پروژه و تحقیق- سنگ گچ و تاریخچه آن- در 130 صفحه-docx

دسته بندي : فنی و مهندسی » مواد و متالوژی

مطابق تحقيقات زمين شناسان دوران ناپديدشدن دايناسورها و پديدارشدن لايه هاي سنگ گچ خيلي قديمي تر از ايجاد تمدن ها بر روي زمين است . آثار بكارگيري گچ طبق تحقيقات باستان شناسان در ايران مربوط به دوران قبل از اسلام حدود 1500 سال پيش مي باشد .

گچ يكي از قديمي ترين مصالح ساختماني در دنيا است . ممكن است گچ در قرون گذشته با روش هايي ديگر توليد و به صورت هاي ديگر استفاده مي شده است . مصري هادر 600 سال قبل هاون گچي داشته اند .

مصري ها 1500 سال قبل نيز از گچ براي پوشاندن سطوح داخلي ديوارهاي اهرام ثلاثه استفاده كرده اند . درون اهرام مصر بر روي سطوح صاف و سفيد گچي ديوار نگاري هاي شكوهمندي با نقش سربازان مصري ارابه هاي جنگي ، خدايان ، حيوانات و پرندگان موجود است

در تمدن هاي كهن نيز نوعي گچ استفاده مي شده است كه امروزه ما آن را آلاباستر مي ناميم . تنديس هاي بزرگ گاوهاي بالدار متعلق به تمدن آشور كه امروزه در موزه شهر لندن موجود است از همين سنگ ساخته شده اند . يوناني ها نيز سكه هايي با نقش كلمه ي آلاباستر كه از نام شهري بنام آلاباستر در مصر گرفته بودندضرب مي كرده اند . همين طور آنها ظروف و قوري هاي كوچك از گچ ساخته اند .

يوناني ها همچنين نامي به سنگ گچ داده اند كه از دو كلمه با معاني زمين و پختن تشكيل شده است . آنها فرم خاصي از سنگ گچ را كه حالت شيشه اي دارد براي پنجره ها استفاده و به ويژه اين سنگ ها را وقف معبدهاي الهه ي ماه مي نموده اند . سنگ گچ شيشه اي را كه به اين شيوه ي سنتي مورد استفاده قرار مي گرفته ، يوناني ها سلنيت (Selenite) يا سنگ ماه مي ناميده اند .

رمي ها نيز راجع به سنگ گچ مي دانستند كه چه كاربردهايي در حرفه و پيشه ي آنها مي تواند داشته باشد. نشانه ي اين اطلاعات مجسمه هاي بدون انسان است كه در اروپاي غربي با ملات گچ درست شده و امروزه در دسترس است . آنگلوساكسون ها و نرمنها سنگ گچ را فراموش كرده بودند تا اينكه دوباره در قرن سيزدهم براي اولين بار با گچ پاريس آشنا شدند .

امروزه آلاباسترهاي خوب در نواحي مياني انگلستان خصوصاً در ناتنگهام به شكل مجسمه هايي با فرم هاي مختلف كه توسط استادكاران قرون 14 و 15 ميلادي حكاكي شده اند پيدا مي شود . بعدها اين دست ساخته هاي گچي مشهور گرديد و با توليد انبوه به سراسر اروپا فرستاده شد . اين آلاباسترها را ما در موزه هاي عمومي مي توانيم ببينيم . آلاباستر همچنين در برخي از آرامگاه ها ، نقوش كليساها و ساير ساختمان هاي تاريخي به كار رفته است .

آن زمانيكه سقف و ديوارهاي خانه ها با ني و تركه درست مي شده مردم براي پركردن شكاف بين آنها نياز به يك اندود پركننده داشتند .

در بيشتر مناطق اروپاي غربي خانه ها به اين شكل ساخته مي شده است . اين كار ابتدا با گل و رس انجام مي شد . سپس بناها نوعي ملات آهكي يافتند كه سطوح سخت و سفيد ايجاد مي نمود . بعدها با دست يابي به سنگ گچ ، اين عمل با بكارگيري ملات گچ انجام شد . بناها ملات گچ را به علت سرعت زياد خشك شدن و عدم وجود ترك بعد از آن نسبت به ملات آهك ترجيح مي دادند . امروز ملات آهك به ميزان جزئي مورد استفاده قرار مي گيرد .

به هر حال بيشترين مصرف گچ براي سطوح داخلي ساختمان بود ولي از قرن 16 ميلادي به بعد گچ كارها مهارت هاي خود را توسعه دادند و در زمينه ي دكورسازي و كارهاي هنري با

گچ توانايي هاي ارزشمندي پيدا نمودند . در يان كارها بر روي سطوح گچي ديوارها و سقف ها نقش گل ها ، شاخه هاي درختان ، ميوه ها و حتي طرح آلات موسيقي را ايجاد مي كردند . برخي از بهترين نمونه هاي اين طرح ها توسط گچ استاكو (Stucco ) در خانه هاي جورجيانnv nhfgdk(Dublin) (Georgian) در جمهوري ايرلند كار شده است .

طرح هاي گچي بر روي سقف خيلي قديمي نيستند اگر چه هنوز در برخي خانه هاي قديمي نوارهاي گچي برجسته در دورتادور سقف و يا طرح هايي به دور چراغ مركزي سقف ديده مي شود ولي اين آثار عمر خيلي بلندي ندارند . امروزه هنوز برخي شركت ها در زمينه ايجاد طرح هاي سنتي و قديمي بر روي سطوح گچي فعال هستند . اين فعاليت توسط استادكاران ماهر بر روي سقف منازل افراد مهم و يا كليساها انجام مي شود .

گچ

گچ از جمله مصالحی است که در صنایع ساختمان سازی از اهمیت مخصوصی برخوردار است وبعلت ویژگی های که دارد اززمانهای قدیم در امر ساختن مسکن محل مصرف داشته است. دربسیاری از ساختمانهای قدیمی مخصوصا ًدوران صوفیه ک اغلب آنها در اصفهان موجود می باشند گچ نقش موثری داشته و گچ بریهای بسیار

زیبائی از آن دوران باقی مانده است. گچ بعلت خواص خود ازاولین قدم در ایجاد یک بنا که پیاده کردن حدود زمین باشد و با صطلاح برای ریختن رنگ اطراف زمین مورد نیاز بوده و همچنین تا آخرین مراحل کاری که سفید کاری و نصب سنگ است باز هم گچ مورد نیاز است و حتی در نقاشی ساختمان هم از گچ استفاده می نمایند.

ذخاير سنگ گچ:

اگر چه در بيشتر كشورهاي دنيا معادن سنگ زيرزميني هستند ولي در ايران تمام معادن سنگ گچ به شكل سطحي و با روش هاي استخراج روباز استخراج مي شوند . سنگ گچ مانند اغلب سنگ هاي مصرفي ديگر با روش چالزني و انفجار استخراج مي گردد . همچنين چنانكه ذخيره به شكل تپه يا كوه باشد و لايه هاي گچ در امتداد افق پيوسته باشند ، استخراج سنگ گچ توسط ماشين هاي استخراج پيوسته امكان پذير است .

ذخاير سنگ گچ در تمام قاره هاي دنيا وجود دارد . ذخاير بزرگ سنگ گچ در قاره هاي آمريكا ، آسيا و استراليا وجود دارد . همچنين در اروپا نيز معادن سنگ گچ به شكل سطحي استخراج مي شوند . در سال 1964 ميلادي در جاماهيكا تمبري با تصويري از صنعت گچ چاپ شد . در آمريكاي شمالي معادن سنگ گچ سطحي است و در بيابان هاي يوتا ذخاير سنگ گچي به شكل پودر وجود دارد . در ايران در بيشتر مناطق ذخاير سنگ گچ وجود دارد . ذخاير سنگ گچ ايران داراي كيفيت هاي مختلف و با شرايط گوناگون زمين شناسي مي باشند .

در سال هاي اخير توسط فرآيندهاي بر روي دي اكسيد گوگرد خارج شده از سكوهاي خروج گاز طبيعي گچ مصنوعي با كيفيت بالا توليد شده است . اين نوع گچ مصنوعي كه با نام گچ دو گوگردي نيز ناميده مي شود مي تواند به عنوان مكمل محصولات گچي معدني بكار گرفته شود .

ذخاير سنگ گچ شناسائي شده در جهان بالغ بر 3/3 ميليارد تن تخمين زده شده اند . ميزان ذخاير سنگ گچ به تفكيك كشورها در جدول ذيل آورده شده است .

رديف
نام منطقه
ميزان ذخيره(ميليون تن)

1-ايران900
2-اروپا 800
3 -آمريكا 720
4 - كانادا 450
5 -آسيا (بدون ايران) 1000
6 -مكزيك70
7- آمريكاي جنوبي70
8- آفريقا 70
9-اقيانوسيه70
10 -سايركشورهاي آمريكاي مركزي20
مجموع: 3300

از لحاظ توليد گچ ، ايران 10 درصد توليد جهاني را در اختيار دارد و پس از آمريكا در رتبه دوم قرار گرفته است . توليد گچ در ايران در سال 1381 برابر 13/5 ميليون تن بوده است ( طبق آمار در اين صنايع و معادن ) . ميزان صادرات گچ ايران در اين سال 100 هزار تن سنگ گچ و 120 هزار تن فرآورده هاي گچي بوده است .

منابع تهیه گچ:

گچ از پختن و آسیاب کردن سنگ گچ بدست می آید. سنگ گچ از گروه مصالح ساختمانی کلسیم دار است که بطور 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 ًدرکویر مرکزی و اطراف تهران- جاجرود – آذربیجان – اطراف مشهد و غیره یافت می شود سنگ گچ به فرمول 2 H2O، Caso4 از سنگهای ته نشستی بوده و به علت میل ترکیب شدیدی که دارد بطور خالص یافت نمی شود. بیشتر به صورت ترکیب با کربن یا اکسیدهای آهن یافت می گردد. سنگ گچ موجود درطبیعت بیشتر مخلوط با آهک و خاک رس است سنگ گچ یا بصورت سولفات کلسیم آبدار یافت می شود که به آن ژیپس ( گچ خام) هم می گویند یا بصورت سولفات کلسیم بدون آب (Caso4) بدست می آید که به آن ایندریت گفته می شود. سولفات کلسیم آبدار به صورتهای مختلف یافت می گردد. بشرح زیر:

1_ سنگ گچ مرمری که مصرف گچ پزی نداشته و جزء سنگهای زینتی است و به علت نرمی کار کردن با آن و تراشیدن آن بسیار آسان است و به همین علت از آن برای ساختن وسایل زینتی مانند زیر سیگاری – قاب عکس و غیره استفاده می شود. این صنعت بیشتر درخراسان رواج دارد این نوع سنگ گچ نیز بیشتر دراستان خراسان و مخصوصا ًدراطراف مشهد یافت می شود.

2_ سنگ گچ معمولی که غیر بلوری بوده و فراونترین نوع سنگ گچ است و مصرف گچ پزی دارد و موضوع همین بخش از این کتاب می باشد.

سنگ گچ خالص بی رنگ است – سنگ گچ ترکیب شده ابا کربن به رنگ خاکستری – سنگ و گچ ترکیب شده با اکسیدهای آهن بیرنگ، زرد روشن، کبود و یا سرخ رنگ می باشد که برحسب نوع اکسید آهن این رنگها متفاوت است.

مصارف گچ:

گچ درصنعت 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 – سنگ کاری که در مورد اخیر برای نگهداشتن سنگ بطور موقت درجای خود تا ریختن ملات پشت آن مورد مصرف قرار میگیرد و در صنایع مجسمه سازی و ریخته گری برای قالب سازی مصرف می شود و در کارهای طبی برای شکسته بندی مورد نیاز است. و همچنین در صنایع سیمان پزی و دارویی نیز مصرف می شود.

خواص گچ:

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

گچ پزی:

گچ پزی یعنی حرارت داردن به سنگ گچ آبدار بطوریکه بتوانیم 5/1 ملکول ازآب تبلور آنرا تبخیر نمائیم. همانطوریکه گفته شد سنگ گچ سولفات کلسیم بعلاوه در وملکول آب تبلور می باشد. به فرمول 2 H2O، Caso4 عمل تبخیر 5/1 ملکول اب تبلور سنگ گچ در گرمای بسیار کم انجام می شود، بطور یکه اگر به سنگ گچ درحدود 170 درجه حرارت بدهیم 5/1 ملکول از آب تبلور خود را از دست داده و به گچ ساختمانی به فرمول 2 H2O،Caso4 تبدیل می گردد و دراثر حرارت بیشتر تا گرمای 300 درجه سنگ گچ 7/1 ملکول آب تبلور خود را از دست داده و به گچ تشنه به فرمول 2 H2O،Caso4 تبدیل می شود. این گچ میل ترکیبی شدید با آب داشته بطوریکه اگر در مجاور هوای آزاد قرار بگیرد 2/0 ملکول آب از بخار

موجود درهوارا جذب کرده به گچ ساختمانی با 5/0 ملکول آب تبلور تبدیل میشود. درگرمای 700 درجه سنگ گچ کلیه آب تبلور خود را از دست داده وبه سولفات کلسیم به فرمولCaso4 تبدیل می گردد که به آن گچ سوخته می گویند. این محصول میل ترکیب با آن را نداشته و قابل مصرف درصنایع ساختمانی نیست. البته می توان با افزودن بعضی مواد به آن مانند: زاج و یا سولفات روی Znso4 میل ترکیبی آنرا ب اآب عودت داد ولی درصنایع ساختمانی این کار مقرون به صرف نیست. گچی که تمام آب تبلور خود رااز دست بدهد انیدریت نام دارد.

از گرمای 700 تا 1400 درجه گچ سوخته تجزیه شد هو به اکسید کلسیم به فرمول CaO و گازSo3 تبدیل می گردد. و So3 به So2 تبدیل گشته که هر دو متصاعد میگردند و اگر CaO که همان آهک زنده باشد در پودر گچ باقی بماند درزمان گیرائی آن تاثیر گذاشته و در اثر مجاورت با آب شکفته شده و به هیدرات کلسیم Ca(OH)2 تبدیل می گردد. و اگر ازاین گچ برای سفید کاری استفاده شود دانه های آهکی درمجاورت آب ازدیاد حجم پیدا کرده و در سطح گچ کاری شده ایجاد ناصافی مینماید و آنرا آبله رو می کند که در اصطلاح کارگاهی به آن الوئک می گویند.

کوره های گچ پزی

1- کوره های گچ پزی چاهی:

قدیمی ترین نوع کوره گچ پزی درایران کوره های چاهی می باشد که هم اکنون نیز در بسیاری از شهرهای ایران متداول میباشد.

این نوع کوره ها که مانند تنوره است سنگ گچ را در آن می چینند و آنرا حرارت میدهند تا پخته شود. دراین نوع کوره ها که حرارت آن قابل کنترل نیست همه نوع سنگ گچ از گچ پخته تا گچ ساختمانی و گچ تشنه و گچ سوخته و انیدریت و سنگ گچ تجزیه شده بدست می آید بدیهی است محصول این نوع کوره ها بعلت بکنواخت نبودن آن مرغوب نمی باشند. کار این نوع کوره ها پیوسته نیست و سوخت این نوع کوره ها میتواند چوب – زغال سنگ و غیره باشد.

2- کوره های تاوه ای:

این نوع کوره ها که دارای محصولی یکنواخت می باشد تشکیل شده است. 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 باشد که پیوسته دانه های سنگ گچ را هم میزند تا کلیه کلوخه های سنگ گچ یکنواخت حرارت ببیند این دستگاه همزن مانند شانه ای است که درمحور وسط تاوه قرار دارد و حول محور خود می چرخد و کلوخه ها را هم زند عمل این نوع کوره ها مانند بو دادن تخمه می باشد.

در این نوع تاوه ها ابتدا سنگ گچ را وسیله سنگ شکن بصورت پودر در می آورند پودر را درون تاره پخته حرارت می دهند تا سنگ گچ به مقدار لازم آب تبلور خود را از دست بدهد و به گچ ساختمانی تبدیل گردد. آنگاه این کلوخه ها را با دمیدن هوای سرد، خنک می کنند. این هوا را که هنگام خارج شدن از روی کلوخه دارای حرارتی درحدود 100 الی 120 درجه سانتیگراد می باشد به ابتدای کوره برده و مصالح اولیه را قبل از وارد شدن به تاوه وسیله آن گرم می کنند و بدین وسیله ازاتلاف حرارت جلوگیری کرده و درمصرف سوخت صرفه جوئی می نمایند. محصول کوره تاوه ای را پس از سرد شدن به آسیاب برده و آنرا به نرمی لازم آسیاب کرده و به بازار عرضه می نمایند. حرارت این وع کوره ها قابل کنترل بوده و محصول آن یکنواخت است کار این نوع کوره ها نا پیوسته است و سوخت آن میتواند گازوئیل یا زغال سنگ باشد.

3- کوره های گردنده خفت