Hémihydrate de sulfate de calcium

Il existe au moins deux variétés microcristallines, fabriquées à partir du minéral gypse :

• la variété alpha ou hémihydrate α, obtenue par traitement en autoclave ou par autoclavage, de pulpes de gypse à 120 °C destinée au plâtre de moulage et à certains usages nécessitant un matériau plus dur, permettant de dépasser 30 MPa en résistance mécanique. Sa masse volumique avoisine 2,76 g·cm^-3.
• la variété béta ou hémihydrate β, obtenue par simple cuisson en four vers 150 °C, destinée aux usages plus classiques du plâtre. Sa masse volumique avoisine 2,63 g·cm^-3.

La fabrication de la première variété, dans certaines conditions, est moins onéreuse que celle de la seconde, lorsqu'on l'applique au phosphogypse. Le plâtre de Paris est essentiellement à base d'hémihydrate β.

L'hémihydrate de sulfate de calcium mis à bouillir dans l'eau donne une solution sursaturée de CaSO_{4 aqueux} et de gypse. Au cours du refroidissement, en dessous d'une température de 42 °C à la pression ambiante, se forment des cristaux en aiguilles fines et enchevêtrées de gypse. La réaction est fortement exothermique. Elle peut s'écrire :

(CaSO₄ • ${\displaystyle {\tfrac {1}{2}}}$ H₂O)_{poudre ou masse solide plus ou moins pulvérulente} + ${\displaystyle {\tfrac {3}{2}}}$ H₂O_{vapeur d'eau ou eau liquide} → (CaSO₄ • 2 H₂O)_cristallin

Cette expérience permet d'expliquer le feutrage ou prise du plâtre lors du gâchage, c'est-à-dire lors de l'ajout d'eau à la poudre causant la réhydratation de l'hémihydrate. Elle montre aussi concrètement l'augmentation de volume, ce qui permet des moulages (techniques médicales pour enserrer tout ou partie de membres, avec une stabilisation en pression d'assez longue durée, prise d'empreintes...) et explique ainsi un usage important du plâtre de Paris.