石膏（CaSO₄·2H₂O）因其良好的耐火性、環保性和施工便利性廣泛應用于建筑材料中。通過控制水化過程，可以獲得不同強度和質地的石膏產品，以滿足不同的建筑需求。實際生產中，由于反應程度及干燥條件的差異，最終產品可能同時含有游離水和二水硫酸鈣。游離水含量過高會影響產品的力學性能和儲存穩定性。因此，快速、準確地測定游離水和二水硫酸鈣含量，對于石膏制品的質量控制和工藝優化具有重要意義。

差示掃描量熱儀（DSC）可通過程序控溫精準捕捉物質物理、化學變化中的熱效應差異，游離水蒸發與二水硫酸鈣脫水的熱效應峰分離清晰，能快速、精準量化其含量，有效彌補傳統方法（如烘干失重法）的不足。

中科熱儀的DSC-790差示掃描量熱儀基于熱流型測量原理，配備高靈敏度的經典平面型熱流傳感器，具備準確可靠的量熱功能。溫度控制系統由高精度銀質加熱爐及配套的冷卻系統組成，冷卻系統（液氮、機械、空氣制冷）的選擇可以根據應用所需的溫度范圍及降溫速率需求進行選擇。

DSC-790可應用于測試聚合物、復合材料、陶瓷、金屬、食品及藥物等領域，表征物質的玻璃化轉變溫度、熔融與結晶溫度、氧化誘導時間、固化度等熱力學及動力學參數。在具備準確、高效、簡潔易用等優勢的同時，具備豐富的配置，可以滿足不同領域的多種應用需求。

儀器的核心優勢：

• 采用銀質加熱爐和E型熱電偶的平面型熱流傳感器設計，整體架構簡潔高效，確保設備堅固耐用；

• 傳感器可單獨更換，在保證整體性能的基礎上，極大增強了儀器的靈活性，有利于后期的升級與維護，并降低全壽命周期的運行成本；

• 可選擇空氣制冷，液氮制冷或機械制冷，提供不同測試溫區的配置組合；

• 可配備普通坩堝和高壓坩堝，材質方面包含常用的鋁坩堝和氧化鋁坩堝。

1.實驗條件

測試儀器：中科熱儀DSC-790型差示掃描量熱儀

實驗樣品：未干燥石膏試樣

坩堝種類：鋁坩堝

溫控設置：30℃~250℃，5℃/min

氣氛類型：氮氣

2.實驗結果

圖2 未干燥石膏在氮氣下的DSC曲線

通過DSC-790差示掃描量熱儀對未干燥石膏樣品進行表征測定，得到的熱流曲線如圖2所示。在50℃至110℃的溫度區間內，出現了一個寬而緩的吸熱峰，這是樣品中游離水蒸發產生的熱效應。在120℃至200℃的溫度區間內，由于石膏的分步脫水，形成一個復合吸熱峰。

表1 未干燥石膏樣品熱焓數據

對該復合峰進行積分，得到脫水總吸熱量為418.95 J/g。將游離水蒸發峰積分得到約355.27 J/g的吸熱量。根據水的蒸發焓（~2257 J/g）和文獻中純石膏脫水產生的熱焓（~542 J/g）進行計算¹，得到樣品中的游離水含量約為15.7%，二水硫酸鈣含量約為77.3%。兩者之和不足100%，表明樣品中還存在約7%的半水硫酸鈣或其他雜質。