مترجم: حبیب الله علیخانی
سنگ گچ (Gypsum) در واقع کلسیم سولفات آب دار است که دارای ترکیب شیمیایی CaSO_4.2H_2 O می باشد. ترکیب انیدرید این ماده، CaSO_4 می باشد. این ماده دارای 5 نوع مختلف می باشد:
آلباستر یا مرمر سفید: این ماده یک نوع از سنگ گچ متراکم و با دانه بندی ریز می باشد. نام این ماده از محلی گرفته شده است که مصریان قدیم، آن را آلباستون می نامیدند. این مینرال در مجسمه سازی مورد استفاده قرار می گیرد.
سلنیت: این ماده، یک ماده ی معدنی شفاف و کریستالی است. نام آن از یک واژه ی یونانی به نام " selas" گرفته شده است. این واژه به معنای ماه می باشد.
ساتن اسپار: این نوع فیبری از گچ، دارای درخشش ابریشمی است. نام این ماده از الیاف ابریشمی گرفته شده است که به آنها ساتین گفته می شود.
ژیپسیت: این نوع از گچ، از نوع ناخالص و به همراه ناخالصی می باشد. این نوع از گچ، حاوی ناخالصی هایی از جمله ماسه، رس و ... می باشد.
سنگ گچ: این نوع از گچ، دارای اندازه ی دانه ی متوسط تا درشت می باشد. این نوع از سنگ، به صورت بسترهای نازک و گسترده ی رسوبی، تشکیل می شود.
از بین این انواع، دوتای اول، سنگ گچ و آلباستر، مهم ترین انواع گچ از نقطه نظر اقتصادی هستند. معمولاً افراد میان این دو نوع از گچ، تفاوتی قائل نمی شوند و آنها را گچ می نامند. اما تمام این مواد گچی، از لحاظ شیمیایی، مشابه هم هستند و خواص مشابهی دارند.
گچ یک مینرال متداول در طبیعت است. بیشتر ذخایر گچ، به دلیل تبخیر آب غنی از نمک یعنی آب دریاچه ها و دریاها، تشکیل شده است. برخی از ذخایر گچ همچنین به دلیل هیدراسیون انیدریت (CaSO_4) تشکیل شده اند. البته برخی از ذخایر رگه ای نیز یافت می شود. این رگه ها به دلیل واکنش اسید سولفوریک با سنگ آهک، ایجاد شده اند.
تاریخچه
آلباستر دارای تاریخچه ی استفاده ی طویلی دارد. این استفاده به تمدن کوزه های رنگ آمیزی شده در عصر مس بر می گردد، یعنی حدود 4000 سال پیش از میلاد مسیح. تمدن های قدیمی ایران، هند، نیل، چین و بین النهرین، نیز از این مواد استفاده کرده اند. در طی این زمان، شواهدی مربوط به ظروفی در اکتشافات باستان شناسی بدست آمده است که در آنها از آلباستر استفاده شده است. این شواهد در اکتشافات باستان شناسی هند و آشوری، بدست آمده است. مصری ها از گچ به عنوان یک ملات در اهرام مصر استفاده کرده اند. بعدها، یونانیان از گچ به عنوان بایندر در ساختمان سازی، استفاده کرده اند. نام گچ، از عمل پخت این ماده، نشئت گرفته است. در واقع این نامگذاری، از واژه ی یونانی epseo نشئت می گیرد. Epseo به معنای پختن می باشد و ge به معنای خاک می باشد. به هر حال، استفاده از این ماده در کاربردهای غیر ساختمانی، به زمان زیاد دوری، باز نمی گردد. این ماده ابتدا در سال 1808، به عنوان عامل تثبیت کننده ی خاک در آمریکا، مورد استفاده قرار گرفته است. در هند و پاکستان، اولین بار از این ماده در سال 1875 به عنوان عامل تثبیت کننده ی خاک، استفاده شد.
داده های ثبت شده در زمینه ی معدن کاری این ماده در هند و آمارهای مربوط به تولید این ماده، به سال 1915 باز می گردد. این ماده ابتدا در بخش پنجاب و راجستان، معدن کاری شد. تولید این ماده در سال 1915 برابر با 19160 تن بوده است و این میزان، در سال 1925 به 41000 تن، در سال 1935 به 53300 تن و در سال 1945 به 89000 تن رسیده است. بعد از آزادی هند در سال 1947، رشد تولید این ماده در هند، به صورت زیر می باشد:
هم اکنون، گچ به صورت گسترده ای در بسیاری از کشورها، معدن کاری می شود. تولیدکننده های اصلی این ماده، ایران، ایالات متحده ی آمریکا، کانادا، چین، مگزیک و تایلند هستند. این کشورها، در حدود 66 % از کل تولید جهانی در سال 2001 را تولید کرده اند.
معیار استفاده
خواص فیزیکی: این ماده، ماده ای نرم است، سختی آن در مقیاس موهس، در حدود 2 می باشد. وزن مخصوص آن بین 2.2 تا 2.4 می باشد اما دانسیته ی بالک پودر نرم آن، بالاتر است. کریستال های این ماده دارای درخشش زرد رنگ می باشد، در حالی که سنگ گچ و آلابستر، دارای ظاهری خاکی رنگ هستند.
ویژگی های شیمیایی: گچ خالص با آب اشباع می شود و دارای 32.6 % اکسید کلسیم، 46.5 % تری اکسید گوگرد و 20.9 % آب می باشد. از لحاظ شیمیایی، گچ یک ماده ی اسیدی است زیرا دارای رادیکال تری اکسید گوگرد است. این ماده با اسید HCl واکنش می دهد و در آب اضافی حل می شود. این ماده دارای جذب روغن پایینی است (کمتر از 5 %).
رفتار کلسیناسیون: وقتی این ماده در دمای 150 تا 180 درجه ی سانتیگراد و تحت فشار جریان، کلسینه شود، گچ سه چهارم از آب خود را از دست می دهد و به کلسیم همی هیدرات (CaSO_4.1/2H_2 O) تبدیل می شود. این ماده یک ماده ی گرانوله با پیوند ضعیف میان ذرات می باشد که به سهولت به پودر تبدیل می شود. البته وقتی این ماده با آب ترکیب شود، دوباره به گچ تبدیل می شود. وقتی دمای کلسیناسیون بالا برده شود، این ماده آب باقیمانده ی خود را از دست می دهد و این ماده در دمای 950 درجه ی سانتیگراد، ذوب می شود و به ماده تبدیل می شود که انیدریت نامیده می شود. این ماده سخت است و با آب گیرش پیدا نمی گیرد. این ماده دارای سختی برابر با 3.5 در مقیاس موهس است و وزن مخصوص آن برابر 3.0 است.
رنگ و خواص نوری: گچ خالص سفید است اما این ماده ممکن است به دلیل وجود ناخالصی، به رنگ زرد، قرمز یا ... به نظر برسد. ضریب شکست این ماده، از 1.52 تا 1.53 متغیر است.
اشکال: این ماده در طبیعت به صورت توده ای، فیبری شکل و کریستالی، یافت می شود.
استفاده و ویژگی ها
گچ هم در شکل کلسینه شده و هم به صورت خام، یافت می شود. از نوع کلسینه به همراه آب برای تولید یک ملات پلاستیک، استفاده می شود. کاربردهای صنعتی اصلی گچ به صورت زیر است:
گچ و محصولات ساخته شده از آن
گچ ویژه ی شکسته بندی و گچ پزشکی
گچ قالب گیری مورد استفاده برای تولید سفال
گچ مورد استفاده در قالب گیری اشکال مختلف
کارهای ساختمانی
گچ ساختمانی و یا گچ سفید
صفحات گچی
بلوک های مورد استفاده در پارتیشن بندی
اگریگیت مورد استفاده در بتن
کاشی های آکوستیک
سنگ مرمر نما (سنگ مرمر مصنوعی)
ساختمان های موقت
سیمان
کودهای شیمیایی
تعدیل کننده ی خاک
رنگ ها
آجرهای تولید شده از خاکستر بادی
مجسمه سازی
پارچه
تولید داروها
چسب ها
این کاربردها، در ادامه به تفصیل توضیح داده می شود:
پلاستر گچی و کاربردهای آن: وقتی گچ به صورت جزئی، در دمای 150 تا 180 درجه ی سانتیگراد کلسینه می شود، گچ سه چهارم از آب خود را از دست می دهد و به کلسیم همی هیدارت تبدیل می شود. این گچ به صورت گرانول های با پیوند سست می باشد که به سهولت به صورت پودر تبدیل می شود. این ماده وقتی با آب مخلوط شود. یک ملات یا پلاستر روان تشکیل می دهد. حال اگر آب به این پودر اضافه شود، توده ای پلاستیک تشکیل می دهد. این توده ی پلاستیک، پلاستر نامیده می شود. با تغییر دمای کلسیناسیون، انواع مختلفی از پلاسترها، بدست می آید. پلاستر گچی، دارای خواص منحصربفرد زیر می باشد:
وقتی این ماده با آب اضافی مخلوط شود، به صورت جزئی، در آب حل می شود و کریستال های گچ می تواند رسوب دهی کند.
به دلیل این رسوب دهی کریستال های گچ، این ماده به سرعت گیرش پیدا می کند. زمان گیرش، معمولاً 20 تا 40 دقیقه می باشد. بعد از گیرش، توده ای سخت تشکیل می شود.
این ماده در هنگام گیرش، اندکی منبسط می شود.
بعد از گیرش، ای ماده به سهولت در آب حل نمی شود.
به دلیل وجود آب در حین کریستالیزاسیون، توده ی گیرش یافته، متخلخل می شود و از این رو، این توده ی حاوی تخلخل، سبک می باشد.
وقتی آب اضافی موجود در گچ، خشک شود، توده ی متخلخل بسیار سبک می شود.
هوای موجود در این تخلخل ها، موجب ایجاد مقاومت در برابر انتقال حرارت می شود. علاوه بر این، آب کریستالیزاسیون، از آتش گرفتن این ماده نیز جلوگیری می کند. از این رو، این ماده علاوه بر اینکه عایق حرارتی خوبی است، در برابر آتش گرفتن نیز مقاوم است.
در ادامه، کاربردهای پلاستر گچی خالص، بیان شده است:
گچ ویژه ی شکسته بندی و گچ پزشکی
گچ ویژه ی شکسته بندی و یا گچ پزشکی، تفاوت قابل توجهی با گچ معمولی ندارد تنها تفاوت آن، خلوص بالاتر آن به نسبت گچ معمولی است. در طی قرن 16 میلادی، دکترهای ترک برای ثابت نگه داشتن عضو شکسته، از گچ استفاده کردند. یک نوع تازه از بانداژها با نام بانداژ گچی، اولین بار در سال 1852 مورد استفاده قرار گرفت. این بانداژها از نوارهای پنبه ای به همراه گچی تشکیل شده است که اولین بار از ذخایری نزدیک پاریس، استخراج شده بود. از این رو، نام این ماده، پلاستر یا گچ پاریس، نامیده می شود. یک چنین پلاستر یا گچی، کاربردهایی را در دندان پزشکی و ارتوپدی پیدا کرده است. پلاستیسیته، گیرش سریع، انبساط بعد از گیرش اندک و سبک بودن از جمله مزیت های بسیار مهم این ماده می باشد. در دندانپزشکی، این ماده برای قالب گیری از دهان و دندان، استفاده می شود. همچنین گچ بر روی استخوان شکسته پوشش داده می شود تا بدین صورت، این استخوان ها، ثابت باشند. برخی اوقات، این لازم است تا زمان گیرش، سریع تر شود. این کار با افزودن، مواد دیگر به گچ، انجام می شود. برای تولید پلاستر پزشگی، گچ به ذرات بسیار ریز، ساییده می شود و سپس کلسینه می شود تا کلسیم همی هیدرات تشکیل شود. به عبارد دیگر، استحاله ی ناقص موجب می شود تا نیاز به آب برای انحلال بیشتر شود و کریستالیزاسیون، ممکن است ناقص انجام شود. بدین صورت، پلاستر گیرش یافته، تخلخل بسیاری داشته و استحکام آن نیز پایین است. وجود ناخالصی هایی همچون سیلیس (کوارتز) و آلومینا در این ماده، موجب می شود تا هزینه ی سایش این مواد، افزایش یابد. علاوه بر این، دانه های نامحلول که در داخل گچ، وجود دارند، برروی پلاستیسیته ی این ماده، اثر مستقیم دارند. اکسید آهن موجب می شود تا اثرات رنگی در داخل این مواد ایجاد شود. اکسید منیزیم یک ماده ی جاذب رطوبت است و تا 120 % آب جذب می کند. وجود این ماده در گچ، موجب می شود تا گچ گیرش یافته، مستعد ترک خوردن، شود. به همین دلیل، وجود سدیم کلرید نیز همین اثر را در گچ دارد.
گچ قالب گیری مورد استفاده برای تولید سفال
قالب های تولید شده از پلاستر گچی، برای قالب گیری ظروف سفالی، مورد استفاده قرار می گیرند. در این مورد، معیار اصلی انتخاب این ماده، پلاستیسیته، گیرش سریع و تخلخل می باشد. یک پلاستر متخلخل دارای مزیت می باشد زیرا وقتی رس پلاستیک در داخل این قالب ها ریخته می شود، رطوب از رس خارج شده، بدون آنکه رس به سرعت خشک شود و از این رو، بدنه ترک بر نمی دارد. در اینجا، اجزایی همچون دی اکسید کربن، دی اکسید سیلیسیم، اکسید آهن، اکسید منیزیم و سدیم کلرید به عنوان اجزای نامطلوب به شمار می آیند.
گچ مورد استفاده در قالب گیری اشکال مختلف
مجسمه و اشکال مختلف دکوراسیونی، بوسیله ی ریخته گری ماده ی سرامیکی در داخل قالب های گچی، تولید می شوند. با داشتن انبساط اندک در حین گیرش، این ماده قادر است تا شکل دقیق قالب اولیه را به خود بگیرد و سطح آن نیز بسیار صاف است. خلوص گچ، بر روی نوع و رنگ و ویژگی های گچ، اثر دارد.
کارهای ساختمانی
در ساختمان سازی، اگر چه پلاسترهای گچی یکی از اجزای اصلی است، از این ماده همچنین به همراه مواد دیگر، برای تقویت استفاده می شوند. میزان خلوص این ماده در معدن بالاست، در عوض، قمیت آن ارزان است. معیارهایی از جمله پلاستیسیته، وجود تخلخل بالا و استحکام مطلوب، مقاومت در برابر آتش گرفتن، از جمله معیارهای بسیار مطلوب این ماده می باشد. تخلخل بالا بدین معناست که هوا در داخل ساختار این ماده به دام می افتد و از این رو، خاصیت عایق کاری، بهبود می یابد. در عین حال، میزان استحکام ماده نیز افت می کند. بنابراین، محدودیت هایی در وجود تخلخل نیز هست. تخلخل نتیجه ای از فرار آب آزاد و دی اکسید کربن از ماده می باشد. صنایع میزان L.O.I مجاز را برابر با 4 تا 9 % در نظر گرفته است. هم سدیم کلرید و هم منیزیم اکسید مواد رطوبت گیری هستند و بنابراین، با جذب آب، متحمل افزایش حجم می شوند. این مسئله موجب ترک خوردن گچ می شود. برای استحکام بهینه، صنایع یک حد ماکزیمم 0.1 % را برای این دو ماده، در نظر می گیرد. در ادامه، در مورد این موارد صحبت می شود:
گچ ساختمانی و یا گچ سفید
این نوع گچ، چهار نوع می باشد:
گچ سفید: پلاستر سفید معمولاً از بهترین گریدهای گچ تولید می شوند. این نوع گچ بر روی سطح خارجی دیوارها، اندود می شود و یک پوشش نهایی سفید رنگ بر روی سطح دیوار، ایجاد می شود. به هر حال، برای یکاربردهای مربوط به بخش های خارجی ساختمان، یک مخلوط سیمان پرتلند معمولی به همراه پلاستر گچ، مورد استفاده قرار می گیرد.
پلاستر گچ نیمه هیدراته: در این نوع از پلاسترها، گچ ابتدا به صورت جزئی در دمایی بین 150 تا 180 درجه ی سانتیگراد، کلسینه می شود و به شکل نیمه هیدراته تبدیل می شود. این ماده سپس آسیاب می شود. اما به جای مخلوط کردن آن با آب تنها، ایت ماده با ماسه، پرلیت منبسط شده یا ورمیکولیت مخلوط می شود و مقداری ماده ی تأخیری برای به تأخیر انداختن گیرش گچ، به آن اضافه می شود. مواد تأخیری مورد استفاده، شامل موی گاو، سم و شاخ است که بعد از فرآوری، با آهک و هیدروکسید سدیم، مورد استفاده قرار می گیرد.
گچ Keen: این نوع از پلاستر، در اواخر قرن 19 میلادی، در انگلیس کشف شد. برای تولید این پلاستر، گچ با مقادیری آلومینیوم سولفات یا آلوم کلیسینه می شود. این کار در دمای 170 درجه ی سانتیگراد، انجام می شود. ماده ی حاصله که یک ماده ی انیدرید است، گچ Keen نامیده می شود. این ماده، توده ای سخت تشکیل می دهد که شامل کریستال های سوزنی شکل است. بعد از مخلوط کردن این ماده با آب، این ماده سطحی کاملا یکنواخت تشکیل می دهد. گچ مورد استفاده در این فرایند، شامل حداقل 80 درصد CaSO_4.2H_2 O می باشد.
پلاستر گچی انیدرید: این نوع گچ، شامل گچ با عیار پایین می باشد.
در این استفاده ها، سدیم کلرید به عنوان مضرترین ماده، تلقی می شود. علت این مسئله، طبیعت نم گیری این ماده می باشد. این ماده رطوبت را جذب کرده و موجب ترک خوردن گچ می شود. میزان ماکزیمم گچ مورد استفاده در صنایع، برابر با 0.03 % می باشد.
استفاده از مطالب این مقاله، با ذکر منبع راسخون، بلامانع می باشد. منبع مقاله :
Uses of Industrial Minerals, Rocks and Freshwater/ Kaulir Kisor Chatterjee
آلباستر یا مرمر سفید: این ماده یک نوع از سنگ گچ متراکم و با دانه بندی ریز می باشد. نام این ماده از محلی گرفته شده است که مصریان قدیم، آن را آلباستون می نامیدند. این مینرال در مجسمه سازی مورد استفاده قرار می گیرد.
سلنیت: این ماده، یک ماده ی معدنی شفاف و کریستالی است. نام آن از یک واژه ی یونانی به نام " selas" گرفته شده است. این واژه به معنای ماه می باشد.
ساتن اسپار: این نوع فیبری از گچ، دارای درخشش ابریشمی است. نام این ماده از الیاف ابریشمی گرفته شده است که به آنها ساتین گفته می شود.
ژیپسیت: این نوع از گچ، از نوع ناخالص و به همراه ناخالصی می باشد. این نوع از گچ، حاوی ناخالصی هایی از جمله ماسه، رس و ... می باشد.
سنگ گچ: این نوع از گچ، دارای اندازه ی دانه ی متوسط تا درشت می باشد. این نوع از سنگ، به صورت بسترهای نازک و گسترده ی رسوبی، تشکیل می شود.
از بین این انواع، دوتای اول، سنگ گچ و آلباستر، مهم ترین انواع گچ از نقطه نظر اقتصادی هستند. معمولاً افراد میان این دو نوع از گچ، تفاوتی قائل نمی شوند و آنها را گچ می نامند. اما تمام این مواد گچی، از لحاظ شیمیایی، مشابه هم هستند و خواص مشابهی دارند.
گچ یک مینرال متداول در طبیعت است. بیشتر ذخایر گچ، به دلیل تبخیر آب غنی از نمک یعنی آب دریاچه ها و دریاها، تشکیل شده است. برخی از ذخایر گچ همچنین به دلیل هیدراسیون انیدریت (CaSO_4) تشکیل شده اند. البته برخی از ذخایر رگه ای نیز یافت می شود. این رگه ها به دلیل واکنش اسید سولفوریک با سنگ آهک، ایجاد شده اند.
تاریخچه
آلباستر دارای تاریخچه ی استفاده ی طویلی دارد. این استفاده به تمدن کوزه های رنگ آمیزی شده در عصر مس بر می گردد، یعنی حدود 4000 سال پیش از میلاد مسیح. تمدن های قدیمی ایران، هند، نیل، چین و بین النهرین، نیز از این مواد استفاده کرده اند. در طی این زمان، شواهدی مربوط به ظروفی در اکتشافات باستان شناسی بدست آمده است که در آنها از آلباستر استفاده شده است. این شواهد در اکتشافات باستان شناسی هند و آشوری، بدست آمده است. مصری ها از گچ به عنوان یک ملات در اهرام مصر استفاده کرده اند. بعدها، یونانیان از گچ به عنوان بایندر در ساختمان سازی، استفاده کرده اند. نام گچ، از عمل پخت این ماده، نشئت گرفته است. در واقع این نامگذاری، از واژه ی یونانی epseo نشئت می گیرد. Epseo به معنای پختن می باشد و ge به معنای خاک می باشد. به هر حال، استفاده از این ماده در کاربردهای غیر ساختمانی، به زمان زیاد دوری، باز نمی گردد. این ماده ابتدا در سال 1808، به عنوان عامل تثبیت کننده ی خاک در آمریکا، مورد استفاده قرار گرفته است. در هند و پاکستان، اولین بار از این ماده در سال 1875 به عنوان عامل تثبیت کننده ی خاک، استفاده شد.
داده های ثبت شده در زمینه ی معدن کاری این ماده در هند و آمارهای مربوط به تولید این ماده، به سال 1915 باز می گردد. این ماده ابتدا در بخش پنجاب و راجستان، معدن کاری شد. تولید این ماده در سال 1915 برابر با 19160 تن بوده است و این میزان، در سال 1925 به 41000 تن، در سال 1935 به 53300 تن و در سال 1945 به 89000 تن رسیده است. بعد از آزادی هند در سال 1947، رشد تولید این ماده در هند، به صورت زیر می باشد:
معیار استفاده
خواص فیزیکی: این ماده، ماده ای نرم است، سختی آن در مقیاس موهس، در حدود 2 می باشد. وزن مخصوص آن بین 2.2 تا 2.4 می باشد اما دانسیته ی بالک پودر نرم آن، بالاتر است. کریستال های این ماده دارای درخشش زرد رنگ می باشد، در حالی که سنگ گچ و آلابستر، دارای ظاهری خاکی رنگ هستند.
ویژگی های شیمیایی: گچ خالص با آب اشباع می شود و دارای 32.6 % اکسید کلسیم، 46.5 % تری اکسید گوگرد و 20.9 % آب می باشد. از لحاظ شیمیایی، گچ یک ماده ی اسیدی است زیرا دارای رادیکال تری اکسید گوگرد است. این ماده با اسید HCl واکنش می دهد و در آب اضافی حل می شود. این ماده دارای جذب روغن پایینی است (کمتر از 5 %).
رفتار کلسیناسیون: وقتی این ماده در دمای 150 تا 180 درجه ی سانتیگراد و تحت فشار جریان، کلسینه شود، گچ سه چهارم از آب خود را از دست می دهد و به کلسیم همی هیدرات (CaSO_4.1/2H_2 O) تبدیل می شود. این ماده یک ماده ی گرانوله با پیوند ضعیف میان ذرات می باشد که به سهولت به پودر تبدیل می شود. البته وقتی این ماده با آب ترکیب شود، دوباره به گچ تبدیل می شود. وقتی دمای کلسیناسیون بالا برده شود، این ماده آب باقیمانده ی خود را از دست می دهد و این ماده در دمای 950 درجه ی سانتیگراد، ذوب می شود و به ماده تبدیل می شود که انیدریت نامیده می شود. این ماده سخت است و با آب گیرش پیدا نمی گیرد. این ماده دارای سختی برابر با 3.5 در مقیاس موهس است و وزن مخصوص آن برابر 3.0 است.
رنگ و خواص نوری: گچ خالص سفید است اما این ماده ممکن است به دلیل وجود ناخالصی، به رنگ زرد، قرمز یا ... به نظر برسد. ضریب شکست این ماده، از 1.52 تا 1.53 متغیر است.
اشکال: این ماده در طبیعت به صورت توده ای، فیبری شکل و کریستالی، یافت می شود.
استفاده و ویژگی ها
گچ هم در شکل کلسینه شده و هم به صورت خام، یافت می شود. از نوع کلسینه به همراه آب برای تولید یک ملات پلاستیک، استفاده می شود. کاربردهای صنعتی اصلی گچ به صورت زیر است:
گچ و محصولات ساخته شده از آن
گچ ویژه ی شکسته بندی و گچ پزشکی
گچ قالب گیری مورد استفاده برای تولید سفال
گچ مورد استفاده در قالب گیری اشکال مختلف
کارهای ساختمانی
گچ ساختمانی و یا گچ سفید
صفحات گچی
بلوک های مورد استفاده در پارتیشن بندی
اگریگیت مورد استفاده در بتن
کاشی های آکوستیک
سنگ مرمر نما (سنگ مرمر مصنوعی)
ساختمان های موقت
سیمان
کودهای شیمیایی
تعدیل کننده ی خاک
رنگ ها
آجرهای تولید شده از خاکستر بادی
مجسمه سازی
پارچه
تولید داروها
چسب ها
این کاربردها، در ادامه به تفصیل توضیح داده می شود:
پلاستر گچی و کاربردهای آن: وقتی گچ به صورت جزئی، در دمای 150 تا 180 درجه ی سانتیگراد کلسینه می شود، گچ سه چهارم از آب خود را از دست می دهد و به کلسیم همی هیدارت تبدیل می شود. این گچ به صورت گرانول های با پیوند سست می باشد که به سهولت به صورت پودر تبدیل می شود. این ماده وقتی با آب مخلوط شود. یک ملات یا پلاستر روان تشکیل می دهد. حال اگر آب به این پودر اضافه شود، توده ای پلاستیک تشکیل می دهد. این توده ی پلاستیک، پلاستر نامیده می شود. با تغییر دمای کلسیناسیون، انواع مختلفی از پلاسترها، بدست می آید. پلاستر گچی، دارای خواص منحصربفرد زیر می باشد:
وقتی این ماده با آب اضافی مخلوط شود، به صورت جزئی، در آب حل می شود و کریستال های گچ می تواند رسوب دهی کند.
به دلیل این رسوب دهی کریستال های گچ، این ماده به سرعت گیرش پیدا می کند. زمان گیرش، معمولاً 20 تا 40 دقیقه می باشد. بعد از گیرش، توده ای سخت تشکیل می شود.
این ماده در هنگام گیرش، اندکی منبسط می شود.
بعد از گیرش، ای ماده به سهولت در آب حل نمی شود.
به دلیل وجود آب در حین کریستالیزاسیون، توده ی گیرش یافته، متخلخل می شود و از این رو، این توده ی حاوی تخلخل، سبک می باشد.
وقتی آب اضافی موجود در گچ، خشک شود، توده ی متخلخل بسیار سبک می شود.
هوای موجود در این تخلخل ها، موجب ایجاد مقاومت در برابر انتقال حرارت می شود. علاوه بر این، آب کریستالیزاسیون، از آتش گرفتن این ماده نیز جلوگیری می کند. از این رو، این ماده علاوه بر اینکه عایق حرارتی خوبی است، در برابر آتش گرفتن نیز مقاوم است.
در ادامه، کاربردهای پلاستر گچی خالص، بیان شده است:
گچ ویژه ی شکسته بندی و گچ پزشکی
گچ ویژه ی شکسته بندی و یا گچ پزشکی، تفاوت قابل توجهی با گچ معمولی ندارد تنها تفاوت آن، خلوص بالاتر آن به نسبت گچ معمولی است. در طی قرن 16 میلادی، دکترهای ترک برای ثابت نگه داشتن عضو شکسته، از گچ استفاده کردند. یک نوع تازه از بانداژها با نام بانداژ گچی، اولین بار در سال 1852 مورد استفاده قرار گرفت. این بانداژها از نوارهای پنبه ای به همراه گچی تشکیل شده است که اولین بار از ذخایری نزدیک پاریس، استخراج شده بود. از این رو، نام این ماده، پلاستر یا گچ پاریس، نامیده می شود. یک چنین پلاستر یا گچی، کاربردهایی را در دندان پزشکی و ارتوپدی پیدا کرده است. پلاستیسیته، گیرش سریع، انبساط بعد از گیرش اندک و سبک بودن از جمله مزیت های بسیار مهم این ماده می باشد. در دندانپزشکی، این ماده برای قالب گیری از دهان و دندان، استفاده می شود. همچنین گچ بر روی استخوان شکسته پوشش داده می شود تا بدین صورت، این استخوان ها، ثابت باشند. برخی اوقات، این لازم است تا زمان گیرش، سریع تر شود. این کار با افزودن، مواد دیگر به گچ، انجام می شود. برای تولید پلاستر پزشگی، گچ به ذرات بسیار ریز، ساییده می شود و سپس کلسینه می شود تا کلسیم همی هیدرات تشکیل شود. به عبارد دیگر، استحاله ی ناقص موجب می شود تا نیاز به آب برای انحلال بیشتر شود و کریستالیزاسیون، ممکن است ناقص انجام شود. بدین صورت، پلاستر گیرش یافته، تخلخل بسیاری داشته و استحکام آن نیز پایین است. وجود ناخالصی هایی همچون سیلیس (کوارتز) و آلومینا در این ماده، موجب می شود تا هزینه ی سایش این مواد، افزایش یابد. علاوه بر این، دانه های نامحلول که در داخل گچ، وجود دارند، برروی پلاستیسیته ی این ماده، اثر مستقیم دارند. اکسید آهن موجب می شود تا اثرات رنگی در داخل این مواد ایجاد شود. اکسید منیزیم یک ماده ی جاذب رطوبت است و تا 120 % آب جذب می کند. وجود این ماده در گچ، موجب می شود تا گچ گیرش یافته، مستعد ترک خوردن، شود. به همین دلیل، وجود سدیم کلرید نیز همین اثر را در گچ دارد.
گچ قالب گیری مورد استفاده برای تولید سفال
قالب های تولید شده از پلاستر گچی، برای قالب گیری ظروف سفالی، مورد استفاده قرار می گیرند. در این مورد، معیار اصلی انتخاب این ماده، پلاستیسیته، گیرش سریع و تخلخل می باشد. یک پلاستر متخلخل دارای مزیت می باشد زیرا وقتی رس پلاستیک در داخل این قالب ها ریخته می شود، رطوب از رس خارج شده، بدون آنکه رس به سرعت خشک شود و از این رو، بدنه ترک بر نمی دارد. در اینجا، اجزایی همچون دی اکسید کربن، دی اکسید سیلیسیم، اکسید آهن، اکسید منیزیم و سدیم کلرید به عنوان اجزای نامطلوب به شمار می آیند.
گچ مورد استفاده در قالب گیری اشکال مختلف
مجسمه و اشکال مختلف دکوراسیونی، بوسیله ی ریخته گری ماده ی سرامیکی در داخل قالب های گچی، تولید می شوند. با داشتن انبساط اندک در حین گیرش، این ماده قادر است تا شکل دقیق قالب اولیه را به خود بگیرد و سطح آن نیز بسیار صاف است. خلوص گچ، بر روی نوع و رنگ و ویژگی های گچ، اثر دارد.
کارهای ساختمانی
در ساختمان سازی، اگر چه پلاسترهای گچی یکی از اجزای اصلی است، از این ماده همچنین به همراه مواد دیگر، برای تقویت استفاده می شوند. میزان خلوص این ماده در معدن بالاست، در عوض، قمیت آن ارزان است. معیارهایی از جمله پلاستیسیته، وجود تخلخل بالا و استحکام مطلوب، مقاومت در برابر آتش گرفتن، از جمله معیارهای بسیار مطلوب این ماده می باشد. تخلخل بالا بدین معناست که هوا در داخل ساختار این ماده به دام می افتد و از این رو، خاصیت عایق کاری، بهبود می یابد. در عین حال، میزان استحکام ماده نیز افت می کند. بنابراین، محدودیت هایی در وجود تخلخل نیز هست. تخلخل نتیجه ای از فرار آب آزاد و دی اکسید کربن از ماده می باشد. صنایع میزان L.O.I مجاز را برابر با 4 تا 9 % در نظر گرفته است. هم سدیم کلرید و هم منیزیم اکسید مواد رطوبت گیری هستند و بنابراین، با جذب آب، متحمل افزایش حجم می شوند. این مسئله موجب ترک خوردن گچ می شود. برای استحکام بهینه، صنایع یک حد ماکزیمم 0.1 % را برای این دو ماده، در نظر می گیرد. در ادامه، در مورد این موارد صحبت می شود:
گچ ساختمانی و یا گچ سفید
این نوع گچ، چهار نوع می باشد:
گچ سفید: پلاستر سفید معمولاً از بهترین گریدهای گچ تولید می شوند. این نوع گچ بر روی سطح خارجی دیوارها، اندود می شود و یک پوشش نهایی سفید رنگ بر روی سطح دیوار، ایجاد می شود. به هر حال، برای یکاربردهای مربوط به بخش های خارجی ساختمان، یک مخلوط سیمان پرتلند معمولی به همراه پلاستر گچ، مورد استفاده قرار می گیرد.
پلاستر گچ نیمه هیدراته: در این نوع از پلاسترها، گچ ابتدا به صورت جزئی در دمایی بین 150 تا 180 درجه ی سانتیگراد، کلسینه می شود و به شکل نیمه هیدراته تبدیل می شود. این ماده سپس آسیاب می شود. اما به جای مخلوط کردن آن با آب تنها، ایت ماده با ماسه، پرلیت منبسط شده یا ورمیکولیت مخلوط می شود و مقداری ماده ی تأخیری برای به تأخیر انداختن گیرش گچ، به آن اضافه می شود. مواد تأخیری مورد استفاده، شامل موی گاو، سم و شاخ است که بعد از فرآوری، با آهک و هیدروکسید سدیم، مورد استفاده قرار می گیرد.
گچ Keen: این نوع از پلاستر، در اواخر قرن 19 میلادی، در انگلیس کشف شد. برای تولید این پلاستر، گچ با مقادیری آلومینیوم سولفات یا آلوم کلیسینه می شود. این کار در دمای 170 درجه ی سانتیگراد، انجام می شود. ماده ی حاصله که یک ماده ی انیدرید است، گچ Keen نامیده می شود. این ماده، توده ای سخت تشکیل می دهد که شامل کریستال های سوزنی شکل است. بعد از مخلوط کردن این ماده با آب، این ماده سطحی کاملا یکنواخت تشکیل می دهد. گچ مورد استفاده در این فرایند، شامل حداقل 80 درصد CaSO_4.2H_2 O می باشد.
پلاستر گچی انیدرید: این نوع گچ، شامل گچ با عیار پایین می باشد.
در این استفاده ها، سدیم کلرید به عنوان مضرترین ماده، تلقی می شود. علت این مسئله، طبیعت نم گیری این ماده می باشد. این ماده رطوبت را جذب کرده و موجب ترک خوردن گچ می شود. میزان ماکزیمم گچ مورد استفاده در صنایع، برابر با 0.03 % می باشد.
استفاده از مطالب این مقاله، با ذکر منبع راسخون، بلامانع می باشد. منبع مقاله :
Uses of Industrial Minerals, Rocks and Freshwater/ Kaulir Kisor Chatterjee
