差示扫描量热仪（DSC）：测定建筑石膏的相态与热稳定性

半水石膏（CaSO₄·0.5H₂O）作为建筑石膏的核心组分，遇水后迅速水化生成二水石膏（CaSO₄·2H₂O）并凝结硬化。在此过程中，水化程度与残留半水石膏的比例，直接决定了制品的最终强度与尺寸稳定性。由于实际生产中水化反应往往不，体系中常并存游离水、未水化的半水石膏及水化产物二水石膏。精准量化各相含量，对优化水化工艺至关重要。

差示扫描量热仪（DSC）凭借高灵敏度、高分辨率与优异的基线平稳性，通过程序控温精准捕捉物相转变的热效应差异。其的分离能力，能够将游离水蒸发、半水石膏及二水石膏的脱水吸热峰清晰剥离，实现多相态的精准定量。这不仅弥补了传统方法的不足，更为深入评估建筑石膏的热稳定性、优化水化工艺提供了坚实的数据支撑。

中科热仪的DSC-790差示扫描量热仪基于热流型测量原理，配备高灵敏度的经典平面型热流传感器，具备准确可靠的量热功能。温度控制系统由高精度银质加热炉及配套的冷却系统组成，冷却系统（液氮、机械、空气制冷）的选择可以根据应用所需的温度范围及降温速率需求进行选择。

DSC-790可应用于测试聚合物、复合材料、陶瓷、金属、食品及药物等领域，表征物质的玻璃化转变温度、熔融与结晶温度、氧化诱导时间、固化度等热力学及动力学参数。在具备准确、高效、简洁易用等优势的同时，具备丰富的配置，可以满足不同领域的多种应用需求。

仪器的核心优势：

• 采用银质加热炉和E型热电偶的平面型热流传感器设计，整体架构简洁高效，确保设备坚固耐用；

• 传感器可单独更换，在保证整体性能的基础上，极大增强了仪器的灵活性，有利于后期的升级与维护，并降低全寿命周期的运行成本；

• 可选择空气制冷，液氮制冷或机械制冷，提供不同测试温区的配置组合；

• 可配备普通坩埚和高压坩埚，材质方面包含常用的铝坩埚和氧化铝坩埚。

1.实验条件

测试仪器：中科热仪DSC-790型差示扫描量热仪

实验样品：半水石膏（CaSO₄·0.5H₂O）、含8.5%半水石膏（CaSO₄·0.5H₂O）的水泥

坩埚种类：铝坩埚

温控设置：30℃~250℃，5℃/min

气氛类型：氩气

2.实验结果

图2 水泥掺入前后石膏脱水过程的DSC热分析图谱

通过DSC-790差示扫描量热仪对半水石膏及半水石膏-水泥复合体系进行表征测定，得到的热流曲线如图2所示。在50℃至110℃的温度区间内，体系基线平稳，未出现明显的游离水吸热峰。随着温度继续升高，在120℃至200℃区间内，纯半水石膏（蓝线）出现了一个宽化的吸热峰，外推起始点为106.096℃，峰值温度为130.932℃。这对应了半水石膏（CaSO₄·0.5H₂O）脱去剩余结晶水向无水石膏（CaSO₄）转变的热效应。

相较之下，半水石膏+水泥体系（红线）的脱水行为发生了显著改变。在该体系中，脱水吸热峰明显宽化，且整体向高温方向发生“热滞后"，外推起始点推迟至129.057℃，峰值温度升高至152.731℃。这一显著的热滞后现象表明，水泥的掺入极大改变了半水石膏脱水过程的热力学与动力学环境。一方面，水泥熟料颗粒对半水石膏形成了物理包裹，增加了传热阻力；另一方面，水泥基体内部的微孔结构限制了水蒸气的逸出，导致局部水蒸气分压升高，抑制了脱水反应的进行。

这种“热阻滞"效应具有重要的工程指导意义。它表明在半水石膏-水泥复合体系中，半水石膏的热稳定性得到增强。在实际生产中，这意味着需要更高的温度或更长的煅烧时间才能实现半水石膏向无水石膏的转化，这对于控制石膏制品的煅烧工艺（如生产高强度石膏或调控水泥中硫酸盐的溶解速率）提供了关键的热力学依据。