Das System CaSO4 & H2O

Gips ist chemisch gesehen Calciumsulfat (CaSO₄), das in verschiedenen Hydratstufen mit in der Struktur gebundenem Kristallwasser (H₂O) vorliegen kann. So ist das natürlich anstehende Gipsgestein ein Calciumsulfat-Dihydrat (CaSO₄·2H₂O), enthält also zwei Wassermoleküle pro Molekül Calciumsulfat. Das ebenfalls in der Natur vorkommende kristallwasserfreie Calciumsulfat wird als Anhydrit bezeichnet (CaSO₄). Von Bedeutung sind außerdem die beim Brennen (Kalzinieren) entstehenden Halbhydrate des Gipses (CaSO₄·½H₂O).

Das über oder unter Tage gewonnene natürliche Gipsgestein wird mechanisch zerkleinert, dann gemahlen und anschließend gebrannt. Während des Brennens, dem so genannten Kalzinieren, wird das in der Kristallstruktur des Gesteins enthaltene Wasser langsam ausgetrieben. Aus dem Dihydrat (CaSO₄·2H₂O) entstehen je nach Brenntemperatur verschiedene Formen der Halbhydrate (CaSO₄·½H₂O) und wasserfreies Anhydrit (CaSO₄). Der Gips – genauer gesagt das Halbhydrat in seinen gewünschten Hydratstufen – liegt jetzt in einer abbindefähigen Form vor, weshalb Gips auch zu den mineralischen Bindemitteln gezählt wird.

Bei der Herstellung von Baustoffen aus Gips bzw. bei der unmittelbaren Anwendung von Gipsprodukten auf der Baustelle, bei denen Gips das Hauptbindemittel ist (z.B. in Gips-Trockenmörteln), wird dieser Brennprozess faktisch wieder umgekehrt: Ein Teil des Zugabewassers wird in den Kristallverband eingelagert und es entsteht wieder ein Dihydrat, also CaSO₄·2H₂O, das dem ursprünglichen Gipsgestein entspricht. Der Gips befindet sich jetzt allerdings in einer gewünschten „gebauten“ Form.

Calciumsulfat-Dihydrat ist also gleichzeitig das Ausgangs- und das Endprodukt von Gipsbaustoffen. Dazwischen liegt der Brennprozess, der abbindefähige Halbhydrate hervorbringt, aus denen durch Wasseranlagerung ein Baustoff, z.B. eine Gipsplatte, oder ein Bauteil, z.B. ein Gipsputz, wird.