在CaSO4-H2O的系統(tǒng)中，主要有二水石膏（CaSO4·2H2O）、半水石膏（CaSO4·1/2H2O）和無水石膏。它們又有很多變種，下面將詳細(xì)介紹其性能和用途。

（1）二水石膏

二水石膏既是一種天然的礦物，也是脫水石膏水化后的最終水化產(chǎn)物。

天然的二水石膏又稱生石膏或簡稱石膏?；瘜W(xué)組成的理論質(zhì)量為：CaO 32.57%，SO346.50%，H2O 20.93%。其中常含有黏土、細(xì)砂等雜質(zhì)。天然石膏的密度為2.2～2.4g/cm3，常溫下在水中的溶解度按CaSO4計(jì)為2.05g/L。天然二水石膏是建筑石膏和高強(qiáng)石膏的主要原料來源，同時(shí)在水泥工業(yè)中用于水泥生產(chǎn)的調(diào)凝劑。

（2）半水石膏

半水石膏也稱熟石膏，主要由二水石膏加熱脫水制成。半水石膏有α和β兩個(gè)變種。當(dāng)二水石膏在加壓水蒸氣條件下，或在酸和鹽的溶液中加熱時(shí)可以生成α型半水石膏。如果二水石膏的脫水過程是在干燥環(huán)境中進(jìn)行，則生成β型半水石膏。α型半水石膏的晶粒較粗，制成一定稠度的漿體時(shí)需水量小，硬化后強(qiáng)度較高，是人們通常所說的高強(qiáng)石膏。β型半水石膏的晶粒較細(xì)，制成一定稠度的漿體時(shí)，需水量較大，硬化后強(qiáng)度較低，是人們常用的建筑石膏。半水石膏主要用來生產(chǎn)各種石膏制品

（3）無水石膏

無水石膏又稱為硬石膏，有天然的和人工制取的兩種。天然硬石膏主要由無水硫酸鈣組成，化學(xué)組成的理論質(zhì)量為：CaO 41.19%，SO358.81%。天然硬石膏主要形成于內(nèi)海及鹽湖中，是化學(xué)沉積作用的結(jié)果。硬石膏礦層一般位于二水石膏層下面，在水的作用下會(huì)轉(zhuǎn)變成二水石膏，因此在天然硬石膏中常含有5%～10%的二水石膏。天然硬石膏密度2.9～3.0g/cm3。

人工制取的硬石膏主要包括Ⅲ型硬石膏（CaSO4Ⅲ）、Ⅱ型硬石膏（CaSO4Ⅱ）、Ⅰ型硬石膏（CaSO4Ⅰ）三種。在工業(yè)上，當(dāng)α型半水石膏在高壓水蒸氣條件下加熱到200～230℃時(shí)生成α型CaSO4Ⅲ，當(dāng)β型半水石膏在干燥空氣中加熱到200～ 360℃時(shí)生成β型CaSO4Ⅲ，它們都可稱為可溶性無水石膏。Ⅲ型硬石膏水化時(shí)都要經(jīng)過半水石膏階段再形成二水石膏，其水化速率比半水石膏快，在潮濕空氣中也能水化生成半水石膏。

半水石膏加熱到400～1000℃，就完全失去水分成為難溶性硬石膏，失去凝結(jié)硬化能力，成為死燒石膏，即為Ⅱ型硬石膏。當(dāng)溫度超過1180℃時(shí)，Ⅱ型硬石膏轉(zhuǎn)變?yōu)棰裥陀彩?，而且它只有在溫度高?180℃時(shí)才是穩(wěn)定的，人們也稱它為高溫石膏。

與二水石膏相比，天然硬石膏具有較高的溶解度，但其溶解速率卻十分緩慢，一般需要40d以上才能達(dá)到溶解平衡。由于天然硬石膏在一般情況下水化及凝結(jié)硬化很慢，甚至長期不凝結(jié)，不具有強(qiáng)度，當(dāng)用它作膠凝材料時(shí)必須經(jīng)過活化處理。

硬石膏也能在水泥工業(yè)中用于水泥生產(chǎn)的調(diào)凝劑。結(jié)晶水含量極少的天然硬石膏是國內(nèi)生產(chǎn)UEA、CEA、AEA系列混凝土膨脹劑的重要原料。