مترجم: حبیب الله علیخانی
صفحات گچی
صفحات گچی، پانل ها و توفال های تولیدی از این ماده، سبک هستند، در برابر آتش مقاومند و علاوه بر سطح صاف و ظاهر مناسب، دارای خاصیت عایق کاری نیز می باشد. این ماده می تواند با چسب یا مواد مشابه مخلوط شود و برای آسترکاری دیوارها مورد استفاده قرار گیرد. گچ و کاغذ یک ماده اولیه ی اساسی برای تولید این آسترکاری هاست.با توجه به روش مورد استفاده در تولید این صفحات، دو نوع صفحه وجود دارد:
صفحات گچی: در این مورد، صفحات کاغذی به عنوان سطح و گچ به عنوان بخش اصلی این صفحه استفاده می شود. در واقع گچ بر روی صفحه ی کاغذی ریخته می شود و پرس کاری می شود. با اعمال فشار، تخلخل ها خارج می شود و این فشار موجب تشکیل یک صفحه ی محکم می شود. تنها یک سمت از این صفحات وجود دارد که با کاغذ پوشانده شده است. کاغذ یک سطح صاف بر روی صفحه ی گچی ایجاد می کند.
صفحات گچی حاوی الیاف (GFB): در این مورد، صفحات کاغذ در میان دو صفحات گچی وارد می شود. همچنین سطوح نیز با کاغذ پوشانده می شود و بعد از گیرش گچ، یک صفحه تشکیل می شوند که دارای انعطاف پذیری بهتری نسبت به صفحات معمولی گچی دارد.
بلوک های مورد استفاده در پارتیشن بندی
بلوک های پارتیشن بندی گچی، به اندازه ی کافی استحکام ندارند که بتوانند بارهایی همچون یک دسته از آجرها، چوب و مواد مشابه را تحمل کنند اما آنها موادی مقاوم در برابر آتش هستند، عایق حرارتی هستند و ظاهری زیبا ایجاد می کنند. بنابراین، این مواد، مواد مناسبی برای کاربردهای آسترکاری داخلی است.
اگریگیت مورد استفاده در بتن
در بتن های گچی، یک اگریگیت حاوی همی هیدرات کلسینه، خورده چوب و آب، مورد استفاده قرار می گیرد. این نوع از بتن ها، عایق حرارتی هستند و همچنین توانایی تحمل بار آنها نیز مناسب است.
کاشی های آکوستیک
این نوع کاشی ها، کاربردهایی را در آسترکاری دیواره های داخلی و سقف تالارها پیدا کرده است. کاشی های اکوستیک بر پایه ی گچ و با مخلوط نمودن گچ با خاک اره به نسبت 65 به 35 تولید می شوند. خاک اره موجب می شود تا مسیر ترک خوردن این مواد، به صورت زیکزاک باشد و از این رو، میزان انتشار ترک، کمتر می شود. علاوه بر این، خواص مربوط به عایق کاری حرارتی، مقاومت در برابر آتش و سبک بودن این مواد نیز در سطح مناسبی است.
سنگ مرمر نما (سنگ مرمر مصنوعی)
سنگ مرمر یک سنگ مصنوعی بر پایه ی گچ است. نام مرمر نما (scagliola) از واژه ی ایتالیایی scaglia است که به معنای چیپس می باشد. این ماده برای روکشکاری ستون ها، دیواره ها و سایر المان های معماری، مورد استفاده قرار می گیرد. در واقع در این روش، قطعات ریز سنگ مرمر طبیعی با گچ مخلوط می شود. البته می توان افزودنی های رنگی مناسب نیز در این سنگ ها، بهره برد. اگر چه این سنگ مرمر دارای استحکامی در حدود 250 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع دارد، استحکام این سنگ به اندازه ای بالا نیست که بتوان از آن در کف استفاده کرد. اما مزیت این نوع مرمر نسبت به مرمر طبیعی، قابلیت ایجاد طرح های بدیع، در این نوع مرمر می باشد. شواهدی وجود دارد که از این نوع مرمر مصنوعی در روم قدیم استفاده شده است. این نوع سنگ در دهه ی 17 ام، در اروپا و آمریکا متداول شد. این نوع سنگ به دو شیوه تولید می شود:
گچ آسیاب شده با چسب و پیگمنت خاص، مخلوط می شود و به شکل کاشی مسطیلی در می آید. بعد از خشک شدن این کاشی ها، عمل پولیش کاری بر روی آنها انجام می شود.
در ایالات متحده ی آمریکا، به جای گچ معمولی از گچ keene استفاده می شود. این نوع سنگ را مرمر آمریکایی می نامند.
علاوه بر این، خواصی مانند عایق کاری حرارتی، مقاومت در برابر آتش گرفتن و سبک بودن، از جمله معیارهای انتخاب گچ در این کاربرد می باشد.
ساختمان های موقت
گچ برای ساخت ساختمان های موقت مورد استفاده قرار می گیرد. گچ مورد استفاده برای این کاربرد، staff نامیده می شود. سبک وزن بودن و هزینه ی پایین، از جمله ویژگی های این ساختمان هاست.
گچ تقویت شده با شیشه (GRG)
این ماده بوسیله ی مرکز تحقیقات شیشه و سرامیک هند تولید شده است. این ماده یکی از جایگزین های ارزان قیمت برای چوب در ساختمان ها می باشد. این ادعا شده است که این کامپوزیت ها، استحکام مناسب، ضد آتش، مقاوم در برابر موریانه و قابلیت برش و سوراخ کاری را دارا می باشند. در روش تولید این نوع کامپوزیت ها،الیاف گچ در داخل زمینه ای گچی، قرار داده می شوند.
سیمان
سیمان پرتلند معمولی ، حاوی پودر کلینکر، گچ و اکسید آهن است. 60 تا 70 درصد این ماده را اکسید کلسیم، 20-25 % را اکسید سیلیکون، 5 تا 10 % را آلومینا، 4 تا 6 % را گچ و میزان 1 تا 2 % نیز اکسید آهن است. این مواد در دمای 1400 تا 1500 درجه ی سانتیگراد در داخل کوره پخت می شوند تا تری کلسیم آلومینوسیلیکات تشکیل شود. این ماده به صورت گلوله هایی است که کلینکر نامیده می شود. بعد از خنک شدن کلینکر، این ماده با گچ مخلوط می شود و با استفاده از آسیاب کاری، اندازه ی ذرات آن به 300 تا 350 نانومتر می رسد. وقتی این ماده با آب مخلوط شود، این ترکیبات با آب واکنش می دهند و موجب تشکیل مخلوطی از کلسیم سیلیکات هیدراته، تری کلسیم آلومینات هیدراته و آهک هیدراته می شود. تمام این ترکیبات، کریستال هایی به صورت سوزنی شکل، دارند و از این رو، بعد از خشک شدن، سیمان ساختاری مستحکم پیدا می کند. البته در معرض هوا، آهک هیدراته با جذب دی اکسید کربن به کربنات کلسیم تبدیل می شود. این مسئله موجب سفت شدن سیمان می شود.
نقش گچ در واقع آهسته کردن میزان جذب دی اکسید کربن، از طریق یک مکانیزیم پیچیده می باشد. این ماده ابتدا با تری کلسیم آلومینات و آب واکنش می دهد و موجب تشکیل کلسیم سولفو- آلومینات هیدراته می شود. به این ماده اترینجیت می گویند. این اترینجیت به صورت لایه ای بر روی ذرات تری کلسیم آلومینات رسوب می کند و از هیدراسیون سریع اکسید کلسیم، جلوگیری می کند. به تدریج، وقتی واکنش ادامه می یابد، تری کلسیم- سولفو آلومینات (یا اگه به طور ساده بگوییم مونو- سولفو- آلومینات) تشکیل می شود که یک هیدرات پایدار است. این ماده اجازه ی هیدراسیون اکسید کلسیم را می دهد. در واقع این آهسته شدن فرایند، موجب می شود تا زمان مناسب برای انتقال و ریختن بتن، فراهم شود. در نهایت، وقتی سیمان خشک می شود، این توده به صورت مخلوطی از مونوکلسیم –آلومینو – سیلیکات و کربنات کلسیم تبدیل می شود. این توده، یک توده ی جامد با استحکام مناسب می باشد.
اجزای نامطلوبی که ممکن است در گچ، وجود داشته باشد، اکسید منیزیم، سدیم کلرید، رطوبت و مواد گوگردی هستند. هم اکسید منیزیم و هم سدیم کلرید، مواد جاذب رطوبتی هستند و جذب آب آنها همراه با تغییرات حجمی است. اکسید منیزیم 120 % وزنی خود، آب جذب می کند و موجب تسکیل هیدروکسید منیزیم یا بروسیت می شود. وقتی سیمان در معرض هوا قرار می گیرد و خشک می شود، این جذب آب موجب می شود تا بتن ترک بخورد. وجود بیش از یک درصد گوگرد در این ماده، موجب می شود تا زمان گیرش چند روز شود. رطوبت نیز در اینجا، مطلوب نیست زیرا این رطوبت مانع ایجاد جریان آزاد در عملیات سایش می شود.
کودهای شیمیایی
گچ برای تولید آمونیوم سولفات استفاده می شود. این ماده برای تولید فسفات و سولفات آمونیوم یا APS استفاده می شود. ترکیب اصلی این ماده حاوی 60 % آمونیوم سولفات و 40 % آمونیوم فسفات است. این مخلوط حاوی 20 % پنتااکسید فسفر و 16 % نیتروژن است. برای تولید آمونیوم سولفات، فرایند حاوی واکنش آمونیوم کربنات با گچ می باشد. محلول آمونیوم سولفات سپس به اسید فسفریک اضافه می شود و سپس مخلوط با آمونیاک ترکیب می شود.
در این استفاده، رادیکال تری اکسید گوگرد موجود در گچ، یک عامل کلیدی است. بنابراین، یک گچ با عیار بالا، در این حالت، ایده آل می باشد. البته استفاده از گچ با عیار بالا، هزینه بر می باشد. بنابراین، یک تعادل میان خلوص و هزینه، وجود دارد. برخی صنایع به خاطر ارزان بودن، از انیدرید این ماده استفاده می کنند.
با توجه به اجزای نامطلوب، دی اکسید سیلیکون باید در یک محدوده ی معین باشند. علت این مسئله این است که وجود بیش از حد این ماده، موجب می شود تا هزینه های آسیاب کاری، بالا رود. اکسید آهن و آلومینا نیز جزء اجزای نامطلوب هستند زیرا هر دوی این مواد، با SO_4 قرابت دارند و از این رو، موجب بروز واکنش های نامطلوب می گردد. علاوه بر این، اکسید آهن واکنش نداده، دارای اثر رنگی بر روی محصول کود تولید شده، است و ممکن است مقاومت هایی را در زمینه ی خرید و فروش این ماده ایجاد کند. اکسید منیزیم نیز یک ماده ی نامطلوب است زیرا با رادیکال تری اکسید گوگرد، قرابت دارد. علاوه بر این، اکسید منیزیم واکنش نداده، رطوبت قابل توجهی را جذب می کنند و این مسئله موجب افزایش حجم و در نتیجه بروز ترک در نمونه می شود. سدیم کلرید نیز با تری اکسید گوگرد قرابت دارد و سدیم کربنات به همراه سدیم کلرید واکنش نداده، برای گیاهان مضر است.
تعدیل کننده ی خاک
گچ پودری یا خاک رس گچی به خاک افزوده می شود تا بدین صورت:
به دلیل خاصیت اسیدی این ماده، اثرات نامطلوب مواد قلیایی بر روی گیاهان، از بین رود. در واقع بیشتر این ماده به دلیل خنثی کردن سدیم کربنات استفاده می شود. سدیم کربنات معمولا به صورت طبیعی در داخل برخی خاک ها وجود دارد.
هم خاک های حاوی سدیم کربنات و هم دوزهای زیاد از کودهای با میزان آمونیاک بالا، موجب می شود تا خواص فیزیکی خاک افت کند. در این حالت، خاک نفوذ ناپذیر می شود. در نتیجه، خاک قادر به نگهداشتن آب نیست. گچ کمک می کند تا خاک بهبود یابد.
گچ موجب می شود که رطوبت در خاک حفظ شود. این مسئله به دلیل وجود آب کریستالیزاسیون این ماده ایجاد می شود.
این ماده به خاک کلسیم می دهد.
این ماده قابلیت تثبیت آمونیاک را فراهم می آورد. در واقع قابلیت حفظ نیتروژن بوسیله ی خاک نیز بهبود می یابد.
گچ دارای قابلیت تجزیه ی سیلیکات های دوگانه ی منیزیم و پتاسیم را ایجاد می کند و بنابراین، موجب آزاد شدن پتاسیم می شود. پتاسیم یک ماده ی مغزی برای گیاه است. به هر حال، این مسئله در صورتی اتفاق می افتد که خاک حاوی پتاسیم باشد
استفاده از گچ کمک به رشد غلات دانه ای می شود. در این استفاده، هزینه ها، فاکتور بسیار مهمی است و بنابراین، از گچ های با عیار پایین، استفاده می شود. اما سدیم اکسید برای خاک بسیار مضر می باشد و از این رو، نباید میزان اکسید سدیم این گچ ها زیاد باشد. با استفاده از گچ با دانه بندی متغیر، مشکل تخلخل خاک نیز از بین می رود.
رنگ ها
رنگ ها، از یک پیگمنت، توسعه دهنده، عامل سوسپانسیون کننده و یک محیط مانند روغن یا آب، تشکیل شده است. پودر گچ بسیار ریز و با عیار بالا، که به آن سفید معدنی یا آلبا ترا (terra alba) گفته می شود، به دو شیوه در رنگ ها، مورد استفاده قرار می گیرد:سوسپانسوین این ماده در روغن، به عنوان یک پوشش زیرین و برای پوشش دهی سطوح متخلخل مورد استفاده قرار می گیرد. دانسیته ی بالک مربوط به این ذرات، موجب می شود تا این ذرات ته نشین شوند و تخلخل ها را بپوشاند.
این ماده به عنوان توسعه دهنده در برخی از رنگ های روغنی، مورد استفاده قرار می گیرد.
برخی اوقات، این ماده برای خنثی سازی اثر رنگی برخی از عوامل رنگ زا مانند کروم، اکسید آهن و ... مورد استفاده قرار می گیرد.
در این کاربرد از گچ، رنگ سفید خنثای این ماده، با ضریب شکست 1.52 این ماده ترکیب می شود و موجب می شود ظاهری روغنی ایجاد شود. علاوه بر این، جذب روغن این ماده، کم است (کمتر از 5 %) و بنابراین ذرات این ماده در داخل سوسپانسیون حفظ می شوند. در این کاربرد، گچ باید دارای ذرات بسیار ریزی باشد.
مضرترین اجزایی که می تواند در داخل این ماده وجود داشته باشد، سرب است. این ماده دارای قابلیت ترکیبی بالایی با اکسیژن است. این ماده به سرعت اکسید می شود و P_3 O_4 تشکیل می دهد. این ماده رنگی قرمز رنگ ایجاد می کند. البته سرب دارای قابلیت ترکیبی ضعیفی با رادیکال SO_4 می باشد. ذرات گچ مورد استفاده در این کاربرد، باید دارای اندازه ی زیر 63 میکرون باشد.
آجرهای تولید شده از خاکستر بادی
برای تولید آجرهای خاکستر بادی، یک تکنولوژی جدید به نام Fal-G توسعه یافته است. در این تکنولوژی، از خاکستر بادی، آهک و گچ استفاده می شود. در این تکنولوژی، همچنین ماده ی خاک، آسیاب شده و آب برای بدست آمدن توده ای شبه خشک، استفاده می شود. توده ی بدست آمده، سپس شکل دهی می شود و سپس تحت سیکل عمل آوری قرار می گیرد. با این کار، استحکام مناسبی در این آجرها، ایجاد می شود.
مجسمه سازی
بلوک های توده ای از آلابستر، برای ساخت مجسمه و دکوراسیون مصنوعات، مورد استفاده قرار می گیرد. رنگ دل پذیر، درخشش مروارید شکل، ظاهر مسطح، سبک بودن و نرمی سطح، از جمله معیارهای مهم در انتخاب این ماده در مجسمه سازی است.
پارچه
در اینجا، پودر گچ، بر روی پارچه های پنبه ای اعمال می شود تا بدین صورت، یک ظاهر درخشان ایجاد شود و میزان دانسیته افزایش یابد. این ماده عموماً با خاک چینی یا تالک، مخلوط می شود تا بدین صورت، هزینه ها کاهش یابد. سیلیس، آلومینا و کلسیت از جمله ناخالصی های نامطلوب می باشد. به دلیل سختی، سیلیس و آلومینا، موجب افزایش هزینه ی سایش می شود. همانگونه که می دانید، کلسیت، به دلیل وجود لبه های تیز دانه ها، ممکن است به پارچه ضرر بزند. صنایع عموماً از گچ با خلوص 82 % استفاده می کنند که میزان ماکزیمم کلسیت در این ماده، 4 % است.
تولید داروها
قبلاً از گچ با عیار بالا برای تولید مکمل های کلسیمی استفاده می شده است. اما اکنون این فهمیده شده است که جذب روده ای کلسیم از این ماده، ناچیز است. امروزه، این ماده به صورت یک رقیق کننده در قرص ها و کپسول ها، استفاده می شود تا بدین صورت، میزان غلظت عوامل درمانی، کاهش یابد.
چسب ها
چسب یک ماده ی آلی یا غیر آلی است که قابلیت اتصال دو ماده ی را دارد. گچ در چسب های بر پایه ی پلی وینیل استات (PVA) استفاده می شود. گچ برای استفاده در شرایط مرطوب، مناسب نیست زیرا این ماده مقاومت کمی در برابر آب دارد.
سایر استفاده ها
منبعی از اسید سولفوریک: در این کاربرد، وجود تری اکسید گوگرد، معیار استفاده می باشد.
کاغذ: پودر گچ به عنوان فیلر در کاغذسازی استفاده می شود.
لاستیک: این ماده به عنوان عامل حجم دهنده مورد استفاده قرار می گیرد. علت این استفاده، دانسیته ی بالک بالای آن است.
مهر لاستیکی: قالب های گچی، برای قالب گیری مهرهای لاستیکی، استفاده می شود.
حشره کش: دانسیته ی بالک بالای پودر گچ، موجب می شود تا از این ماده در تثبیت مواد شیمیایی بر روی گیاهان، استفاده شود.
معدن کاری زغال سنگ: در اینجا، نقش گچ پوشاندن ذرات گرد و غبار زغال سنگ است. با استفاده از این ماده، میزان جابجایی ذرات زغال سنگ کاهش می یابد. این ذرات قابلیت انفجار دارند.
فلاکس: این ماه به عنوان فلاکس در متالورژی نیکل، مورد استفاده قرار می گیرد.
وسائل زینتی: از گچ فیبری شکل، به دلیل خاصیت فیبری و درخشش ابریشمی، برای کارهای زینتی، استفاده می شود.
میکروسکوپ: از گچ کریستالی به صورت صفحات گچی، در این کاربردها، استفاده می شود.
چغندر قند: از گچ میکرونیزه، به عنوان ماده ای در فرآوری چغندر قند، استفاده می شود.
ریخته گری: گچ به دلیل خاصیت متخلخل، در بخش های ریخته گری، استفاده می شود.
لوازم آرایشی: گچ پودری کاربردهایی را وسایل آرایشی دارد.
مداد گچی: به دلیل نرمی و رنگ سفید، پودر گچ می تواند به صورت مداد در آمده و برای نوشتن بر روی تخته سیاه، مورد استفاده قرار گیرد.
استفاده از ضایعات
در مورد استفاده های خاص گچ، ضایعات گچی تولید می شود که باید مورد استفاده قرار گیرد. دو مثال اقتصادی از این استفاده، عبارتند از:
تولید سولفات آمونیوم مورد استفاده برای کودهای APS. این کار با واکنش گچ با کربنات آمونیوم انجام می شود و بدین صورت، کربنات کلسیم به عنوان ماده ی ضایعاتی، تولید می شود. این ماده در تولید سیمان کاربرد دارد.
گچی که برای تولید قالب های مورد استفاده در ریخته گری استفاده می شود، می تواند بازیافت شده و دوباره استفاده شود.
استفاده از مطالب این مقاله، با ذکر منبع راسخون، بلامانع می باشد. منبع مقاله :
Uses of Industrial Minerals, Rocks and Freshwater/ Kaulir Kisor Chatterjee
