تاریخچه گـچ
تاریخ استفاده بشر از سنگ گـچ بعنـوان انــدود گچـی جهت سفید کاری دیواره مقبره ها به بیش از پنج هزار سال پیش در کشور مصر می رسد که با حرارت دادن سنگهای ژیپس در کنار آتش آنرا به پودر تبدیل نموده و سپس با مخلوط نمودن پودر حاصله با آب برای روکش آجر و سنگ استفاده می کردند. از نظر شناسایی ترکیب شیمیائی، ژیپس در فرانسه مورد شناسائی قرار گرفت. در ایران نیز گچ رابطه نزدیکی با صنعت ساختمان سازی داشته و از قدیم یکی از مصالح ساختمانی سنتی ایران بوده است. گچ در بیشتـر ساختمانهای باستانی که تا کنون باقی مانده اند بصورت آثار گچ بریهای زیبا دیده می شود. از زمان اشکانیان ابنیه هایی با تزئینات گچی بجا مانده است که نمایانگر خلاقیت و هنر استادکاران ایرانی می باشد. از دوران اسلام نیز گچ بریهای فراوانی بجا مانده که نمودار پیشرفته این هنر در سرزمین ایران می باشد. عالی قاپو، کاخ هشت بهشت و گچ بریهای زیبای مسجد جامع ارومیه از جمله بارزترین جلوه های این هنر می باشد . کف سراسر تالار و پـلکان و ستـونهــای کاخ لاله زار تهران در خیابان سعدی با سنگ گچ مرمری آهار ساخته شده بود. تا قبل از سال ۱۳۴۰ در ایران، گچ تنها وسیله ابتدائی و با تکنولوژی پائین و به روش سنتــی تولید گردیده ولی عـدم تولید انبوه و نامرغوب بودن محصولات و نیز بالا بودن قیمت تمام شده انگیزه لازم جهت تاسیس کارخانجات گچ ماشینی در ایران را فراهم نمود. منطقه شهرستان ساوه یکی از قدیمی ترین مناطق استخراج و تولید گچ بود که یکی از آثار بجا مانده از دوران سلجوقیان محراب گچبری شده مسجد جامع شهرستان ساوه می باشد که قدمت ۸۰۰ ساله داشته و جزو میراث فرهنگی کشـور است .
ذخایـر عمده گچ در جهان:
سنگ گچ متشکل از دو کانی عمده سولفات کلسیم یعنی ژیپس و انیدریت می باشد. با این حال بخش اعظـم این ذخایـــر را انیــدریت تشکیل می دهد که دارای استفاده اقتصادی خیلی محدود می باشد. ذخایر جهانی گچ بالغ بر ۳/۳ میلیارد تن می باشد که این رقم حداقل بوده و تا مقادیر خیلی زیادتری قابل پیش بینی است.
کاربرد های گچ
مهمترین موارد استفاده گچ بشرح ذیل خلاصه شده است:
۱ـ در ساختمان سازی: اندود، سفید کاری، تمیز کاری، پرداخت، گچ بری، ملاتهای گچی، آجر، گچ و ماسه، عایق حرارتی و صوتی، ورقه های پیش ساخته سقف و کف دیوار، مجسمه سازی.
۲- صنعت سیمان: افزایش زمان گیرایی (دیر گیر )
۳ـ صنایع چینی سازی و سرامیک: قالب چینی و سرامیک
۴ـ صنعت شیشه سازی: تنظیم ویسکوزیته مذاب ( از نظر میزان اکسیژن حل شده یا نشده )
۵ـ در صنعت ریخته گری: گچ نسوز
۶ـ کشاورزی: تهیه کود شیمیایی، تهویه کننده خاک، تهیه سمهای شیمیایی
۷ـ پزشکی: باند پزشکی، قالب دندان، تهیه قرص، در حشره کشها و رشد مخمرها
۸ـ صنعت کاغذ سازی: شفافیت کاغذ
۹ـ صنعت پتروشیمی: خشک کن
۱۰ـ صنعت چرم سازی: جداکننده مواد شاخی از پوست
۱۱ـ تهیه سولفات دو سود
۱۲ـ تهیه اسید سولفوریک
کاربرد گچ در صنایع ساختمانی
از نظرمقدار مصرف حدود ۷۵% از گچ در صنایع ساختمانی برای روکش دیوارها، گچبری، تهیه ملاتهای مختلف و مواردی دیگر استفاده می شود. در حالت عادی رنگ گچ ساختمانی سفید بوده و سطح سفید شده با گچ را می توان با رنگ هایی پلاستیکی یا روغنی رنگ کرد. گچ صدا را پخش نمی کند و ضریب انتقال حرارتی آن نیز کم می باشد و در قبال آتش نسوخته و از گسترش آتش جلو گیری میکند، زیرا ضمن آتش سوزی آب موجود در گچ از آن جدا شده و در نتیجه در زیر اندود گچی مقداری بخار آب جمع میگردد و وجود این بخار آب باعث می شود که درجه حرارت از ۱۰۰ درجه تجاوز نکند. پوسته اندود گچ به علت ازدیاد حجمی که در هنگام گیرش پیدا می کنند، فاقد سوراخهای ریزی بوده و در نتیجه قارچ در آن نمی تواند بروید و حشره های ریز در آن نمی توانند لانه کنند. این خواص و دیگر مزایای آن باعث کاربرد گچ در صنایع ساختمانی دیده شده است. برای آنکه پوسته رومالی گچ رنگی شود، به ملات آن رنگ اضافه می کنند که با این روش در زمان صفویها بناهای بزرگ مانند عالی قاپو و چهل ستون را ساخته اند. برای انجام این کار ملات گچ رنگی را آماده کرده و آنرا روی سطح صاف میریزند و پیش از آنکه ملات گچ بگیرد، آنرا به شکل دلخواه بریده و سپس تکه های گچ بریده شده با رنگهای گوناگون را با نقش دلخواه کنار هم قرار داده و پشت آنها را ملات گچ میریزند که بصورت یک تکه در آمده و بصورت لوح آنرا روی دیوارها و یا سقف می چسبانند. از نظر دانه بندی، گچ ساختمانی باید دارای ابعادی کمتر از 6/. میلیمتر و ۹۰% آن ریزتر از 5/1میلیمتر باشد. گرفتن ملات گچ ساختمانی نباید زودتر از ۵ الی ۸ دقیقه آغاز شود و دیرتر از ۲۰ الی ۶۰ دقیقه پایان یابد و زمان گرفتن گچ سفید کاری نیز نباید زودتر از چهار دقیقه آغاز گردد و دیر تر از ۱۰ دقیقه تمام شود. در ساختمان سازی بیشتر از هیدرات نوع B استفاده می شود، چون دارای سرعت گیرش بهتری نسبت به فرم a میباشد. ولی فرم a پس از مرورزمان چگال تر و مقاومت آن بیشتر و از فاکتورهای مهم دیگر ارزش آنها میباشد که فرم B دارای ارزش کمتری نسبت به a میباشد (فرم a به آب کمتری نیاز دارد).
تعاریف، مشخصات، استانداردها
گچ بتا (استاکو): از پخت گچ در دمای پائین با از دست دادن قسمتی از آب تبلور بوجود می آید.
گچ تمیز کاری: از پخت سنگ گچ در دماهای مختلف تولید می شود.
گچ پرداخت: گچـی است که برای روکش نمودن نمایی سطوح و سایر کارهای بنـــــائی استفاده می شود.
گچ زیر کاری: برای گچ کاری یا گچ و خاک سطوح و سایر کارهای بنائی استفاده می شود.
گچ مرمر: گچ بدون آب مولکولی است که با محلول زاج مخلوط شده و مجددا پخته می شود.
گچ استریش: گچ بدون آبی است که در دمای بالا حاصل شده که فعال کننده آن آهک می باشد.
گچ انیدریت: به گچ بدون آب مولکولی اطلاق می شود.
گچ صنعتی: بطور کلی گچی است با ساختمان مولکولی نیم هیدرات با خواص فیزیکی مشخص که در پزشکی و قالب سازی و صنایع دیگر مورد استفاده قرار میگیرد و بر حسب پخت معمولا مقداری گچ خام بصورت (Caso4 و H2O2) نیز همراه دارد
مشخصات فیزیکی و شیمیایی
ژیپس: ژیپس عمومی ترین نوع ماده معدنی سولفات کلسیم بوده و در چندین فرم بلوری یافت می شود. رنگ ژیپس به طور طبیعی سفید بوده و ممکن است به خاطر ناخالصیهای مواد آلی رس و اکسید آهن به رنگهای خاکستری، خاکستری مایل به آبی، صورتی یا زرد دیده شود. دارای سیستم تبلور منو کلینیک، وزن مخصوص 32/2 و سختی 5/1 تا ۲ می باشد. ژیپس مورد مصرف بعنوان سنگ گچ به صورت توده ای متبلور و دانه ریز تا سنگ به صورت دانه های درشت است. ژیپس در اسید کلریدریک و آب گرم به صورت محلول در می آید. ژیپس سولفات کلسیمی با دو ملکول آب 2H2O و CaSO4 است که همین آب ملکولی عامل سودمندی آن برای مصارف فعلی است. ژیپس خالص دارای 9/20 درصد آب ترکیبی و 6/46 درصد SO3 و 5/32 درصد CaO است. خلوص سنگ گچ بر مبنای درصد کانی ژیپس در آن تعریف می شود. طبق استاندارد ASTM حداقل خلوص لازم برای سنگ گچ در مواد صنعتی ۷۰ درصد ژیپس است در صورتیکه اغلب سنگ گچ های تجارتی دارای ۷۵ تا ۹۰ درصد خلوص می باشند. نا خالصیهای موجود در سنگ گچ اغلب شیل، رسها و کربنات کلسیم است و گاهی بازمانده فعالیتهای حیاتی نیز در آن دیده می شود.
استانداردهای گچ استانداردهایی که تا کنون در مورد مشخصات فیزیکی و شیمیائی گچ به تصویب رسیده به شرح زیر است:
استاندارد ملی ایران ISIRI : سال ۱۳۸۸ شماره: ۱۲۰۱۵-۱ و ۱۲۰۱۵-۲
استاندارد انگیلسی B.S Gypsum Building Plasters
در حال حاضر تولید گچ در کشور شامل استاندارد اجباری نبوده و از استاندارد تشویقی بر خوردار است.