目前,在CaSO4•H2O系统中一般公认的石膏相有五种形态,七个变种。它们是:二水石膏(CaSO4•H2O);α-半水石膏与β-半水石膏(α-CaSO4•1/2H2O与β-CaSO4•1/2H2O);α-Ⅲ型硬
水石膏与βⅢ型硬石膏(a- CaSO4 Ⅲ与β-CaSO4Ⅲ);Ⅱ型硬石膏(CaSO4Ⅱ);Ⅰ型硬石膏(CaSO4)。除此之外,有些研究者还发现在上述变种之间还存在一些中间相。
二水石膏既是脱水物的原始材料,又是脱水石膏再水化的最终产物。
半水石膏有α型与β型两个变种。当二水石膏在加压的水蒸气条件下,或在酸和盐的溶液中加热时,可以形成α-半水石膏。如果二水石膏的脱水过程是在干燥环境中进行,则可以形成β半水石膏。
Ⅲ型硬石膏也称为可溶性无水石膏。也存在α型与β 型两个变种,它们分别由α-半水石膏与β半水石膏加热脱水而成。如果二水石膏脱水时,水蒸气分压过低,二水石膏也可以不经过半水石膏直接转变为Ⅲ型硬石膏。
Ⅱ型硬石膏是难溶的或不溶的无水石膏,它是二水石膏、半水石膏和Ⅲ型硬石膏经高温脱水后在常温下稳定的最终产物。另外,有的研究者在 400~600℃加热Ⅲ型硬石膏时,还发现了不同于 CaSO4 Ⅲ和 CaSO4Ⅱ的中间相,即低温型CaSO4Ⅱ。
Ⅰ型硬石膏只有在温度高于 1180℃时才能存在,如果低于此温度,它会转化为Ⅰ型硬石膏。所以工型硬石膏在常温下是不存在的。