مقاله در مورد تاریخچه گچ

بخشی از مقاله

تاریخچه گچ

گـچ بـرای اولـین بـار در بیش از پنج هزار سال پیش توسط مـصـریان بـرای سفید کردن و حالت دادن به نمای دیوارهای داخلی مقبره ها اسـتـفـاده می شـده است. مـصـریـان با حـرارت دادن به سنگ های ژیپس که ازآن پودری حـاصــل می شـــد و آن را بــا آب مخـلوط می کــردنـد و بــرایزیـبـا شـدن داخـل مـقـبـره ها این مخلوط را روی آجره ها و سنگ ها به کاررفته می کشیدند.در ایــران نـیــز از

زمــان اشکانـیـان بـنـا هــایی با گچ بری های زیبا دیده می شود که نشان دهـنـده اسـتـفـاده گـچ در صـنـعـت ساختمان سازی ایـرانـیـان می بــاشد. کـه بـا ورود اسـلام بـه ایران استفاده از هنر گچ بری در مساجد جلوه گر شد. برای مثال : مسجد جامع ارومیه تــا قـبـل از سـال ١٣٤٠ گـچ در

ایـران به صورت سنتی تولید می شـد که مـعـایبی از جـمـلـه قـیـمـت بـالا وکـیـفـیـت نـا مرغوب و تـولـیـد کم،داشته است . یکی از قدیمی تـرین کـارخـانه های اسـتـخـراج و تـولـیـد گـچ در

شهرستان ساوه بوده است.گچ ماده ای مـعـدنی اسـت که به وفـور یـافـت مـی شود و ایران با داشتن٩٠۰ میلیون تن دارای بزرگترین منبع گچ در جهان می باشد الـبـته بـه گـــچ به شکل سنگ گچ که معمولا دارای نا خالصی است از مـعـادن اسـتـخـراج و پس از حرارت دادن آن تا ١٧٠ درجه

سانتیگراد که اصطلاحا به آن پـخـتن سنگ گچ می گویند وآسیاب کردن آن به گچ مورد استـفـاده در سـاخـتـمـان تبدیل می شود.
گچ
از مهمترین مصالح ساختمانی است. گچ از ابتدای کار که تعیین حدود زمین است تا انتهای کار که سفید کاری، نصب سنگ و حتی نقاشی است کاربرد دارد.
سنگ گچ
از گروه مصالح کلسیم دار و سنگی رسوبی است. در طبیعت به علت میل ترکیبی شدیدی که دارد بطور خالص یافت نمی شود بطوریکه بیشتر بصورت ترکیب با کربن یا اکسیدهای آهن یافت می شود. البته بیشتر سنگ گچ ها با آهک و خاک رس مخلوط است.

انواع سنگ گچ
یا بصورت سولفات کلسیم بدون آب (CaSo4) است که به آن انیدریت (مصارف آن محدود است. همچنین به ندرت در سطح زمین پیدا می شود) می گویند و یا بصورت سولفات کلسیم آبدار(CaSo4.2H2O) است که به آن گچ خام (Gypsum) گویند و بصورت های مختلفی وجود دارد:
الف- سنگ گچ مرمری: مصرف گچ پزی نداشته و جز سنگ های زینتی است. به علت نرمی، کار کردن با آن و تراشیدن آن بسیار آسان است و نیز برای ساختن وسایل زینتی مانند قاب عکس استفاده می شود. در ایران این سنگ و صنعت آن بیشتر در خراسان است.

ب- سنگ گچ مطبق: لایه لایه می باشد و یا سنگ گچ خوشه ای که مانند تارهای ابریشم بهم چسبیده اند. این نوع سنگ گچ نیز مصرف گچ پزی ندارد.
ج- سنگ گچ معمولی: غیر بلوری بوده و فراوان ترین نوع سنگ گچ است. مصرف گچ پزی دارد و موضوع همین مطلب است.
سنگ گچِ خالص بی رنگ است، اگر با کربن مخلوط باشد به رنگ خاکستری است و اگر با اکسید های آهن مخلوط باشد بسته به نوع اکسید به رنگ های زرد روشن، کبود، سرخ و یا بی رنگ است.
منابع تهیه
سنگ گچ تقریبا در تمام نقاط کره زمین وجود دارد و در بین مصالح دیگر از لحاظ فراوانی در رتبه پنجم قرار دارد.
در ایران هم تقریبا در تمام نقاط کشور مخصوصا در کویر مرکزی، اطراف تهران، جاجرود، آذربایجان، مشهد و... وجود دارد.
مصارف

در ساختمان سازی عبارتند از: تعیین حدود زمین و پیاده کردن نقشه، ملات سازی، گچ و خاک، سفید کاری، سنگ کاری (بطور موقت) و سیمان پزی

گچ پزی
اگر به سنگ حرارت 170 درجه ای داده شود، 5/1 مولکول آب از سنگِ متبلور بخار می شود و گچ ساختمانی (CaSo4.0/5H2O) بدست می آید.
اگر گرمای 300 درجه ای داده شود، 7/1 مولکول آب بخار می شود و به گچ تشنه (CaSo4.0/3H2O) تبدیل می شود. این گچ میل ترکیبی شدیدی با آب دارد، حتی در هوای آزاد 2/0 مولکول آب از بخار هوا را گرفته و به گچ ساختمانی تبدیل می شود.
در گرمای 700 درجه، کلیه آب تبلورِ سنگ بخار می شود و به سولفات کلسیم (CaSo4) تبدیل می شود که به آن گچ سوخته یا انیدریت گویند. این گچ با آب ترکیب نمی شود. البته با افزودن موادی مانند زاج و یا سولفات روی (ZnSo4)، قدرت ترکیب با آب را پیدا می کند.

از گرمای 700 تا 1400 درجه، گچ سوخته به اکسید کلسیم (CaO) و So3 و خود So3 به So2 و اکسیژن تجزیه می شود.
دو گاز اخیر متصاعد می شود و اگر اکسید کلسیم یا همان آهک زنده باقی بماند در زمان گیرایی گچ تأثیر می

گذارد، همچنین بر اثر مجاورت با آب شکفته شده و به هیدرات کلسیم ( Ca(OH)3) تبدیل می گردد. این گچ برای سفید کاری مناسب نیست زیرا دانه های آهکی در مجاورت با آب ازدیاد حجم پیدا کرده و در سطح آن ناصافی هایی ایجاد می کند که در اصطلاح کارگاهی به آن الوئک گویند.

کوره های گچ پزی
-1 کوره های چاهی
قدیمی ترین نوع کوره گچ پزی در ایران است و هنوز در ایران متداول است
یک حـفره در زمین و مانند یک تـنوره است که سنـگ گچ را در آن چیده و حـرارت می دهند تا پخته شود. این کوره ها غیر فنی است چون حرارت آن قابل کنترل نیست و در نتیجه ی حرارت های مختلف، گچ های مختلف به دست می آید بنابراین محصول آن نامرغوب است.

کار این کوره ها ناپیوسته است. یعنی پس از آنکه مقداری سنگ گچ در آن بگذارند، تا محصول به دست نیاید نمی توانند سنگ گچ های دیگری در آن قرار دهند. سوخت آن نیز چوب، زغال سنگ و... است.
-2 کوره های تاوه ای
تشکیل شده از یک سینی بزرگ و یک دستگاه هم زن در محور و روی تاوه است.

سنگ گچ های آسیاب شده را در آن ریخته و به آن حرارت می دهند تا آبِ تبلورِ آن بخار شود و گچ ساختمانی بدست آید. به هنگام حرارت دادن، آن را هم می زنند تا حرارت به صورت یکنواخت به آنها برسد. سپس با دمیدن هوای سرد آن را خنک می کنند. این هوا خود حرارت 100 الی 120 درجه سانتیگراد پیدا می کند و برای صرفه جویی، این هوا را به عنوان حرارت اولیه به مصالح اولیه ای که هنوز وارد کوره نشده اند می دهند.

محصول را با آسیاب به نرمی لازم می رسانند و به بازار می فرستند. حرارت آن قابل کنترل است بنابراین محصول نیز یکنواخت است. کار کوره ناپیوسته و سوخت آن گازوییل یا زغال سنگ است.
-3 کوره گردنده خفته
رایج ترین نوع کوره هاست. بصورت یک استوانه ای خفته است که با افق شیبی در حدود 4 درجه می سازد.
این استوانه حول محور خود می گردد و کلوخه های سنگ گچ را در آن می ریزند هرچه کلوخه ها جلوتر روند پخته تر می شوند. محصول از کوره خارج می شود. سپس هوای سرد به آن می دمند و آن را آسیاب می کنند.

هوای سرد، گرمای محصول را می گیرد. این هوای گرم را مانند کوره تاوه ای مصرف می کنند.
حرارت این کوره ها قابل کنترل، محصول مرغوب و کار کوره پیوسته است، یعنی از یک طرفِ کوره محصول را خارج می کنند و به همان نسبت هم از طرف دیگر کوره مصالح اولیه را وارد می کنند.
یک روش دیگر وجود دارد که به این شکل است:

گچ پزی حرارت کمی لازم دارد، بنابراین مقداری سنگ گچ را روی کوره آجر پزی قرار می دهند. پس از مدتی کوتاه گچ پخته می شود آنگاه آن را با وسایل اولیه ای چون تخماق یا آسیاب محلی کوبیده، سرند(غربال) نموده و مصرف می کنند.
کارگاه های ساختمانی که از کوره های گچ پزی و آجر پزی دور هستند و دسترسی به کوره های گچ پزی ندارند از این روش استفاده می کنند.
اندازه دانه ها و وزن مخصوص

هر قدر دانه های گچ ریزتر باشد مرغوب تر بوده و برای کارهای ظریف بهتر استفاده می شود.
قطر بزرگترین دانه نباید بزرگتر ازmm 6/0 باشد. قطر 5/99% باید ریزتر از mm2/0 و قطر 90% آن ریزتر از mm15/0 باشد.
بطور کلی وزن مخصوص گچ از 85/0 تا 4/1 تن بر متر مکعب است.

انبار کردن
گچ رطوبت را از هوا هم می گیرد بنابراین اگر بصورت فله ای انبار می شود باید بسرعت مصرف گردد وگرنه فاسد می شود، یعنی در موقع مخلوط کردن آن با آب ازدیاد حجم پیدا نمی کند. اما اگر گچ پاکتی را به شیوه صحیح انبار کنند بطوری که دور از رطوبت باشد، حتی بعد از یک سال هم قابل مصرف است.
نباید بیش از 10 پاکت گچ را روی هم انبار کرد، زیرا فشار وارد بر پاکت زیرین باعث کلوخه شدن آن می شود. همچنین هوا باید براحتی در اطراف آن جریان داشته باشد.

خواص
1-زود گیر بودن
ملات گچ بسیار زودگیر است، در واقع در حدود 10 دقیقه خود را می گیرد. این خاصیت به کارگران کمک می کند که هر چه سریعتر تیغه های 5 سانتیمتری و طاق های ضربی را با این ملات بسازند.
2- ارزانی
گچ بسیار ارزانتر از بسیاری از مصالح ساختمانی است و به همین دلیل در بیشتر کارگاه ها از آن استفاده می شود. در واقع فراوانی و سادگی تهیه و مصرف گچ، آن را ارزان کرده است.
3 - زدیاد حجم
تنها دو نوع ملات این خاصیت را دارد:
1- یک نوع سیمان که در ایران مصرف ندارد.
2- گچ که در حین سخت شدن 01/0 به حجم خود می افزاید.
این خاصیت کمک می کند که کارگران سطوح وسیعی را اندود کاری کنند بدون اینکه در آن فرورفتگی، برآمدگی و یا ترکی به وجود آید و چون حشرات نمی توانند در آن لانه سازی کنند، دیوار بهداشتی خواهد بود.

4- مقاومت در برابر آتش سوزی
هنگامی که گچ سخت می شود آب تبلور از دست رفته را به دست می آورد یعنی دارای دو مولکول آب می شود.
به هنگام آتش سوزی آب از لایه گچ جدا شده و یک لایه آبی از گچ محافظت می کند. مقـاومت آب 3-2 سـاعـت طول می کشد و فرصت خوبی را برای عکـس العمل افراد بوجود می آورد.

-5اکوستیک بودن
گچ توانایی جذب و عدم پژواک 75-60 درصد امواج صوتی را دارد. در نتیجه برای محیطی همچون کلاس، اتاق و سالن کوچک کنفراس مناسب است. البته برای سالن های بزرگ باید از وسایل اکوستیکی بهتری بهره جست.

6- پلاستیکی بودن
ملات گچ خاصیت شکل پذیری فوق العاده ای دارد بطوری که برای ساخت شکل ها و نقوش مختلف در فضای ساختمانی و نیز اندود کاریِ سطحی وسیع، بسیار مناسب است.
-7 رنگ پذیری
ملات گچ پس از خشک شدن سفید است. سفیدی آن جلوه ای خوب دارد و چشم را خسته نمی کند.

اندود گچ پس از خشک شدن، قابلبتِ قبولِ تقریبا همه نوع رنگی را دارد. برای همین برای اندود کاری فضای داخل ساختمان بسیار مناسب است
ساخت ملات
برای ساخت انواع ملات، باید ابتدا نوع اجزا تعیین و مخلوط شود، سپس آن را با آب مخلوط کرد.
برای ساخت ملات گچ باید مشخص شود که تنها ملات گچ لازم است یا ملات گچ و خاک. در هر حال باید از یک وسیله به نام استامبولی استفاده کرد. استامبولی ظرف مخصوص گچ سازی و حمل ملات است.
ابتدا مقدار کمی آب در ظرف می ریزیم، سپس دانه های گچ و احیانا خاک را که با نسبت معین مخلوط شده اند در آن می ریزیم. با این کار تمام دانه ها تر می شود.

برای ساخت ملات از یک کیلو گرم پودر گچ، از لحاظ تئوری به 2/0 لیتر (20% وزن گچ) آب نیاز است. اما عملا برای اینکه ملات، شکل پذیرتر باشد و کارگران فرصت بیشتری برای کار بر روی آن را داشته باشند، آب بیشتری به گچ اضافه می کنند. آب اضافی پس از خشک شدن (دقت کنید که خشک شدن با سخت شدن فرق دارد) تبخیر می شود، بر اثر ازدیاد حجم مقداری از فضای خالی ناشی از تبخیر آب پر می شود. البته پس از سخت شدن، ازدیاد حجم رخ نمی دهد. بنابراین آن قسمت از آب اضافی که فرصت تبخیر نداشته اند در گچ ترک های مویین ایجاد می کنند.

سخت شدن
پودر گچ ساختمانی که 5/0 مولکول آب تبلور را دارد برای سخت شدن (گرفتن) نیاز به جذب 5/1 مولکول آب تبلور دیگر دارد تا به سنگ گچ تبدیل شود. البته سختی این سنگ همانند سنگ گچ اولیه نیست اما می تواند در برابر نیروها مقاومت کند.
در واقع این یک چرخه است. یعنی سنگ گچ را آسیاب کرده، آن را می پزند و 5/1 مولکول آب را از آن می گیرند تا به گچ ساختمانی تبدیل شود، سپس دوباره به آن 5/1 مولکول آب می دهند تا سخت شده و به سنگ گچ تبدیل شود.

زمان گرفتن ملات
اگر در ظرف مقداری آب و گچ بریزیم شروع سخت شدن ملات از لحظه ای است که اگر داخل مخلوط را به وسیله میخی خط بیاندازیم بلافاصله اثر خط پر نشود. پایان آن نیز زمانی است که اگر با انگشت ضربه ای (حدود 5/0 كيلو گرم بر سانتى‌متر مربع) بر روی ملات بزنیم آب ظاهر نشود.
البته زمان شروع سخت شدن گچ مرغوب، پس از اختلاط با آب، بین 25 – 8 دقیقه و زمان پایان آن بین 20 دقیقه تا یک ساعت است.

شـروع خشـک شدن گچ، بسته به شرایط آب و هوا بین چند ساعـت تا چـند روز طول می کشد. گچ زمانی کامل خشک می شود که کاملا سفید شده باشد. (فرق بین سخت شدن را با خشک شدن مد نظر داشته باشید.)
دوغ آب
ساختن دوغ آب گچ مانند ساختن ملات گچ است، فقط از آب بیشتری استفاده می کنند، بطوری که کاملا رقیق شود. از آن در پر کردن درزهای طاق ضربی استفاده می شود. دوغ آب قبل از ازدیاد حجم، و ملات را تقریبا بعد از آن استفاده می کنند.
مواد افزودنی
گاه برای تغییر در زمان گرفتن گچ موادی را به آن با نسبت های معین اضافه می کنند.
1- اگر 5/0 درصد وزن گچ به آن نمک طعام (NaCl) اضافه کنیم زمان گیرش 5 دقیقه کاهش می یابد. همچنین اگر از 4 – 1 درصد، نمک طعام اضافه کنیم زمان گیرش 5/3 دقیقه می شود. اما اگر نمک بیش از 4 درصد باشد، گچ کندگیر می شود.
2- اگر به ملات گچ، تا یک درصد وزن آن زاج سفید اضافه کنند زمان آغاز گرفتن تا 5/15 دقیقه به تأخیر می افتد ولی بیشتر از یک درصد، گچ را تند گیر می کند.
3- اگر به ملات گچ 6 – 1 درصد آن، سریش (سریش/ سریشم (Glue) یک نوع چسب گیاهی است) اضافه کنیم ، آغاز گرفتن آن 38 – 12 دقیقه به تأخیر می افتد.
4- با افزودن 1 – 5/0 درصد براکس (Na2B4O7+H2O) به گچ، آغاز گرفتن آن بین 15 دقیقه تا 5/1 ساعت به تأخیر می افتد.
5- اگر به ملات گچ، 15 – 10 درصد وزن آن، خاک رس اضافه شود (ملات گچ و خاک) آغاز گرفتن آن حداکثر 5/12 دقیقه به تأخیر می افتد.
6- آب گرم در زمان گرفتن تأثیر چندانی ندارد.

گچ و دما
هنگام ملات سازی، گچ گرمایی در حدود 20 – 15 درجه تولید می کند، بنابراین از نظر تئوری گچ را می توان در دماهای پایین و حتی زیر صفر بکار برد. اما عملا از بکار بردن گچ در دماهای زیر 6 – 5 درجه خودداری می کنند.

مقاومت گچ در برابر آب
گچ در برابر آب بسیار ضعیف است. لایه گچ در برابر رطوبت طبله کرده و از هم جدا می شود. حتی اگر رطوبت از بین برود، گچ به حالت اول خود باز نخواهد گشت، بنابراین از گـچی کـه در بـرابـر آب مقـاوم نشـده باشد در جـاهایی که رطـوبت دارد مانند حمام، اسـتفاده نمی شود.

مقاوم کردن گچ در برابر آب
گچ انیدریت را کاملا پودر و در محلول زاج (به آن زاج سفید نیز می گویند) خمیر می کنند. خمیر را به کوره برده و در دمای 500 درجه می پزند. سپس آن را با آسیاب به گرد گچ تبدیل می کنند. این گچ در برابر آب مقاوم بوده و طبله نمی کند، بنابراین می توان از این گچ در نمای ساختمان، سرویس ها و آشپزخانه استفاده کرد (این گچ در ایران مرسوم نیست).

زاج سولفات مضاعف با فرمول کلی M2So4+R2(So4)3+24H2O است.M نماینده یک فلز قلیایی مانند پتاسیم یا آمونیوم وR نماینده یک فلز سه ظرفیتی مانند آهن، آلومینیوم و یا کرم است.
مقاوم کردن اندود گچ در برابر آب
در فضاهایی مانند سقفِ سرویس های بهداشتی و آشپزخانه، اندود گچ در مقابل بخار آب قرار دارد. برای آنکه بخار آب به اندود گچ آسیبی نرساند روی آنرا با یک یا چند لایه رنگِ روغن می پوشانند تا بدین وسیله مقاومت آن در مقابل آب و مخصوصا بخار آب بیشتر گردد. البته باز هم بـعد از مدتی سـقف یا دیوار این گـونه فضاها، در اثر مجـاورت با بخار آب طبله می کند.
گچ کُشته
گچ زودگیر است و پس از سخت شدن حالت شکل پذیری را از دست می دهد و فرصت کمی برای کار کردن به کارگران می دهد. بنابراین کارگران از گچی استفاده می کنند که هرگز سخت نشود.
پس از اندود کاری با ملات گچ از گچ کشته استفاده می کنند. گچ کشته هرگز سخت نشده و تا قبل از خشک شدن حالت شکل پذیری خود را از دست نمی دهد. توجه کنید که ضخامت آن نباید ازmm1 بیشتر شود. البته این کار تنها از دست کارگرانی برمی آید که در این کار توانا باشند مثلا حدود 20 سال کار کرده باشند. دیگران این کار را با ضخامت بالاتر انجام می دهند که باعث پوسته پوسته شدن سطح کار می شود.
ساخت گچ کشته

گچ را از الک هایی با سوراخ هایی بسیار ریز رد می کنند. سپس آن را با مقدار زیادی آب (تا آنجا که نگارنده اطلاع دارد حدود 80 – 70% وزن گچ) مخلوط می کنند. پس از آن برای جلوگیری از تشکیل کریستال ها که موجب سخت شدن می شود، آن را مالش می دهند. پس از 12 – 10 دقیقه مالش، گچ کشته به دست می آید.

علل ترک خوردن گچ کاری
ترک خوردگی می تواند دلایل مختلفی داشته باشد از جمله:
1- در موقع ساختن ملات گچ، مقدار آب از حد معین بیشتر باشد یعنی درصد وزن آب نسبت به گچ زیاد باشد. در این صورت گچ پس از انبساط حجم نمی تواند جای آب های اضافی تبخیر شده را پر کند در نتیجه تقلیل حجم یافته و ترک می خورد