石膏胶凝材料一般是用二水石膏为原料，在一定条件下进行热处理而制得。二水石膏受热脱水过程中，根据不同条件，会得到各种半水和无水石膏变体，它们的结构和性质是有区别的。

二水石膏的脱水转变及脱水石膏的形成机理

当二水石膏加热脱水时，由于热处理的条件不同，脱水石膏的结构和特性也不同。各种石膏变体从化学成分来看主要有（含20.9％结晶水）、（含6.2%结晶水）和无水石膏三种。各种变体其密度、结晶形状和尺寸、水化热、热容量、光学性能等都有一定的差别。这种差别取决于这些物质的微观结构以及与微粒内表面积值大小有关的能量状态。

石膏胶凝材料的制备过程，主要是二水石膏加热脱水转变为不同脱水石膏相的过程。反应如下：

在脱水转变过程中，每一步的转变性状不尽相同。如，CaSO4·2H2O脱水至CaSO4·1/2H2O会伴随着结晶格子的重新排列，而α型半水石膏和β型半水石膏脱水至无水石膏，不会产生明显的结构改变，它们的晶格彼此间很相似，只是这个转变过程极不稳定，很快就会吸取空气中的湿气水化成普通的半水石膏。但当温度相应再提高以后，α型无水石膏和β型无水石膏又会进行结晶格子的重新排列，生成可溶性硬石膏。它和半水石膏不同，具有较大的需水性，凝结较快，硬化后的成品强度较低。因此，在生产建筑石膏时，应避免二水石膏加热到可能生成这种产物的温度范围。