Как на самом деле выглядит минерал гипс и где его применяют: описание, месторождения и свойства

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

1. Структура
2. Свойства
3. Морфология
4. Происхождение
5. Применение
6. Классификация
7. Физические свойства
8. Оптические свойства
9. Кристаллографические свойства

Смотрите так же:

Лед

– структура и физические свойства

Что такое гипс

Для большинства гипс – это плотнокаменная, непрозрачная сероватая субстанция, которую накладывают в больнице на поломанную руку или ногу.

Однако описание природного минерала богаче:

• Он бывает наполовину либо полностью прозрачным, просвечивающим, даже светящимся.
• Блеск – перламутровый, стеклянный, шелковистый, матовый.
• Чаще представлен как таблитчатый агломерат или кристаллами – столбиками, призмами, иголками.

Минерал не могут растворить большинство кислот, но без проблем – вода.

Эта характеристика гипса уникальна: растворимость водой максимальна при 37,8°, после чего стремится к нулю.

Физико-химические характеристики

По химической номенклатуре минерал гипс – это водный сульфат кальция. Международная классификация определяет классом минерала сульфаты.

Его состав сложен, формула многокомпонентная.

Месторождения

Осадочное происхождение обеспечило повсеместную распространенность породы на планете:

• Российские месторождения сосредоточены на Северном Кавказе, в окрестностях Урала, Краснодарском крае, Татарстане, Дагестане.
• Крупнейшие поставщики сырья на мировой рынок – США, Канада, Испания, Иран, Турция.

Некоторые рудники уникальны. Например, в Оклахоме. Этот штат США располагает массивом естественных гипсовых образований – парк «Алебастровые пещеры» с сырьем белого, розового и редчайшего черного цвета. Однако добывают его там крохами.

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 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.

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.

Разновидности минерала

В зависимости от структуры, плотности, других характеристик выделено несколько разновидностей гипса:

• Алебастр. Белейший минерал повышенной чистоты. У греков термин αλαβαστρος означал «белый». Образуется при нагревании гипса до 142°C.
• Селенит. Бесцветная разновидность волокнистой структуры с шелковистым блеском. Найдена полтора века назад на Урале. Названа благодаря сиянию, как бы исходящему изнутри камня. По данной характеристике ее легко отличить от других видов гипса.

В России известна как «марьино стекло». История названия связана с традицией прикрывать прозрачными селенитовыми пластинами лики святых, особенно Богоматери (Девы Марии).

• Роза пустыни. Пластинки гипса пастельных оттенков, собранные в виде бутона розы. Находимы в пустынях Африки.
• Кристаллический. Не особо прочный минерал сероватых оттенков. Идет на сувениры.
• Ангидрид. Обезвоженный гипс в виде кристаллов (иногда очень крупных). Выглядит как мрамор. Отличить происхождение легко, поместив образец во влажный микроклимат. Гипс постепенно разбухнет, деформируется.

  
  Минерал Ангидрид

Существует классификация минерала по быстроте схватывания (быстро-, средне-, медленно застывающий гипс).

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.

Где используется

Сфера применения гипса безгранична. В каждой используется сырье нужного типа.

Прикладные сферы

Это недорогой практичный материал для цемента, плит, блоков, карнизов. Годится для интер- либо экстерьера.

Алебастр имеет значение как сырье в производстве специальных сортов бумаги, эмалей, красок, глазури, медицинских составов.

Некондицию размалывают, превращая в обессоливатель почв.

Эстетика

Без гипсовых заготовок не работают скульпторы.

Мастера-камнерезы вытачивают из камня мелкую пластику, вазы, шкатулки.

Особо востребованы бесцветные прозрачные селениты. Камнерезы превращают таинственно мерцающие камешки в мелкую пластику, эзотерический ассортимент: пирамидки, шары, маятники.

Браслет из селенита

Ювелиры создают кабошоны.

Однако непрочность минерала ограничивает ассортимент. В основном это подвески, кулоны, броши – то, что не рискует быстро истереться или раскрошиться.

Коллекционирование

Собирать «гипсовый отдел» минералогической коллекции можно годами, настолько разнообразны проявления и формы минерала.

Особо интересуют знатоков «роза пустыни», «марьино стекло», черные, розовые камни из Америки, «ласточкин хвост», образцы с эффектом кошачьего глаза.

Марьино стекло

Применение

Гипс подходит для изготовления слепков зубов (стоматология). Скульптурный гипс применяется в изготовлении уличной скульптуры, предметов интерьера (вазы, столешницы, сувениры).

Интересно: во время войны в США статуэтки Оскара — высшей премии кино — делали не из металла, а из гипса. После войны эти награды заменили на традиционные металлические (позолоченный сплав олова и свинца).

Минерал используется для производства:

1. Строительных смесей (штукатурка, шпатлевка, наливные полы).
2. Гипсобетона, гипсокартона.
3. Декоративного камня, имитации мрамора.
4. Входит в состав портландцемента.
5. Сульфата аммония (удобрение).
6. Высших сортов писчей бумаги (как наполнитель).
7. Как флюс при выплавке никеля.

Применение минерала в качестве имитатора мрамора в производстве облицовочных плит обусловлено свойствами гипса. Это высокие декоративные качества, способность легко полироваться и обрабатываться.

Познавательно: блоки пирамиды Хеопса скреплены гипсовым раствором.

Как ухаживать

Гипс прочен, но уязвим, поэтому ухаживать за ним нужно тщательно:

• Исключить падения, удары, механическое воздействие.
• Оградить камни от жесткого солнца (особенно алебастр, который быстро желтеет, тускнеет).
• Не размещать изделия в помещениях со стабильно высокой влажностью (ванна, бассейн, открытая веранда, оранжерея).

Влажный микроклимат губителен для гипса: минерал насыщается водой, теряя форму и декоративность.

Загрязнения снимают с камня сухой либо чуть влажной салфеткой.

Селенитовую разновидность минерала полезно подзаряжать светом Луны, выставив на ночь на подоконник.

Недостатки

Не существует стройматериалов без недостатков. У дигидрата кальция (гипса) они связаны в основном с водой:

• Гигроскопичность. Из-за пористой структуры минеральное сырье впитывает большое количество воды. Это свойство ограничивает применение строительного гипса во влажной среде.
• Низкая влагостойкость. В результате намокания высока вероятность деформации изделия или постройки.
• Коррозия металлической арматуры, проложенной внутри строительных блоков. Поэтому для армирования построек лучше использовать натуральные волокнистые материалы – дерево, камыш и пр.
• Низкая прочность. Побочный эффект пористой структуры. Гипсовое покрытие легко поцарапать, причем иногда для этого даже не нужны инструменты.

Показатели влагостойкости можно улучшить с помощью добавок-наполнителей. Ими могут быть известь, олеиновая кислота, глина, гранулированный доменный шлак, смесь растворимого стекла и декстрина. Другим вариантом является нанесение на готовое изделие финишных покрытий, предотвращающих попадание воды в поры.

Лечебное воздействие

Целебные свойства гипса признают литотерапевты и официальная медицина.

Врачебная наука использует минерал на следующих направлениях:

• Лечение переломов костей или растяжения связок.
• Регулирование потоотделения.
• Чистка кожи и тела в целом. Никакой мистики – это заслуга кальция и серы в составе минерала. Именно они вытягивают токсины, шлаки, прочищают поры.

Литотерапевты рекомендуют минерал больным туберкулезом позвоночника и остеомиелитом. Камешек прикладывают к любому больному месту.

Для физически здорового человека минерал подойдёт как седатив. Созерцание шара или камня несколько минут в день успокаивает, помогает сконцентрироваться, одолеть апатию, депрессию, гнев.

От Античности до наших дней

История простого камня уходит в древность. У Плиния много описаний видов алебастра, о местах его добычи. В трудах ученого этот минерал называется alabastrites. Использовали его в строительном деле, для изготовления сосудов, ламп, саркофагов.

В Египте на рельефе из гробницы правителя Гермопольского нома Тхутихотепа изображена перевозка сидящей на троне статуи этого правителя: по надписи, эта статуя, высотой ок. 6,50 м, была сделана из хатнубского алебастра.

Алебастровые сосуды считались лучшими для хранения благовоний.

Магические свойства

Магическое воздействие гипса неоднозначно:

• Камень утишает кипение страстей. Фигурка или минералогический образец подойдет вспыльчивым, нервным людям как успокоительное средство.

Магия гипса притягивает к хозяину благополучие, любовь, деньги.

• Кристаллическая разновидность минерала нейтрализует негативное воздействие гаджетов. Изделие из нее рекомендуют ставить возле экрана компьютера.
• Минерал не подавляет волю человека, но внушаемым, неуверенным в себе людям не нужен: под его влиянием данные качества усилятся.
• Камень способен разрушить наполеоновские планы гордецов, тщеславных, упертых, агрессивных особ.

Его советуют поставить в спальне, чтобы брак оставался крепким.

Подготовка к нанесению или формовке

Смешиваясь с водой, полуводный гипс снова становится двухводным. Возникает вопрос: а зачем тогда нужны сушка и измельчение, если в итоге все возвращается к началу? Дело в том, что после обработки мелкокристаллическая структура материала становится более равномерной, уменьшается его пористость. Изделия из такого сырья крепче и долговечней, чем произведенные из необработанного.

Для получения рабочего раствора (теста) порошок аккуратно, небольшими порциями, засыпают в воду, непрерывно размешивая. Пропорции рассчитываются, исходя из чистоты сырья, тонкости помола, температуры воды. Нередко информацию о рекомендуемых пропорциях можно найти на упаковке, но как разводить строительный гипс, если такой информации нет?

В таких случаях действует усредненная формула: нужно взять 1 часть сухой смеси и 1 или 1,25 часть воды. В результате получится умеренно густое тесто, подходящее для большинства работ. Чем меньше воды, тем плотнее и прочнее получится изделие. Количество жидкости уменьшают с помощью специальных добавок: это может быть известь с глюкозой или мелассой, сульфитно-спиртовая барда и др.

Разведение строительного гипса

Разведение строительного гипса

Готовую смесь используют сразу после приготовления. Повторное перемешивание начавшей схватываться смеси не сделает ее пригодной для работы – наоборот, это ухудшит ее свойства и после застывания поверхность изделия или оштукатуренной стены быстро начнет трескаться и разрушаться. Попытки «обновить» готовую смесь добавлением воды или новой порции порошка приведет к таким же результатам.