گچ از جمله مصالحی است که در صنایع ساختمان سازی از اهمیت خاصی برخوردار است و به علت ویژگی هایی که دارد از زمانهای قدیم در امر ساختن مسکن محل مصرف داشته است.

در بسیاری از ساختمانهای قدیمی مخصوصا دوران صفویه که اغلب آنها در اصفهان موجود می باشند گچ نقش موثری داشته و گچ بری های بسیار زیبائی از آن دوران باقی مانده است.

گچ به علت خواص خود از اولین قدم در ایجاد یک بنا که پیاده کردن حدود زمین باشد و به اصطلاح برای ریختن رنگ اطراف زمین مورد نیاز بوده و همچنین تا آخرین مراحل کار سفید کاری و نصب سنگ است باز هم مورد نیاز است و حتی در نقاشی ساختمان هم از آن استفاده می نمایند.

منابع تهیه گچ

گچ از پختن و آسیاب کردن سنگ گچ به دست می آید. سنگ گچ از گروه مصالح ساختمانی کلسیم دار است که به وفور در طبیعت یافت می شود و تقریبا در تمام نقاط روی زمین وجود دارد و از لحاظ فراوانی در طبیعت در ردیف پنجم می باشد.

در ایران هم تقریبا در تمام نقاط کشور مخصوصا در کویر مرکزی و اطراف تهران، جاجرود، آذربایجان، اطراف مشهد، و غیره یافت می شود. سنگ گچ به فرمول CaSo4, 2H2O از سنگهای ته نشستی بوده و به علت میل ترکیب شدیدی که دارد بطور خالص یافت نمی گردد و بیشتر به صورت ترکیب با کربن یا اکسیدهای آهن یافت می شود.

سنگ گچ موجود در طبیعت بیشتر مخلوط با آهک و خاک رس است. این سنگ یا به صورت سولفات کلسیم آبدار یافت می شود که به آن ژیپس (گچ خام) هم می گویند یا به صورت سولفات کلسیم بدون آب (CaSo4) به دست می آید که به آن ایندریت گفته می شود.

سولفات کلسیم آبدار به صورت های مختلف یافت می گردد، به شرح زیر:

  1. سنگ گچ مرمری که مصرف گچ پزی نداشته و جزء سنگهای زینتی است و به علت نرمی، کار کردن با آن و تراشیدنش بسیار آسان است و به همین علت از آن برای ساختن وسائل  زینتی مانند زیر سیگاری، قاب عکس، و غیره استفاده می شود. این صنعت بیشتر در استان خراسان رواج دارد. این نوع سنگ گچ نیز بیشتر در استان خراسان و مخصوصا اطراف مشهد یافت می شود.
  2. سنگ گچ مطبق که لایه لایه می باشد و یا سنگ گچ خوشه ای که مانند تارهای ابریشم به هم چسبیده اند. این نوع سنگ گچ نیز مصرف گچ پزی ندارد.
  3. سنگ گچ معمولی که غیر بلوری بوده و فراوان ترین نوع سنگ گچ است و مصرف گچ پزی دارد. سنگ گچ خالص بی رنگ است  (سنگ گچ ترکیب شده با کربن به رنگ خاکستری). سنگ و گچ ترکیب شده با اکسیدهای آهن بیرنگ  و زرد روشن، کبود و یا سرخ رنگ می باشد که برحسب نوع اکسید آهن این رنگها متفاوت است.

 

مصارف گچ

گچ در صنعت ساختمان سازی مصارف متعدد دارد، از جمله ریختن رنگ ساختمان برای مشخص کردن اطراف زمین و پیاده کردن نقشه، ملات سازی، گچ و خاک، سفید کاری، و سنگ کاری که در مورد اخیر برای نگهداشتن سنگ به طور موقت در جای خود تا ریختن ملات پشت آن مورد مصرف قرار میگیرد. گچ در صنایع مجسمه سازی و ریخته گری برای قالب سازی مصرف میشود و در کارهای طبی برای شکسته بندی مورد نیاز است. همچنین در صنایع سیمان پزی و دارویی نیز مصرف می شود.

 

خواص گچ

گچ علاوه بر دو خاصیت عمده زودگیر بودن و ازدیاد حجم به هنگام سخت شدن، دارای خواص دیگری نیز هست از جمله آنکه آکوستیک است، در آتش سوزی مقاوم می باشد، ارزان و فراوان است، و دارای رنگی سفید و خوش آیند می باشد.

 

گچ پزی

گچ پزی یعنی حرارت دادن به سنگ گچ آبدار بطوریکه بتوانیم 1.5 مولکول از آب تبلور آن را تبخیر نمائیم. همانطوری که گفته شد، سنگ گچ سولفات کلسیم بعلاوه دو مولکول آب تبلور می باشد به فرمول CaSo4, 2H2O. عمل تبخیر 1.5 مولکول آب تبلور سنگ گچ در گرمای بسیار کم انجام می شود بطوریکه اگر به سنگ گچ در حدود 170 درجه حرارت بدهیم، 1.5 مولکول از آب تبلور خود را از دست داده و به گچ ساختمانی به فرمول CaSo4, 0.5H2O تبدیل میگردد.

CaSo4, 2H2O ------------------------ CaSo4, 1/2H2O + 3/2H2O

در اثر حرارت بیشتر تا گرمای 300 درجه سنگ گچ 1.7 مولکول آب تبلور خود را از دست داده و به گچ تشنه به فرمول CaSo4, 0.5H2O تبدیل میشود. این گچ میل ترکیبی شدید با آب داشته به طوری که اگر در مجاورت با هوای آزاد قرار بگیرد 0.2 مولکول آب از بخار موجود در هوا را جذب کرده به گچ ساختمان با 0.5 مولکول آب تبلور تبدیل می شود.

در گرمای 700 درجه سنگ گچ کلیه آب تبلور خود را از دست داده و به سولفات کلسیم به فرمول CaSo4 تبدیل میگردد که به آن گچ سوخته می گویند. این محصول میل ترکیب با آب را نداشته و قابل مصرف در صنایع ساختمانی نیست. البته می توان با افزودن بعضی مواد به آن مانند زاج و یا سولفات روی ZnSo4 میل ترکیبی آن را با آب عودت داد ولی در صنایع ساختمانی این کار مقرون به صرفه نیست. گچی که تمام آب تبلور خود را از دست بدهد انیدریت نام دارد.

از گرمای 700 تا 1400 درجه گچ سوخته تجزیه شده و به اکسید کلسیم به فرمول CaO و گاز SO3 تبدیل می گردد و SO3 به SO2 وO  تبدیل شده که هر دو متصاعد میگردند و اگر CaO كه همان آهک زنده باشد در پودر گچ باقی بماند در زمان گیرائی آن تاثیر گذاشته و در اثر مجاورت با آب شکفته می شود و به هیدرات کلسیمCa(OH)2  تبدیل می گردد. اگر از این گچ برای سفید کاری استفاده شود دانه های آهکی در مجاورت آب ازدیاد حجم پیدا کرده و در سطوح گچ کاری شده ایجاد ناصافی می نماید و آنرا آبله رو میکند که در اصطلاح کارگاهی به آن آلونک می گویند.

 

کوره های گچ پزی

  1. کوره های گچ پزی چاهی: قدیمی ترین نوع کوره گچ پزی در ایران کورههای چاهی می باشد که هم اکنون نیز در بسیاری از شهرهای ایران متداول هستند. این نوع کوره ها که مانند تنوره اند، سنگ گچ را در آن میچینند و آنرا حرارت می دهند تا پخته شود. در این کوره ها که حرارت آن قابل کنترل نیست همه نوع سنگ گچ از گچ پخته تا ساختمانی، گچ تشنه، گچ سوخته، انیدریت، و سنگ گچ تجزیه شده به دست می آید. بدیهی است محصول این نوع کوره ها به علت یکنواخت نبودن آن مرغوب نمی باشد. کار این نوع کوره ها پیوسته نیست و سوختش نیز میتواند چوب، زغال سنگ، و غیره باشد.
  2. کورههای تاوه ای: این نوع کوره ها که دارای محصولی یکنواخت می باشند، تشکیل شده اند از یک سینی بزرگ که سنگ آسیاب شده را در آن می ریزند و به آن حرارت می دهند. این کوره ها دارای دستگاهی می باشند که پیوسته دانه های سنگ گچ را هم می زند تا کلیه کلوخه های سنگ گچ یکنواخت حرارت ببینند. دستگاه همزن مانند شانه ای است که در محور وسط تاوه قرار دارد و حول محور خود می چرخد و کلوخه ها را هم می زند. عمل این نوع کوره ها مانند بو دادن تخمه است. در این نوع تاوه ابتدا سنگ گچ را به وسیله سنگ شکن به صورت پودر در می آورند، سپس پودر را درون تاوه ریخته حرارت می دهند تا سنگ گچ به مقدار لازم آب تبلور خود را از دست بدهد و به گچ ساختمانی تبدیل گردد. آنگاه کلوخه ها را با دمیدن هوای سرد خنک می کنند. این هوا را که هنگام خارج شدن از روی کلوخه ها دارای حرارتی در حدود 100 تا 120 درجه سانتی گراد می باشد به ابتدای کوره برده و مصالح اولیه را قبل از وارد شدن به تاوه به وسیله آن گرم می کنند و بدین صورت از اتلاف حرارت جلوگیری کرده، در مصرف سوخت صرفه جوئی می نمایند. محصول کوره تاوه ای را پس از سرد شدن آسیاب کرده و به بازار عرضه می نمایند. حرارت این نوع کوره ها قابل کنترل بوده و محصول آن یکنواخت است. کار این نوع کوره ها ناپیوسته است و سوخت آن می تواند گازوئیل یا زغال سنگ باشد.
  3. کورههای گردنده خفته: این نوع کوره ها که رایج ترین نوع کوره های گچ پزی اند به صورت استوانه ای خفته حول محور خود که با افق در حدود 4 درجه شیب دارد هستند و درضمن گردش کلوخه ها سنگ گچ را به جلو هدایت مینماید. این کلوخه ها بتدریج که جلو می روند پخته شده، پس از خروج از کوره به وسیله دمیدن هوای سرد به روی آن، کلوخه ها را خنک نموده و برای نرم کردن به آسیاب می برند. از هوای دمیده شده روی کلوخه که پس از خروج در حدود 100 درجه سانتی گراد حرارت دارد برای گرم کردن مصالح اولیه و تبخیر آب فیزیکی آن استفاده می نمایند. حرارت در این نوع کورهها قابل کنترل بوده و دارای محصول یکنواخت و مرغوب می باشد. کار این کوره ها پیوسته است یعنی همیشه  می توانند بدون توقف به کار خود ادامه دهند. هر قدر محصول کوره در اثر گردش به جلو هدایت شود می توان به همان نسبت کوره را بارگیری نمود. در کارگاههای ساختمانی که از کوره های گچ پزی و آجر پزی دور می باشند و برای تامین آجر مورد نیاز خود مجبور هستند که در کارگاه اقدام به ایجاد کوره آجر پزی نمایند، با قرار دادن مقداری سنگ گچ به روی کوره های آجر پزی با توجه به حرارت کمی که سنگ گچ جهت پخته شدن نیاز دارد، پس از مدت کوتاهی پخته می شود. آنگاه آنرا با وسائل ابتدائی مانند تخماق و یا آسیاب های محلی کوبیده و سرند نموده و مورد استفاده قرار می دهند. قسمتهای این کوره شامل:

1.      آتشخانه

2.      کانال دور تاوه ی گچ پزی

3.      انبار گرد سنگ گچ

4.      دستگاه همزننده ی گرد سنگ گچ در تاوه

5.      دریچه بیرون ریختن گرد گچ ریخته