二水石膏的分子式是CaSO4,2H2O,其化學(xué)結(jié)構(gòu)是有2個結(jié)晶水的硫酸鈣晶體，在不同條件的加熱處理中其結(jié)構(gòu)水容易脫出，成為各種晶體的半水石膏和無水石膏。
當(dāng)溫度在65℃時加熱，二水石膏就開始釋出結(jié)構(gòu)水，但脫水速度比較慢。在107℃左右、水蒸氣壓達(dá)971mmHg時，脫水速度迅速變快。隨著溫度繼續(xù)升高，脫水更為加快，在l 70—l90℃時，二水石膏以很快的速度脫水變?yōu)棣痢胨嗷颚隆胨?。?dāng)溫度繼續(xù)升高到220℃和320～360℃時，半水石膏則繼續(xù)脫水變?yōu)棣量扇苄缘臒o水石膏。但220℃條件下生成的無水石膏比較容易在空氣中吸水變成半水石膏。在450一750℃期間變成的無水石膏則為不溶性無水石膏。這種無水石膏即我們通常說的“死燒"石膏；它很難溶于水，幾乎不凝結(jié)，而且不具有強(qiáng)度。在800℃時，無水石膏開始分解為CaO和SO2 加O2 等，這時的凝結(jié)能力主要是靠CaO的凝結(jié)作用而不是石膏了。這種分解在1050℃以后更為激烈，到1350℃才結(jié)束。在還原氣氛下，有利于CaSO4 的分解。
性狀：
通常為白色、無色，無色透明晶體稱為透石膏，有時因含雜質(zhì)而成灰、淺黃、淺褐等色。條痕白色。透明。玻璃光澤，解理面珍珠光澤，纖維狀集合體絲絹光澤。解理極完全，和中等，解理片裂成面夾角為66和114的菱形體。性脆。硬度1.5~2。不同方向稍有變化。相對密度2.3。
偏光鏡下：無色。二軸晶(+)。2V=58。Ng=1.530，Nm=1.523，Np=1.521。隨溫度升高2V減小，在大約90℃時2V為零。
結(jié)晶水階段：
加熱時存在3個排出結(jié)晶水階段：105~180℃，首先排出1個水分子，隨后立即排出半個水分子，轉(zhuǎn)變?yōu)闊郈a[SO4]?0.5H2O，也稱熟石膏或半水石膏。200~220℃，排出剩余的半個水分子，轉(zhuǎn)變?yōu)棰笮陀彩郈a[SO4]?εH2O(0.06<ε<0.11)。約350℃，轉(zhuǎn)變?yōu)棰蛐褪郈a[SO4]。1120℃時進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)棰裥陀彩?。熔融溫?450℃。
結(jié)構(gòu)：
石膏及其制品的微孔結(jié)構(gòu)和加熱脫水性，使之具優(yōu)良的隔音、隔熱和防火性能。
石膏屬單斜晶系，解理度很高，容易裂開成薄片。將石膏加熱至100～200°C，失去部分結(jié)晶水，可得到半水石膏。它是一種氣硬性膠凝材料，具有 α和 β兩種形態(tài)，都呈菱形結(jié)晶，但物理性能不同。α型半水石膏結(jié)晶良好、堅實(shí)；β型半水石膏是片狀并有裂紋的晶體，結(jié)晶很細(xì)，比表面積比 α型半水石膏大得多。
生產(chǎn)石膏制品時， α型半水石膏比 β型需水量少，制品有較高的密實(shí)度和強(qiáng)度。通常用蒸壓釜在飽和蒸汽介質(zhì)中蒸煉而成的是 α型半水石膏，也稱高強(qiáng)石膏；用炒鍋或回轉(zhuǎn)窯敞開裝置煅煉而成的是 β型半水石膏，亦即建筑石膏。工業(yè)副產(chǎn)品化學(xué)石膏具有天然石膏同樣的性能，不需要過多的加工。半水石膏與水拌和的漿體重新形成二水石膏、在干燥過程中迅速凝結(jié)硬化而獲得強(qiáng)度，但遇水則軟化。
二水石膏形成：
用于建筑材料生產(chǎn)的石膏，包括天然石膏和化學(xué)石膏。天然石膏有天然二水石膏（CaSO4?2H2O）和天然無水石膏（CaSO4）。天然二水石膏質(zhì)地較軟，天然無水石膏質(zhì)地較硬，故又稱為硬石膏。工業(yè)生產(chǎn)中常用的是天然二水石膏，一般提到“石膏”大多數(shù)情況下指的是天然二水石膏。
純凈的二水石膏是透明的或無色的，有纖維狀、針狀、片狀等晶體形態(tài)。天然二水石膏礦往往含有較多雜質(zhì)，從產(chǎn)狀看，有透明石膏、纖維石膏、雪花石膏、片狀石膏、泥質(zhì)石膏或土石膏。石膏中二水石膏所占的含量，常稱為品位，以此來對石膏分級。一級石膏，含二水石膏95%以上，二級含二水石膏85%以上，三級含75%以上。生產(chǎn)建筑石膏板材大都要用三級以上的石膏。
化學(xué)石膏，一般是指的各種工業(yè)生產(chǎn)中的副產(chǎn)品，是工業(yè)廢渣，其中含有一定數(shù)量的二水石膏，還含有較多雜質(zhì)，稱呼這些石膏時習(xí)慣在其前面加上原主要產(chǎn)品類型或石膏來源類型的名稱，如磷石膏、氟石膏、排煙脫硫石膏、芒硝石膏等。
石膏有多種存在形態(tài)，石膏加熱以后會由二水石膏逐步轉(zhuǎn)化為另一種形態(tài)，吸濕以后，又會發(fā)生相反的變化。生產(chǎn)石膏建筑制品就是依據(jù)石膏的這種性質(zhì)。
石膏加熱脫水變成半水石膏（或其它型式脫水石膏），半水石膏加水拌合成石膏漿，石膏漿中的半水石膏等脫水石膏水化硬化又生成二水石膏，石膏漿入模就制成硬化的石膏制品了。
半水石膏凝結(jié)時間短，建筑石膏4-8分鐘初凝，10-13分鐘終凝；高強(qiáng)石膏3-8分鐘初凝，15～30分鐘終凝。生產(chǎn)石膏建材制品的生產(chǎn)周期短，就是充分利用了石膏材料凝結(jié)硬化快的特性。
