石膏

粘土漆喰は、粘土、砂、水を混ぜ合わせたもので、木製の下地の上に張力強度を高めるために植物繊維が加えられることが多い。

粘土漆喰は、少なくとも古代から世界中で使用されてきました。アメリカ植民地の入植者たちは、家の内装に粘土漆喰を使用していました。「粘土による内装漆喰は、木造住宅の建設よりも古くから行われており、羽目板が使われていなかった初期の木造住宅では、木骨の詰め物の内側に粘土が見られたはずです。木骨に木摺りやレンガが使われるようになってからも、粘土は長く使用され続けました。」^{[ 4 ]}石灰が容易に入手できない場所では、配給制となり、通常は結合剤として粘土が代用されました。マーティン・E・ウィーバーの重要な著作では、「泥漆喰は、粘土または土を水と混ぜて『可塑性』または作業可能な粘稠度にしたものです。粘土混合物が可塑性が高すぎると、乾燥時に収縮、ひび割れ、変形します。過剰な収縮の原因となる細かい粘土粒子の濃度を下げるために、砂、細かい砂利、繊維が加えられました。」と述べています。^{[ 5 ]}肥料は繊維質が含まれているため、しばしば添加された。一部の建築技術では、藁や草が補強材として使用された。

初期のヨーロッパ人入植者の漆喰工事では、泥漆喰が使用されていました^{[ 5 ] 。}マッキー^{[ 4 ]}は、1675年頃のマサチューセッツ州の契約書で、漆喰職人に次のように指示したことを記しています。「^{家の4つの部屋を、}頭上の梁の間に石灰と毛を塗って下地を張り[6]、家の切妻の端をレンガで埋めて粘土で漆喰を塗ること。5. 家の仕切りを粘土と石灰で下地を張り漆喰を塗り、さらに石灰と毛で下地を張り漆喰を塗り、頭上を石灰で下地を張り下地を塗り、台所を壁板まで埋めて漆喰を塗ること。6. ダニエル・アンドリュースは、石灰、レンガ、粘土、石、毛、労働者、職人を調達すること。」^{[ 7 ]} 1641年のニューヘイブン植民地の記録には、粘土と干し草、石灰と毛髪についても言及されている。ペンシルベニアのドイツ系住民の家では、粘土の使用が続いた。^{[ 8 ]}

オールド・エコノミー・ビレッジは、そのようなドイツ人入植地のひとつです。19世紀初頭に現在のペンシルベニア州アンブリッジに建設されたこのユートピア的村では、宴会場、大館、その他の大型商業施設のレンガ造りや木造の高層建築物、そして会員のレンガ造り、木造、丸太造りの住居に、粘土漆喰の下地材のみを使用していました。漆喰やレンガ積みに粘土を使用することは、1824年にエコノミー・ビレッジが設立された当時だけでなく、当時も一般的な慣習だったようです。1828年頃に書かれた「チェサピーク・アンド・オハイオ運河の水門番の家」の建設仕様書には、石壁は粘土モルタルで積み上げる必要があるが、外側の3インチは例外で、その部分は良質の石灰モルタルで、目地はきちんと仕上げる必要があると記されています。^{[ 9 ]}粘土が選ばれた理由は、コストが安いだけでなく、入手しやすかったからです。エコノミーでは、家屋の下に掘られた地下貯蔵庫から粘土や砂（石）が採れ、近くのオハイオ川からは砂州から洗い流された砂が、また石灰窯用の石灰岩の露頭や牡蠣の殻が得られた。

新しくできたエコノミー村の周囲の森林からは、木目がまっすぐで樹齢の高いオークの木が採れ、木板として使われた。 [ ^{10 ]手}割りの木板は、必要な長さの木目がまっすぐな丸太から始まる。丸太は4分の1に割られ、その後、くさびとハンマーを使ってさらに小さな丸太に割られる。十分に小さくなったら、木割り斧と木槌を使って、細い木板を切り離した。家畜からは、漆喰の塗り付けに使う毛と糞が採れた。小麦や穀物の畑からは、粘土漆喰を補強するための藁と干し草が採れた。しかし、粘土漆喰のレシピには統一性がなかった。

堆肥は、引張強度を高める繊維とタンパク質接着剤を提供します。石灰プラスターに使用されるカゼインとは異なり、堆肥タンパク質の水素結合は水分によって弱まります。^{[ 11 ]}補強された木造軸組構造では、壁の空洞と外装材が粘土プラスターを水分の浸透から隔離するため、内壁と天井だけでなく外壁にも粘土プラスターが使用されました。レンガ構造に粘土プラスターを適用すると、外壁のモルタル目地の破損から水が浸透するリスクがありました。エコノミービレッジでは、レンガ住居の背面と中層の壁は粘土と砂のモルタルで、前面の壁は石灰と砂のモルタルで固定され、防水シールを形成して水の浸透を防いでいます。これにより、外壁の部屋に粘土プラスターを塗り、薄い石灰と細かい砂の層を塗布することが可能になりました。

割ったラスは、角材のラス釘で各構造部材に1本ずつ打ち付けられました。手割りラスの場合、左官職人は漆喰を塗る空洞に合わせてラスを作るという贅沢を享受できました。エコノミービレッジでは、長さ2～6フィートのラスは珍しくありません。手割りラスは、鋸で切断したラスのように均一ではありません。木目のまっすぐさや波状さが各ラスの厚さや幅に影響を与え、ひいてはラスの間隔にも影響しました。粘土漆喰の粗塗りは、不規則なラスを覆うように変化しました。窓やドアの縁取り、そして泥板（幅木）は、下地材として機能しました。ラスの厚さのばらつきと粗い藁や堆肥の使用により、粘土漆喰の層は、後の石灰のみの漆喰や石膏漆喰に比べて厚くなりました。エコノミービレッジでは、石灰のトップコートは薄い化粧板で、しばしば8分の1インチ以下であり、これはその地域で石灰石の供給が不足していたことを示しています。

粘土漆喰は引張強度と圧縮強度に欠けるため、工業的な鉱業と窯の生産技術の進歩により、漆喰用途に石灰、そして石膏が専ら使用されるようになったため、人気がなくなりました。しかし、何百年も経った今でも、錆びた四角い釘で割れた木摺りに粘土漆喰が残っています。壁のばらつきや粗さは、機械で作られた現代の基材仕上げとは異なる、手作りの心地よい質感の代替品であることを示しています。しかし、粘土漆喰仕上げは希少で、すぐに失われてしまいます。マーティン・ウィーバーによれば、「北米の歴史的建造物の内部の多くは…残念ながら、建物の修復という名目で『遺産保存』に付随するようになった内部解体の狂乱の中で、真っ先に消えてしまうものの1つです。」^{[ 5 ]}

石膏プラスター^{[ 12 ]}（別名：パリプラスター[ ^{13 ]）は、}硫酸カルシウム半水和物からなる白色の粉末です。この化合物の天然形態はバサナイトという鉱物です^{[ 14 ] [ 15 ]}。石膏から作られていますが、粉末自体は石膏ではなく、硫酸カルシウム二水和物であり、半水和物ではありません。

「石膏」という名前は、もともとパリ北端の丘であるモンマルトルの大きな鉱床から採れる石膏を加熱して作られていたことに由来する。^{[ 13 ] [ 16 ] [ 17 ]}

石膏プラスターは、窯​​で石膏を約120～180 ℃（248～356 °F）に加熱することによって製造されます。 ^{[ 18 ] [ 13 ]}  

$${\displaystyle {\ce {CaSO4.2H2O {\overset {heat}{{}->{}}}{CaSO4.1/2H2O}+ 1\!1/2 H2O ^}}}$$

（水は蒸気として放出される。）

石膏には、水に濡れると硬い塊に固まるという驚くべき性質がある。

$${\displaystyle {\ce {CaSO4.1/2H2O + 1 1/2H2O -> CaSO4.2H2O}}}$$

石膏は防湿容器に保管されます。湿気があると石膏が水和して固まりが遅くなり、しばらくすると使えなくなってしまうからです。^{[ 19 ]}

乾燥した石膏粉末を水と混ぜると、時間が経つにつれて石膏に再水和します。石膏スラリーの硬化は混合後約10分で始まり、約45分で完了します。パリ石膏の硬化に伴い、わずかに体積が膨張します。彫像、おもちゃなどの型を作るのに使用されます。^{[ 19 ]}初期マトリックスは主に斜方晶系結晶で構成されています。これは運動生成物です。次の72時間で、菱形結晶は単斜晶系の針状結晶の絡み合った塊に変わり、石膏の硬度と強度が増します。^{[ 20 ]}石膏または石膏を130～180 ℃（266～356 °F）に加熱すると、半水石膏が形成され、これも水と混ぜると石膏に再形成されます。^{[ 21 ] [ 22 ]}  

180 °C (356 °F)まで加熱すると、γ-無水石膏 (CaSO ₄ · n H ₂ O、n = 0 ～ 0.05)と呼ばれるほぼ無水の形態が生成されます。γ-無水石膏は水とゆっくりと反応して二水和物の状態に戻ります。この性質は、一部の市販の乾燥剤で利用されています。250 ° C (482 °F)以上に加熱すると、β-無水石膏またはデッドバーンドプラスターと呼ばれる完全に無水の形態が生成されます。^{[ 19 ] [ 22 ]}    

用途例：

• 家の壁などの表面を塗装前に滑らかにするため、また家やその他の建物の天井に装飾的なデザインを施すために使われる。^{[ 19 ]}
• おもちゃ、装飾材料、安価な装飾品、化粧品、黒板チョークの製造に使用されます。^{[ 19 ]}
• 耐火材。^{[ 19 ]}
• 整形外科用ギプスは、骨折した骨を正しい位置に固定し、適切な治癒を確保し、骨癒合不全を防ぐために病院で使用されます。石膏を適切な量の水と混ぜて骨折した四肢の周囲に塗布すると、硬い塊に固まり、骨を固定します。歯科ではギプスを作るのにも使用されます。^{[ 19 ]}

石灰プラスターは、水酸化カルシウムと砂（またはその他の不活性充填材）の混合物です。大気中の二酸化炭素によって水酸化カルシウムが炭酸カルシウム（石灰石）に変化し、プラスターが固まります。白塗りも同じ化学反応に基づいています。

石灰プラスターを作るには、石灰石（炭酸カルシウム）を約850 ℃（1,560 °F）以上に加熱して生石灰（酸化カルシウム）を生成します。次に水を加えて消石灰（水酸化カルシウム）を作り、これは湿ったパテ状または白色粉末として販売されます。使用前にさらに水を加えてペースト状にします。ペーストは密閉容器に保管できます。大気に触れると、水酸化カルシウムは大気中の二酸化炭素と反応して徐々に炭酸カルシウムに戻り、プラスターの強度が増します。  

石灰プラスターは、ラス・アンド・プラスターと呼ばれる工法で壁面に使用される一般的な建築材料でした。この工法では、間柱フレームに一連の木片を取り付け、半乾燥状態のプラスターを塗布して硬化させ、壁面を形成します。ラス・アンド・プラスター工法で主に使用されたプラスターは石灰プラスターで、硬化には約1ヶ月かかりました。石灰プラスターの硬化を安定させるために、少量の石膏が混合物に混ぜられました。石膏はすぐに固まるため、作業員が大量の石灰プラスターパテを混合できるように、硬化時間を遅らせるための遅延剤が使用されました。この工法の現代版では、木材または金属構造の上にエキスパンドメタルメッシュを使用し、単純な曲線と複雑な曲線の両方に対応できるため、設計の自由度が非常に高くなっています。今日では、この建築方法は、主に石膏プラスターで構成される乾式壁に部分的に置き換えられています。これらの方法のいずれにおいても、この材料の主な利点は、室内での耐火性があることであり、火災が速やかに消火されれば、構造的な損傷や破壊を軽減または排除するのに役立つ。

石灰漆喰はフレスコ画に使用され、水で薄めた顔料を湿った漆喰に塗布する。

アメリカとイランは、世界最大の石膏生産国である。

セメントプラスターは、適切なプラスター、砂、ポルトランドセメント、水を混合したもので、滑らかな表面を得るために石積みの内外装に塗布されます。内装面には、仕上げに石膏プラスターが塗布される場合もあります。通常、ストックレンガで構築された壁はプラスターで仕上げられますが、化粧レンガの壁はプラスターで仕上げられません。様々なセメントプラスターが、専用のスプレー式耐火製品として使用されています。これらは通常、軽量骨材としてバーミキュライトを使用します。このようなプラスターの重質タイプは、LPG容器、パイプブリッジ、容器スカートを保護するための外装耐火材として使用されます。

セメントプラスターは1909年頃にアメリカで初めて導入され、当時著名な製造業者にちなんでアダマントプラスターと呼ばれることが多かった。当時注目されたセメントプラスターの利点は、強度、硬度、硬化時間の速さ、耐久性であった。^{[ 23 ]}

耐熱プラスターは、壁や煙突の周囲を覆うための建築材料であり、天井の防火層としても使用されます。従来の石膏プラスターでは壁や天井に定着できないほど高温になる場合に、従来の石膏プラスターの代替として用いられます。

耐熱性プラスター組成物の一例として、ポルトランドセメント、石膏、石灰、剥離断熱骨材（例えば、パーライト、バーミキュライト、または雲母）、リン酸塩頁岩、接着剤（例えば、カラヤガム）、および洗剤（例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム）の混合物が挙げられる。^{[ 24 ]}

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  19世紀初頭の左官職人の仕事風景 ―ジョン・クランチ（1751年～1821年）による絵画
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  イラン、カシャーンにあるボルージェルディエス邸の19世紀の漆喰装飾
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  顔面ギプス包帯の装着

石膏は、室内装飾に用いる複雑なディテールを作成するために使用できます。これらは、幾何学的なもの（木材や石材を模したもの）や、自然主義的なもの（葉、蔓、花などを模したもの）などがあります。これらは、より重厚な建物に見られる木材や石材の装飾を模倣するためによく用いられます。

この材料は吊り天井に使用されます。この用途では、粉末をシート状に加工し、留め具で基礎天井に取り付けます。この石膏は一般的に住宅建設に使用されます。建設後、直接塗装することも可能ですが（フランス建築でよく見られる）、他の地域では石膏が使用されます。壁は石膏で塗装されますが、国によっては炭酸カルシウムのみを使用する場合もあります。乾燥後、炭酸カルシウム石膏は白くなり、壁は塗装の準備が整います。英国など世界の他の地域では、石膏ボード（または場合によってはレンガ壁に直接）の上にさらに細かい石膏の層を追加して、塗装に適した滑らかで茶色の磨かれた質感を作り出します。

壁画は一般的に、石膏を二次支持体として描かれます。ミケランジェロのシスティーナ礼拝堂の天井画のように、フレスコ画と呼ばれるものもあります。これは、イントナコと呼ばれる薄い湿った石膏層の上に描かれる技法です。顔料はこの層に染み込むため、石膏自体が顔料を保持する媒体となり、フレスコ画の優れた耐久性の理由となっています。乾燥した石膏の上にセッコで追加の作業を行うこともありますが、これは一般的に耐久性が劣ります。

漆喰（この文脈ではしばしばスタッコと呼ばれる）は、石や木材よりもはるかに簡単にレリーフを制作できる素材である。古代からイスラム時代（後期にはアルハンブラ宮殿のように建築装飾として）、ローマ、そして少なくともルネサンス期以降のヨーロッパにおいて、エジプトや近東では大きな内壁レリーフに広く用いられた。維持管理されていない建物で長期間保存するには、非常に良好な条件が必要となる。ローマ時代の装飾漆喰は、主にポンペイやヴェスヴィオ山の火山灰に埋もれた他の遺跡から知られている。

石膏は湿った粘土型に直接流し込むことができます。このとき、ピース型（複数コ​​ピーを作成するために設計された型）または廃棄型（1回のみ使用）は石膏で作られます。この「ネガティブ」イメージは、窯で焼成するとテラコッタの建築装飾となる粘土製品の製造に使用したり、鋳造コンクリート彫刻の作成に使用したりできます。石膏のポジティブが必要な場合は、耐久性のあるイメージアート作品を形成するために、これを構築または鋳造します。石工のモデルとしてはこれで十分です。ブロンズ鋳造の製造を目的とする場合は、石膏のポジティブをさらに加工して滑らかな表面にすることができます。この石膏イメージの利点は、比較的安価であることです。パトロンが耐久性のあるイメージを承認し、さらに費用を負担する意思がある場合は、ロストワックス鋳造に使用するワックスイメージを作成するための次の型を作成できます。これははるかに高価なプロセスです。屋外での使用に適したブロンズイメージを作成する代わりに、石膏イメージを塗装して金属イメージに似せることができます。このような彫刻は、天候が管理された環境での展示にのみ適しています。

石膏は硬化する際に膨張し、完全に硬化する直前にわずかに収縮します。この性質から、石膏は型取りに非常に適しており、鋳造用の美術材料としてよく用いられます。また、石膏は金網、布、その他の素材で作られた型に塗布され、立体的な装飾を施す工程にも用いられます。こうした工程では、石灰石系またはアクリル系の石膏（スタッコと呼ばれる）が使用されることがあります。

石膏を主成分とし、少量のポルトランドセメントを配合した製品は、彫刻やその他の美術品の鋳造、および型作りに使用されます。純粋な石膏よりもはるかに硬く丈夫ですが、湿気の多い環境では劣化するため、屋内での使用に限ります。

石膏は骨折の固定具として広く用いられています。石膏を染み込ませた包帯を湿らせ、損傷した部位に巻き付け、ぴったりとフィットしながらも簡単に取り外せる筒状の構造物（整形外科用ギプス）に固定します。

放射線治療の準備として、患者一人ひとりに合わせた固定用シェルを製作する際にも石膏が使用されます。石膏包帯を用いて患者の頭頸部の型を取り、そこに液状石膏を流し込んで石膏製の胸像を作製します。次に、この胸像の上に透明なポリメチルメタクリレート（プレキシガラス、パーペックス）を真空成形することで、放射線照射中に患者の頭部を安定させるための透明なフェイスマスクが作られます。

歯科では、石膏は口腔組織の模型や模型を固定するために使用されます。これらの診断用および作業用模型は通常、石膏を加圧して製造される、より強度が高く、硬く、密度の高い歯科用石膏から作られます。石膏はワックス義歯の埋没材およびフラスコにも使用され、ワックスはその後「焼却」によって除去され、流動性のある義歯床材料に置き換えられます。通常アクリル製の義歯床は、石膏埋没材の型の中で硬化します。石膏埋没材は、強固な義歯床を確保するために必要な高温と圧力に耐えることができます。歯科では、その粘稠度と用途に応じて、5種類の石膏製品があります。1) 印象用石膏 (タイプ 1)、2) 模型用石膏 (タイプ 2)、歯科用石膏 (タイプ 3、4、および 5)

装具や義肢の分野では、従来、石膏包帯を用いて患者の四肢（または断端）の型を取っていた。この陰型に石膏を流し込み、四肢の陽性型を作成して、最終的な医療機器の製作に用いた。

さらに、義歯（入れ歯）は、まず歯と歯茎の周囲から正確さを損なうことなく取り外せる、柔らかく柔軟な材料を用いて歯型を取り、その型をもとに歯と歯茎のワックス模型を作成することで作られます。この模型を用いて石膏型（加熱してワックスを溶かし、流し出す）を作り、そこに義歯材料を注入します。硬化期間の後、型を開けて義歯を洗浄・研磨します。

石膏は、防火材として、受動的な防火対策に何十年も前から使用されてきました。

石膏プラスターは炎にさらされると水蒸気を放出し、厚さにもよりますが、1～2時間ほど延焼を遅らせる効果があります。また、プラスターは断熱効果も持ち、構造用鋼材への熱伝導を遅らせます。そうでなければ、鋼材は火災時に強度を失い、崩壊してしまうでしょう。初期の保護用プラスターにはアスベスト繊維が含まれていることが多かったのですが、現在では多くの先進国でアスベストの使用が禁止されています。

近年の防火用プラスターには、結合剤としてセメントや石膏が用いられ、機械的強度を高めるために鉱物繊維やガラス繊維が添加されている。また、 最終製品の密度を下げ、断熱性を向上させるために、バーミキュライト、ポリスチレンビーズ、または化学膨張剤が添加されることが多い。

内装用防火材は一般的に、密度が低く、コストも低いため、それほど重厚ではありません。外装用防火材は、より厳しい環境条件に耐える必要があります。建物内部では、天井が下がっていることが多いため、表面が粗くても許容されるのが一般的です。防火プラスターは、技術的なメリットの面で、より高価な膨張性および吸熱性製品に押されつつあります。セメント系および石膏系のプラスターは吸熱性である傾向があります。防火プラスターは、防火モルタルと密接に関連しています。

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  ポンペイの漆喰装飾（西暦79年）
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  女性像；5世紀；彩色石膏；高さ：38.4cm （15.1インチ）、幅：14.7cm （5.8インチ）、奥行き：9.6cm （3.8インチ）；メトロポリタン美術館      
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  座るヴォルテール；ジャン＝アントワーヌ・ウードン作；1778年；石膏、テラコッタを模した着色；全体：35.6cm × 14.6cm × 20cm （14.0インチ × 5.7インチ × 7.9インチ）；メトロポリタン美術館          
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  少女像；制作開始：1779～1780年；石膏；高さ：36.8cm （14 ＋1 / 2インチ）；メトロポリタン美術館  
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  ニンフ；1805～1810年；石膏；高さ：155.6cm （5フィート）；メトロポリタン美術館  
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  新ルーブル美術館のために制作された装飾的な牛の目（オイユ・ド・ブフ）の石膏模型の写真。1856年頃。メトロポリタン美術館所蔵。
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  ジュピターとスフィンクス；1868年；着色石膏；116.8cm × 112.1cm × 60.3cm （3フィート10インチ × 3フィート8インチ+ 1/4インチ× 1フィート11インチ+ 3/4インチ）；メトロポリタン美術館             
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  若い母親；ベシー・ポッター・ヴォノー作；1896年頃；石膏；ポートランド美術館（米国ポートランド）