تاریخچه گچ:
همانطور که می دانیم گچ از تکلیس ژیپس (CaSO4.2H2o )حاصل میشود.سپس اندکی از آب آن گرفته می شود تا گچ آبدار (CaSO4.1/2H2o )بدست می آید.قدیمی ترین رد پای گچ مربوط به 9000 سال قبل می باشد که در سوریه و آنتالیا کشف شده است.ما همچنان می دانیم که 5000 سال قبل مصریها ژیپس را آتشهایی که در هوای باز روشن شده بود می سوزاندند سپس آنرا تا اندازه پودر خرد می کردند و سرانجام این پودر را با آب مخلوط می کردند تا مواد بنایی به عنوان بلوک برای مقبره هایشان بسازند برای مثال هرم خئوپس.
یونانیان نیز از ژیپس استفاده می کردند به خصوص به عنوان پنجره برای معبدهایشان هنگامیکه شفاف می شوند(Selenit (Gypsum.
در دهه 1700 پاریس پایتخت گچ بود زمانیکه تمام دیوارهای چوبی خانه ها توسط گچ پوشانده شده بود به عنوان یک محافظ در برابر آتش.پادشاه فرانسه پس از آتش سوزی لندن در سال 1666 مردم را وادار به اجرای قانون کرده بود.
گچ
ماده خام گچ یا سنگ گچ به نام سولفات کلسیم دی هیدرات (CaSO4.2H2O)نامیده می شود که اصطلاح انگلیسی آن Gypsum است.ماده خام سولفات کلسیم که هم به طور مصنوعی تهیه می شود و هم در طبیعت به صورت سنگ گچ وجود دارد به انیدریت خام معروف است.نوع طبیعی و مصنوعی سولفات کلسیم تفاوتی نداشته و فقط انیدریت به دست آمده از فرآیند گچ پزی از مواد خام گچ متفاوت می باشد.در اثر پخش(هیدراته کردن) جزئی و کامل و سولفات کلسیم دی هیدراته موادی حاصل می شود که به نام گچ ((Plaster موسومند.
گچ به عنوان ماده ی چسبنده نیز مورد استفاده قرار می گیرد.آنچه که در اینجا مورد بررسی قرار می گیرد یکی از این گروه ها به نام مواد چسبنده است.مقصود از مواد چسبنده در اینجا مواد چسبنده کلاسیک نیست بلکه موادی مورد نظر است که با مواد پر کننده یا تقلیل دهنده و همجنس با آب به نسبت های مختلف مخلوط شده است و توده ای (ملات) بدست می آید که شکل پذیری خوبی دارد و بعدا سخت می گردد.دست کم 5 فاز کریستالی میتوان در سیستم Caso4.H2o یافت که عبارتند از:
1.ژیپس((CaSO4.2H2o
2.CaSO4.1/2H2O [FONT="]α[/FONT]
3.β –CaSO4.1/2H2O
4.سنگ گچ انحلال پذیر
5.سنگ گچ انحلال ناپذیر
در صنعت سرامیک گچ به طور کلی برای 4 منظور مختلف کاربرد دارد:
1.جهت ساخت قالبهایی که در شکل دادن قطعات به روش ریخته گری مورد استفاده قرار می گیرند،قالبهای ریخته گری به طور نسبی باید دارای تخلخل بیشتری باشند.
2.جهت ساخت قالبهایی که در دیگر روشهای شکل دادن(به عنوان مثال در شکل دادن با استفاده از دستگاههای جیگرینگ ویا دستگاههای گردان ) مورد استفاده قرار می گیرند.این قالبها در مقایسه با قالبهای ریخته گری دارای تخلخل کمتری می باشند.
3.جهت ساخت مدلها برای این منظور در عین حال که تراکم و استحکام زیاد گچ مورد نیاز می باشند،سهولت در عمل تراشیدن گچ نیز مورد توجه است.
4.جهت ساخت قالبهای اصلی و مادر این قالبها باید دارای تراکم و استحکام مناسبی بوده و بنابراین مقدار تخلخل باید در کمترین حد ممکن باشد.
گچی که در صنایع سرامیک مورد استفاده قرار می گیرد سولفات کلسیم با نیم مولکول آب تبلور)(CaSO4.1/2H20 بوده که از حرارت دادن کانی ژیپس با فرمول CaSO4.2H2o،سختی 2،وزن مخصوص 2.3طبق واکنش زیر بوجود می آید.
3/2H2O+ CaSO4.1/2H2o<CaSO4.2H2o
در هنگام تکلیس ژیپس، از دست دادن آب تبلور ممکن است از معادله بالا فراتر رفته و کلیه مولکولهای آب موجود در بلورها طبق معادله زیر گرفته شده و سنگ گچ (CaSO4) و نهایتا گچ سوخته آماده یا مرده(dead burned gypsum)بدست آید. واکنش زیر تا درجه حرارت 800 درجه سانتی گراد الی 1000 درجه سانتی گراد تکمیل میگردد.
1/2H2O+ γCaSO4<CaSO2.1/2H2o
در هنگام تکلیس ژیپس، از دست دادن آب تبلور ممکن است از معادله بالا فراتر رفته و کلیه مولکولهای آب موجود در بلورها طبق معادله زیر گرفته شده و سنگ گچ (CaSO4) و نهایتا گچ سوخته آماده یا مرده(dead burned gypsum)بدست آید. واکنش زیر تا درجه حرارت 800 درجه سانتی گراد الی 1000 درجه سانتی گراد تکمیل میگردد.
1/2H2O+ γCaSO4<CaSO2.1/2H2o
نکات کاربردی در استفاده از گچ
·بعد از ریختن گچ به داخل آب، حدود دو دقیقه صبر کنید (بسته به نوع گچ متفاوت است). اگر هم زدن را زود شروع کنید، گچ تبدیل به یک توده ی کلوخی می شود که نرم کردن آن مشکل است.·زمان گیرش ملات گچ، به نوع سنگ گچ و دمای پخت آن نیز بستگی دارد.
·اگر از آب گرم استفاده کنید، خمیر گچ سریع تر می گیرد.
·هر چه میزان آب ملات گچی بیشتر باشد، گچ دیرگیرتر شده و مقاومت ملات سخت شده ی آن نیز کاهش می یابد و برعکس.
·به طور کلی، مواد خارجی موجود در گچ یا آب، عمل گرفتن را به تاخیر می اندازند. البته افزایش نمک به مقدار خیلی کم (کمتر از دو درصد وزنی گچ)، باعث زودگیر شدن ملات می شود. چنانچه نمک بیش از دو درصد به گچ اضافه شود، گیرش آن به تاخیر می افتد.
·اگر مقداری زاج در آب بریزیم، گچ زودگیر تر می شود.
·در هنگام خشک شدن گچ، می توان برای تسریع کار، آن را جلوی بخاری گذاشت، اما اگر خیلی زیاد داغ شود که نتوان به آن دست زد، گچ نرم شده و می ریزد.
·پس از این که گچ سفت و سخت شد، برای جذب آب، قدرت عجیبی از خود نشان می دهد. اگر در این حالت قطره ای از دوغاب گل رس بر روی گچ ریخته شود، به سرعت (حداکثر در مدت چند دقیقه)، به گل رس خمیر شده ای بدل می گردد. به دلیل همین خاصیت گچ است که از آن، به عنوان قالب ظروف سرامیکی استفاده می کنند.
·اگر گچ را روی چوب، فلز یا خود گچ بریزید، فورا می چسبد. مگر این که ماده ای جداکننده در آن به کار رود. آهار صابون (صابون مایع شده)، برای این منظور بسیار مناسب است. دقت داشته باشید که در استفاده از این آهار، باید پیش از خشک شدن کامل گچ، آن را از مدل جدا سازید، چون این آهار بعد از خشک شدن کامل گچ، دیگر درست عمل نمی کند. از انواع فیلم ها، وازلین و سایر روغن ها هم می توان به عنوان جداکننده استفاده کرد. میزان جدا کننده از اهمیت بالایی برخوردار است. اگر ماده ی جدا کننده کم باشد، مدل اولیه به قالب می چسبد و اگر جداکننده زیاد باشد، سطح داخلی قالب ناصاف خواهد شد.
·آهار را باید درست قبل از ریختن گچ، به مدل زد. اگر مدلی را آهار زده و بگذاریم نیم ساعت یا بیشتر بماند، آهار اثر خود را از دست می دهد.
·گچ به شیشه نمی چسبد.
·ملات گچ اگر در جوار فلزات قرار گیرد، بعد از مدتی با فلزات ترکیب می شود و ایجاد سولفات می کند.
·گچ تنها ملاتی است که پس از سخت شدن، در حدود یک درصد افزایش حجم پیدا می کند.
·برای پرداخت نهایی و صیقلی کردن سطوح گچی، می توانیم از گچ کشته استفاده کنیم. گچ حل شده و در حال گیرش را به طور مداوم هم زده و به آن کم کم آب اضافه کنید و هر بار آن را هم بزنید تا جایی که آب دیگر به خورد گچ نرود. ملات به دست آمده گچ کشته است که به راحتی با ماله می توان آن را روی سطوح گچ کشید و سطحی صاف و یکدست داشت.
·گچ کشته اصلا مقاومت مکانیکی ندارد و با فشار اندک انگشت می ریزد، بنابراین تنها هنگامی از آن استفاده کنید که کارتان کامل شده است و تنها می خواهید سطح صاف تری داشته باشید. خلل و فرج های بزرگ را نباید با آن پر کنید، چون خیلی زود می ریزد.
·برای رنگ کردن مجسمه، بهتر است موقع ریختن گچ در آب، پنج درصد آهک زنده به گچ اضافه نمود و بعد از بستن گچ، مجسمه را در محلول یکی از سولفات ها فرو برد.
منابع و مراجع:
1.http://cat.inist.fr2.http://lafargeprestia.com
3.http://wikipedia.com
4.http://www.newdesign.ir
5.تکنولوژی سرامیکهای ظریف-افسون رحیمی، مهران متین-شرکت صنایع خاک چینی ایران-جلد اول-1368