрация рассеянного гипса текущими водами;
- изменения известняков под воздействием кислых сульфатных вод;
- изменение (гидратация) ангидрита;
- реже кристаллизуется как гидротермальный минерал в сульфидных месторождениях.
Месторождения гипса настолько многочисленны, что наврядли имеет смысл их перечислять. его мощные пласты обычно залегают в однорукавных устьях древних рек, у берегов внутренних морей, в мелководных морских отложениях или в местах, где когда-то располагались соленые лагуны.
Подобные области широко распространены по всей планете, но наиболее обширные залежи расположены на территории стран Средиземноморья: Греция, Италия, Испания, Марокко, Тунис. В России добыча гипса ведется во многих регионах; в их числе - Приуралье, Архангельская область, Дагестан, Поволжье.
Гипс; Водинское месторождение, Поволжье.
Гипс доступен, прост в обработке, легко впитывает воду, обладает рядом особых химических и физических свойств. Всё это делает его практически незаменимым строительным материалом, который очень пластичен - в незастывшем виде ему легко придать любую форму. Ровными стенами и потолками в наших домах мы обязаны именно гипсу - это важнейшая составная часть цементов. Кроме того, он находит применение в создании различных архитектурных деталей, для получения скульптурных копий и даже при снятии посмертных масок.
Ганч (он же глиногипс) - природная или искусственная смесь гипса и глины, которая с глубокой древности используется для оштукатуривания стен и потолков, а также для изготовления декоративной облицовки и скульптурных деталей.
Именно ганч определяет облик красивейших городов Средней Азии - Бухары, Самарканда, Хивы, где мастера вырезали на нем изречения из Корана.
Кроме того, ганч превосходно держит окраску и его красиво раскрашенные пластины отлично передают художественный замысел резчиков.
В химический состав гипса входят кальций и сера, что делает этот минерал полезным удобрением. С его помощью также очищают почвы от тяжелых металлов - благодаря особенностям кристаллической структуры, гипс может удерживать и поглощать эти загрязняющие элементы, не давая им проникнуть в воду. Это исключает вредные вещества из пищевых цепочек и делает сельскохозяйственную продукцию экологически чистой.
В конце XIX века для добываемого на Урале поделочного волокнистого гипса было придумано коммерческое название «селенит».
Своим перламутровым отливом этот камень действительно напоминает Луну. К тому же некоторые его разновидности обладают эффектом кошачьего глаза. Из такого гипса изготавливали статуэтки, шары и другие сувенирные изделия. Он и в наши дни довольно широко используется, как недорогой, но красивый поделочный и ювелирный камень.
Подробнее о - камне, подобном Луне.
Введение
Материалы на основе гипса имеют различное назначение в стоматологической практике. К ним относятся:
Модели и штампики;
Оттискные материалы;
Литейные формы;
Огнеупорные формовочные материалы;
Модель — это точная копия твердых и мягких тканей полости рта пациента; модель отливают по оттиску анатомических поверхностей полости рта, и впоследствии ее используют для изготовления частичных и полных зубных протезов. Литейную форму применяют для изготовления зубного протеза из металлических сплавов.
Штампики - это копии или модели отдельных зубов, которые необходимы при изготовлении коронок и мостовидных зубных протезов.
Огнеупорный формовочный материал для изготовления литых металлических зубных протезов - это материал устойчивый к воздействию высоких температур, в котором гипс служит связующим веществом или связкой; такой материал применяется для форм при изготовлении протезов из некоторых литейных сплавов на основе золота.
Химический состав гипса
Состав
Гипс - дигидрат сульфата кальция CaS04 - 2Н20.
При прокаливании или обжиге этого вещества, т.е. нагревании до температур, достаточных для удаления некоторого количества воды, оно превращается в полугидрат сульфата кальция (CaS04)2 - Н20, а при более высоких температурах образуется ангидрит по следующей схеме:
Получение полугидрата сульфата кальция может осуществляться тремя способами, позволяющими получать разновидности гипса различного назначения. К этим разновидностям относятся: обожженный или обычный медицинский гипс, модельный гипс и супергипс; следует отметить, что эти три вида материала имеют одинаковый химический состав и отличаются только по форме и структуре.
Обожженный гипс (обычный медицинский гипс)
Дигидрат сульфата кальция нагревается в открытом варочном котле. Вода удаляется, и дигидрат превращается в полугидрат сульфата кальция, называемый также обожженным сульфатом кальция или ГЗ-полугидратом. Полученный материал состоит из больших пористых частиц неправильной формы, которые не способны к значительному уплотнению. Порошок такого гипса необходимо смешивать с большим количеством воды для того, чтобы эту смесь можно было применять в стоматологической практике, так как рыхлый пористый материал поглощает значительное количество воды. Обычное соотношение для смешивания - 50 мл воды на 100 г порошка.
Модельный гипс
При нагревании дигидрата сульфата кальция в автоклаве получаемый полугидрат состоит из небольших частиц правильной формы, которые почти не имеют пор. Такой автоклавированный сульфат кальция называют а-полугидратом. Благодаря непористой и регулярной структуре частиц, этот вид гипса дает более плотную упаковку и требуется меньшее количество воды для смешивания. Соотношение при смешивании - на 20 мл воды 100 г порошка.
Супергипс
При производстве этой формы полугидрата сульфата кальция дигидрат подвергается кипячению в присутствии хлорида кальция и хлорида магния. Эти два хлорида действуют как дефлоккулянты, препятствуя образованию хлопьев в смеси и способствуя разделению частиц, т.к. в противном случае частицы имеют тенденцию к агломерации. Частицы получаемого полугидрата по сравнению с частицами автоклавированного гипса еще более плотные и гладкие. Супергипс смешивается в соотношении - на 100 г порошка 20 мл воды.
Применение
Обычный обожженный или медицинский гипс используется как материал общего применения, главным образом в качестве основания моделей и самих моделей, поскольку он дешевый и легко обрабатывается. Расширение при затвердевании (см. ниже) не имеет существенного значения при изготовлении таких изделий. Такой же гипс применяется в качестве оттискного материала, а также в составах огнеупорных формовочных материалов на гипсовом связующем, хотя для такого использования рабочее время и время затвердевания, а также расширение при затвердевании тщательно контролируется путем введения различных добавок.
Автоклавированный гипс применяют для изготовления моделей тканей полости рта, в то время как более прочный супергипс - для изготовления моделей отдельных зубов, называемых штампиками. На них моделируют различные виды восстановлений из воска, по которым затем получают литые металлические протезы.
Процесс затвердевания
При нагревании гидрата сульфата кальция для удаления некоторого количества воды образуется в значительной степени обезвоженное вещество. Как следствие этого, полугидрат сульфата кальция способен реагировать с водой и превращаться обратно в дигидрат сульфата кальция по реакции:
Полагают, что процесс затвердевания гипса происходит в следующей последовательности:
1. Некоторое количество полугидрата сульфата кальция растворяется в воде.
2. Растворенный полугидрат сульфата кальция вновь вступает в реакцию с водой и образует дигидрат сульфата кальция.
3. Растворимость дигидрата сульфата кальция очень низкая, поэтому образуется перенасыщенный раствор.
4. Такой перенасыщенный раствор нестабилен, и дигидрат сульфата кальция выпадает в осадок в виде нерастворимых кристаллов.
5. Когда кристаллы дигидрата сульфата кальция выпадают в осадок из раствора, следующее дополнительное количество полугидрата сульфата кальция опять растворяется, и этот процесс продолжается до тех пор, пока не растворится весь полугидрат. Рабочее время и время затвердевания
Материал необходимо смешивать и заливать в форму до окончания рабочего времени. Рабочее время для различных продуктов разное и выбирается в зависимости от конкретного применения.
Для оттискного гипса рабочее время составляет всего 2-3 минуты, в то время как для огнеупорных формовочных материалов на гипсовом связующем оно достигает 8 минут. Короткое рабочее время связано с коротким временем затвердевания, так как оба эти процесса зависят от скорости реакции. Следовательно, если обычно рабочее время для оттискного гипса находится в пределах 2-3 минут, то время затвердевания для огнеупорных гипсовых формовочных материалов может изменяться от 20 до 45 минут.
Материалы для изготовления моделей имеют такое же рабочее время, как и оттискной гипс, но время их затвердевания несколько дольше. Для оттискного гипса время твердения равно 5-ю минутам, тогда как для автоклавированного или модельного гипса оно может длиться до 20 минут.
Изменение манипуляционных свойств или рабочих характеристик гипса можно получать путем ввода различных добавок. Добавки, которые ускоряют процесс затвердевания, это порошок самого гипса - дигидрата сульфата кальция (<20%), сульфат калия и хлорид натрия (<20%). Эти вещества действуют как центры кристаллизации, вызывая рост кристаллов дигидрата сульфата кальция. Вещества, которые замедляют процесс затвердевания, это хлорид натрия (>20%), лимоннокислый калий и бура, которые препятствуют образованию кристаллов дигидрата. Эти добавки также влияют на размерные изменения при затвердевании, как будет упомянуто ниже.
Различные манипуляции при работе с системой порошок-жидкость также влияют на характеристики затвердевания. Можно изменить соотношение порошок-жидкость, и при добавлении большего количества воды время затвердевания увеличится, поскольку времени для получения насыщенного раствора потребуется больше, соответственно больше времени будет нужно для выпадения в осадок кристаллов дигидрата. Увеличение времени перемешивания смеси шпателем приводит к уменьшению времени затвердевания, поскольку при этом может возникнуть разрушение кристаллов по мере их формирования, следовательно, образуется больше центров кристаллизации.
Клиническое значение
Увеличение времени перемешивания гипса шпателем приводит к уменьшению времени затвердевания и увеличению расширения материала при затвердевании.
Повышение температуры оказывает минимальное действие, поскольку ускорение растворения полугидрата уравновешивается более высокой растворимостью дигидрата сульфата кальция в воде.
Основы стоматологического материаловедения
Ричард ван Нурт
Гипс - минерал, водный сульфат кальция. Волокнистая разновидность гипса называется селенитом, а зернистая - алебастром. Один из самых распространенных минералов; термин используется и для обозначения сложенных им пород. Гипсом также принято называть строительный материал, получаемый путем частичного обезвоживания и измельчения минерала. Название происходит от греч. гипсос, что в древности обозначало и собственно гипс, и мел. Плотная снежно белая, кремовая или розовая тонкозернистая разновидность гипса известна как алебастр
Смотрите так же:
СТРУКТУРА
Химический состав — Ca × 2H 2 O. Сингония моноклинная. Кристаллическая структура слоистая; два листа анионных групп 2- , тесно связанные с ионами Ca 2+ , слагают двойные слои, ориентированные вдоль плоскости (010). Молекулы H 2 O занимают места между указанными двойными слоями. Этим легко объясняется весьма совершенная спайность, характерная для гипса. Каждый ион кальция окружен шестью кислородными ионами, принадлежащими к группам SO 4 , и двумя молекулами воды. Каждая молекула воды связывает ион Ca с одним ионом кислорода в том же двойном слое и с другим ионом кислорода в соседнем слое.
СВОЙСТВА
Цвет самый разный, но обычно белый, серый, жёлтый, розовый и т.д. Чистые прозрачные кристаллы бесцветны. Примесями может быть окрашен в различные цвета. Цвет черты белый. Блеск у кристаллов стеклянный, иногда с перламутровым отливом из-за микротрещинок совершенной спайности; у селенита — шелковистый. Твёрдость 2 (эталон шкалы Мооса). Спайность весьма совершенная в одном направлении. Тонкие кристаллы и спайные пластинки гибки. Плотность 2,31 — 2,33 г/см 3 .
Обладает заметной растворимостью в воде. Замечательной особенностью гипса является то обстоятельство, что растворимость его при повышении температуры достигает максимума при 37-38°, а затем довольно быстро падает. Наибольшее снижение растворимости устанавливается при температурах свыше 107° вследствие образования «полугидрата» — CaSO 4 × 1/2H 2 O.
При 107°C частично теряет воду, переходя в белый порошок алебастра, (2CaSO 4 × Н 2 О), который заметно растворим в воде. В силу меньшего количества гидратных молекул, алебастр при полимеризации не даёт усадки (увеличивается в объеме прибл. на 1%). Под п. тр. теряет воду, расщепляется и сплавляется в белую эмаль. На угле в восстановительном пламени даёт CaS. В воде, подкисленной H 2 SO 4 , растворяется гораздо лучше, чем в чистой. Однако при концентрации H 2 SO 4 свыше 75 г/л. растворимость резко падает. В HCl растворим очень мало.
МОРФОЛОГИЯ
Кристаллы благодаря преимущественному развитию граней {010} имеют таблитчатый, редко столбчатый или призматический облик. Из призм наиболее часто встречаются {110} и {111}, иногда {120} и др. Грани {110} и {010} часто обладают вертикальной штриховкой. Двойники срастания часты и бывают двух типов: 1) галльские по (100) и 2) парижские по (101). Отличить их друг от друга не всегда легко. Те и другие напоминают собой ласточкин хвост. Галльские двойники характеризуются тем, что рёбра призмы m {110} располагаются параллельно двойниковой плоскости, а ребра призмы l {111} образуют входящий угол, в то время как в парижских двойниках рёбра призмы Ι {111} параллельны двойниковому шву.Встречается в виде бесцветных или белых кристаллов и их сростков, иногда окрашенных захваченными ими при росте включениями и примесями в бурые, голубые, жёлтые или красные тона. Характерны сростки в виде «розы» и двойники — т.наз. «ласточкины хвосты»). Образует прожилки параллельно-волокнистой структуры (селенит) в глинистых осадочных породах, а также плотные сплошные мелкозернистые агрегаты, напоминающие мрамор (алебастр). Иногда в виде землистых агрегатов и скрытокристалличесих масс. Также слагает цемент песчаников.
Обычны псевдоморфозы по гипсу кальцита, арагонита, малахита, кварца и др., так же как и псевдоморфозы гипса по другим минералам.
ПРОИСХОЖДЕНИЕ
Широко распространённый минерал, в природных условиях образуется различными путями. Происхождение осадочное (типичный морской хемогенный осадок), низкотемпературно-гидротермальное, встречается в карстовых пещерах и сольфатарах. Осаждается из богатых сульфатами водных растворов при усыхании морских лагун, солёных озёр. Образует пласты, прослои и линзы среди осадочных пород, часто в ассоциациях с ангидритом, галитом, целестином, самородной серой, иногда с битумами и нефтью. В значительных массах он отлагается осадочным путем в озёрных и морских соленосных отмирающих бассейнах. При этом гипс наряду с NaCl может выделяться лишь в начальных стадиях испарения, когда концентрация других растворенных солей еще не высока. При достижении некоторого определенного значения концентрации солей, в частности NaCl и особенно MgCl 2 , вместо гипса будут кристаллизоваться ангидрит и затем уже другие, более растворимые соли, т.е. гипс в этих бассейнах должен принадлежать к числу более ранних химических осадков. И действительно, во многих соляных месторождениях пласты гипса (а также ангидрита), переслаиваясь с пластами каменной соли, располагаются в нижних частях залежей и в ряде случаев подстилаются лишь химически осажденными известняками.
В России мощные гипсоносные толщи пермского возраста распространены по Западному Приуралью, в Башкирии и Татарстане, в Архангельской, Вологодской, Горьковской и других областях. Многочисленные месторождения верхнеюрского возраста устанавливаются на Сев. Кавказе, в Дагестане. Замечательные коллекционные образцы с кристаллами гипса известны из месторождения Гаурдак (Туркмения) и других месторождений Средней Азии (в Таджикистане и Узбекистане), в Среднем Поволжье, в юрских глинах Калужской области. В термальных пещерах Naica Mine, (Мексика) были найдены друзы уникальных по размерам кристаллов гипса длиной до 11 м.
ПРИМЕНЕНИЕ
Сегодня минерал «гипс» - это в основном сырье для производства α-гипса и β-гипса. β-гипс (CaSO 4 ·0,5H 2 O) - порошкообразный вяжущий материал, получаемый путём термической обработки природного двухводного гипса CaSO 4 ·2H 2 O при температуре 150-180 градусов в аппаратах, сообщающихся с атмосферой. Продукт измельчения гипса β-модификации в тонкий порошок называется строительным гипсом или алебастром, при более тонком помоле получают формовочный гипс или, при использовании сырья повышенной чистоты, медицинский гипс.
При низкотемпературной (95-100 °C) тепловой обработке в герметически закрытых аппаратах образуется гипс α-модификации, продукт измельчения которого называется высокопрочным гипсом.
В смеси с водой α и β-гипс твердеет, превращаясь снова в двуводный гипс, с выделением тепла и незначительным увеличением объема (приблизительно на 1 %), однако такой вторичный гипсовый камень имеет уже равномерную мелкокристаллическую структуру, цвет различных оттенков белого (в зависимости от сырья), непрозрачный и микропористый. Эти свойства гипса находят применение в различных сферах деятельности человека.
Гипс (англ. Gypsum) — CaSO 4 * 2H 2 O
КЛАССИФИКАЦИЯ
| Strunz (8-ое издание) | 6/C.22-20 |
| Nickel-Strunz (10-ое издание) | 7.CD.40 |
| Dana (7-ое издание) | 29.6.3.1 |
| Dana (8-ое издание) | 29.6.3.1 |
| Hey’s CIM Ref. | 25.4.3 |
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
| Цвет минерала | бесцветный переходящий в белый, часто бывает окрашен минералами-примесями в жёлтый, розовый, красный, бурый и др.; иногда наблюдается секториально-зональная окраска или распределение включений по зонам роста внутри кристаллов; бесцветный во внутренних рефлексах и напросвет. |
| Цвет черты | белый |
| Прозрачность | прозрачный, полупрозрачный, непрозрачный |
| Блеск | стеклянный, близкий к стеклянному, шелковистый, перламутровый, тусклый |
| Спайность | весьма совершенная легко получаемая по {010}, почти слюдоподобная в некоторых образцах; по {100} ясная, переходящая в раковистый излом; по {011}, дает занозистый излом {001} |
| Твердость (шкала Мооса) | 2 |
| Излом | ровный, раковистый |
| Прочность | гибкий |
| Плотность (измеренная) | 2.312 — 2.322 г/см 3 |
| Радиоактивность (GRapi) | 0 |
Гипс как материал известен еще с древних времен, но он и до сегодняшнего дня не утратил свою популярность и востребованность. Помимо этого, даже самые новые и усовершенствованные материалы не смогли составить ему достойную конкуренцию. Применение гипса очень широкое, начиная от фарфоровой сферы деятельности и заканчивая медициной. Однако самая востребованная - это строительство.
Что собой представляет гипс как материал?
Его изготавливают из гипсового камня. Обжигают в печах разной температуры, а после переламывают до возникновения порошковой смеси. Поверхности, обработанные гипсом, могут поглощать ненужную влагу из воздуха, а также выделять ее при очень сухом воздухе. Относят данный материал к сульфатам. Существует два вида гипса : селенит и алебастр. Первый представляет собой волокна, а второй - зерна.
Какими техническими характеристиками обладает строительный гипс?
Практически все гипсовые смеси обладают похожими характеристиками. К ним относят:
1. Плотность. Строительный материал является мелкозернистой структурой. В среднем плотность варьируется от 2,6 до 2,8 г на см.
2. Период высыхания. Он схватывается буквально за считанные минуты. Опыт показывает, что на четвертой минуте после его замешивания раствор схватывается, а через 30 минут полностью затвердевает. Именно по этой причине разводить гипс необходимо по небольшим порциям, иначе он застынет, и сделать с ним уже ничего нельзя. Однако существует способ замедлить этот процесс. В раствор добавляют водорастворимый животный клей. Его использование никак не скажется на качестве гипса.
3. Удельная масса. Отношение веса равняется занимаемого гипсом объема, поэтому удельный, объемный и насыпной вес имеет практически одинаковые показатели.
4. Температура плавления. Этот материал можно нагреть до 700 градусов по Цельсию! И он не изменит свою форму или качества. Его разрушение начнется лишь спустя 6 часов беспрерывного влияния высокой температуры.
5. Прочность. При сжатии она равна 5 Мпа, а высокопрочный материал - от 10 до 50 Мпа.
6. Гипс отвечает ГОСТ , то есть государственным нормам.
7. Теплопроводность и растворимость. Он представляет собой очень слабый проводник тепла. И практически не растворяется.
Какие выделяют разновидности гипса?
1. . Применение гипса этого вида распространяется на создание гипсовых деталей и плит для штукатурных работ. Все работы с ним необходимо успевать делать за 10-20 минут, так как он очень быстро застывает. Именно за такой промежуток времени материал необходимо полностью использовать. Лишь на начальном моменте твердения гипс набирает приблизительно половину своей прочности. При затвердении на нем не появляются трещины, поэтому добавлять какие-то специальные компоненты просто нет необходимости. Но это не касается веществ, которые обеспечивают замедление твердения. Данная строительная смесь уменьшает трудность работ и материальные затраты в целом. Его добывают методом подрыва гипсосодержащей породы. После этого гипс перевозят на производственные предприятия в форме камней.
2. Высокопрочный. По своему строению и составу он практически не отличается от предыдущего вида. Однако у строительного вида кристаллы мельче, а у высокопрочного - больше, поэтому он имеет пористость меньше и огромную прочность. Производят его методом температурной обработки в специальном устройстве. Применение гипса данного вида довольно разнообразно. Из него делают разные растворы, возводят перегородки, которые не горят. Также стоит отдать предпочтение фарфоровым сантехническим устройствам, они делаются из высокопрочного гипса. Не стоит забывать и о сферах медицины, а точнее о стоматологии и травматологии.
3. Полимерный. Этот вид гипса очень популярен именно в травматологии, на его основе делают бинты, которые в дальнейшем будут использоваться для наложения повязок. К плюсам применения полимерных повязок относят: они в несколько раз легче простых гипсовых, накладываются без труда и с минимальными затратами времени, дают возможность коже дышать, ведь имеют отличную проницаемость, не поглощают влагу, с их помощью можно наблюдать за процессом сращения костей.
4. Целлакастовый гипс. Он практически такой же, как и полимерный, только его состав позволяется растягивать бинт во все стороны и по разным направлениям.
5. Структурный или формовочный. Самый экологически чистый, так как не содержит никаких добавок. Используют для создания форм для скульптур, различных статуэток, лепки и т.д. также применяется в автомобильной и авиастроительной деятельности. Он является главным элементом сухих шпаклевочных веществ. Данный вид гипса получают из строительного путем его просеивания и размалывания. Из него даже делают розетки!
6. Акриловый. Изготавливается из акриловой смолы, которая расплывается в воде. Когда полностью застынет этот вид - материал схож с простым строительным, но он более легкий. Различные декоративные лепнины - полная заслуга акрилового материала. Гипс выдерживает различную температуру, имеет маленькое влагопоглощение, поэтому его применять можно и для создания красивых и необычных фасадов здания. Работать с ним очень легко. Если в смесь добавить алюминиевую пудру или мраморную крошку, то гипс будет соответственно напоминать мрамор или металл.
7. Полиуретановый. Используется также в лепнине. По стоимости он намного выгодней, чем строительный вид. А вот по своим показателям ничем не отличается.
8. Белый гипс. Он является отличным помощником в разных ремонтных работах. Им всё приводят в порядок. Белый гипс можно совмещать с разными стройматериалами - это его основное преимущество. Застывает около 7 минут.
9. Мелкозернистый или просвечивающий. Им наполняют швы.
10. Жидкий гипс. Делают из гипсового порошка. Алгоритм изготовления состоит в следующем: 1 - подготавливают воду, 2 - насыпают в нее гипс и перемешивают, 3 - размешивают до получения жидкой субстанции.
11. Водостойкий или влагостойкий. Получают благодаря переработке материала по особому алгоритму. Для улучшения его качеств, в него добавляют барду.
12. Огнеупорный. Все гипсы не переносят огонь, но этот вид сделан из пазогребеневого гипса, который может противодействовать огромным температурам. Используют во всех сферах, особенно там, где необходимо увеличить огнеупорность.
13. Архитектурный. Он очень пластичный, и не содержит токсических элементов. Кислотность гипса данного вида одинакова с кислотностью человеческой кожи. Лепка из этого гипса очень популярна, поэтому и спрос на него возвышенный.
Может ли что-то заменить гипс?
Да, может. И этим материалом является алебастр . Его тоже знают в строительном мире, получают из двуводного гипса путем обработки высокими температурами. По внешним характеристикам они не отличаются друг от друга. Его используют, если в помещении небольшая влажность.
Отличия алебастра и гипса
1. Гипс используется во многих сферах деятельности, без ограничений, алебастр известен лишь в строительной области.
2. Если в алебастр не добавлять специальные компоненты, то 1 - он очень быстро засохнет, 2 - будет просто непригодным к использованию.
3. Гипс более экологически чистый, чем алебастр.
4. Алебастру свойственна большая прочность, чем гипсу.