建筑石膏和高强石膏的主要成分分别为β型半水石膏和α型半水石膏，它们与水拌合后；半水石膏将重新水化生成二水石膏，放出热量并凝结硬化成具有一定强度的硬化体。
半水石膏加水后首先溶解，然后水化生成二水石膏；由于二水石膏的溶解度比半水石膏的溶解度低，所以，二水石膏以胶体微粒从过饱和溶液中析出。因二水石膏的析出，破坏了半水石膏溶解的平衡，半水石膏继续溶解和水化。如此不断地进行着半水石膏的溶解和二水石膏的析出，直到半水石膏全部耗尽为止。在以上过程中，石膏浆体中的自由水分因水化和蒸发而逐渐减少，浆体逐渐变稠。并失去可塑性，这一过程称为凝结。其后。浆体继续变稠，二水石膏逐渐凝聚成为晶体，并逐渐长大、共生和交错生长，形成结晶结构网。在这个过程中，浆体逐渐变硬，强度不断增长，形成具有一定强度的硬化体，直到完全干燥，强度才停止增长。这一过程称为硬化。
半水石膏水化反应的理论需水量仪为其重量的18.6％，在使用中为了使浆体具有足够的流动性。通常的加水量远大于理论需水量：因此，硬化石膏浆体中含有大量孔隙。建筑石膏中的β型半水石膏多为片状、有裂隙的晶体，晶粒细小，比表面积大，拌制石膏浆体时，需水量达60％～80％，因此硬化后的孔隙率大，强度较低。而高强石膏中的。型半水石膏结晶良好、晶粒粗大，比表面积小，调制成可塑性浆体时，需水量约为35％～45％，硬化后的孔隙率较小，因而具有较高的强度。
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