«Гипс» - имеет старое греческое происхождение и применялось для обозначения обожженного гипса или алебастра
Гипс является широко распространенным породообразующим минером осадочных пород.
] * 2H 2 OХимический 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:
- галльские контактные двойники по (100),
- парижские контактные двойники по (101)
- 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.
- 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.
- 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. Двойник гипса "Ласточкин хвост", 7см., Туркмения 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 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 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. Гипс (англ. GYPSUM) - C
a
S
O
4 * 2H
2 O
Цель работы
: Ознакомление с приборами и методикой иссле- дования гипса. Оборудование и материалы:
пресс гидравлический, прибор Вика
, чашка и лопаточка для приготовления гипсового теста, весы электронные, прибор Суттарта, сито № 02, линейка, секундомер, гипс. Правила безопасности:
с целью предохранения глаз от попада- ния инородного тела лабораторную работу выполнять в защитных очках. Теоретическая часть Минеральными вяжущими веществами
называют искусст- венно получаемые порошкообразные материалы, которые при затво- рении водой образуют пластичное вещество, способное в результате физико-химических процессов затвердевать, т. е. переходить в камне- видное состояние. Строительные минеральные вяжущие вещества де- лятся на три категории: Воздушные вяжущие вещества
(известь, гипс) характеризуют- ся тем, что, будучи затворенные с водой, твердеют и длительное вре- мя сохраняют прочность лишь в воздушной среде
. В случае система- тического увлажнения они теряют прочность и разрушаются. Гидравлические вяжущие вещества
(портландцемент) харак- теризуются тем, что, после смешения с водой и предварительного твердения на воздухе способны далее твердеть как в воздушной, так и в водной среде, при этом прочность их увеличивается.
Кислотостойкие вяжущие вещества
(кислотоупорный кварце- вый кремнефтористый цемент) представляют собой тонкомолотую смесь кварцевого песка и кремнефтористого натрия, затворяемую водным раствором силиката натрия или калия. Это вяжущее вещество начального твердения в воздушной среде может длительное время сопротивляться агрессивному воздействию неорганических и ор- ганических кислот
, кроме фтористо-водородной. 1. Воздушные вяжущие вещества. Гипс
Гипсовые вяжущие
делят на 2 группы: низкообжиговые и вы- сокообжиговые. Низкообжиговые
гипсовые вяжущие получают при нагреве двуводного гипса (CaSO4*2H2О) до температуры 150...160°С. При этом происходит частичная дегидратация двуводного гипса с перехо- дом его в полуводный гипс: CaSO4*2H2О→
CaSO4*0,5H2O +l,5H2O
. К низкообжиговым вяжущим относятся: строительный, формовоч- ный, высокопрочный и медицинский гипс.
Сырьем для производ- ства низкообжиговых вяжущих является природный гипсовый камень (CaSO4
*2H2О,) а также отходы промышленного производства, содер- жащие сульфат кальция -CaSO4. Высообжиговые
(ангидритовые) вяжущие
получают термиче- Ской обжигом двуводного гипса (CaSO4*2H2О) при более высокой температуре – 600...900°С, При этом двуводный гипс полностью те- ряет химически связанную воду, в результате чего образуется водный сульфат кальция – ангидрид CaSO4. К высокообжиговым вяжущим относятся: ангидритовый це-
мент и эстрих-гипс. Сырьем для производства высоко-обжиговых вяжущих является ангидрит CaSO4
, а также отходы промышленного производства, со- держащие сульфат кальция -CaSO4. Строительный гипс
. Строительным гипсом или алебастром
(ГОСТ 125-79) называют воздушное вяжущее вещество, получаемое путем термической обработки природного двуводного гипса - суль- фата кальция
CaSO4*2H20 при температуре 150 - 180°С до превра- щения его в полуводный гипс - сульфат кальция CaSO
4*0,5H2O
, с по- следующим помолом в тонкий порошок:
Производство строительного гипса
состоит из дробления, тон- кого помола и термической обработки гипсового камня. Существует 2 способа производства строительного гипса: При обжиге в открытых аппаратах, сообщающихся с атмосферой при температуре 150-160°С, когда вода из сырья удаляется в виде па- ра, и гипсовые вяжущие состоят в основном из мелких кристаллов β
- модификации.
В шахтных или аэробильных мельницах с последующим обжигом при температуре 100°С измельченного продукта в гипсоварочных котлах или печах. Строительный (полуводный) гипс представляет собой порошок белого или серого цвета. Цвет гипса зависит от количества примесей в гипсовом камне и чистоты обжига. При производстве гипса допус- кается вводить добавки в целях регулирования сроков схватывания и улучшения физико-механических свойств гипса. Запомни!
- Формула строительного гипса - CaSO4
*0,5H2O. Формула природного двуводного гипса (из чего получают строитель- ный гипс): CaSO4*2H2О.
Реакция получения строительного гипса:
CaSO4*2H2О→ CaSO4*0,5H2O +l,5H2O.
Оценки качества строительного гипса
Качество строительного гипса определяют по следующим пока- зателям: По тонкости помола; По нормальной густоте гипсового теста; По срокам схватывания; По прочности при сжатии. В зависимости от качества строительный гипс может быть двух сортов см. таблица 4.1. Таблица 4.1 – Сорта качества гипса
В зависимости от степени помола строительный гипс имеет три группы (таблица 4.2). Таблица 4.2 – Группы гипса по степени помола В зависимости от сроков схватывания строительный гипс имеет три группы (таблица 4.3). Таблица 4.3 – Группы строительных гипсов в зависимости от сроков схватывания В зависимости от предела прочности гипс имеет следующие марки (таблица 4.4). Таблица 4.4 – Марки гипсов в зависимости от пределов прочности образца на сжатие и изгиб Схватывание и твердение строительного гипса.
Схватывание и твердение строительного гипса заключается в том, что при смеши- вании с водой гипс образует пластичное тесто, превращающееся да- лее в твердое камневидное тело с определенной прочностью. Основ- ная реакция процесса имеет следующий вид: CaSO4*0,5H2O +l,5H2O = CaSO4*2H2O. При этом происходит выделение из раствора кристалликов гип- са и их срастания. Процесс твердения гипса можно ускорить сушкой при температуре менее 65 градусов. Начало схватывания гипса должно наступать не ранее 6 мин. и не позднее 30 минут после начала затворения водой. Сроки схватыва- ния и твердения можно регулировать вводом NaCl, KCl, NaNO и дру- гих веществ, изменяющих растворимость CaSO4*0,5H2O
в воде.
Формовочный гипс
. Этот гипс отличается от строительного гипса более тонким помолом, большей прочностью. Получают его из Гипсового камня, содержащего не менее 96% CaSO4*2H2O
(т.е. при- месей не более 4%)
в варочных котлах при определенной длительно- сти цикла и заданной температуре.
Качество его выше строительного гипса. Он состоит также как и строительный гипс из β-модификации
CaSO4* 0,5H2O (β-полугидрата
) и характеризуется следующими дан- ными: Тонкость помола характеризуется остатком на сите № 02 не более 2,5%; Начало схватывания – не ранее 5 минут; Конец схватывания – не позднее 25 минут; Предел прочности при растяжении через 1 сутки не менее 1,4 МПа, а через 7 суток – не менее 2,5 МПа (от строительного гипса отлича- ется меньшей толщиной помола, повышенной прочностью и не со- держит примесей).
Формовочный гипс применяют для изготовления форм, моделей и изделий в строительной керамической, машиностроительной и дру- гих отраслях промышленности. Изделия из фарфорофаянсовой и ке- рамической массы отливают в формах из формовочного гипса. Гип- совая форма должна быть достаточно прочной и вместе с тем порис- той, чтобы отсасывать воду из шликера и при этом не разрушаться. Высокопрочный гипс
получают термической обработкой вы- сокосортного гипсового камня в герметичных аппаратах под давле- нием 0,2...0,3 МПа при 124 0С
в течение 5 часов. Он состоит из α- модификации CaSO4
*0,5H2O.
Прочность его достигает 15-40 МПа. Высокопрочный гипс выпускают в небольшом количестве и используют в металлургической промышленности для изготовления форм. Ангидритовый цемент
состоит преимущественно из ангидрита CaSO4 ("мертво-обожженного"). Его "оживляют" добавкой катализа- торов, повышающих его растворимость и создающих условия для его гидратации. Такими катализаторами являются СаО - 3...5% и др. ан- гидритовые цементы применяют для приготовления кладочных и штукатурных растворов, бетонов, производства теплоизоляционных материалов, искусственного мрамора и других декоративных изде- лий. Эстрих-гипс
(высокообжиговый гипс) образуется при темпера- туре 800...1000 0С, он состоит из ангидрита CaSO4 и СаО (3,..5%), об- разующегося при разложении CaSO4 (CaSO4→CaO+-SO3
) и выпол- няющего роль катализатора твердения. Этот элемент медленно схва- тывается и твердеет. Высокообжиговый гипс является разновидностью ангидритовых цементов. Он применяется для кладочных и штукатурных растворов, устройства мозаичных полов и др. Изделия из этого гипса по сравне- нию со строительным гипсом более морозостойкие, обладают повы- шенной водостойкостью и меньшей склонностью к пластическим де- формациям. Применение гипса
Строительный гипс – белое, экологически чистое, быстрос- хватывающее и быстро-твердеющее вяжущее вещество.
Его при- меняют для изготовления строительных деталей и изделий, для на- ливных полов, клеевых композиций, лепных украшений, изготовле- ние форм
для литья художественной керамики, а также для штука- турных работ. Гипс не водостоек и не годится для производства внешних работ
, но при добавлении цемента - он становится водо- стойким. Гипс широко используется в медицине. Гипсовые панели и перегородки хорошо поглощают звук. Гипс огнестоек и хорошо дер- жит тепло. Кроме строительного гипса, находят применение (в огра- ниченных объемах) другие гипсовые вяжущие вещества: гипс формо- ванный, гипс высокопрочный. Водопотребность гипсовых вяжущих
Водопотребность
гипсового вяжущего определяется количест- вом воды (в процентах от массы вяжущего), необходимым для полу- чения гипсового теста стандартной консистенции. Теоретически для гидратации полуводного гипса требуется 18,6%
воды от массы гипсового вяжущего, Практически для получе- ния удобоформуемой пластичной смеси строительный гипс требует 50...70% воды
, а высокопрочный - 30...40%.
Избыточная вода испа- ряется, образуя поры, поэтому гипсовые изделия имеют высокую по- ристость. 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». 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. 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: 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 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. ГИПС
- 1. Ca·2H 2 O. Мон. К-лы тонко- и толстотаблитчатые. Сп. в. сов. по {010}, сов. по {100} и {110). Дв. по {100} обычны - ласточкин хвост. Агр.: зернистые, листоватые, порошк., волокн., прожилки, радиальноигольчатые. Бесцветный, белый, желтоватый до черного. Бл. стеклянный. Тв. 1,5-2. Уд. в. 2,32. Гибкий, но не эластичный. В воде заметно растворим. Образует осад. г. п.; часто в з. окисл. рудных м-ний; известен гидротерм. Образуется при t
63,5 °С,
а в растворах, насыщенных NaCl, при t
30 °С; при гидратации ангидрита, а также при воздействии сульфатных растворов на карбонатные п. В совр. солеродных басс. сульфат Са отлагается в виде гипса, в древних известны преимущественно ангидритовые, реже гипсовые образования. Разнов.: кристаллический Г.; волокн., или ; зернистый или ; песчанистый - пойкилитовый. 2. Осад. г. п., состоящая в основном из м-ла гипса и входящая в гр. галогенных п. По условиям образования Г. может быть первичным (собственно осад.), образовавшимся хим. осаждением в осолоненных басс. на начальных стадиях галогенеза,
или вторичным. К последнему относятся широко развитые Г., возникающие при гидратации ангидрита в приповерхностной зоне: гипсовые шляпы;
метасоматический Г. (гл. обр. по карбонатным п.) и др. Г. применяется в сыром и обожженном виде в строительной промышленности, при производстве вяжущих веществ, штукатурного и формовочного гипса, эстрихгипса, гипсового цемента и для получения серной .
Геологический словарь: в 2-х томах. - М.: Недра
.
Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др.
.
1978
.
(от греч. gypsos - , известь * a.
gypsum;
н.
Gips;
ф.
gypse, pierre а platre;
и.
yeso
) –
Горная энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия
.
Под редакцией Е. А. Козловского
.
1984-1991
.
гипс
- гипс, а … Русский орфографический словарь
гипс
- гипс/ … Морфемно-орфографический словарь
Гипс
- – (от греч. gypsos – мел, известь) – 1) Г. природный – минерал, водный сульфат кальция CaSO4*2H2O. Цвет белый, желтоватый, кремовый; часто бесцветный. Тв. по минералогия, шкале 1,5 – 2; плотн. 2300 кг/м3. Состоящая гл. обр … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
- (Туркмения). ГИПС (от греческого gypsos мел, известь), 1) минерал, водный сульфат кальция. Бесцветные, серые кристаллы, агрегаты. Твердость 1,5 2; плотность 2,3 г/см3. Разновидности: гипсовый шпат (полупрозрачные кристаллы); атласный шпат, или… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
ГИПС
- ГИПС, сернокислый кальций, Calcium sul furicum, CaS04+2H20, белый мягкий, легко растирающийся в порошок минерал, встречающийся в природе в виде больших залежей; синтетически получается при действии серной кислоты или ее растворимых в воде солей… … Большая медицинская энциклопедия
- (от греч. gypsos мел известь), 1) минерал класса сульфатов, CaSO4.2H2O. Бесцветные, белые, серые кристаллы, агрегаты. Твердость 1,5 2; плотность 2,3 г/см³. Разновидности: гипсовый шпат (полупрозрачные кристаллы); атласный шпат, или уральский… … Большой Энциклопедический словарь
ГИПС, гипса, муж. (греч. gypsos). 1. только ед. Серноизвестковая кристаллическая минеральная соль б. ч. белого или желтого цвета, употр. между прочим в хирургии и служащая материалом для скульптурных работ (минер.). 2. Скульптурный слепок из… … Толковый словарь Ушакова
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.ТонкачеевПроисхождение
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
Применение
Используется для получения строительного гипса, высокопрочного гипса, гипсоцементно-пуццоланового вяжущего материала.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
Мар- ка гипса
Предел прочности в МПа, не ме- нее
Марка гипса
Марка гипса
Предел проч- ности в МПа, не менее
при сжа- тии
при изгибе
при сжа- тии
при изгибе
при сжа- тии
при изги- бе
Г-2
1,2
Г-6
5,0
Г-16
6,0
Г-3
1,8
Г-7
3,5
Г-19
6,5
Г-4
2,0
Г-10
4,5
Г-22
7,0
Г-5
2,5
Г-13
5,5
Г-25
8,0
Другие синонимы: алебастр, камень ленточный, леденец (устар.), мармолит, мрамор жигулёвский.
Гипс; кристалл около 4 см. © Milton Speckels
- 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.
Гипс; Водинское месторождение, Поволжье.
1)
минерал класса сульфатов, Ca(SО 4)·2H 2 О. B чистом виде содержит 32,56% СаО, 46,51% SО 3 и 20,93% Н 2 О. Механич. примеси гл. обр. в виде органического и глинистого веществ, сульфидов и др. Кристаллизуется в моноклинной сингонии. В основе кристаллич. структуры - двойные из анионных групп (SO 4) 2- , связанных катионами Ca 2+ . Кристаллы таблитчатые или призматические, образуют двойники, т.н. ласточкин хвост. весьма совершенная. Агрегаты: зернистые, листоватые, порошковатые, конкреции, волокнистые прожилки, радиально-игольчатые. Чистый Г. - бесцветный и прозрачный, при наличии примесей имеет серую, желтоватую, розоватую, бурую до чёрной окраску. Блеск стеклянный. Тв. 1,5-2. 2300 кг/м 3 . В воде заметно растворим (2,05 г/л при 20°С). По происхождению гл. обр. хемогенный. Выпадает в осадок при t 63,5°С, а в растворах, насыщенных NaCl, - при темп-ре 30°С. При значит. повышении солёности в усыхающих мор. лагунах и солёных озёрах вместо Г. начинает выпадать безводный сернокислый - Ангидрит, аналогичным образом возникает при обезвоживании Г. Известен также Г., образующийся в низкотемпературных сульфидных м-ниях. Разновидности: селенит - полупрозрачные волокнистые агрегаты, отливающие в отражённом свете красивым шелковистым блеском; гипсовый шпат - пластинчатый Г. в виде прозрачных кристаллов слоистой структуры и др.
.
2)
Осадочная горн. порода, состоящая в осн. из минерала Г. и примесей ( , ангидрит, гидрооксиды железа, сера, и др.). По условиям образования Г. может быть первичным, образовавшимся путём хим. осаждения в осолонённых бассейнах на нач. стадиях Галогенеза, или вторичным, возникающим при гидратации ангидрита в приповерхностной зоне, - гипсовые шляпы, метасоматич. Г. и др. Качество гипсового сырья определяется в осн. содержанием двуводной сернокислой соли кальция (CaSО 4 ·2H 2 О), к-рое в разл. сортах гипсового камня изменяется от 70 до 90%.
Г. применяется в сыром и обожжённом виде. 50-52% добываемого в СССР гипсового камня используется для выработки гипсовых вяжущих веществ разл. назначения (ГОСТ 195-79), получаемых обжигом природного Г., 44% Г. - в произ-ве портландцемента, где Г. применяется как добавка (3-5%) для регулирования сроков схватывания цемента, а также для выпуска спец. цементов: гипсоглинозёмистого расширяющегося цемента, напрягающего цемента и др. 2,5% Г. потребляет с. х-во при произ-ве азотных удобрений (сульфата аммония) и для гипсования засоленных почв; в цветной металлургии Г. используется в качестве флюса, в осн. при выплавке никеля; в бумажном произ-ве - в качестве наполнителя, преим. в высших сортах писчих бумаг. В нек-рых странах ( , Великобритания и др.) Г. применяется для произ-ва серной к-ты и цемента. Способность Г. легко обрабатываться, хорошо воспринимать полировку и обычно высокие декоративные свойства позволяют применять его в качестве имитатора мрамора при произ-ве облицовочных плит для внутр. отделки зданий и как материал для разл. поделок.
В юж. р-нах СССР в нар. х-ве используется глиногипс с содержанием CaSО 4 ·2H 2 О от 40 до 90%. Рыхлую породу, состоящую из Г., и песка, наз. землистым Г., а в Закавказье и Ср. Азии - " " или "ганч". Эти породы в сыром виде употребляются для гипсования почв, в обожжённом - для штукатурки, как вяжущее средство.
В СССР наиболее крупные м-ния расположены в Донбассе, Тульской, Куйбышевской, Пермской областях РСФСР, на Кавказе и в Ср. Азии. На 150 м-ниях Г. и 22 м-ниях глиногипса, гажи и ганча разведаны по пром. категориям запасы 4,2 млрд. т (1981). Имеются 11 м-ний, запасы гипса на к-рых превышают 50 млн. т (в том числе Новомосковское - 857,4 млн. т).
М-ния Г. разрабатываются карьерами (Шедокский, Сауриешский комб-ты и др.) и шахтами ("Новомосковский", "Артёмовский", "Камское Устье" и др.). В СССР эксплуатируются 42 м-ния Г. и ангидрита и 6 м-ний гипсоносных пород с годовой добычей ок. 14 млн. т (1981), из к-рых 60,2% - на терр. РСФСР и 15,8% - УССР. Наиболее крупные предприятия - "Новомосковский" (2,33 млн. т), "Ергачинский", "Артёмовский" (по 1,0 млн. т) и "Заларинский" (0,85 млн. т).
Мировые разведанные запасы Г. оцениваются в 2,2 млрд. т: 0,6 млрд. т в США; 0,375 млрд. т в Канаде; 0,825 млрд. т в странах Европы (во Франции, ФРГ, Испании, Италии, Югославии и Греции); 0,09 млрд. т в странах Азии; по 0,07 млрд. т в Мексике и странах Африки. Ресурсы Г. во много раз превышают разведанные запасы. Мировая добыча Г. среди капиталистич. стран составляет 70 млн. т (1978), из них на долю США приходится 20% (13,5 млн. т), Канады - 11% (7,9 млн. т). В странах Европы добывают 30,7 млн. т, Азии - 11,9 млн. т Г.
Литература
: Виноградов Б. Н., Сырьевая база промышленности вяжущих веществ СССР, М., 1971; Вихтер Я. И., Производство гипсовых вяжущих веществ, 4 изд., М., 1974.
Ю. С. Микоша.
Смотреть что такое "Гипс" в других словарях: