سنگ گچ

سنگ گچ چیست و چه نوع سنگی است؟

Natural Gypsum

در واقع سنگ گچ جز سنگ های رسوبی تخریبی است و بصورت محلول در آب دریا وجود دارد. هنگامی که در نقاطی از دریا، آب تبخیر شود این ماده دیگر نمیتواند بصورت محلول باشد و قسمتی از آن نامحلول شده و رسوب میکند.

سپس بر اثر فعالیتهای شیمیایی، با گذشت سالها این ذخایر نمکی با گیاهان پوسیده و سایر مواد معدنی ترکیب شده و در نهایت حاصل کار تشکیل سنگ های لایه لایه بود که بطور متناوب یک لایه آن سنگ گچ و لایه دیگر آن سنگ آهک بود، این لایه سنگی که یک نوع ورقه شفاف است بصورت معادن گچی در می آید که از نظر زمین شناسی ارزش فراوان دارد. ذخایر سنگ گچ بصورت لایه های تخت با ضخامتی در حدود شش تا هشت فوت روی هم قرار گرفته اند.

سنگ گچ پس از انفجار در معادن، این ماده در معدن به قطعات کوچکتری تبدیل میشود و سپس به دپو کارخانه حمل میگردد.

این کانی، سولفات کلسیم آبدار طبیعی است و در چندین فرم بلوری یافت می شود که در تشکیلات خاکی پوشته جامد کره زمین بصورت قشرهای نسبتا ضخیم، فراوان است، که آن را استخراج نموده و مورد استفاده قرار می دهند.

پس از استخراج ماده معدنی از معادن روباز و یا زیرزمینی با تجهیزات و ماشین آلات مخصوص با خط تولید کارخانه انتقال می دهند و در آنجا درون کوره تا دمای ۱۸۰ درجه سانتی گراد حرارت می دهند، تا مقداری از مولکول های آب تبلورش را از دست بدهد و به صورت گچ قابل استفاده به عنوان مصالح ساختمانی و قالب گیری درآید.

کاربرد های انواع گچ خام و خالص

کاربرد سنگ گچ متفاوت است و با توجه به میزان خلوص آن میتواند در صنایع زیر مورد استفاده قرار گیرد.

• کاربرد سنگ گچ در پزشکی

سنگ گچ مورد استفاده در صنعت پزشکی باید دارای حداقل خلوص ۹۶% باشد.

• کاربرد سنگ گچ در قالب سازی

سنگ گچ مورد استفاده در صنعت قالب سازی باید دارای حداقل خلوص ۹۶% باشد.

• کاربرد سنگ گچ در تهیه سولفات کلسیم

سنگ گچ مورد استفاده در صنعت تهیه سولفات آلومینیوم باید دارای حداقل خلوص ۸۵-۹۰% باشد.

• کاربرد سنگ گچ در تهیه و تولید سیمان

معمولا” سنگ خام گچ بصورت دانه بندی شده را به عنوان ماده ای برای ایجاد چسبدگی در صنایع سیمان استفاده میکنند. سنگ گچ مورد استفاده در صنعت تولید سیمان باید دارای حداقل خلوص ۷۰-۷۵% باشد. در لینک زیر میتوانید این مطلب را بطور کامل مطالعه کنید.

• کاربرد سنگ گچ در تهیه و تولید انواع گچ ساختمانی

ماده اولیه تولید گچ ساختمانی سنگ گچ است. بطور معمول سنگ گچ مورد استفاده در صنعت تولید گچ، باید دارای حداقل خلوص ۷۰% باشد.

انواع سنگ گچ خالص معدن

گچ خام انواع مختلفی دارد. سنگ گچ مرمری، جزو سنگ‌های زینتی می‌باشد و در گچ‌پزی کاربرد ندارد. رگه های گچ بندرت دارای ضخامتی بیش از ۲۰ فوت می باشند. گچ یک کانی غیرفلزی است که به شکل سنگ در طبیعت موجود می‌باشد. این کانی از نظر وزنی متشکل از ۷۹٫۱ درصد سولفات کلسیم و ۲۰٫۹ درصد آب می باشد . شیمی دان ها آن را سولفات کلسیم هیدراته می نامند زیرا که یک مولکول از سولفات کلسیم با دو مولکول آب ترکیب شده است . فرمول شیمیایی آن CaSO_۴  ۲H_۲O می‌باشد.

از نظر حجمی نزدیک به ۵۰ درصد ساختار معدنی آن را آب تشکیل می دهد. با این وجود این آب کاملا خشک وبه آب تبلور مشهور می باشد . این آب را می توان با یخ مقایسه کرد چرا که یخ نیز آبی است که به شکل بلور می باشد. اما در این میان یک تفاوت مهم وجود دارد زمانی که یخ در معرض حرارت با دمای ۳۲ درجه فارنهایت  قرار  می گیرد  شروع  به  ذوب  شدن می کند و به  آب تبدیل می شود اما آب تبلور موجود در گچ خام تا زمانی که در معرض حرارت بالای ۲۱۲ درجه فارنهایت قرار نگیرد تغییری نمی کند ولی در این درجه حرارت آب تبلور تغییر شکل داده و به بخار  تبدیل  می شود و درست همانند  بخاری که از آب در دمای ۲۱۲ درجه  فارنهایت بر می خیزد از سنگ گچ خارج می‌شود.

در حالت خلوص کامل گچ خام سفید رنگ و شفاف است که به آن ژیپس میگویند ولی معمولا” گچ خام دارای ناخالصی هایی است که این ناخالصی ها سبب می گردند رنگ آن خاکستری قهوه ای صورتی و یا حتی تقریبا” سیاه به نظر برسد.

سنگ گچ بدون آب تبلور، در رگه های بین سنگ ها توسط آب های زیر زمینی در نزدیک سطوح قابل دیدن به گچ آبدار تبدیل میشود و چون از آب نمکی تشکیل شده در اغلب اوقات میتواند شامل کانی های دیگری مانند نمک های کلر و سدیم و گوگرد باشد و حتی حباب های هوا و آب را به دام اندازد. سنگ گچ در مقایسه با سنگ معمولی یا کوارتز ، یک عایق طبیعی حساس به گرما محسوب می‌شود.

• گچ سلنیت

نوع بی رنگ و شفاف سنگ گچ است که کلمه ای یونانی به معنی ماه و سنگ ماه نما می باشد.

• گچ خام ساتین اسپار

نوع دیگر سنگ گچ است که فرم فیبری با جلای ابریشمی سنگ گچ است که مانند تار متراکم به هم پیوسته است و نور هنگام عبور از این سنگ، به تارهای این بلور برخورد کرده و منحرف میشود.

• گچ خام آلاباستر

نوع دیگر سنگ گچ، آلاباستر، رخام گچی یا مرمر سفید نام دارد که بصورت ریزدانه ی فشرده و نرم است و متراکم، چرب مانند، بی رنگ و گاهی شفاف به دست می آید. قرن هاست از این نوع سنگ گچ به عنوان یک سنگ تزئینی در مجسمه سازی و کارهای هنری استفاده می شود.

• گچ خام مارین گلاس

نوع سنگ گچ ورقه ای مطبق است که بصورت لایه لایه می باشد. و مصرف گچ پزی ندارد.

• گچ خام خوشه ای

نوع دیگری از سنگ گچ است که تارهای ابریشم به هم پیوسته دارد.

• ژیپسیت یا جیپسیت

نوعی گچ خام فشرده و پودری شکل است که با کمی رس مخلوط می‌باشد.

منابع

سنگ گچ، سنگی رسوبی از گروه مصالح ساختمانی کلسیم دار است که به وفور در طبیعت یافت می شود و از لحاظ فراوانی در رده پنجم قرار دارد. تبخیر دریاها و دریاچه های حاوی سولفات کلسیم در دوره های زمین شناسی مختلف منجر به تولید این محصول و ایجاد معادن غنی آن می شود.

از نظر شیمیایی سولفات کلسیم آبدار  ((CaSO_۴(۲H_۲O) است و یا سولفات کلسیم بدون آب (CaSO_۴) است که به آن انیدریت (گچین – Anhydrite) می گویند. سنگ خام گچ بدون آب دارای ارزش تجاری نیست و معمولا برای تولید گچ ساختمانی از آن استفاده نمی کنند. برای حل این مشکل باید انیدریت در مجاورت آب و باران قرار گرفته تا حدود ۲ واحد آب بگیرد و به سنگ گچ آبدار تبدیل شود. سنگ گچی که در ساختمان سازی مورد استفاده قرار می گیرد، سنگ خام گچ آبدار (اختصاراً سنگ گچ) است. سنگ گچ در واقع ترکیبی از آهک (CaO)، انیدریت سولفوریک (SO_۳) و آب است.

وزن مخصوص آن حدود ۲٫۳ gr/cm^۳ و سختی آن ۲ است. سنگ گچ (ژیپس) خالص سفید و یا بی رنگ می باشد ولی به دلیل میل ترکیبی شدیدی که دارد، به ندرت به صورت خالص یافت می شود و معمولاً دارای ناخالصی های زغال، رس، دولومیت و ترکیبات آهن است. وجود زغال در سنگ گچ به آن رنگ خاکستری، هیدروکسید آهن رنگ زرد روشن، FeO رنگ کبود و Fe_۲O_۳ رنگ سرخ می دهد.

ژیپس از نظر شکل ظاهری به سه صورت در طبیعت یافت می شود:

1. گچ خام معمولی (غیر بلوری) که فراوانترین نوع سنگ گچ است و برای گچپزی و تولید انواع گچ های ساختمانی به کار می رود.
2. گچ خام بلوری که یا از برگ های نازک به هم چسببیده هیدروسولفات کلسیم (سنگ گچ لایه لایه) و یا از تارهای بلوری به هم چسبیده هیدروسولفات کلسیم (سنگ گچ ابریشمی) تشکیل شده است. این نوع سنگ گچ سوگذران است و برای گچپزی مورد استفاده قرار می گیرد.
3. گچ خام مرمری (Alabaster) که جلاپذیر است و جزء سنگ های زینتی محسوب می شود. به علت نرم بودن، تراشیدن و کارکردن با آن بسیار آسان است و برای فرش کف (کاخ مرمر) کف سازب معابر و آرامگاه ها (کاخ لاله زار در تهران)، پوشش دیوارهای داخلی، ستون، پایه چراغ و دیگر وسائل تزئینی مورد استفاده قرار می گیرد ولی در گچپزی به کار نمی رود.

کانی ژیپس، گچ بلوری یا کریستالی چیست و چه کاربردی دارد؟

موارد مهم مصرف گچ خام

• واحدهای تولید و فرآوری گچ ساختمانی بصورت فله
• شرکت های سیمان (برای تنظیم زمان گیرش سیمان پرتلند)
• تنظیم PH آب
• تنظیم PH خاک زمین های کشاورزی

گچ خام صادراتی

استخراج، خرد کردن و یکنواخت کردن گچ طبیعی

در معادن گچ برای استخراج، ابتدا روتراشی یا باطله برداری (برای استخراج ۴۰۰ هزار تن سنگ گچ حدود ۵۰ هزار تن باطله برداری صورت میگیرد) انجام میشود و پس از اینکه معدن به سنگ مرغوب که ناخالصی کمتر دارد رسید، با حفر چال های متعدد انفجار انجام میگیرد و سپس با استفاده از ماشین آلاتی مانند لودر و کامیون، سنگ گچ به محل مصرف محل میشود.

گچ طبیعی و انیدریت­های طبیعی اغلب از معادن روی زمین استخراج میگردد. استخراج این سنگ روی زمین معمولا” بصورت پله­کانی حفاری و با انفجار عملیات استخراجی صورت میگیرد و در معادن زیرزمینی به روش اتاق و پایه استخراج می­گردد. سنگ­های معدن حاصل از انفجار دارای ابعاد بزرگ­ هستند که محتوی ۰ الی ۳% رطوبت معدن می­باشد. این ماده معدنی کاربرد های فراوانی در تولید سیمان دارد به این شکل که برای ایجاد چسبندگی در سیمان از سنگ گچ خام در کارخانجات سیمان استفاده میشود که دارای دانه بندی مشخصی است

گچ خام عموماً به علت هزینه کمتر از معادن روباز استخراج می گردد، اما در موارد خاص از معادن زیرزمینی نیز استخراج می گردد. در معدن روباز، روش استخراج به این صورت است که ابتدا محلی را برای آتش باری انتخاب می کنند. پس از اینکه خرج آتش باری جای گذاری گردید، انفجار صورت می گیرد. بعد از آن به وسیله بلدوزر و لودر، سنگ ها دپو گردیده و با نوار نقاله و یا وسیله حمل متحرک (کامیون و تریلر) به دپو خط تولید منتقل می گردد.

روش کار معدن گچ

اصولا روش کار و برداشت گچ خام از معادن روباز گچ سطح کشور به صورت پلکانی است. این روش بهترین و مقرون به صرفه ترین روش برداشت در معادن روباز است.

تعیین رطوبت موجود

برای تعیین رطوبت موجود در این سنگ و همچنین گچ پخته شده ده گرم نمونه را برداشته و در خشک کن در دمای ۴۰ تا ۴۵ درجه سلسیوس به مدت ۸ الی ۱۰ دقیقه خشک کرده و سپس آنرا مجددا” وزن می نمایند. افت وزن را به درصد محاسبه و به عنوان رطوبت محتوی در گچ نشان میدهند.

از سنگ گچ تا گچ و تفاوت اصلی آن با گچ ساختمانی

انتخاب گچ خام و نحوه آماده سازی آن از عوامل کلیدی برای تولید گچ مرغوب می باشد .

واکنش شیمیایی در هنگام پخت گچ خام عبارت است از (فرمول شیمیایی):

(CaSo4,2H2o)+heat = (CaSo4, ½ H20)+ 1.5 H20

روش های پخت گچ:

• پخت تحت فشار اتمسفر برای تولید گچ بتا
• پخت تحت فشار فزاینده برای تولید گچ آلفا

تنظیم برخی از  پارامترهای اساسی  پخت برای کنترل میزان تبلور گچ بسیار ضروری می باشد و کارایی گچ تا حد زیادی بستگی به اندازه و شکل بلورهای آن دارد.

پخت گچ در درجه حرارت بالاتر هیدرات های (CaSo4)  متفاوتی را تولید می کند.

• پخت گچ بصورت صنعتی برای تولید انواع گچ های ساختمانی معمول در بازار

سنگی که هیچکس آنرا نمی شناسد

فرض کنید شما در یک مسابقه با جایزه ای بسیار بزرگ شرکت کرده باشید و مجری مسابقه از شما سوال می کند ماده ای را نام ببرید که در اهرام مصر و خمیردندان به کار برده شده است ، به رشد  بادام زمینی  کمک می کند ، در سینما از آن به جای برف استفاده می کنند و در باغچه قارچ و دیوارهای خانه شما به کار رفته است. به نظر شما چند درصد احتمال دارد به این سئوال پاسخ صحیح بدهید و بگویید “گچ”.

اکثر لوازم داخل حمام شما از خاک رس ساخته شده است ولی قالب آن ها گچی بوده است و احتمالاً قالب کاشی روی دیوار حمام شما نیز از نوع دیگر گچ درست شده است.

در روی میز صبحانه ، شما از بشقاب ، فنجان ونعلبکی استفاده می کنید که همگی آنها در درون قالب گچی شکل گرفته اند. دستگیره های نقره ای چاقو و چنگال شما نیز به همین گونه می باشند.

بعد از صبحانه شما برای روشن کردن سیگارتان از کبریتی استفاده می کنید که در نوک آن گچ به کار برده شده است و البته به  احتمال قریب به یقین دیوارها و سقف خانه شما از گچ و یا دیوار گچی درست شده است.

زمانی که شما خانه تان را برای رفتن به سرکار ترک می کنید بر روی پیاده رویی قدم می گذارید که از سیمان پورتلند درست شده است که در این سیمان برای تنظیم زمان گیرش از گچ استفاده شده است. همچنین ممکن است مسیر  قدم زدن شما پوشیده از خطوط گچی باشد که بچه ها شب قبل برای بازی لی لی کشیده اند.

علاوه بر این در بسیاری از خیابان ها وبزرگراه هایی که شما روزانه از آنها عبور می کنید گچ وجود دارد شیشه های اتومبیل شما از جام های شیشه ای ساخته شده اند که در مرحله صیقل کاری در داخل حمامی از گچ قرار می گیرند. بسیاری از دنده های فلزی کوچک و ماده اصلی دیگر اجزای فلزی اتومبیل شما در قالب های گچی قالب گیری شده اند. اگر در طی روز برای شما اتفاق بیافتد که نزد دندانپزشک بروید به شما خواهد گفت که برای قالب گیری یک پل از قالب ساخته شده از گچ دندانپزشکی استفاده می کند.

پزشک شما زمانی که برای دست وپای شکسته شما با استفاده از تنزیب آغشته به گچ تخته  شکسته بندی می سازد از گچ استفاده می کن . در ساخت فیلم ها برای نشان دادن برف یا کولاک شدید از گچ استفاده میشود. اکثر دکور صحنه های نمایش جذاب تلویزیونی و سینمایی از گچ درست شده اند. همه از این سنگ استفاده می کنند ولی هیچکس آن را نمی شناسد.

یکی دیگر از کاریردهای مهم گچ ساخت دیوارگچی منازل می باشد. این دیواره های گچی را به این ترتیب می سازند که گچ  مرطوب را در بین دو  ورق مقوایی بصورت  ساندویچی قرار می دهند وقتی که قسمت مرکزی کاملاً خشک شد این ساندویچ به یک مصالح ساختمانی سخت، محکم و ضد آتش تبدیل می گردد.

گچ ماده ضد آتش

گچ خام دارای آب زیادی  است که در هنگام  قرار گرفتن در معرض حرارت شدید آزاد می گردد این ویژگی سبب گردیده است که مصالح ساختمانی ساخته شده از گچ برای جلوگیری از آتش سوزی پیشنهاد داده شوند.

زمانی که یک دیوار یا سقف گچ اندود شده در معرض حرارت عادی یک اتاق قرار می گیرد هیچ اتفاقی رخ نمی دهد اما چناچه وسایل یک اتاق طعمه حریق شود حرارت سریعا از دویست و دوازده درجه فارنهایت بالاترخواهد رفت. با این وجود حرارت آتش هر چقدر که باشد حرارت سقف ها و دیواره های گچی از دویست و دوازده درجه  فارنهلیت بالاتر نخواهد رفت. زیرا در این درجه حرارت آب موجود در گچ شروع به تبخیر می کند وبه صورت بخار آزاد می گردد تا زمانی که تمام آب تبلور ترکیبی خارج گردد. گچ در دمای دویست و دوازده درجه فارنهایت باقی می ماند واز اسکلت چوبی ساختمان یا هر ماده قابل اشتعالی که بوسیله گچ قابل پوشش باشد محافظت می کند.

البته این محافظت برای مدت زمان محدودی دوام می یابد که این مدت بستگی به ضخامت گچ دارد البته خود گچ نیز در این فرآیند پخت از بین می رود. با این وجود ساختمان های بیشماری به دلیل همین عملکرد تاخیری گچ در  برابر آتش از نابودی نجات پیدا کرده اند که در این حالت یا گچ از آسیب رساندن آتش به سازه ها جلوگیری کرده است و یا فرصت ارزشمندی را برای اطفا حریق و نجات جان واموال فراهم آورده است.

از تجزیه ی فیزیکی و شیمیایی گچ خام نوعی خاک به نام راندزین تشکیل می شود که دارای آهک بوده و کلسیم و ومنیزیم نیز در آن وجود دارد. این خاک دارای درصد اشبع بازی تقریبا” ۱۰۰ است که خاصیت های فراوانی دارد.

تعیین رطوبت موجود در گچ خام

برای تعیین رطوبت موجود در گچ خام و همچنین گچ پخته شده ده گرم نمونه را برداشته و در خشک کن در دمای چهل تا چهل و پنج درجه سلسیوس به مدت ۸ الی ۱۰ دقیقه خشک کرده و سپس آنرا مجددا” وزن می نمایند. افت وزن را به درصد محاسبه و به عنوان رطوبت محتوی در گچ نشان میدهند.

آنالیز شیمیایی و مشخصات اصلی

وزن مخصوص سنگ گچ خام

سنگ دانه بندی شده – صادرات سنگ گچ خام

برای صادرات گچ خام در معادن پس از استخراج این ماده آن را با استفاده از ماشین آلات دانه بندی (برای اصدرات معمولا دانه بندی ۰ تا ۵۰ میلیمتر) کرده و بصورت فله یا داخل جامبو بگ (بیگ بگ) جهت بارگیری و صادرات به بنادر ارسال میکنند.

تصاویر و عکس های مربوط به گچ خام در معدن

تفاوت سنگ گچ با گچ ساختمانی (پودر گچ پخته شده)

گچ خام از معادن گچ مختلف استخراج میشود. تفاوت اصلی گچ خام با پودر گچ  ساختمانی در دو مورد زیر است:

• پخت
• آسیاب

جهت کسب اطلاعات بیشتر لطفا” مراحل تولید گچ را مطالعه فرمایید.

تولید گچ انیدریتی و چندفازی (گچ ساختمانی) از سنگ گچ طبیعی

گچ انیدریتی به روش خشک در دمای بین ۳۰۰ تا ۹۰۰ درجه ساسیوس (روش تولید گچ با پخت بالا) تولید می­گردد. این نوع گچ معمولا از میزان زیادی انیدریت مرده (انیدریت سوخته یا انیدریت ll ) همراه سه مرحله واکنش مربوطه می­باشد که عبارت است از

• All-s – انیدریت سخت محلول
• All-u – انیدریت غیر محلول
• All-e – گچ استریش

در روش تولید گچ با دمای زیاد و گچ ساختمانی باید حتما” این سه نوع مرحله واکنشی نسبت به سنگ گچ خام و نوع پخت به نسبت ثابت و معینی وجود داشته باشد.

برای تولید گچ انیدریتی روش پختی وجود دارد که این فازها همزمان با نیمه هیدرات در جوار یکدیگر در یک پخت تولید می­شوند.

یک روش دیگر بدین طریق است که در سیستمی این فازها به تنهایی و مجزا تولید (گچ پخت بالا) و با گچ نیمه هیدرات که در خط تولیدی مجزا تولید شده است به نسبت دلخواه مخلوط می­شود که این نوع گچ­های پخته شده، گچ چندفازی می­گویند و در آلمان طبق استاندارد به نام گچ ساختمانی معروف است.

در کشور ایران تولید گچ ساختمانی که همان گچ چندفازی یا مخلوط معروف است در کوره دوار استوانه­ ای صورت می­گیرد که طراحی و ساخت آن از چند دهه پیش با موفقیت در ایران صورت گرفته است. بزرگترین کوره تولید گچ ساختمان در ایران دارای ظرفیت تولید روزانه ۱۰۰۰ تن انواع گچ ساختمانی در روز می­باشد که این تکنولوژی در ایران به خوبی جا افتاده است.

کوره دوار تولید گچ برای پخت سنگ گچ ۰ تا ۳۵ میلیمتر مناسب است. مواد اولیه بدون خشک شده هم جهت با سوخت ورودی نفت کوره (مازوت) یا گاز به طور مداوم به میزان معینی به کوره تغذیه می­گردد. سوخت در اتاق نسور چینی مشتعل شده است و دما را قبل از ورود سنگ گچ به حد کافی می­رساند.

انواع آب موجود در سنگ گچ

• آب فیزیکی: آب فیزیکی گچ یک از انواع آب موجود در سنگ گچ بوده که، پیوندی ضعیف دارد و با حرارت دادن تا دمای ۱۰۰ درجه سانتی گراد ، تبخیر و از آن جدا می شود.
• آب شیمیایی: آبی که بین لایه ها محبوس است.
• آب ساختاری (مولکولی): آبی که از طریق پیوند هیدروژنی با یون اجزاء متصل است. پیوند این آب ها با اتم های دیگر گچ به شکل پیوند قوی و محکمی است که همان آبی است که به آنیون -SO42 در ساختار آن متصل است یا پیوند ضعیف با یون +Ca2 است.

مشخصات فنی

قیمت هر تن سنگ گچ

جهت اطلاع از قیمت هر تن انواع سنگ گچ خام و خرید میتوانید با واحد فروش کارخانه تماس حاصل فرمایید.