Образование гипса. Гипс. Описание, свойства, применение. Как сделать гипс в домашних условиях

Двойник гипса "Ласточкин хвост", 7см., Туркмения

Гипс Таманский полуостров, РФ

Гипс , Мюнхен-Шоу, 2011

Гипс Испания 80-70*60 мм

Гипс , наросший на деревянную палку. Австралия. Коллекция музея Terra Mineralia. Фото Д.Тонкачеев

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.
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: CaSO 4 + 2H 2 O = CaSO 4 × 2H 2 О. 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 сер­ной 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.

Местонахождения

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.

Применение

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.

• Гипсом также называется осадочная горная порода , сложенная преимущественно этим минералом. Происхождение её эвапоритовое .

Гипс (англ. GYPSUM) - C a S O 4 * 2H 2 O

КЛАССИФИКАЦИЯ

Strunz (8-ое издание)	6/C.22-20
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 g/cm3
Плотность (расчетная)	2.308 g/cm3
Радиоактивность (GRapi)	0
Электрические свойства минерала	Пьезоэлектрических свойств не обнаруживает.
Термические свойства	при нагревании теряет воду и превращается в белую порошковатую массу.

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Тип	двухосный (+)
Показатели преломления	nα = 1.519 - 1.521 nβ = 1.522 - 1.523 nγ = 1.529 - 1.530
угол 2V	измеренный: 58° , рассчитанный: 58° to 68°
Максимальное двулучепреломление	δ = 0.010
Оптический рельеф	низкий
Дисперсия оптических осей	сильная r > v наклонная
Люминесценция	Common and varied. Most common colours of fluorescence are baby-blue and shades of golden yellow to yellow. Selenite crystals often exhibit zoned "hourglass" fluorescence in zones that may, or may not, be evident in ordinary light.

КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Точечная группа	2/m - Моноклинно-призматический
Сингония	Моноклинная
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 (рассчитано по параметрам элементарной ячейки)
Двойникование	{100} ("swallowtail"), very common, with a re-entrant angle formed ordinarily by {111}; on {101} as contact twins ("butterfly" or "heart-shaped"), along {111}; on {209}; also as cruciform penetration twins.

Перевод на другие языки

Ссылки

Список литературы

• Мальцев В.А. Гипсовые "гнезда" - сложные минеральные индивиды. - Литология и полезные ископаемые, 1997, N 2.
• Мальцев В. А. Минералы системы карстовых пещер Кап-Кутан (юго-восток Туркменистана). - Мир камня, 1993, №2, С. 3-13 (5-30-на англ.)
• Руссо Г.В., Шляпинтох Л.П., Мошкии С.В., Петров Т.Г. 0б изучении кристаллизации гипса при экстракционном получении фосфорной кислоты. - Труды Ин-та Ленгипрохим, 1976, вып. 26, с. 95-104.
• Семенов В. Б. Селенит. Свердловск; Средне-Уральское книжное из-во, 1984. - 192 с.
• Linnaeus (1736) Systema Naturae of Linnaeus (as Marmor fugax).
• Delamétherie, J.C. (1812) Leçons de minéralogie. 8vo, Paris: volume 2: 380 (as Montmartrite).
• Reuss (1869) Annalen der Physik, Halle, Leipzig: 136: 135.
• Baumhauer (1875) Akademie der Wissenschaften, Munich, Sitzber.: 169.
• Beckenkamp (1882) Zeitschrift für Kristallographie, Mineralogie und Petrographie, Leipzig: 6: 450.
• Mügge (1883) Neues Jahrbuch für Mineralogie, Geologie und бледноontologie, Heidelberg, Stuttgart: II: 14.
• Reuss (1883) Akademie der Wissenschaften, Berlin (Sitzungsberichte der): 259.
• Mügge (1884) Neues Jahrbuch für Mineralogie, Geologie und бледноontologie, Heidelberg, Stuttgart: I: 50.
• Des Cloizeaux (1886) Bulletin de la Société française de Minéralogie: 9: 175.
• Dana, E.S. (1892) System of Mineralogy, 6th. Edition, New York: 933.
• Auerbach (1896) Annalen der Physik, Halle, Leipzig: 58: 357.
• Viola (1897) Zeitschrift für Kristallographie, Mineralogie und Petrographie, Leipzig: 28: 573.
• Mügge (1898) Neues Jahrbuch für Mineralogie, Geologie und бледноontologie, Heidelberg, Stuttgart: I: 90.
• Tutton (1909) Zeitschrift für Kristallographie, Mineralogie und Petrographie, Leipzig: 46: 135.
• Berek (1912) Jahrbuch Minerl., Beil.-Bd.: 33: 583.
• Hutchinson and Tutton (1913) Zeitschrift für Kristallographie, Mineralogie und Petrographie, Leipzig: 52: 223.
• Kraus and Young (1914) Centralblatt für Mineralogie, Geologie und бледноontologie, Stuttgart: 356.
• Grengg (1915) Mineralogische und petrographische Mitteilungen, Vienna: 33: 210.
• Rosický (1916) Ak. Česká, Roz., Cl. 2: 25: No. 13.
• Goldschmidt, V. (1918) Atlas der Krystallformen. 9 volumes, atlas, and text: vol. 4: 93.
• Gaudefroy (1919) Bulletin de la Société française de Minéralogie: 42: 284.
• Richardson (1920) Mineralogical Magazine: 19: 77.
• Gross (1922) Zeitschrift für Kristallographie, Mineralogie und Petrographie, Leipzig: 57: 145.
• Mellor, J.W. (1923) A Comprehensive Treatise on Inorganic and Theoretical Chemistry. 16 volumes, London: 3: 767.
• Carobbi (1925) Ann. R. Osservat. Vesuviano : 2: 125.
• Dammer and Tietze (1927) Die nutzbaren mineralien, Stuttgart, 2nd. edition.
• Foshag (1927) American Mineralogist: 12: 252.
• Himmel (1927) Centralblatt für Mineralogie, Geologie und бледноontologie, Stuttgart: 342.
• Matsuura (1927) Japanese Journal of Geology and Geography: 4: 65.
• Nagy (1928) Zeitschrift für Physik, Brunswick, Berlin: 51: 410.
• Berger, et al (1929) Akademie der Wissenschaften, Leipzig, Ber.: 81: 171.
• Hintze, Carl (1929) Handbuch der Mineralogie. Berlin and Leipzig. 6 volumes: 1 , 4274. (localities)
• Ramsdell and Partridge (1929) American Mineralogist: 14: 59.
• Josten (1932) Centralblatt für Mineralogie, Geologie und бледноontologie, Stuttgart: 432.
• Parsons (1932) University of Toronto Studies, Geology Series, No. 32: 25.
• Gallitelli (1933) Periodico de Mineralogia-Roma: 4: 132.
• Gaubert (1933) Comptes rendu de l’Académie des sciences de Paris: 197: 72.
• Beljankin and Feodotiev (1934) Trav. inst. pétrog. ac. sc. U.R.S.S., no. 6: 453.
• Caspari (1936) Proceedings of the Royal Society of London: 155A: 41.
• Terpstra (1936) Zeitschrift für Kristallographie, Mineralogie und Petrographie, Leipzig: 97: 229.
• Weiser, et al (1936) Journal of the American Chemical Society: 58: 1261.
• Wooster (1936) Zeitschrift für Kristallographie, Mineralogie und Petrographie, Leipzig: 94: 375.
• Büssem and Gallitelli (1937) Zeitschrift für Kristallographie, Mineralogie und Petrographie, Leipzig: 96: 376.
• Gossner (1937) Forschritte der Mineralogie, Kristallographie und Petrographie, Jena: 21: 34.
• Gossner (1937) Zeitschrift für Kristallographie, Mineralogie und Petrographie, Leipzig: 96: 488.
• Hill (1937) Journal of the American Chemical Society: 59: 2242.
• de Jong and Bouman (1938) Zeitschrift für Kristallographie, Mineralogie und Petrographie, Leipzig: 100: 275.
• Posnjak (1939) American Journal of Science: 35: 247.
• Tokody (1939) Ann. Mus. Nat. Hungar., Min. Geol. Pal.: 32: 12.
• Tourtsev (1939) Bull. Académie of Sciences of the U.S.S.R., Ser. Geol., no. 4: 180.
• Huff (1940) Journal of Geology: 48: 641.
• Acta Crystallographica: B38: 1074-1077.
• Bromehead (1943) Mineralogical Magazine: 26: 325.
• Miropolsky and Borovick (1943) Comptes rendus de l’académie des sciences de U.R.S.S.: 38: 33.
• Berg and Sveshnikova (1946) Bull. ac. sc. U.R.S.S.: 51: 535.
• Palache, C., Berman, H., & Frondel, C. (1951), The System of Mineralogy of James Dwight Dana and Edward Salisbury Dana, Yale University 1837-1892, Volume II. John Wiley and Sons, Inc., New York, 7th edition, revised and enlarged, 1124 pp.: 481-486.
• Groves, A.W. (1958), Gypsum and Anhydrite, 108 p. Overseas Geological Surveys, London.
• Hardie, L.A. (1967), The gypsum-anhydrite equilibrium at one atmosphere pressure: American Mineralogist: 52: 171-200.
• Gaines, Richard V., H. Catherine, W. Skinner, Eugene E. Foord, Brian Mason, Abraham Rosenzweig (1997), Dana"s New Mineralogy: The System of Mineralogy of James Dwight Dana and Edward Salisbury Dana, 8th. edition: 598.
• Sarma, L.P., P.S.R. Prasad, and N. Ravikumar (1998), Raman spectroscopy of phase transition in natural gypsum: Journal of Raman Spectroscopy: 29: 851-856.

цена

практичность

внешний вид

простота изготовления

трудоемкость при использовании

экологичность

Итоговая оценка

Представляет собой осадочный минерал, встречающийся в природе в виде пластов осадочной породы. Это кристаллы белого, прозрачного цвета, имеющие всевозможные оттенки от желтоватого до красного. Образуется минерал вследствие испарения воды, насыщенной кальцием.

Сегодня гипс широко известен как строительный материал, используемый для отделочных и штукатурных работ. Он также используется в архитектуре и ландшафтном дизайне.

Добыча, из чего делают гипс

Гипс добывают на месторождениях путем подрыва гипсосодержащей породы. Далее руду транспортируют на заводы в виде гипсовых камней. Их дробят в специальных дробилках, а затем сушат для выпаривания имеющейся в них влаги.

Сухие фракции измельчаются в мельницах до состояния порошка и отправляются в печь для обжига. Порошок обжигается на протяжении 1-2 часов при температуре 150-160 градусов. На выходе получается мелкодисперсная смесь белого цвета, полностью готовая к использованию.

Месторождения

Гипс распространен повсеместно на территории России. Основными местами добычи гипса являются Владимирская, Архангельская и Иркутская области, Средняя Азия, Поволжье, Башкирия и Западное Приуралье. Среди других стран можно отметить Испанию, Тунис, Грецию и Марокко.

Месторождения гипса возникают ввиду следующих факторов:

1. Выветривание залежей соли.
2. На местах соляных озер образуется в виде химического осадка.
3. Является сопутствующей породой на старых месторождениях нефти, серы и ангидритов.
4. Часто залежи минерала обнаруживают в устьях древних рек.

На видео — как добывают и перерабатывают гипс на заводе Форман:

Состав

По химическому составу — это водный раствор сульфата кальция. Его химическая формула — Ca ? 2H2O. При нагревании до 140 градусов из его кристаллической решетки выделяется вода, в результате чего образуется так называемый полуводный гипс.

Если продолжить нагрев минерала, то образуется строительный (обожженный) гипс. Такой материал используют в виде порошка. Если к такому порошку вновь добавить воду, то вода присоединится к сульфату кальция, а материал обретет твердость.

Отстойник

Для отделения гипса и песка из водной смеси используются специальные устройства, называемые гипсоотстойниками. Они позволяют собирать гипс и песок в отдельную емкость, а воду направлять в систему слива. Отстойник необходимо подключать между мойкой и сливной трубой.

Добавки для гипса

Поскольку гипс состоит из довольно хрупкого вещества — кальция, то для улучшения качества получаемого материала, к нему добавляют различные вещества и примеси.

Пропитки

Гипсовые поверхности являются пористыми, поэтому требуют пропитки специальными составами. Поры заполняются, а после высыхания поверхность считается готовой к дальнейшей покраске. В качестве пропитки обычно используют натуральную олифу.

Если ее нет, то можно воспользоваться раствором жидкого стекла или клеем ПВА. После нанесения состава необходимо дождаться его полного высыхания, а лишь затем приступать к покраске поверхности.

Пластификатор

При помощи таких добавок как пластификаторы удается изменять , а также контролировать степень его текучести. Кроме того, некоторые виды пластификаторов способны придавать готовым гипсовым изделиям дополнительную прочность. В целом отмечается повышение темпов производства изделий из гипса, более эффективное и рациональное использование оборудования.

Гидрофобизатор

Гидрофобизирующие составы, предназначенные для введения в гипсовые растворы, служат для уменьшения водопоглощения гипса с сохранением его паропроницаемости. Это позволяет избежать появления конденсата на поверхности гипса даже при возникновении резкой разницы температур.

Помимо этого, такие добавки увеличивают прочность затвердевшего изделия или гипсовой поверхности и защищают его от образования плесени и грибков. Гидрофобизатор проникает в поры гипса и начинает действовать сразу после высыхания.

Принцип работы гидрофобизатора

Лак

Лаки используются для отделки уже готовых гипсовых поверхностей. Дело в том, что необходимо уменьшить впитывающую способность гипса, то есть, закрыть его поры. Для этого рекомендуется пропитать поверхность олифой или лаком. Лучше использовать водорастворимые лаки на основе акрила или смолы.

Такой состав проникает глубоко в поры гипса, а на его поверхности образует тонкую и прочную пленку, обладающую хорошей адгезией. Такая поверхность будет надежно защищена от влаги. Для примера можно назвать несколько разновидностей лака для гипса: «Изоплен», «Dulux Trade Acrylic», «Izo Sol».

Клей

Некоторые виды клея используются в качестве добавок в гипсовые растворы. Это не только увеличивает прочность готовых изделий, но и повышает их водостойкость. Большинство видов клея способствует более медленному схватыванию раствора. Используются обычно клей ПВА, костный клей, обойный клей (КМЦ) и другие разновидности клеевых составов.

Краска (пигмент)

С целью придания необычных цветов, используются порошкообразные железоокисные пигменты. Они выпускаются в виде порошка различного цвета. Пигменты не растворяются в воде, органических растворителях и прочих жидких средах, поэтому цветной гипс не утратит своей окраски с течением времени.

Такие пигменты не выгорают на солнце и не изменяют своего цвета. Пигментный порошок смешивается с сухим гипсом и равномерно распределяется по всему его объему.

Замедлитель схватывания

Гипс склонен к очень быстрому застыванию, поэтому рекомендуется использовать замедлители схватывания, способные повысить живучесть гипсового раствора. Количество такой добавки зависит от ее вида. В качестве добавок используются тартраты натрия, представляющие собой соли винной кислоты, а также цитраты натрия (соли лимонной кислоты).

На практике выгоднее добавлять в воду для раствора обычную лимонную кислоту. Кроме этого, в качестве замедлителей также используют клей ПВА, жидкое стекло, животный клей, препарат «Декстрин» или уже готовые сухие смеси.

Модификатор

Полимерные добавки, вводимые в гипсовый раствор, способны модифицировать его, создавая гипсополимерные композиты. В зависимости от количества вводимого модификатора изменяются свойства затвердевшего изделия.

При минимальном их количестве увеличивается прочность и повышается стойкость к разрушению на открытом воздухе. Если ввести много модификатора, то изделие приобретет водонепроницаемость, морозостойкость, а также повысится его износостойкость.

Обычно модификаторы выпускаются в виде сухого порошка белого цвета. Для использования модификатора необходимо порошок растворить в воде, которая будет применяться для затворения гипса.

Как действуют модификаторы на прочностные качества гипсовых растворов

Чем растворить гипс

Сухая гипсовая смесь растворяется обычной водой. Чем выше температура воды, тем быстрее происходит реакция перехода жидкого раствора в твердое состояние. После затвердевания гипс водой не растворяется.

Однако если хранить затвердевшее гипсовое изделие или просто кусок застывшего гипса в условиях высокой влажности, то постепенно прочность гипса уменьшается, и гипс становится хрупким. Для повторного использования застывший гипс прокаливают в печи для удаления излишков влаги, а затем перемалывают в порошок.

Как увеличить прочность и сделать его крепче

Для повышения прочности гипсовых поверхностей или изделий рекомендуется вводить в раствор специальные добавки. Это полимерная фибра, различные виды клея (КМЦ, ПВА, костный клей), известь-пушонка, бура, жидкое стекло. Отличные результаты дает армирование гипсовых поверхностей полимерной монтажной сеткой.

Чтобы придать гипсовому изделию прочность, сравнимую с прочностью керамики, его на сутки погружают в насыщенный раствор алюмокалиевых квасцов. Затем изделие нужно нагреть до температуры 550 градусов. Вы будете удивлены его прочностью.

Как сделать гипс в домашних условиях

Гипс широко применяется в быту для изготовления всевозможных изделий. Для его приготовления в домашних условиях требуется заготовить сухой гипсовый порошок, воду и посуду для размешивания состава. В посуду заливают воду, а затем медленно всыпают туда сухую смесь, постоянно помешивая раствор.

Делать все нужно аккуратно, но быстро, так как гипс может застыть раньше, чем будет из нее что-либо изготовлено. Весь процесс приготовления должен занимать не более 2 минут. Рекомендуется использовать холодную воду.

Концентрация раствора должна быть по густоте как жидкая сметана. Если раствор получается слишком жидкий, то добавьте еще немного сухой смеси. Но осторожно, так как добавлять воду для разбавления излишне сухого раствора нельзя.

Полученную смесь необходимо использовать как можно быстрее. Если раствор успел затвердеть, то его применять уже недопустимо. Поэтому работайте с небольшими порциями гипсовой смеси.

Видео расскажет, что используют в качестве пластификатора для гипса при создании изделий из него своими руками:

Сколько в среднем стоит данный строительный материал

Стоимость сухого гипсового порошка является вполне доступной для населения. Она зависит от расфасовки порошка, фирмы-производителя и стоимости транспортной доставки в ваш регион. Средняя цена 1 килограмма строительного гипса составляет от 50 до 90 рублей. Медицинский гипс стоит дороже. Его стоимость может доходить до 150 рублей за килограмм.

«Гипс» - имеет старое греческое происхождение и применялось для обозначения обожженного гипса или алебастра

Гипс является широко распространенным породообразующим минером осадочных пород.

] * 2H 2 O

Химический состав

CaO - 32,57 %, SO3 - 46,50 %, Н2О - 20,93 %. Обычно чист. В виде механических примесей устанавливаются: глинистое вещество, органические вещества (пахучий гипс), включения песчинок, иногда сульфидов и др.

Разновидности
1. Селенит - волокнистый гипс с шелковистым блеском. Применяется для обозначения полупрозрачного гипса, проявляющего своеобразные луноподобные светлые рефлексы.

Кристаллографическая характеристика

Сингония моноклинная

Класс призматический в. с. L2PC. Пр. гр. А2/п (C 6 2h). а0 = 10,47; b0 = 15,12; с0 = 6,28; β = 98°58′. Z = 4.

Кристаллическая структура

Согласно данным рентгенометрии, отчетливо выступает слоистая структура этого минерала. Два листа анионных групп 2–, тесно связанные с ионами Са2+, слагают двойные слои, ориентированные вдоль плоскости (010). Молекулы Н2О занимают места между указанными двойными слоями. Этим легко объясняется весьма совершенная спайность , столь характерная для гипса. Каждый ион кальция окружен шестью кислородными ионами, принадлежащими к группам SO4, и двумя молекулами воды. Каждая молекула воды связывает ион Са с одним ионом кислорода в том же двойном слое и с другим ионом кислорода в соседнем слое.

Главные формы: Облик кристаллов. 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.

Друза кристаллов

Форма нахождения гипса в природе

Облик кристаллов. Образует толсто- и тонкотаблитчатые кристаллы

Часты двойники характерные по виду - так называемые "ласточкины хвосты".

Двойники срастания часты и бывают трех типов:

1. галльские контактные двойники по (100),
2. парижские контактные двойники по (101)
3. реже встречаются крестообразные двойники прорастания по (209). Отличить их друг от друга не всегда легко.

Два первые типа напоминают ласточкин хвост.
Галльские двойники характеризуются тем, что ребра призмы m{110} располагаются параллельно двойниковой плоскости, а ребра призмы l{111} образуют входящий угол, в то время как в парижских двойниках ребра призмы l{111} параллельны двойниковому шву.

Физические свойства гипса

Агрегаты. Встречается в виде плотных (алебастр), зернистых, землистых, листоватых и волокнистых агрегатов (атласный шпат), искривленные кристаллы, конкреции и пылевидные массы.

В пустотах встречается в виде друз кристаллов.

В трещинах иногда наблюдаются асбестовидные параллельно-волокнистые массы гипса с шелковистым отливом и расположением волокон перпендикулярно к стенкам трещин. На Урале такой гипс называют селенитом. В тех случаях, когда гипс кристаллизуется в рыхлых песчаных массах, он в своей среде содержит множество захваченных песчинок, отчетливо заметных на плоскостях спайности крупных кристаллических индивидов (так называемый репетекский гипс).

Оптические

• Цвет гипса белый. Отдельные кристаллы часто водяно-прозрачны и бесцветны. Бывает окрашен также в серый, медово-желтый, красный, бурый и черный цвета (в зависимости от цвета захваченных при кристаллизации примесей).
• Черта белая.
• Блеск стеклянный.
• Отлив на плоскостях спайности перламутровый; матовый, у волокнистых разностей - шелковистый.
• Прозрачный или просвечивает.
• Показатели преломления Ng = 1,530, Nm = 1,528 и Np = 1,520.Nm = b; (+)2V = 58°, с: Ng = 52°. Сильная дисперсия г > и {001}.

Механические

• Твердость 2 (царапается ногтем). Весьма хрупок.
• Плотность 2,32.
• Спайность по {010} весьма совершенная, по {100}, соответствующая слоям из молекул Н2O;и {011} ясная; спайные выколки имеют ромбическую форму с углами 66 и 114°.
• Излом ступенчатый, зернистый, занозистый.
• Плоскости скольжения {010}

Химические свойства

Обладает заметной растворимостью в воде. Замечательной особенностью гипса является то обстоятельство, что растворимость его при повышении температуры достигает максимума при 37–38 °С, а затем довольно быстро падает. Наибольшее снижение растворимости устанавливается при температурах свыше 107 °С вследствие образования «полугидрата»- Ca . 1/2 H2O.

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.

Диагностические признаки

Сходные минералы

Хорошо диагностируется по малой твердости (царапается ногтем) и весьма совершенной спайности. По спайности можно отщеплять тонкие листочки. Листочки гибкие. Похож на ангидрит , но более мягкий и в отличие от него царапается ногтем.

Для кристаллического гипса характерны весьма совершенная спайность по {010} и низкая твердость (царапается ногтем). Плотные мраморовидные агрегаты и волокнистые массы узнаются также по низкой твердости и отсутствию выделения пузырьков CO2 при смачивании HCl.

Сопутствующие минералы. Галит , ангидрит, сера , кальцит .

Происхождение и нахождение

Гипс в природных условиях образуется различными путями.

• В значительных массах он отлагается осадочным путем в озерных морских соленосных отмирающих бассейнах. При этом гипс наряду с NaCl может выделяться лишь в начальных стадиях испарения, когда концентрация других растворенных солей еще невысока. При достижении некоторого определенного значения концентрации солей, в частности NaCl и особенно MgCl2, вместо гипса будут кристаллизоваться ангидрит затем уже другие, более растворимые соли. Следовательно, 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.
• Весьма значительные массы гипса возникают в результате гидратации ангидрита в осадочных отложениях под влиянием действия поверхностных вод в условиях пониженного внешнего давления (в среднем до глубины 100–150 м) по реакции: CaSO4 + 2H2O = CaSO4 . 2H2O

При этом происходят сильное увеличение объема (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 гнезда крупнокристаллических, нередко прозрачных кристаллов («шпатоватый гипс»).

• В полупустынных и пустынных местностях гипс очень часто встречается в виде прожилков и желваков в коре выветривания самых различных по составу горных пород. Нередко образуется также на известняках под действием на них вод, обогащенных серной кислотой или растворенными сульфатами. Встречается, наконец, в зонах окисления сульфидных месторождений, но не в столь больших количествах, как этого можно было бы ожидать. Дело в том, что в подавляющем большинстве случаев в сульфидных рудах в том или ином количестве присутствуют пирит или пирротин , окисление которых (особенно первого) существенно увеличивает содержание серной кислоты в поверхностных водах. Подкисленные же серной кислотой воды значительно увеличивают растворимость гипса. Поэтому в ряде месторождений гипс более обычен в верхних частях зон первичных руд, где он в трещинах встречается вместе с другими сульфатами.
• Сравнительно редко гипс наблюдается как типичный гидротермальный минерал в сульфидных месторождениях, образовавшихся в условиях низких давлений и температур. В этих месторождениях он иногда наблюдается в виде крупных кристаллов в пустотах и содержит включения халькопирита , пирита, сфалерита и других минералов. Многократно устанавливались псевдоморфозы по гипсу кальцита, арагонита , малахита , кварца и других минералов, так же как и псевдоморфозы гипса по другим минералам.

Редким примером эндогенного (гидротермального) гипса могут служить прозрачные монокристальные массы, наросшие поверх щеток кристаллов цеолитов в полостях габброидов Талнахского месторождения (Норильская группа, Красноярский край).

Типичный морской химический осадок. По происхождению и нахождению в природе тесно связан с ангидритом. Может образовываться при дегидратации ангидрита. Образуется также в зоне выветривания сульфидов и самородной серы (так называемые гипсовые шляпы). Как и ангидрит, гипс иногда может быть гидротермального происхождения, встречаясь в продуктах фумарольной деятельности.

Месторождения

Осадочные месторождения гипса распространены по всему земному шару и приурочены к отложениям различного возраста. На перечислении их останавливаться не будем. Укажем лишь, что на территории России мощные гипсоносные толщи пермского возраста распространены по Западному Приуралью, в Башкирии и Татарии, Архангельской, Вологодской, Нижегородской и других областях. Многочисленные месторождения позднеюрского возраста устанавливаются на Северном Кавказе, в Дагестане, Туркмении, Таджикистане, Узбекистане и др.

Хорошо известны его месторождения в районе Джирдженти, Сицилия; в Парижском бассейне, Франция; в Северной Германии; в районе Кракова, Польша; в Зальцбурге, Австрия; в Чихуахуа, Мексика; в штатах Нью-Йорк и Мичиган, США; в провинциях Онтарио и Нью-Брансуик (Хилсборо), Канада, и других местах.

Практическое применение

Практическое значение гипса велико, особенно в строительном деле.

1. Модельный или лепной (полуобожженный) гипс применяется для получения отливок, гипсовых слепков, лепных украшений карнизов, штукатурки потолков и стен, в хирургии, бумажном производстве при выделке плотных белых сортов бумаги и пр. В строительном деле он употребляется как цемент при кирпичной и каменной кладке, для набивных полов, изготовления кирпичей, плит для подоконников, лестниц и т. п.
2. Сырой (природный) гипс находит применение главным образом цементной промышленности в качестве добавки к портландцементу, каменный материал для ваяния статуй, различных поделок (особенно уральский селенит), в производстве красок, эмали, глазури, при металлургической переработке окисленных никелевых руд и др.

Используется в производстве вяжущих строительных минералов (строительный гипс, алебастр - полуобоженный гипс, цемент), в медицине, бумажной промышленности, в качестве удобрения. Селенит применяется как недорогой поделочный камень.

Физические методы исследования

Дифференциальный термический анализ. Теряя воду переходит в ангидрит (дегидратация).

Дегидратация гипса происходит постепенно; сначала он превращается в полугидрат Ca *0,5Н2О, затем в растворимый ангидрит y-Ca, далее в нерастворимый ангидрит (i-Ca и, наконец, при температуре выше 1500° в вероятную модификацию

При нагревании в условиях атмосферного внешнего давления, как показывают термограммы, гипс начинает терять воду при 80–90 °С, и при температурах 120–140 °С полностью переходит в полугидрат, так называемый модельный, или штукатурный, гипс (алебастр). Этот полугидрат, замешанный с водой в полужидкое тесто, вскоре твердеет, расширяясь и выделяя тепло.

Главные линии на рентгенограммах : 4,29(10) - 3,06(6) - 2,87 (7) - 2,68(6) - 2,07(6) - 1,79(5).

Старинные методы. Под паяльной трубкой теряет воду, расщепляется и сплавляется в белую эмаль. На угле в восстановительном пламени дает CaS.

Название гипс происходит от греческого слова gipsos - гипс или мел. Гипс - один из самых распространенных в мире минералов. Другие названия минерала и его разновидностей: шелковистый шпат, уральский селенит, гипсовый шпат, девичье или марьино стекло.

Гипс является водным сульфатом кальция. Окраска минерала бывает белой, розоватой, желтовато-кремовой.

Месторождения . В Архангельской, Вологодской и Владимирской областях, по Западному Приуралью, в Башкирии (пермского возраста); в Иркутской области, на Северном Кавказе, в Дагестане и Средней Азии (юрского возраста), в США, Канаде, Италии, Германии и Франции.

Генетическая классификация - Сингония моноклинная.

По происхождению и нахождению в природе гипс тесно связан с ангидридом. Это типичный морской химический осадок. Среди осадочных пород образует пласты, часто ассоциируется с ангидритом, галитом, самородной серой, иногда нефтью, может образоваться при гидратации ангидрита.

Гипс также образуется в зоне выветривания сульфидов и самородной серы, при этом возникают плотные или рыхлые массы, обычно загрязненные глинистыми и другими примесями - так называемые гипсовые шляпы. Как и ангидрит, гипс встречается в продуктах гуморальной деятельности.

Применения . Гипс употребляется в сыром и обожженном виде. При нагревании до 120-140 градусов переходит в полугидрат CaSO4*0,5H2O (полуобожженный гипс или алебастр), при более высоких температурах получается обожженный гипс (строительный гипс).

Обожженный гипс применяется для лепных работ, в архитектуре, для штукатурки, в медицине, в цементной и бумажной промышленности. Сырой гипс используется при производстве портландцемента, для ваяния статуй и в качестве удобрения. Волокнистый гипс-селенит (особенно из района Кунгура на Урале) - широко применяется для поделок.

Физические свойства

а) Кристаллы толсто- и тонкотаблитчатые, иногда очень крупные; характерны двойники - ласточкин хвост,
б) Агрегаты плотные, зернистые, листоватые, волокнистые (селенит),
в) Цвет белый, часто прозрачен, также серый и розовый от примесей. Черта белая,
г) Блеск стеклянный, у волокнистых разностей шелковый,
д) Спайность весьма совершенная по (010). По спайности можно отщеплять тонкие листочки,
е) Твердость 2 по шкале Маоса, чертится ногтем,
ж) Плотность 2,3.

Химическая формула - Ca*2H2O.

Лечебные свойства

Способствует срастанию конечностей, излечению растяжений, вывихов и прочих травм, излечению туберкулеза позвоночника (гипсовая кровать), остеомиелита (фиксаж пораженного органа). Гипсовый порошок избавляет от чрезмерной потливости, кашица из порошка этого минерала, воды и растительного масла является замечательной тонизирующей маской.

Магические свойства

Гипс известен всем нам как матерная для копирования скульптур известных мастеров и как лечебное средство для сращивания переломов. Но только ли так можно использовать этот минерал? Оказывается, гипс является еще и лекарством от гордыни человеческой. Гипс строго следит за людьми, склонными к высокомерию и повышенному чувству собственной значимости, создавая на энергетическом уровне ситуации, когда гордец оказывается в безысходном положении, например при переломе конечностей. Это не значит, что камень способствует получению травмы - травмы мы получаем из-за собственной самонадеянности и беспечности (за исключением несчастных случаев). Гипс показывает неприглядность поведения человека самым нетрадиционным способом - он помогает излечиться от увечья, не требуя в награду ни благодарности, ни признательности.

Гипс пассивен. Он не стремится подчинить себе волю человека, подсказывает ему, как правильно поступить, не притягивает вожделенные успех, материальное благополучие, любовь и удачу.

У многих людей, неискушенных в ремонтно-строительных делах, нередко возникает вопрос: чем отличаются такие строительные материалы, как гипс и алебастр? И почему на мешках написано сверху «гипс строительный», а снизу – «алебастр»?

Для того чтобы не теряться в терминах, нужно разобраться, чем на самом деле являются гипс и алебастр, есть ли между ними различия и, если есть, – то какие.

Гипс – происхождение, применение

Гипсом называют сухой состав, изготовленный на основе природного минерала – гипсового камня. Минерал представляет собой двуводный сульфат кальция – CaSO4·2H2O с примесями в виде оксидов кремния, алюминия и железа.

Гипс является минералом осадочного происхождения. В природе чаще всего встречается в виде вытянутых призмовидных кристаллов, хотя иногда формируется в виде плотных таблеточных или чешуйчатых агрегаций. Минерал довольно мягкий, легко поддается помолу.

Крупные месторождения гипсового камня располагаются в таких странах, как Иран, США, Канада, Турция, Испания. В России залежи этой породы находятся в Прикамье и Поволжье, Татарстане, на западных склонах Уральских гор и в Краснодарском крае.

Из природного минерала получают вяжущее вещество – собственно, тот гипс, который мы все и знаем. Это порошок белого, кремового или сероватого цвета (зависит от имеющихся примесей), который при затворении водой превращается в пластичную массу, довольно быстро твердеющую на воздухе.

Способ применения молотого гипса зависит от того, для чего именно его планируют использовать:

• «сырой» гипс используют в медицине для фиксации переломов, а также в сельском хозяйстве – рассыпают на полях для нормализации кислотности почвы;
• в виде «строительного гипса» он применяется при проведении ремонтных и отделочных работ, для производства стеновых плит и блоков, карнизов, лепнины.

Также минерал широко используется в бумажной и химической промышленности: при производстве цемента, серной кислоты, глазурей и красок.

Природный гипс бывает волокнистым и зернистым. Для производства алебастра используют мелкозернистый гипс – алебастр. Строительный алебастр имеет более тонкий помол и представляет собой все тот же сульфат кальция, но не двуводный, а полуводный – CaSO4·0,5H2O. Его получают путем обжига измельченного природного алебастра при температуре до 180 градусов.

Таким образом, тот алебастр, который мы приобретаем в строительном магазине, в широком понимании является гипсом, но не всякий гипс можно назвать алебастром.

Строительный гипс имеет следующие характеристики:

• Плотность (истинная) составляет 2,6 – 2,76 г/куб. см. При этом в рыхлонасыпном виде плотность составляет 0,85 – 1,15 г/куб. см, а в уплотненном – 1, 245 – 1,455 г/куб. см.
• Изделия из гипса имеют высокую огнестойкость – они разрушаются только после 6-8 часового воздействия высокой температуры. Конструкции выдерживают нагрев до 600-700 градусов без разрушения.
• Прочность при сжатии строительного гипса составляет 4-6 МПа, высокопрочного гипса – 15-40 МПа.
• Гипс и изделия из него плохо проводят тепло, коэффициент его теплопередачи в интервале температур от 15 до 45 градусов составляет всего 0,259 ккал/м·град/час.
• Скорость высыхания. После смешивания с водой гипсовый раствор начинает схватываться уже через 4 минуты и в течение следующего получаса он полностью застывает. Поэтому работать таким раствором нужно очень быстро.

Марки и свойства строительного гипса

Нормативным документом, регламентирующим свойства и качество строительных гипсовых вяжущих, является ГОСТ 125-79. Промышленность производит алебастр 12 марок, различающихся перелом прочности на сжатие.

Показатели приведены в таблице:

Марка гипса	Предел прочности образцов-балочек размером 40×40×160 мм в возрасте 2 часа, МПа, не менее
	сжатие	изгиб
Г-2	2	1,2
Г-3	3	1,8
Г-4	4	2,0
Г-5	5	2,5
Г-6	6	3,0
Г-7	7	3,5
Г-10	10	4,5
Г-13	13	5,5
Г-16	16	6,0
Г-19	19	6,5
Г-22	22	7,0
Г-25	25	8,0

Важным показателем является срок схватывания вяжущего.

В зависимости от него различают следующие виды строительного гипса:

• А – быстротвердеющий (начало не ранее 2 мин., конец – не позднее 15 мин.).
• Б – нормальнотвердеющий (начало схватывания не ранее 6 мин., конец – не позднее 30 мин.).
• В – медленно твердеющий (начало схватывания не ранее 20 мин., окончание – не нормируется).

Степень помола также нормируется:

Таким образом, по марке вяжущего можно определить все его основные характеристики.

К примеру, на мешке указано: Г-6 В II.

Это означает, что перед нами материал со следующими характеристиками:

• прочность не менее 6 и не более 7 МПа;
• медленно твердеющий;
• среднего помола.

Разновидности гипса

Гипсовые вяжущие используются не только чистом виде, но и с различными добавками, позволяющими менять их свойства.

В настоящее время в продаже можно встретить гипс следующих разновидностей:

• Строительный – для производства гипсовых стройматериалов и для проведения штукатурных работ. Такой материал хорош тем, что не образует трещин при высыхании. Часто в него добавляют известь, что придает смеси пластичность. Материал в основном используют для внутренней отделки сухих помещений.
• Высокопрочный – вяжущее с крупными кристаллами, обеспечивающими конечному изделию меньшую пористость и, соответственно, большую прочность. Данный материал используют для устройства несгораемых перегородок, форм для производства фаянсовых и фарфоровых сантехнических изделий. Также его применяют в травматологии и стоматологии.
• Полимерный гипс – вяжущее с добавлением полимеров. Часто применяется с травматологии. Повязки с таким гипсом гораздо легче обычных гипсовых, позволяют коже дышать, не боятся влаги, проницаемы для рентгеновских лучей (позволяют контролировать процесс сращивания костей).

• Скульптурный – самый высокопрочный гипс, практически не содержащий примесей. Материал имеет высокую степень белизны и используется для изготовления статуэток. Скульптур, сувениров, а также в автомобильной и авиационной промышленности. Это вяжущее является основой сухих шпаклевочных смесей.
• Акриловый гипс – получается при добавлении в вяжущее водорастворимой акриловой смолы. Внешне практически неотличим от обычного гипса, но гораздо легче. Благодаря этому его часто используют для потолочной лепнины. Материал морозостоек и имеет низкое водопоглощение, поэтому может быть использован для работы на фасадах зданий.

Таким образом, алебастр является одной из разновидностей гипса, которую в основном используют в строительстве. Он имеет большую твердость, чем природный гипс, но менее широкое применение.