Rohmaterial für die Herstellung von Gips ist kristallisiertes Kalziumsulfat (CaSO4) mit Wasser. Natürlicher Gips oder Gipsstein ist in der Natur in Sedimentgesteinen weit verbreitet. Für die Gipsfabrikation sind die kompakten Gesteine aus mikrokristallinem Gips interessant. Roh-Gips enthält ca. 79.1 Gew.% Kalziumsulfat und 20.9 Gew.% chemisch gebundenes Kristallwasser. Kalziumsulfat ohne Kristallwasser nennt man Anhydrit, der aber zur Herstellung von industriellem Gips nicht geeignet ist. In Gipslagern findet man aber auch noch andere Substanzen wie: Kalzit, Dolomit, Quarz, Eisen- und Aluminiumoxide sowie Tonmineralien.
Gipsstein kommt in den meisten grösseren Sedimentablagerungen vor. Die Lager in der Schweiz gehen in die Trias zurück.
Neben Gipsstein, der aus Mikrokristallinen besteht kommen auch reine Kalziumsulfate in Form von Anhydriten vor. Die wichtigsten Gipsvorkommen findet man in der Schweiz am westlichen Alpennordrand sowie in den östliche Ausläufern des Faltenjuras sowie in der Überschiebungszone von Falten- und Tafeljura.
Des weitern gibt es Gipsvorkommen in den Alpen können ebenfalls dem Trias zugeordnet werden. Als Gleitschicht werden der Faltung wurden sie oftmals abgeschert.
Die Gipsaufbereitung ist eine fraktionierte Dehydratation des Gipssteins:
- Das Halb- oder Hemihydrat des Kalziumsulfats entsteht sobald der Gips über 110°C erhitzt wird.
- Wasserfreies Kalziumsulfat (Anhydrit) entsteht bei Temperaturen über 150°C, wenn sich das restliche Wasser aus dem Hemihydrat abspaltet.
- Überbrannte Gips entsteht, wenn das Brennen über längere Zeit bei 250-300°C fortgesetzt wird. Dieser überbrannte Gips ist ein langsam abbindender Anhydrit (Anhydrit II).
- Bei Temperaturen über 900°C entsteht ein unlöslicher Anhydrit (Anhydrit III), der entsprechend dem natürlichen Anhydrit nicht oder nur noch langsam reagiert.
Baugips besteht aus einer Mischung von Anhydrit, Hemihydrat und überbranntem Gips. Dieses Gemisch nimmt bei Raumtemperatur Wasser auf und hydratisiert. Baugips muss vor der Verarbeitung gealtert werden, damit er leicht hydratisiert und damit stabil wird.
Baugips beginnt bei Zugabe von Wasser zu hydratisieren und sich zu Gipsstein umzuwandeln. Es handelt sich somit um den Umkehrprozess, der bei der Herstellung von Baugips zur Anwendung kommt. Die Hydratation ist eine exothermische Reaktion. Die Beobachtung und Messung der Temperatur ist somit eine ideale Messgrösse, um den Abbindeprozess des Gips zu verfolgen und falls nötig zu steuern.
Die Verwendungen des Gipses in Industrie und Technik sind vielseitig:
- Dihydrat: Rohstoff für Gipsindustrie, in der Zementindustrie wird der Gips vor dem Mahlen zum Klinker gegeben, damit die Materialien gemeinsam gemahlen werden. Durch Gips kann das Erstarrungsverhalten des Zements geregelt werden. In der Papierindustrie dient Dihydrat als Füllstoff.
- Halbhydrat: Dieses wird in der Bauindustrie als Bindemittel, in der Gipsindustrie als Werkstoff, in der Keramikindustrie für Modelle und Arbeitsformen sowie in der Chirurgie und in der Zahntechnik für Gipsbinden oder Abdrücke verwendet.
- Anhydrit III: wird in der chemischen Industrie als Trockenmittel eingesetzt.
- Anhydrit II: wird in der Bauindustrie für Estrich und Kunstmarmor sowie in der Papierindustrie als Füllstoff eingesetzt.