چگونه کانی ها را بشناسیم ؟ ( Mineralogy )

برای شناسایی کانی ها راههای زیادی وجود دارد ، که از آن جمله عبارتند از :

۱- مطالعه و بررسی شکل کانیها بخصوص کانیهای با بلور ریز در زیر میکروسکوپ الکتریکی

۲- مطالعه و بررسی خواص و حالات نوری کانیها با میکروسکوپ

۳- مطالعه و بررسی خواص و حالات فیزیکی کانیها

۴- مطالعه و بررسی خواص و ترکیب شیمیایی کانیها

۵- مطالعه و بررسی شبکه بلوری کانیها به روش دیفراکتومتری اشعه ایکس ( XRD )

( شناسایی کانیها با آزمایش فلورسانس اشعه ایکس ( XRF ) نیز صورت میگیرد )

همه موارد فوق به جز یک مورد به کارهای آزمایشگاهی نیازمند هستند که وقت زیاد و هزینه زیادی را باید برای آنها صرف کرد .

 

کانی (Mineral) چیست ؟

  کانی ها موادطبیعی ، غیر آلی ، متبلور ( معمولاً ) و جامدی هستند که ساختمان داخلی منظمی دارند و معمولاً از نظر فرمول شیمیایی ثابت میباشند . تاکنون بیش از ۲۰۰۰ نوع کانی شناسایی شده است که تعداد کمی از آنها در ساختمان سنگهای اصلی پوسته زمین شرکت دارند و بیشتر آنها از نظر ویژگیهای ظاهری و زینتی یا اقتصادی یا فنی مورد توجه هستند .

  کانی ها مواد تشکیل دهنده سنگهای پوسته زمین هستند و از نظر کانی شناسی میتوان گفت : از ۱۰۰٪ ترکیب مواد تشکیل دهنده سنگهای پوسته زمین حدوداً ، ۶۰٪ فلدسپاتها ، ۱۶٪ پیروکنها و آمفیبولها ، ۱۲٪ کوارتز ، ۴٪ میکاها و ۸٪ بقیه کانیها هستند .

  تعریف بلور یا کریستال : جسمی است که شکل ظاهری متبلور با سطوح منظم و هندسی داشته باشد . به علمی که به بحث در مورد آرایش اتمی کانی و ارتباط آن با شکل ظاهری کانی میپردازد ، علم کریستالوگرافی یا بلورشناسی میگویند . در کل در مورد اجسام متبلور باید گفت ممکن است برخی مواقع شکل هندسی منظم در آنها تشکیل نشود ؛ بعضی از دلایل که منجر به این امر میشوند عبارتند از :

۱- عدم وجود زمان کافی برای تشکیل بلور : ( در شرایط خاصی ممکن است مواد به صورت غیر متبلور یا آمرف تشکیل شوند مانند مواد مذاب آذرین که فرصت کافی برای متبلور شدن را ندارند و سزیعاً سرد میشوند ، در نتیجه ابسیدین یا شیشه طبیعی را بوجود می آورند . گاهی نیز بر اثر رسوبگذاری مواد کلوئیدی در محیطهای کلوئید ، مواد جامد ولی بصورت غیر متبلور مانند اوپال تشکیل میشوند ، چون در این محیطها یونها تحرک کافی برای جابجا شدن و آرایش شبکه منظم را ندارند . )

۲- نامناسب بودن شرایط ترمودینامیکی محیط : ( این شرایط عبارتند از : درجه حرارت ، درجه غلظت یونها و مقدار فشار )

۳- نبود فضای کافی برای رشد آزاد سطوح بلوری در محیط .

۴-کمبود فراوانی در تعداد هسته های اولیه در محیط : ( در این صورت از رشد بلورهای درشت جلوگیری به عمل می آید . ) 

 

گچ

گچ از جمله مصالحی است که در صنایع ساختمان سازی از اهمیت مخصوصی برخوردار است . قدمت استفاده بشر از گچ به حدود 5000 سال قبل میرسد ( دیواره های قبرهایی در مصر که مربوط به آن دوران است بوسیله گچ اندود شده است ) . در ایران نیز استفاده از گچ به زمان حکومت اشکانیان میرسد .

گچ از پختن و آسیاب کردن سنگ گچ بدست می آید . سنگ گچ از گروه مصالح ساختمانی کلسیم دار 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 فرمول CaSo4.2H2O از سنگهای ته نشستی است و میل ترکیبی شدیدی دارد و به همین خاطر به طور خالص یافت نمیشود ، این سنگ بیشتر بصورت ترکیب با آهک ، خاک رس ، کربن و اکسیدهای آهن یافت میشود . ( سنگ گچ موجود در طبیعت بیشتر بصورت 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 جزء سنگهای زینتی میباشد و در گچ پزی کاربرد ندارد .

ب ) سنگ گچ مطبق : این سنگ بصورت لایه لایه میباشد و مصرف گچ پزی ندارد .

ج ) سنگ گچ خوشه ای : این سنگ نیز بصورت تارهای ابریشم بهم چسبیده است که مصرف گچ پزی ندارد .

د ) سنگ گچ معمولی : این سنگ غیر بلوری بوده و فراوانترین نوع سنگ گچ است که مصرف گچ پزی دارد .

- سنگ گچ خالص بی رنگ است ، امّا چون سنگ گچ بصورت خالص یافت نمیشود ، این سنگ در رنگهای خاکستری ( بدلیل ترکیب با کربن ) ، بیرنگ ، زرد روشن ، کبود یا سرخ رنگ ( بدلیل ترکیب با اکسیدهای آهن ) در طبیعت یافت میشود .

- گچ دارای خواص زیادی است که از آن جمله میتوان خواص زیر را نام برد :

1 - رنگ سفید و خوش آیند .

2 - زودگیر بودن : ملات گچ در حدود 10 دقیقه سخت میگردد . ( برای همین است که استفاده از این ملات برای تیغه های 5 سانتی متری 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 آتش سوزی : چون گچ سخت شده مانند سنگ گچ دارای 2 مولکول آب تبلور است ، اگر لایه گچ در مقابل حرارت ناشی از آتش سوزی قرار بگیرد این آب تبلور در اثر حرارت دوباره از گچ جدا شده و بصورت 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 - رنگ پذیری .

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 . لایه های سفیدکاری اگر در مجاورت رطوبت قرار گیرند طبله کرده و بصورت 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 آنکه گچ را در مقابل رطوبت مقاوم کنند ، باید گچ ایندریت را کاملاً پودر کرده و آنرا 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 آنرا 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 شکل پذیری بهتری در ملات گچ ایجاد شود باید به ملات گچ در حدود 70 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 شکل پذیری خود را از دست میدهد .

- برای آنکه ملات گچ روی بتن بچسبد ، ایتدا روی بتن گیبتون میزنند و سپس از روی آن ملات گچ را میکشند . 

- گچ در موقع ملات سازی گرما تولید میکند بطوریکه 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 اینصورت پوسته پوسته شده و از سطح کار جدا میشود .

- وزن مخصوص گچ در کل 0.85 تا 1.4 ton/m3 است ، ولی این عدد بر حسب ریزی و درشتی دانه ها و همچنین لرزیده و نلرزیده آن فرق میکند .

- قطر بزرگترین دانه گچ مورد استفاده در کارهای ساختمانی نباید از 0.6 mm بزرگتر باشد و 90 درصد آن باید ریزتر از 0.15 mm بوده و 99.5 درصد آن باید ریزتر از 0.2 mm باشد . هرقدر دانه های گچ ریزتر باشند گچ مرغوبتر است .

- مقاومت فشاری گچ سخت شده بیش از 30 kg/cm2 و مقاومت کششی آن بیش از 5 kg/cm2 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 بکار رفته میشود .

- از دوغ آب گچ برای پر کردن درزهای طاق ضربی استفاده میکنند .

دوغ آب گچ را قبل از ازدیاد حجم گچ مصرف میکنند و ملات گچ را بعد از ازدیاد حجم گچ مصرف میکنند .

 افزودنی تبدیل گچ به سیمان