تاریخچه گچ گچ برای اولین بار در بیش از پنج هزار سال پیش توسط مصریان برای سفید کردن و حالت دادن به نمای دیوارهای داخلی مقبره ها استفاده می شده است.
مصریان با حرارت دادن به سنگ های ژیپس که ازآن پودری حاصل می شد و آن را با آب مخلوط می کردند و برایزیبا شدن داخل مقبره ها این مخلوط را روی آجره ها و سنگ ها به کاررفته می کشیدند.در ایران نیز از زمان اشکانیان بنا هایی با گچ بری های زیبا دیده می شود که نشان دهنده استفاده گچ در صنعت ساختمان سازی ایرانیان می باشد.
که با ورود اسلام به ایران استفاده از هنر گچ بری در مساجد جلوه گر شد.
برای مثال : مسجد جامع ارومیه تا قبل از سال ١٣٤٠ گچ در ایران به صورت سنتی تولید می شد که معایبی از جمله قیمت بالا وکیفیت نا مرغوب و تولید کم،داشته است .
یکی از قدیمی ترین کارخانه های استخراج و تولید گچ در شهرستان ساوه بوده است.گچ ماده ای معدنی است که به وفور یافت می شود و ایران با داشتن٩٠۰ میلیون تن دارای بزرگترین منبع گچ در جهان می باشد البته به گچ به شکل سنگ گچ که معمولا دارای نا خالصی است از معادن استخراج و پس از حرارت دادن آن تا ١٧٠ درجه سانتیگراد که اصطلاحا به آن پختن سنگ گچ می گویند وآسیاب کردن آن به گچ مورد استفاده در ساختمان تبدیل می شود.
گچ از مهمترین مصالح ساختمانی است.
گچ از ابتدای کار که تعیین حدود زمین است تا انتهای کار که سفید کاری، نصب سنگ و حتی نقاشی است کاربرد دارد.
سنگ گچ از گروه مصالح کلسیم دار و سنگی رسوبی است.
در طبیعت به علت میل ترکیبی شدیدی که دارد بطور خالص یافت نمی شود بطوریکه بیشتر بصورت ترکیب با کربن یا اکسیدهای آهن یافت می شود.
البته بیشتر سنگ گچ ها با آهک و خاک رس مخلوط است.
انواع سنگ گچ یا بصورت سولفات کلسیم بدون آب (CaSo4) است که به آن انیدریت (مصارف آن محدود است.
همچنین به ندرت در سطح زمین پیدا می شود) می گویند و یا بصورت سولفات کلسیم آبدار(CaSo4.2H2O) است که به آن گچ خام (Gypsum) گویند و بصورت های مختلفی وجود دارد: الف- سنگ گچ مرمری: مصرف گچ پزی نداشته و جز سنگ های زینتی است.
به علت نرمی، کار کردن با آن و تراشیدن آن بسیار آسان است و نیز برای ساختن وسایل زینتی مانند قاب عکس استفاده می شود.
در ایران این سنگ و صنعت آن بیشتر در خراسان است.
ب- سنگ گچ مطبق: لایه لایه می باشد و یا سنگ گچ خوشه ای که مانند تارهای ابریشم بهم چسبیده اند.
این نوع سنگ گچ نیز مصرف گچ پزی ندارد.
ج- سنگ گچ معمولی: غیر بلوری بوده و فراوان ترین نوع سنگ گچ است.
مصرف گچ پزی دارد و موضوع همین مطلب است.
سنگ گچِ خالص بی رنگ است، اگر با کربن مخلوط باشد به رنگ خاکستری است و اگر با اکسید های آهن مخلوط باشد بسته به نوع اکسید به رنگ های زرد روشن، کبود، سرخ و یا بی رنگ است.
منابع تهیه سنگ گچ تقریبا در تمام نقاط کره زمین وجود دارد و در بین مصالح دیگر از لحاظ فراوانی در رتبه پنجم قرار دارد.
در ایران هم تقریبا در تمام نقاط کشور مخصوصا در کویر مرکزی، اطراف تهران، جاجرود، آذربایجان، مشهد و...
وجود دارد.
مصارف در ساختمان سازی عبارتند از: تعیین حدود زمین و پیاده کردن نقشه، ملات سازی، گچ و خاک، سفید کاری، سنگ کاری (بطور موقت) و سیمان پزی گچ پزی اگر به سنگ حرارت 170 درجه ای داده شود، 5/1 مولکول آب از سنگِ متبلور بخار می شود و گچ ساختمانی (CaSo4.0/5H2O) بدست می آید.
اگر گرمای 300 درجه ای داده شود، 7/1 مولکول آب بخار می شود و به گچ تشنه (CaSo4.0/3H2O) تبدیل می شود.
این گچ میل ترکیبی شدیدی با آب دارد، حتی در هوای آزاد 2/0 مولکول آب از بخار هوا را گرفته و به گچ ساختمانی تبدیل می شود.
در گرمای 700 درجه، کلیه آب تبلورِ سنگ بخار می شود و به سولفات کلسیم (CaSo4) تبدیل می شود که به آن گچ سوخته یا انیدریت گویند.
این گچ با آب ترکیب نمی شود.
البته با افزودن موادی مانند زاج و یا سولفات روی (ZnSo4)، قدرت ترکیب با آب را پیدا می کند.
از گرمای 700 تا 1400 درجه، گچ سوخته به اکسید کلسیم (CaO) و So3 و خود So3 به So2 و اکسیژن تجزیه می شود.
دو گاز اخیر متصاعد می شود و اگر اکسید کلسیم یا همان آهک زنده باقی بماند در زمان گیرایی گچ تأثیر می گذارد، همچنین بر اثر مجاورت با آب شکفته شده و به هیدرات کلسیم ( Ca(OH)3) تبدیل می گردد.
این گچ برای سفید کاری مناسب نیست زیرا دانه های آهکی در مجاورت با آب ازدیاد حجم پیدا کرده و در سطح آن ناصافی هایی ایجاد می کند که در اصطلاح کارگاهی به آن الوئک گویند.
کوره های گچ پزی -1 کوره های چاهی قدیمی ترین نوع کوره گچ پزی در ایران است و هنوز در ایران متداول است یک حفره در زمین و مانند یک تنوره است که سنگ گچ را در آن چیده و حرارت می دهند تا پخته شود.
این کوره ها غیر فنی است چون حرارت آن قابل کنترل نیست و در نتیجه ی حرارت های مختلف، گچ های مختلف به دست می آید بنابراین محصول آن نامرغوب است.
کار این کوره ها ناپیوسته است.
یعنی پس از آنکه مقداری سنگ گچ در آن بگذارند، تا محصول به دست نیاید نمی توانند سنگ گچ های دیگری در آن قرار دهند.
سوخت آن نیز چوب، زغال سنگ و...
است.
-2 کوره های تاوه ای تشکیل شده از یک سینی بزرگ و یک دستگاه هم زن در محور و روی تاوه است.
سنگ گچ های آسیاب شده را در آن ریخته و به آن حرارت می دهند تا آبِ تبلورِ آن بخار شود و گچ ساختمانی بدست آید.
به هنگام حرارت دادن، آن را هم می زنند تا حرارت به صورت یکنواخت به آنها برسد.
سپس با دمیدن هوای سرد آن را خنک می کنند.
این هوا خود حرارت 100 الی 120 درجه سانتیگراد پیدا می کند و برای صرفه جویی، این هوا را به عنوان حرارت اولیه به مصالح اولیه ای که هنوز وارد کوره نشده اند می دهند.
محصول را با آسیاب به نرمی لازم می رسانند و به بازار می فرستند.
حرارت آن قابل کنترل است بنابراین محصول نیز یکنواخت است.
کار کوره ناپیوسته و سوخت آن گازوییل یا زغال سنگ است.
-3 کوره گردنده خفته رایج ترین نوع کوره هاست.
بصورت یک استوانه ای خفته است که با افق شیبی در حدود 4 درجه می سازد.
این استوانه حول محور خود می گردد و کلوخه های سنگ گچ را در آن می ریزند هرچه کلوخه ها جلوتر روند پخته تر می شوند.
محصول از کوره خارج می شود.
سپس هوای سرد به آن می دمند و آن را آسیاب می کنند.
هوای سرد، گرمای محصول را می گیرد.
این هوای گرم را مانند کوره تاوه ای مصرف می کنند.
حرارت این کوره ها قابل کنترل، محصول مرغوب و کار کوره پیوسته است، یعنی از یک طرفِ کوره محصول را خارج می کنند و به همان نسبت هم از طرف دیگر کوره مصالح اولیه را وارد می کنند.
یک روش دیگر وجود دارد که به این شکل است: گچ پزی حرارت کمی لازم دارد، بنابراین مقداری سنگ گچ را روی کوره آجر پزی قرار می دهند.
پس از مدتی کوتاه گچ پخته می شود آنگاه آن را با وسایل اولیه ای چون تخماق یا آسیاب محلی کوبیده، سرند(غربال) نموده و مصرف می کنند.
کارگاه های ساختمانی که از کوره های گچ پزی و آجر پزی دور هستند و دسترسی به کوره های گچ پزی ندارند از این روش استفاده می کنند.
اندازه دانه ها و وزن مخصوص هر قدر دانه های گچ ریزتر باشد مرغوب تر بوده و برای کارهای ظریف بهتر استفاده می شود.
قطر بزرگترین دانه نباید بزرگتر ازmm 6/0 باشد.
قطر 5/99% باید ریزتر از mm2/0 و قطر 90% آن ریزتر از mm15/0 باشد.
بطور کلی وزن مخصوص گچ از 85/0 تا 4/1 تن بر متر مکعب است.
انبار کردن گچ رطوبت را از هوا هم می گیرد بنابراین اگر بصورت فله ای انبار می شود باید بسرعت مصرف گردد وگرنه فاسد می شود، یعنی در موقع مخلوط کردن آن با آب ازدیاد حجم پیدا نمی کند.
اما اگر گچ پاکتی را به شیوه صحیح انبار کنند بطوری که دور از رطوبت باشد، حتی بعد از یک سال هم قابل مصرف است.
نباید بیش از 10 پاکت گچ را روی هم انبار کرد، زیرا فشار وارد بر پاکت زیرین باعث کلوخه شدن آن می شود.
همچنین هوا باید براحتی در اطراف آن جریان داشته باشد.
گچ رطوبت را از هوا هم می گیرد بنابراین اگر بصورت فله ای انبار می شود باید بسرعت مصرف گردد وگرنه فاسد می شود، یعنی در موقع مخلوط کردن آن با آب ازدیاد حجم پیدا نمی کند.
خواص 1-زود گیر بودن ملات گچ بسیار زودگیر است، در واقع در حدود 10 دقیقه خود را می گیرد.
این خاصیت به کارگران کمک می کند که هر چه سریعتر تیغه های 5 سانتیمتری و طاق های ضربی را با این ملات بسازند.
2- ارزانی گچ بسیار ارزانتر از بسیاری از مصالح ساختمانی است و به همین دلیل در بیشتر کارگاه ها از آن استفاده می شود.
در واقع فراوانی و سادگی تهیه و مصرف گچ، آن را ارزان کرده است.
3 - زدیاد حجم تنها دو نوع ملات این خاصیت را دارد: 1- یک نوع سیمان که در ایران مصرف ندارد.
2- گچ که در حین سخت شدن 01/0 به حجم خود می افزاید.
این خاصیت کمک می کند که کارگران سطوح وسیعی را اندود کاری کنند بدون اینکه در آن فرورفتگی، برآمدگی و یا ترکی به وجود آید و چون حشرات نمی توانند در آن لانه سازی کنند، دیوار بهداشتی خواهد بود.
4- مقاومت در برابر آتش سوزی هنگامی که گچ سخت می شود آب تبلور از دست رفته را به دست می آورد یعنی دارای دو مولکول آب می شود.
به هنگام آتش سوزی آب از لایه گچ جدا شده و یک لایه آبی از گچ محافظت می کند.
مقـاومت آب 3-2 سـاعـت طول می کشد و فرصت خوبی را برای عکـس العمل افراد بوجود می آورد.
-5اکوستیک بودن گچ توانایی جذب و عدم پژواک 75-60 درصد امواج صوتی را دارد.
در نتیجه برای محیطی همچون کلاس، اتاق و سالن کوچک کنفراس مناسب است.
البته برای سالن های بزرگ باید از وسایل اکوستیکی بهتری بهره جست.
6- پلاستیکی بودن ملات گچ خاصیت شکل پذیری فوق العاده ای دارد بطوری که برای ساخت شکل ها و نقوش مختلف در فضای ساختمانی و نیز اندود کاریِ سطحی وسیع، بسیار مناسب است.
-7 رنگ پذیری ملات گچ پس از خشک شدن سفید است.
سفیدی آن جلوه ای خوب دارد و چشم را خسته نمی کند.
اندود گچ پس از خشک شدن، قابلبتِ قبولِ تقریبا همه نوع رنگی را دارد.
برای همین برای اندود کاری فضای داخل ساختمان بسیار مناسب است ساخت ملات برای ساخت انواع ملات، باید ابتدا نوع اجزا تعیین و مخلوط شود، سپس آن را با آب مخلوط کرد.
برای ساخت ملات گچ باید مشخص شود که تنها ملات گچ لازم است یا ملات گچ و خاک.
در هر حال باید از یک وسیله به نام استامبولی استفاده کرد.
استامبولی ظرف مخصوص گچ سازی و حمل ملات است.
ابتدا مقدار کمی آب در ظرف می ریزیم، سپس دانه های گچ و احیانا خاک را که با نسبت معین مخلوط شده اند در آن می ریزیم.
با این کار تمام دانه ها تر می شود.
برای ساخت ملات از یک کیلو گرم پودر گچ، از لحاظ تئوری به 2/0 لیتر (20% وزن گچ) آب نیاز است.
اما عملا برای اینکه ملات، شکل پذیرتر باشد و کارگران فرصت بیشتری برای کار بر روی آن را داشته باشند، آب بیشتری به گچ اضافه می کنند.
آب اضافی پس از خشک شدن (دقت کنید که خشک شدن با سخت شدن فرق دارد) تبخیر می شود، بر اثر ازدیاد حجم مقداری از فضای خالی ناشی از تبخیر آب پر می شود.
البته پس از سخت شدن، ازدیاد حجم رخ نمی دهد.
بنابراین آن قسمت از آب اضافی که فرصت تبخیر نداشته اند در گچ ترک های مویین ایجاد می کنند.
سخت شدن پودر گچ ساختمانی که 5/0 مولکول آب تبلور را دارد برای سخت شدن (گرفتن) نیاز به جذب 5/1 مولکول آب تبلور دیگر دارد تا به سنگ گچ تبدیل شود.
البته سختی این سنگ همانند سنگ گچ اولیه نیست اما می تواند در برابر نیروها مقاومت کند.
در واقع این یک چرخه است.
یعنی سنگ گچ را آسیاب کرده، آن را می پزند و 5/1 مولکول آب را از آن می گیرند تا به گچ ساختمانی تبدیل شود، سپس