دانلود جزوه کتاب گچ و فرآوری و کاربرد آن
دسته بندي :
کالاهای دیجیتال »
رشته مواد و متالورژی (آموزش_و_پژوهش)
این فایل در قالب فرمت word قابل ویرایش ، آماده پرینت و استفاده میباشد
گچ جزو ملات ها محسوب می شود از دیگر ملات های موجود می توان گچ خاک ، ساروج، آهک و شفته ی آهکی و سیمان و ماسه سیمانی و آجرهای ماسه آهکی را نام برد.
گچ یکی از مصالح ساختمانی قدیمی با سابقه مصرف چند هزار ساله در جهان است. آشوری ها دوران باستان، گچ را آلاباستر می نامیدند و از آن برای مجسمه سازی استفاده می کردند. حدود 5هزار سال قبل مصری ها روش ساخت اندود های گچی را آموختند و از آنان برای اندود کردن دیوار قصر ها و آرامگاه های فراعنه استفاده کردند، یونانیان باستان گچ را ژیپوس نامیدند که مبنای نامیدن گچ در زبان لاتین است.
گچ از مصالح ساختمانی است، که از دیرباز در ایران ، تولید و مصرف آن متدوال بوده، و از جمله مصالح ساختمانی سنتی ایران است که از قدیم الایام به عنوان ، یکی از مهم ترین مصالح ساختمانی چسبنده ، مورد استفاده قرار گرفته است. از این ماده در اندود های داخلی و گچ بری های تزئینی به طور گسترده استفاده شده است. درحال حاضر از گچ ساختمانی نیز به طور وسیعی در کارهای ساختمانی استفاده می کنند. به علاوه مصرف صنعتی گچ نیز به تدریج افزایش یافته و در حال حاضر ، کارخانه های متعدد تولید قطعات و صفحات گچ پیش ساخته مشغول فعالیت هستند. گچ ساختمانی از حرارت دادن و پختن سنگ گچ به روش سنتی و صنعتی به دست می آید.
سنگ گچ (ماده اولیه)
سنگ گچ، سولفات آبدار کلسیم است، که در طبیعت به صورت های مختلف وجود دارد سنگ گچ خالص، بلوری و بی رنگ است، ولی در طبیعت بیشتر به حالت ، ناخالص و به رنگ های ، زرد روشن ، سرخ روشن و خاکستری یافت می شود. معدن سنگ گچ، در اکثر نقاط ایران و به خصوص مرکز، شرق ، جنوب و جنوب غربی ایران وجود دارند، که مهم ترین آن ها در کناره های کویر مرکزی ایران و در اطراف شهرهای حاشیه کویر از قبیل قم ، یزد ، سمنان و گرمسار وجود دارد. به طور کلی در تمام استان های کشور امکان دستیابی به معدن سنگ گچ وجود دارد.
دیگر مقالات:
آشنایی با آجر
بلوک سیمانی و ویژگی های آن
گچ از جمله مصالحی است که در صنایع ساختما‌ن‌سازی از اهمیت خاصی برخوردار است. قدمت استفاده بشر از گچ به حدود 5000 سال قبل می‌رسد (دیواره‌های قبرهایی در مصر که مربوط به آن دوران است به‌وسیله گچ اندود شده است). در ایران نیز استفاده از گچ به زمان حکومت اشکانیان می‌رسد.
گچ از پختن و آسیاب کردن سنگ گچ به‌دست می‌آید. سنگ گچ از گروه مصالح ساختمانی کلسیم‌دار است و از لحاظ فراوانی در طبیعت در ردیف پنجم میباشد.
گچ تقریباً در تمام نقاط جهان یافت می‌شود و در ایران در مناطقی مانند کویر مرکزی و اطراف تهران، آذربایجان، جاجرود و اطراف مشهد یافت می‌شود.
سنگ گچ به فرمولCaSo4.2H2O از سنگ‌های ته‌نشستی است و میل ترکیبی شدیدی دارد و به همین خاطر به طور خالص یافت نمی‌شود، این سنگ بیشتر به‌صورت ترکیب با آهک، خاک رس، کربن و اکسیدهای آهن یافت می‌شود. (سنگ گچ موجود در طبیعت بیشتر به‌صورت مخلوط با آهک و خاک رس است)
- سنگ گچ به دو صورت یافت می‌شود:
الف) سولفات کلسیم آبدار که به آن ژیپس (گچ خام) گویند.
ب) سولفات کلسیم بدون آب (CaSo4) که به آن ایندریت گویند.
- سنگ گچ خام خود به 4 صورت یافت می‌شود:
الف) سنگ گچ مرمری: این سنگ جزو سنگ‌های زینتی میباشد و در گچ‌پزی کاربرد ندارد.
ب) سنگ گچ مطبق: این سنگ به صورت لایه لایه میباشد و مصرف گچ‌پزی ندارد.
ج) سنگ گچ خوشه‌ای: این سنگ نیز به صورت تارهای ابریشم به هم چسبیده است که مصرف گچ‌پزی ندارد.
د) سنگ گچ معمولی: این سنگ غیربلوری بوده و فراوان‌ترین نوع سنگ گچ است که مصرف گچ‌پزی دارد.
سنگ گچ خالص بی‌رنگ است، امّا چون سنگ گچ بصورت خالص یافت نمی‌شود، این سنگ در رنگ‌های خاکستری (به دلیل ترکیب با کربن)، بی‌رنگ، زرد روشن، کبود یا سرخ رنگ (به دلیل ترکیب با اکسیدهای آهن) در طبیعت یافت می‌شود.
- گچ دارای خواص زیادی است که از آن جمله می‌توان موارد زیر را نام برد:
1- رنگ سفید و خوش‌آیند
2- زودگیر بودن: ملات گچ در حدود 10 دقیقه سخت می‌شود. (برای همین است که استفاده از این ملات برای تیغه‌های 5 سانتی‌متری و طاق‌های ضربی (که برای چیدن هر ردیف آجر باید ردیف قبلی سخت شده و در جای خود ایستا باشد،) بهتر است.
3- ارزانی و فراوانی
4- اکوستیک و ضد صدا بودن: گچ تقریباً بین 60 تا 75 درصد ارتعاشات صوتی را می‌تواند جذب کند.
5- مقاومت در مقابل آتش‌سوزی: چون گچ سخت شده مانند سنگ‌گچ دارای 2 مولکول آب تبلور است، اگر لایه گچ در مقابل حرارت ناشی از آتش‌سوزی قرار بگیرد این آب تبلور در اثر حرارت دوباره از گچ جدا شده و به‌صورت یک لایه از آب در مقابل آتش قرار گرفته و برای مدت 2 تا 3 ساعت می‌تواند در مقابل سرایت آتش به فضاهای دیگر مقاومت کند.
6- ازدیاد حجم به هنگام سخت شدن: در حدود 1 درصد حجمش ازدیاد پیدا می‌کند و پس از خشک شدن تقلیل حجم پیدا نمی‌کند (برعکس بقیۀ ملات‌ها).
7- رنگ‌پذیری
8- سخت شدن
9- دارا بودن خاصیت پلاستیسیته
- مهم‌ترین و اصلی‌ترین مشکل گچ این است که مقاومت کمی در مقابل آب و رطوبت دارد و بهتر می‌توان گفت که اصلاً مقاومتی ندارد. لایه‌های سفیدکاری اگر در مجاورت رطوبت قرار گیرند، طبله کرده و به‌صورت جدا از هم روی دیوار ظاهر می‌شوند (پس از خشک شدن رطوبت نیز این حالت در گچ باقی مانده و گچ به حالت اولیه خود باز نمی‌گردد) . بخاطر همین حالت گچ است که از آن در مکان‌هایی که با آب در تماس هستند (مانند حمام و آشپزخانه) استفاده نمی‌شود. از گچ در مناطق مرطوب مانند مناطق شمالی ایران نیز استفاده نمی‌شود، در این مناطق برای سفیدکاری بیشتر از سیمان سفید یا آهک استفاده می‌کنند. برای آن که گچ را در مقابل رطوبت مقاوم کنند، باید گچ ایندریت را کاملاً پودر کرده و آن را در محلول زاج (زاجها سولفات‌هایی مضاعف هستند که فرمول کلی آن‌ها M2So4.R2(So4)3.24H2O میباشد که در آن M نماینده یک فلز قلیایی مانند پتاسیم یا آمونیوم میباشد و R نماینده یک فلز سه ظرفیتی مانند آلومینیوم یا کُرم است و معمولاً در اصطلاح عموم، زاج به زاج سفید گویند) خمیر کرده و دوباره به کوره برده و تا 500 درجه سلسیوس حرارت می‌دهیم، سپس آن را به آسیاب برده و به گرد گچ تبدیل می‌کنیم که در مقابل آب مقاوم بوده و طبله نمی‌کند.
- مقدار آبی که 1 کیلوگرم پودر گچ احتیاج دارد تا ملات شود از لحاظ تئوری 0.2 لیتر است یعنی تقریباً 20 درصد وزن گچ ولی عملاً برای آنکه شکل‌پذیری بهتری در ملات گچ ایجاد شود باید به ملات گچ در حدود70 تا 80 درصد وزنش آب اضافه نمود.
- گچ ساختمانی مرغوب آن گچی است که زمان گرفتن آن زودتر از 8 دقیقه شروع نشود و حداکثر از 25 دقیقه دیرتر شروع به گرفتن نکند. پایان سخت شدن آن نیز نباید زودتر از 20 دقیقه و دیرتر از 1 ساعت باشد. گچ سخت شده شکل‌پذیری خود را از دست می‌دهد.
- برای آنکه ملات گچ روی بتن بچسبد، ابتدا روی بتن گیبتون می‌زنند و سپس روی آن ملات گچ را می‌کشند.
- گچ در موقع ملات‌سازی گرما تولید می‌کند به‌طوری که حدوداً 15 تا 20 درجه گرم‌تر از محیط می‌شود. بهتر است ملات گچ را در دماهای کمتر از 5 یا 6 درجه بالای صفر مصرف نکنیم.
- گچ کشته، گچی است که هیچ وقت سخت نمی‌شود و تا قبل از خشک شدن حالت پلاستیسیته خود را از دست نمی‌دهد. ضخامت گچ کشته نباید از 1 mm تجاوز کند چون در غیر این صورت پوسته پوسته شده و از سطح کار جدا می‌شود.
- وزن مخصوص گچ در کل ton/m30.85 تا 1.4 است، ولی این عدد برحسب ریزی و درشتی دانه‌ها و همچنین لرزیده و نلرزیده آن فرق می‌کند.
- قطر بزرگ‌ترین دانه گچ مورد استفاده در کارهای ساختمانی نباید از mm 0.6 بزرگ‌تر باشد و 90 درصد آن باید ریزتر از mm 0.15 بوده و 99.5 درصد آن باید ریزتر از mm 0.2 باشد. هرقدر دانه‌های گچ ریزتر باشند گچ مرغوب‌تر است.
- مقاومت فشاری گچ سخت شده بیش از kg/cm2 30 و مقاومت کششی آن بیش از kg/cm 25 میباشد.
- ملات گچ اگر در مجاورت آهن، روی و سرب قرار بگیرد با آن ترکیب شده و تولید سولفات می‌کند و در نتیجه موجب ضعیف شدن قطعه به‌کار رفته می‌شود.
- از دوغ‌آب گچ برای پر کردن درزهای طاق ضربی استفاده می‌کنند.
دوغ‌آب گچ را قبل از ازدیاد حجم گچ مصرف می‌کنند و ملات گچ را بعد از ازدیاد حجم گچ مصرف می‌کنند.
بطوری که از شواهد زندگی و حیات انسان مشخص می گردد،تاریخ پیدایش گچ به پیش از ساختن خشت و پختن آن بصورت آجر می‌رسد.
گچ خام دارای انواع مختلف بوده که یکی از انواع آن گچ خاکی یا کلوخی می باشد.این ماده در مجاورت آتش پخته شده ، و پس از بخار شدن آب آن (که می تواند ناشی از بارندگی یا جابجایی باشد)عمل گیرش را انجام می دهد . انسان درگذشته ی دور، این پدیده را حس کرده و متوجه خاصیت گچ شد. با شکل گرفتن تمدن و ساختن سر پناه از این ماده برای اتصال آجرها جهت رج های دیوار و بعد ها به صورت گسترده تر در بنا ها مورد استفاده قرار گرفت.
از گچ در قدیمی ترین بناهای دنیا ، یعنی اهرام ثلاثه مصر که سابقه نزدیک به چهار هزار و پانصد ساله دارد ،بعنوان مواد چسبنده مقاوم بعد از ازاره در بین سنگ ها و جهت کلاف سازی آن ها استفاده شده است .
در هزاره اول قبل از میلاد در شهر دورانتاش و در معبد شاهان ایلامی در بنای چغازنبیل ودر هفت تپه خوزستان ، وجود ملات گچ و کاربرد آن باعث استقرار قوسهای بیضی شکل شده است.
همچنین کاربرد گچ درپوشش قوسی کانال ها در قسمتی از بناهای تخت جمشید از دوره هخامنشیان،مشخص است.
ملات گچ در دوره ساسانیان در اسکلت سازی بناها و همچنین نما سازی گچی به شکل گلهای(روزاس) کاربرد فراوانی داشته است.
بطور کلی از ملات گچ در پوشش قوس ها و طاق های رفیع و پوشش شبستان ها و ایوان های بلند و گنبد های آجری و در اسکلت بناهای اسلامی در ادوار مختلف استفاده فراوان شده است.
بنابر این می توان گفت این ملات از عناصر لا ینفک واز مصالح مهم ساختمانی از روزگار باستان تا امروز بوده است.
گچ ماده ای است معدنی که در طبیعت به صورت سنگ گچ وجود دارد ،سنگ گچ با فرمول شیمیاییCaso4+2H2O (سولفات کلسیم آبدار) شناخته می شود و یکی از ارزنده ترین مواد ساختمانی به شمار می رود .
سنگ گچ بر دو نوع است :
1- سولفات کلسیم آبدار ،که به آن ژیپس می گویند .
2- سولفات کلسیم بدون آب که به آن انیدرید می گویند
در طبیعت سنگ گچ بصورت خام است که درون آن 4الی5مولکول آب بصورت متبلور وجود دارد؛این ماده جزء سنگ های رسوبی تخریبی محسوب می شود و بصورت محلول در آب دریا وجود دارد .هنگامی که در نقاطی از دریا ،آب تبخیر شود این ماده (سنگ رسوبی)دیگر نمی تواند بصورت محلول باشد ،بناچار مقداری از آن نا محلول شده و رسوب می کند سپس بر اثر فعالیت های شیمیایی ،این لایه سنگی که یک نوع ورقه شفاف است بصورت معادن گچی در می آید که از نظر زمین شناسی ارزش فراوان دارد .
خواص فیزیکی گچ و روش پخت آن
سنگ گچ ورقه شفافی است که بر اثر شعله مستقیم آتش کدر می شود و نیاز به 180 الی 200 درجه سانتیگراد حرارت دارد ،تا به گچ تبدیل شود .
در طول زمان پخت در کوره 4 الی 5 مولکول آب ذخیره درون خود را از دست می دهد و بصورت گچ زنده در می آید و در موقع ترکیب با آب ،مولکول های از دست داده را دوباره جذب می کند و بر اثر همین فعل و انفعالات افزایش حجم پیدا می کند که این، یکی از ویژگی های بسیار عالی گچ را نشان می دهد که برای قالب گیری بسیار مفید است زیرا کلیه فضاهای خالی قالب را پر می کند.
پس از حرارت دادن زمان نرم کردن گچ فرا می رسد که یا بوسیله دستگاههای تمام اتوماتیک انجام می شود و یا بصورت دستی آن را می کوبند.
سنگ گچ را در سه نوع کوره می پزند:
1- کوره تنوری یا سنتی
2- کوره تاوه ای
3- کوره خفته گردنده
گچ هر چه در کوره حرارت ببیند سست تر و کم قدرت ترمی شود،به همین دلیل در ملات قیر چارو از گچ نیم پخته نیم کوب استفاده می کردند.
گچ از جمله مصالحی است که به علت خواص خود می تواند از اولین قدم در ایجاد یک بنا که پیاده کردن حدود زمین می باشد تا استفاده به عنوان آژند(ماده های خمیری شکل که میان مصالح بنایی را پر می کند و نقش پیوند دهنده دارد جهت تیغه زنی وایجاد طاق ضربی )،اندود(ماده های خمیری شکل که با استفاده از دست یا ماله بر روی سفت کاری بنا کشیده می شود جهت آستروسفید کاری)وآمود( رو کاری یا رو سازی بنا از جمله تزیینات گچ بری)بکار رود.بطور کلی تا آخرین مراحل کار ونصب سنگ باز هم گچ مورد نیاز است ، حتی در نقاشی ساختمان هم از گچ استفاده می شود.
خواص گچ
گچ خواص گوناگونی دارد که این خواص باعث نقش آفرینی این ماده تقریبا در تمام مراحل ساختمان سازی می شود.
1-زود گیر بودن :
ملات گچ از جمله ملاتهایی است که بسیار زود گیر بوده و در حدود 10دقیقه سخت می گردد.با توجه به این مزیت می توان از گچ در طاق زنی و ساخت تیغه های نازک که باید قبل از چیدن هر ردیف آجر،(ردیفی که قبلا چیده شده است) سخت شده ودر جای خود ایستا شود؛ استفاده کرد.
2-ازدیاد حجم به هنگام سخت شدن:
گچ تنها ملاتی است که در موقع سخت شدن ازدیاد حجم پیدا می کند و پس از خشک شدن تقلیل حجم پیدا نمی کند؛ این خاصیت گچ باعث پر شدن کلیه خلل در گچ ودر نتیجه باعث جلوگیری از ترک خوردن لایه گچ و جلوگیری از لانه سازی حشرات در آن می شود.
3- مقاومت در برابر آتش سوزی:
گچ سخت شده مانند سنگ گچ دارای دو مولکول آب تبلور می باشد که اگر لایه گچ در مقابل حرارت ناشی از آتش سوزی قرار بگیرد این آب تبلور در برابر حرارت دوباره از گچ جدا شده وبه صورت یک لایه نازک از آب در مقابل آتش قرار گرفته و برای مدت دو تا سه ساعت می تواند در مقابل سرایت آتش به فضاهای دیگر مقاومت نماید.
4- خاصیت اکوستیک بودن:
گچ در مقابل ارتعاشات صوتی رفتار مطلوبی دارد، بصورتی که تقریبا 60الی 75 درصد این ارتعاشات را به خود جذب کرده و مانع از انعکاس آن می شود.
5- خاصیت پلاستیک بودن :
نتیجه این خاصیت،شکل پذیری گچ به شکل ها و نقوش زیبا بوسیله هنر گچبری است.
6- رنگ :
گچ پس از خشک شدن سفید رنگ می شود و جلوه زیبایی به ساختمان می دهد.
7- خاصیت رنگ پذیری :
گچ پس از خشک شدن تقریبا هر نوع رنگی را به خود می گیرد.
8-خاصیت ترکیب شدن با رنگ :
گچ می تواند با انواع رنگ ها اعم از معدنی و یا گیاهی ترکیب شود.
سخت شدن گچ :
پودر گچ دارای 5/0 مولکول آب تبلور است که اگر در مجاورت آب قرار گیرد 5/1 مولکول دیگر آب جذب کرده و با 2 مولکول آب تبلور سخت شده و به سنگ گچ تبدیل می گردد، که البته به سختی سنگ گچ اولیه نیست؛ولی این مقدار سختی برای استفاده هایی که از گچ می شود کافی است.
9- مقاومت گچ :
گچ در مقابل نیرو های فشاری 30 کیلو گرم و در مقابل نیرو های کششی 5 کیلو گرم مقاومت می کند، که برای استفاده در ساختمان کافی است.
10- ارزانی
11- فراوانی : گچ از لحاظ فراوانی در طبیعت در ردیف پنجم قرار دارد و تقریبا در تمام نقاط روی زمین به وفور دیده می شود.
نقاط ضعف گچ :