فهرست مطالب

مقدمه و تاریخچه ۴

مواد اولیه ۶

خاک رس ۷

خاک نسوز ۱۱

ماسه ۱۱

فلداسپات ۱۲

سنگ آهک ۱۳

سولفات‌ها ۱۳

املاح آهنی ۱۴

مواد گیاهی ۱۵

قلیائی‌ها ۱۵

ویژگی‌های شیمیایی ۱۵

ویژگی‌های فیزیکی ۱۶

مراحل ساخت آجر ۱۶

الف) استخراج و کندن مواد خام ۱۶

ب) آماده سازی مواد خام ( یا ساختن گل) ۱۷

ج) قالب‌گیری یا خشت‌زنی ۱۸

روش قالب‌گیری خاک ۱۹

روش گل سفت ۱۹

روش گل نرم ۲۰

روش پرس کردن خاک نیمه خشک ۲۱

د) خشک کردن خشت ۲۲

هـ) پختن و خنک کردن ۲۳

و) تخلیه و انبار کردن آجر ۲۵

کوره‌های آجرپزی ۲۵

۱- کوره تنوره‌ای یا متناوب (Intermittent Kilns) 25

2- کوره هوفمان (Hoffmann) 26

3- کوره تونلی ۲۸

ویژگی‌های آجر ۲۹

میزان جذب آب ۳۰

انبساط رطوبتی ۳۴

انبساط حرارتی ۳۵

آجر جوش (Clinker) 35

آجر لعابی ۳۷

لعاب نمکی ۳۹

انواع و اشکال آجر ۳۹

قطعات پیش ساخته آجری ۴۱

معایب آجر ۴۳

ملاحظات زیست محیطی ۴۹

خشت‌های تثبیت شده (Stabilized Soil blocks) 49

آجر ماسه آهکی (Sand Lime) 53

ویژگیهای آجر ماسه آهکی ۵۶

آجر مناسب برای کاربردهای گوناگون ۵۹

بلوک های سیمانی یا بتنی ۶۰

گروه بندی بلوک ها ۶۰

مواد اولیه ۶۴

ساخت بلوک ها ۶۵

عمل آوردن ۶۷

ویژگی های بلوک ها ۶۸

مصرف بلوک ۷۰ 

 

مقدمه و تاريخچه

آجر از قديمي‌ترين مصالح ساختماني است كه قدمت آن بنا به عقيده برخي باستان‌شناسان به ده هزار سال پيش مي‌رسد ولي اين امر هنوز به اثبات نرسيده است. در ايران بقايا كوره‌هاي سفال‌پزي و آجر‌پزي در شوش و سيلك كاشان كه تاريخ آنها به هزاره چهارم پيش از ميلاد مي‌رسد پيدا شده است و نيز نشانه‌هايي از توليد و مصرف آجر در هندوستان به دست آمده كه حاكي از سابقه شش هزار ساله آنست. ساختمان برج بابل كه از اجر بنا شده مربوط به 5000 سال قبل بوده و امروزه بقاياي آن موجود است. از آجرهاي ويرانه‌هاي يكي از شهرهاي بابل در برخي ساختمان‌هاي شهرهاي بغداد و تيسفون استفاده شده كه مربوط به 600 سال قبل از ميلاد مي‌باشد. 

واژه آجر ( معرب آگور فارسي ) بابلي است و نام خشت‌هايي بوده كه بر روي آنها منشورها (فرمان‌ها)، قوانين (دادها) و نظاير آنرا مي‌نوشته‌اند. گمان مي‌رود نخستين بار از پخته شدن خاك ديواره‌ها و كف اجاق‌ها به پختن آجر پي‌برده باشند. كوره‌هاي آجر  پزي ابتدائي نيز بي گمان از مكان هايي تشكيل مي شده است كه در آن لايه هاي هيزم و خشت متناوباً روي هم چيده مي شده است( شكل 2-1) در ايران باستان ساختمان هاي بزرگ و زيبايي بنا شده اند كه پاره اي از آنها هنوز پا برجا هستند، نظير طاق كسري در غرب ايران قديم، عراق فعلي بعدها نيز ساختمان هايي مانند آرامگاه شاه اسماعيل ساماني، گنبد كاووس و مسجد جامع اصفهان را با آجر ساختند. پل ها و سدهاي قديمي را نيز با آجر بنا مي كرده اند كه از آنها مي توان پل هاي دختر، سد كبار در قم و غيره را نام برد.

فن استفاده از آجر از آسياي غربي به سوي غرب به مصر و سپس به روم و به سمت شرق هندوستان و چين رفته است. در سده چهارم ميلادي اروپاييان شروع به استفاده از آجر كردند ولي پس از مدتي از رونق افتاده و رواج مجدد آن از سده 12 ميلادي بوده كه ابتدا از ايتاليا شروع شده و بعد فرانسه و سپس آلمان و آخر سر كشورهاي ديگر از آن در بناهاي خود بهره برده اند.

در ايران هر جا سنگ كم بوده و خاك خوب هم در دسترس بوده است آجرپزي و مصرف آجر معمول شده است. اندازه آجر زمان ايلامي (مربوط به چغازنبيل) حدود 10*38*38 سانتيمتر بود. پختن و مصرف آجر در زمان ساسانيان گسترش يافته و در ساختمان هاي بزرگ مانند آتشكده ها به كار رفته است،‌ اندازه آجر اين دوره حدود 44*44*7 تا 8 سانتي متر بود. بعدها اندازه آجر به 20*20*3 تا 4 سانتي متر كاهش يافت و مدت زمان مديدي اين آجرها تهيه و در ديوارها و سقف ها مصرف مي شدند ولي براي فرش كف آجرهاي بزرگ تري به نام ختائي به ابعاد حدود 5*25*25 سانتي متر و باز هم بزرگ تر به نام نظامي به اندازه هاي حدود 5*40*40 سانتي متر توليد مي شد، آجر بزرگ را به فارسي تاوه مي گويند.

پيش از جنگ جهاني اول روس ها در ساختن قزاق خانه ها آجرهايي به ابعاد حدود 5×10×20 سانتي متر مصرف مي كردند و از اين رو آنرا آجر قزاقي نام گذاري كردند كه به روش سنتي تهيه مي شد. پس از جنگ جهاني دوم روش توليد آجر در ايران دگرگون   گرديد و روش هاي صنعتي كم كم جانشين روش هاس سنتي  شدند و كارخانه هاي زيادي احداث شدند  كه امروزه قادر به توليد انواع آجرها توپر،‌سوراخ دار،‌بلوك هاي ديواري و سقفي توخالي و اشكال هندسي مختلف هستند وگر چه امروزه كيفيت آجر به علت پيشرفت تكنولوژي پخت و توليد در  صد ساله اخير بهبود يافته ولي در اساس كار تغيير چنداني رخ نداده است. شناخت كامل تر مواد اوليه و ويژگي آنها ،‌كوره هاي بهتر و با بازدهي بيشتر،‌و كنترل پخت و ماشين آلات بهتر كمك شايان توجهي به توسعه و پيشرفت صنعت توليد آجرنموده است.

مواد اوليه

آجر نوعي سنگ مصنوعي است كه از پختن خشت خام و دگرگوني آن بر اثر گرما به دست مي آيد. خشت خام را از خاك نمناك يا گل تهيه مي كنند كه مخلوطي از خاك و كمي آب است. خاك آجر مخلوطي است از خاك رس،‌ماسه، فلد سپات ها، سنگ آهك، سولفات ها،‌سولفورها،‌فسفات ها،‌كاني هاي آهن،‌منگنز، ميزيم، سديم،‌پتاسيم،  مواد آلي گياهي و غيره.

خاك رس

ماده اصلي تشكيل دهنده خاك آجر،‌خاك رس است كه فرمول شيميايي آن هيدروسيليكات آلومينيوم  بوده و  از پوسيدن و تجزيه فلد سپات ها يا فلد سپارها و

ميكاها تحت تأثير اسيد كربنيك موجود در آب باران به وجود آمده است، فرمول شيميايي اين فلدسپات‌ها و ميكاها به شرح زير است: 

فلد سپات پتاسيمي

(اورتوكلاس)

فلد سپات سديمي

(پلاژيوكلاس)

فلد سپات كلسيمي

(آنورتايت)

ميكاي پتاسيمي

 

ميكاي سديمي

 

 

سيليكات آلومينيوم سنگ‌هاي آذري تحت تأثير عوامل شيميايي به صورت خاك رس پولكي و كوارتز آنها به واسطه تغييرات فيزيكي به شكل لاي و ماسه در آمده‌اند. 

خاك رس‌هاي آبرفتي بسته به جنس بستر و طول مسيري كه جابه‌جا شده‌اند داراي جنس‌هاي گوناگون بوده و ويژگي‌هاي فيزيكي و شيميايي آنها متفاوت است و به صورت‌هاي خاك آجر، خاك سراميك، خاك نسوز، و غيره ته‌نشين شده‌اند. 

خاك رس معدني خالص‌تر و از لحاظ فيزيكي و شيميايي همگن‌تر است. از مهم‌ترين ويژگي‌هاي آن پايداري در برابر دماهاي زياد است. 

خاك رس خالص، بي‌رنگ است ولي خاك نباتي يا FeO آنرا كبود،‌ Fe2O3 آنرا سرخ، هيدروكسيد آهن آن را زرد، گرد زغال سنگ بسته به نوع زغال آنرا از قهوه‌اي تا سياه مي‌كند. خاك رس‌ها موادي با تركيب شيميايي پيچيده هستند ولي مبناي آنها تركيبي از سيليس و آلومين با مقادير متغيري از اكسيد‌هاي فلزي و ساير مواد مي‌باشند. آنها را مي‌توان برحسب تركيب شيميايي به دو گروه خاك رس‌هاي آهكي و غير‌آهكي تقسيم‌بندي نمود. خاك رس هاي آهكي داراي حدود 15 درصد كربنات كلسيم بوده و پس از پختن به رنگ بهي در مي‌آيند. خاك رس هاي غيرآهكي مركب از سيليكات آلومينيوم و فلد سپات و اكسيد آهن هستند. مقدار اكسيد آهن متفاوت بوده و از 2 تا 10 درصد تغيير مي‌كند. اين دسته از خاك رس‌ها پس از پختن به رنگ‌هاي نخودي، قرمز، يا عنابي روشن در مي‌آيند كه بيشتر مربوط به مقدار اكسيد آهن است. 

معمول‌ترين كاني‌هاي خاك رس‌ عبارتند از مونت مورينوليت، ايليت و كائولينيت. بنتونيت داراي مقدار زيادي مونت مورينوليت و كمي بيدليت است و از اين رو چسبندگي، شكل‌پذيري و آماسيدن آن زياد است. ضخامت پولك‌هاي مونت مورينوليت (Al2O3, 4SiO2, H2O +n H¬2O ) يك هزارم ميكرون و طول آنها 100 تا 200 هزارم ميكرون مي‌باشد، داراي دو لايه Si در دو طرف يك لايه Al است و از اين رو خاصيت جذب آب آن بيش از كائولينيت بوده و دو برابر آن يون مي‌سازد. بنتونيت پتاسيمي 2 تا 3 برابر و بنتونيت سديمي 6 تا 7 برابر وزنش آب مي‌مكد. 

بنتونيت در صنايع سراميك سازي، ريخته‌گري، پالايش نفت، آب‌بندي‌ سدها، صاف كردن و بي‌رنگ مواد غذايي و دارويي و آشاميدني، كاغذ سازي، صابون سازي، تصفيه آب، رنگ‌سازي،  ساختن آجر‌نسوز، گل حفاري، امولسيون‌ها، حشره‌كش‌ها و  كرم‌هاي آرايشي و مركب داخل‌ قلم‌هاي خودكار و نظاير آن مصرف مي‌شود. 

ايليت نام خاصي براي كاني‌هاي رس نيست ولي اصطلاحي عمومي براي كاني‌هاي خاك رس ميكائي است كه معمولاً در مورد هر نوع كاني رسي كه آماس كردني نباشد به كار مي‌رود. ايليت در ساخت محصولات رسي پخته ساختماني نظير كاشي و آجر به كار مي‌رود، برخي ايليت‌ها كه خاصيت خميري دارند براي چسباندن ماسه ريخته‌گري به كار گرفته مي‌شوند. 

كائولينيت با فرمول شيميايي Al2O3, 2SiO2 , 2H2O  است كه ضخامت پولك‌هاي آن 20 هزارم ميكرون و طول آنها 100 تا 250 هزارم ميكرون بوده و به اندازه وزنش آب مي‌مكد. دماي ذوب آن 1750 درجه سيلسيوس است. در گرماي 800 درجه چسبناكي خود را از دست داده و به Al2O3 , 2SiO¬2 تبديل مي‌شود كه مي‌توان براي جداسازي Al2O3  آن، آن را در اسيد كلريدريك حل كرد. 

كائولين Al2o3, 2SiO2 nH2O كه به خاك. چيني معروف است، چون آن را از تپه‌اي به اسم Kao –ling به معناي «تپه بلند» در شرق فوليانگ Fou – liang استخارج كرده و در چيني‌سازي مصرف مي‌كرده اند به اين نام شهرت يافته است (صادرات خاك چيني به اروپا نيز در اوايل از اين منطقه بوده است). كائولين مشتمل است بر كاني‌هاي كائوولينيت، نكريت، ديكيت، آنوكست، با يك بلوردو لايه‌اي كه در آن صفحات سيليس و هيدرواكسيد آلومينيوم به طور متناوب قرار گرفته‌اند. خاك رس آب مي‌مكد و پس از گل شدن آماس مي‌كند و فضاهاي خالي آن پر مي‌شود، از اين رو تا موقعي كه به صورت‌ تر باقي بماند مي‌توان آنرا براي آب‌بندي مصرف كرد. خاك رس خشك چسبندگي ندارد ولي پس از مكيدن آب، چسبنده مي‌شود، اما پس از آنكه كاملاً سيراب شد چسبندگي خود را از دست مي‌دهد، بنابراين براي پاك كردن گل رس از اشياء يا بايد آنرا خشك كرد و تكان داد يا به اندازه‌اي خيس كرد كه كاملاً سيراب شده و از آنها جدا شود. 

چسبندگي گل رس به خاطر كشش مولكولي است و كشش مولكولي بين پولك‌هاي خاك رس و لعابي از آب كه به ضخامت 6 تا 8 هزارم ميكرون دور تا دور پولك‌ها را اندود كرده است حدود 200 N/mm2 مي‌باشد. اين لعاب سطح پولك‌ها را ليز مي‌كند، به قسمي كه كوچك‌ترين نيرو سبب لغزش آنها روي يكديگر مي‌شود و شكل‌پذيري گل رس به خاطر اين مطلب است. 

خاك نسوز 

خاك نسوز را به انگليسي Fire clay يا Chamotte ناميده‌اند و نام ديگر آن گل آتشخوار است. خاكي است كه در دماي 1580 درجه سلسيوس ذوب نمي‌شود. كم‌ترين دماي ذوب مخلوط‌هاي سليس و رس 1580 درجه سلسيوس است كه از 94 درصد گرد سيليس SiO2 و 6 درصد گرد آلومين Al2O3  تشكيل شده و در صورت تغيير نسبت اين دو ماده دماي ذوب افزايش مي‌يابد. به اين جهت دماي 1580 درجه از مرز بين خاك‌هاي نسوز و غير نسوز قرار داده‌اند. 

خاك رس‌‌هايي كه هيدروسيليكات آلومينيوم آنها زياد باشد نسوز هستند. 

 

شما هم می توانید در مورد این فایل نظر دهید.