گچ
سنگ گچ طبیعی، سولفات آبدار کلسیم CaSO4.2H2O، در زمره‌ی سنگ‌های رسوبی قرار دارد و سختی آن برابر با 2 می‌باشد. گچ یکی از مواد چسباننده‌ی ساختمانی به شمار می‌آید که در تعریف نوعی چسباننده‌ی هوایی است. برای به‌دست آوردن گچ ساختمانی، سنگ گچ را در دمای حدود 180 درجه‌ی سانتی‌گراد می‌پزند. فرمول شیمیایی سنگ‌گچ همانطور که در ابتدای پاراگراف به صورت نمادین بیان شد، سولفات کلسیم با دو مولکول آب است که پس از پخته شدن حدود 75 درصد آن تبخیر می‌گردد و گچ ساختمانی به‌دست می‌آید که فرمول آن به صورت CaSO4.0.5H2O است. رنگ گچ خالص، سفید می‌باشد اما ناخالصی‌ها موجب تغییر رنگ آن‌ها می‌شوند. به عنوان مثال وجود هیدروکسید آهن آن را «زرد روشن»، زغال آن را «خاکستری»، Fe2O3 آن را «قرمز» و FeO آن را «کبود چرک» می‌کند.
در صورتی که سنگ گچ را تا حدود 200 درجه‌ی سانتی‌گراد کرم کنند، آب بیشتری را از دست می‌دهد و به فرمول آن به صورت CaSO4.0.3H2O در می‌آید که به آن گچ‌اندود می‌گویند. در حرارت 300 درجه‌ی سانتی‌گراد تمام آب سنگ‌گچ، تبخیر شده و سولفات کلسیم بدون آب (CaSO4) حاصل می‌گردد که آن را انیدرید می‌نامند.
گچ ساختمانی، گچ اندود و انیدرید با آب ترکیب می‌گردد و دوباره به سنگ گچ با 2 مولکول آب شیمیایی تبدیل می‌شود؛ اما گچ حاصل به هیچ عنوان مقاومت سنگ‌گچ اولیه را دار نیست.
گچ در حرارت بیش از 300 درجه‌ی سانتی‌گراد (تقریباً تا 320 درجه) می‌سوزد و میل ترکیبی آن با آب از بین می‌رود. در این حالت برای اینکه گچ با آب ترکیب شود از کاتالیست‌هایی نظیر سیمان، گرد آهک، زاج سفید AIK (SO4)2 و سولفات‌های سدیم، پتاسیم و روی استفاده می‌کنند.
کوره‌های گچ‌پزی سنتی عموماً محصولات نامرغوبی دارند که برخی از آن‌ها نیم‌پخته و برخی نیز سوخته هستند. در حالی که گچ پخته شده در کوره‌های دوار، بسیار مرغوب‌تر و خالص‌تر است.
وقتی سنگ بلوری، لایه‌لایه و سوگذارن باشد یعنی نور می‌تواند از آن عبور کند لذا برای امور تزییناتی از آن‌ها استفاده می‌شود و در گچ‌پزی به کار نمی‌روند. دلیل این موضوع، جلاپذیری بالای آن‌ها می‌باشد. با استفاده از سنگ‌گچ مرمری می‌توان اشیای زینتی زیبایی درست کرد. با خمیر کردن گرد گچ در محلول زاج سفید و پخت دوباره‌ی آن، گچ مرمری حاصل می‌گردد. این گچ از پایداری بسیار مناسبی در برابر آب برخوردار است که برای اندود کردن نقاط مرطوب و مکان‌هایی که نیاز به شست‌وشسو دارند، به کار می‌رود. این گچ را گچ «کین» یا «گچین» نیز می‌نامند (در کشورمان گچ مرمری با عنوان تجاری عاج تولید می‌شود). سایر گونه‌های گچ‌های مورد استفاده در ساختمان بدین شرح می‌باشند:
گچ مخصوص سطوح بتنی و گچ درزگیری که در ایران با نام «کیپتون» مشهور هستند. در حرارت 780 تا 1000 درجه‌ی سانتی‌گراد گچ استریش تولید می‌گردد. استفاده از این گچ عمدتاً در کشور آلمان مرسوم می‌باشد. گچ استریش میل ترکیبی زیادی با آب ندارد و برای ترکیب شدن به آب، نیازمند افزودن املاح شیمیای است. ملات این گچ بسیار کندگیر بوده و به همین جهت از مقاومت مناسبی برخوردار می‌باشد. در درجه حرارت بیش از 1000 درجه‌ی سانتی‌گراد، سنگ‌گچ به SO3CaO تجزیه می‌گردد که CaO پس از ترکیب با آب به Ca(OH)2 تبدیل می‌شود. این ترکیب در سطح اندودهای گچی به حالت آلوئک ریزدانه ظاهر می‌گردد و سطح اندودها را غیرهموارد می‌نماید.
خواص و ویژگی‌های گچ:
گرفتن ملات گچ با پاشش گردِ گچ در آب و هم‌زدن آن شروع می‌شود و پس از گرفتن آب تبلور و تشکیل بلورهای سوزنی‌شکل، دوباره به سنگ‌گچ تبدیل می‌گردد. میزان آب در ملات به جنس و ریزی دانه‌های گچ وابسته است. در یک لیتر آب خالص عمدتاً بین 67 تا 88 گرم گچ حل می‌شود.
ملات گچ، ملاتی زودگیر است و عمل سوزنی شدن بلورهای آن با سرعت زیادی به پایان می‌رسد، اما نبایستی قبل از 4 دقیقه، گرفتن آن آغاز گردد و بیش از 10 دقیقه خاتمه پیدا کند. زمانی گرفتن ملات گچ به اتمام می‌رسد که به طور کامل بلوری گردد. به عبارتی دیگر دارای ترکیب CaSO4.2H2O باشد. کندگیر کردن گچ به منظور استفاده‌ی راحت‌تر از آن صورت می‌پذیرد. بدین منظور موادی مانند سریشم (1 تا درصد وزن گچ) یا گرد آهک شکفته (حدود 10 درصد وزن گچ) به آن اضافه می‌کنند. مواد مذکور از تماس نزدیک مولکول‌های گچ به هم ممانعت به عمل می‌آوردند و تشکیل بلورها را به تأخیر می‌اندازند. در کشور ما برای کندگیر کردن گچ به آن خاک رس می‌افزایند. خاک رس منجر به افزایش خاصیت پلاستیسیته‌ی گچ و درنتیجه کندگیر شدن آن می‌گردد. خاک رس ابتدا بخشی از آب ملات را می‌مکد سپس به تدریج آن را پس می‌دهد.
اگر تندگیر کردن گچ هدف باشد، ملات آن را با آب گرم درست می‌کنند و یا موادی نظیر نمک‌های متبلور مثل نمک طعام و کلرور منیزیم به آن می‌افزایند. اضافه نمودن نمک طعام تا 2 درصد وزن گچ، ملات را تندگیر و مقداری بیشتر از آن، ملات گچ را تندگیر خواهد کرد. اندود گچی، هم عایق حرارتی و هم عایق صوتی است. همچنین در سرمای 10- درجه‌ی سانتی‌گراد هم قابل استفاده می‌باشد و یخ نمی‌زند.
ملات گچ باید در دمای 35 تا 45 درجه‌ی سانتی‌گراد خشک شود در غیر این صورت، اگر در دمای بالاتر از 65 درجه‌ی سانتی‌گراد خشک گردد، مقداری از آب تبلور خود را از دست داده و در نتیجه مقاومت آن کاهش می‌یابد. حجم ملات گچ در زمان گرفتن، افزایش پیدا می‌کند و تمام ریزه‌سوراخ‌های اندود گچی را می‌پوشاند. لذا از ملات گچی می‌توان در قالب‌گیری و هنر مجسمه‌سازی بهره گرفت. همچنین به دلیل نداشتن سوراخ‌های ریز، از لحاظ بهداشتی اندودی مناسب می‌باشد زیرا قارچ‌ها و انواع حشرات قادر نیستند تا در این منافذ لانه کرده و رشد نمایند. ملات گچ کشته در زمان گرفتن دارای افزایش حجم نیست. کاربرد این ملات در رویه‌ی اندودهای گچی می‌باشد. گچ تحریر که برای نوشتن روی تخته استفاده می‌شود نیز ملات خشک شده‌ی همان گچ کشته است و درجه‌ی سختی آن هم از 1 کمتر می‌باشد.
چگونگی تهیه‌ی گچ کشته:
برای تهیه‌ی این گچ، پودر گچ را از الک‌های بسیار ریز عبور می‌دهند و درون آب می‌ریزند و هم می‌زنند تا به خوبی مخلوط شوند. چندین بار عمل افزایش آب و ورز دادن را تکرار می‌کنند تا از تشکیل بلورهای سوزنی شکل ممانعت به عمل آورند. بعد از اینکه سفت نشدن ملات مطمئن شدند، آن را به حال خود رها می‌کنند. دلیل این کار، دیرگیر بودن زیاد ملات است؛ لذا برحسب ضرورت و در زمان‌های لازم از آن استفاده می‌شود. ضخامت لایه‌ی گچ کشته نبایستی بیشتر از 2 میلی‌متر باشد، زیرا در لایه‌های ضخیم‌تر به هنگام خشک شدن ترک به وجود می‌آید. همچنین ملات گچ با فلزها ترکیب شده و سولفات را تشکیل می‌دهد مانند سولفات آهن، سولفات روی و … .
در صورتی که ملات سخت شده‌ی گچ نیز رطوبت داشته باشد، همین ویژگی را دارا خواهد بود، لذا به منظور جلوگیری از این موضوع باید در قسمت‌هایی از ساختمان که آهن و یا سایر فلزات با گچ تماس دارند، از قبل رنگ‌آمیزی نموده و یا نوارپیچی کنند. ترکیب شیمیایی گچ با فلزات دلیل اصلی سوراخ شدن لوله‌های آب در اکثر مواقع است.
موارد مصرف گچ:
ملات گچ و خاک را در اندود دیوار و سقف و همچنین طاق ضربی مورد استفاده قرار می‌دهند و از ملات گچ خالص نیز در لایه‌ی رویه‌ی سفیدکاری و گچ‌بری بهره گرفته می‌شود.
از گچ ریزدانه در مدل‌سازی و شکسته‌بندی استفاده می‌کنند. با پودر گچ و پوست برنج یا پوشال واکه می‌توان دیوارهای گچی به ضخامت تقریباً 8 سانتی‌متر در ابعاد 1×1 درست کرد. همچنین امکان ساخت دیوارهای کلفت‌تر و توخالی نیز با این مواد وجود دارد. چنانچه در زمان ساختن ملات گچ، به آن آب اکسیژنه یا گرد سولفات آلومینیوم بیفزایند، در داخل ملات گاز ایجاد می‌شود و در زمان سفت شدن ملات، حباب‌های گازد در درون قطعه حفره‌هایی را به وجود می‌آورد که پوکی و سبکی قطعات گچی را به دنبال دارد.
کوره‌های گچ‌پزی:
برای پختن گچ نیاز به صرف حرارت زیادی نیست لذا کوره‌های گچ‌پزی دارای تجهیزات بسیار ساده‌ای هستند.
- کوره‌های چاهی: این کوره‌ی قدیمی همچنان هم در ایران استفاده می‌شود. سازوکار کوره‌ی چاهی گچ‌پزی مشابه کوره‌های چاهی آجرپزی است. از آنجایی که امکان تنظیم حرارت این کوره‌ها وجود ندارد، صرفاً قسمت کمی از سنگ‌گچ به گچ ساختمانی تبدیل می‌شود و قسمت اعظم آن یا به حالت سنگ‌گچ باقی می‌ماند و یا می‌سوزد.
- کوره‌های تاوه‌ای: در کوره‌های تاوه‌ای، سنگ‌گچ را برشته می‌کنند؛ بدین صورت که آن را در دیگ‌های فولادی می‌ریزند و به کف و دیواره‌های دیگ با استفاده از هوای داغ، حرارت زیادی می‌دمند و گَرد سنگ‌گچ درون دیگ را زیر و رو می‌نمایند تا همه‌ی دانه‌ها به طور کاملاً یک‌دست حرارت ببینند. در ادامه بخار آب جدا شده از سنگ‌گچ را از دیگ خارج می‌کنند تا گچ مدنظر به‌دست آید.
کوره‌های گردنده:
بعد از اینکه سنگ‌گچ را آسیاب کردند، آن را به گردنده می‌برند. داخل کوره‌ی گردنده لوله‌‌ای فولادی قرار دارد که از درون آن برخلاف جهت حرکت پودر سنگ‌گچ، گاز داغ یا هوای داغ گذر می‌کند. همچنین به جداره‌ی کوره‌ی گردنده نیز هوای داغ دمیده می‌گردد و دانه‌های ریز سنگ‌گچ با دریافت حرارت موردنیاز به گچ مدنظر تبدیل می‌شوند.
در زمان آسیاب کردن سنگ‌گچ در آسیاب‌های ساچمه‌ای، در صورتی که به آن هوای داغ دمیده شود، فرآیند پختن و آسیاب کردن به طور همزمان صورت می‌پذیرند و این موضوع از لحاظ اقتصادی بسیار مفید است.
ویژگی‌ها و حدود قابل قبول: گچ مورد استفاده در هر پروژه بایستی با توجه به محل و کاربرد مدنظر، وضعیت اقلیمی و جوّی، موقعیت رویارویی و دیگر عوامث مؤثر انتخاب شود. در استاندارد ایرانی (استاندارد تجدیدنظر شده‌ی دوم) گچ ساختمانی به دو گونه‌ی «زیرکاری» و «پرداخت» تقسیم‌بندی می‌شود.
نکته: در مکان‌هایی که رطوبت نسبی هوا در اغلب اوقات بیشتر از 60 درصد باشد، مصرف گچ توصیه نمی‌شود.
در جدول بعدی می‌تواند گچ‌های مناسب برای مصارف مختلف را مشاهده کنید.
جدول گچ‌های مناسب جهت مصارف مختلف
حمل‌ونقل و نگهداری
گچ پخته را بایستی در برابر آب و رطوبت هوا محافظت کرد. بدین منظور آن‌ها را در ظروف مخصوص یا کیسه‌های آب‌بندی شده نگهداری می‌کنند. شکل بعد انبار کردن کیسه‌های گچ در فضای بستا را نمایش می‌دهد.
نکته: مشخصات انواع گچ باید بر روی کیسه‌ها درج شده باشد.
به منظور نگهداری پاکت‌های گچ و حفظ آن‌ها در برابر عوامل جوّی، بایستی مطابق شکل زیر عمل کرد.
