آجرسفال و کاربرد آن در ساختمان سازی
آجرها که برای ساخت مساکن و مکان های مختلف ساخته میشوند و انواع وکیفیت های متفاوتی دارد وبرای مصارف مختلف مورد استفاده قرارمیگیرد.آجرهای سفالی انواع وشکل های مختلفی دارد و براساس نوع مواد و پخت استحکام های متفاوتی دارد.آجرها ی سفالی دارای سوراخ برای جلوگیری از نفوذ سرما بسیار مورد استفاده قرارمیگیرند.این دسته از آجرها از نظر ساخت، شکل، رنگ و مشخصات فنی در نهایت دقت تهیه میشوند و بسته به شکل آنها در نقاط مختلف ساختمان استفاده میشوند.
آجر از قدیمی ترین مصالح ساختمانی است که قدمت آن بنا به عقیده برخی از باستان شناسان به ده هزار سال پیش می رسد.در ایران بقایای کوره های سفال پزی و آجر پزی در شوش و سیلک کاشان که تاریخ آنها به هزاره چهارم پیش از میلاد می رسد پیدا شده است. همچنین نشانه هایی از تولید و مصرف آجر در هندوستان به دست آمده که حاکی از سابقه شش هزار ساله آجر در آن کشور است وازه آجر بابلی و نام خشت هایی بوده که بر روی آنها منشورها قوانین و نظایر آنها را می نوشتند گمان می رود نخستین بار از پخته شدن خاک دیواره ها و کف اجاق ها به پختن آجر پی برده اند .به اعتقاد باستان شناسان، اولین بار آجر در سرزمین بین النهرین تهیه شده است. به هر صورت باید آجر پس پیدایش آتش و در نواحی که معادن سنگ وجود نداشته اند اختراع شده باشد. نمونه های زیبا و باعظمت کاربرد آجر در معماری ایران باستان نماینده پیشرفت درخشان ایرانیان در تولید و مهندسی کاربرد این مصالح است. در این میان می توان از زیگورات چغازنبیل، ایوان مدائن، کاخ های فیروزآباد و لرستان در قبل از اسلا م و همین طور مساجد جامع اصفهان و یزد، گنبد کاووس و ارگ تبریز مربوط به دوران بعد از اسلا م نام برد.
رمز توانایی آجر در خلق شگفت انگیزترین ساختمان های تاریخ در تناسبات آن نهفته است. این ابعاد در طی زمان متحول شده و در حال حاضر با ساختار و توانایی بدن انسان هماهنگ شده است. ابعاد آجر به طریقی است که به راحتی در یکدیگر قفل و بست می گردند. این خاصیت، کیفیت های مهندسی بی شماری از جمله در محل اتصال دو دیوار به یکدیگر به وجود میآورد. آجرها به کمک ملا ت به یکدیگر متصل می شوند و سطح یکنواختی را به وجود میآورند. این ابعاد متناسب باعث شده است که این مصالح به منظور اجرای دهانه های وسیع به صورت قوس و طاق و گنبد که از زمان قبل از ساسانیان در ایران رواج داشته است، کارآیی منحصر به فردی داشته باشد. خواص آجر باعث شده است که به عنوان مصالح پرکننده دیوار و سقف از جمله پرمصرف ترین مصالح باشد. زیبایی آجر و الگوی حاصل از آجر چینی باعث شده است که به صورت نما در داخل و خارج بنا مورد استفاده قرار گیرد و هویت خاصی به ساختمان ببخشد. استفاده از آجر به عنوان فرش کف و پلکان، فارغ از مقاومت مطلوب آن ویژگی های اقلیمی این مصالح کویری را بیشتر به نمایش می گذارد.
کوره های آجر پزی ابتدایی بی گمان از مکان هایی تشکیل می شده که در آن لایه های هیزم و خشت متناوبا روی هم چیده می شده است. فن استفاده از آجر ازآسیای غربی به سوی غرب مصر و سپس به روم و به سمت شرق هندوستان و چین رفته است در سده چهارم اروپایی ها شروع به استفاده از آجر کردند ولی پس از مدتی از رونق افتاده و رواج مجدد از سده 12 میلادی بوده که ابتدا از ایتالیا شروع شد. در ایران باستان ساختمان های بزرگ و زیبایی بنا شده اند که پاره ای از آنها هنوز پا بر جا هستند. نظیر طاق کسری در غرب ایران قدیم ، آرامگاه شاه اسماعیل سامانی در گنبد کاووس و مسجد اصفهان را که با آجر ساخته اند همچنینی پلها و سد های قدیمی مانند پل دختر سد کبار در قم از جمله بناهای قدیمی می باشند.به علت جذب کم آب در آجرهای سفالی، به منظور چسبندگی مناسب با ملات، انواع سوراخدار آنها را مورد استفاده قرار می‌دهند. از دیگر خواص آنها سبکی است که باعث بالا رفتن سرعت اجرا می‌شود. در عمل به آجرهای سفالی بلوک سفالی نیز گفته می‌شود. بلوک‌های سفالی خود به دو دسته دیواری و سقفی تقسیم میشوند. بلوک های سفالی معمولاً دارای پاشنه‌ای به اندازه 4 یا 5 سانتیمتر هستند که با استفاده از این پاشنه‌ها می‌توان به راحتی آنها را مابین تیرچه های پیش ساخته قرار داد. بلوک‌های سفالی دیواری دارای ضخامت 8، 10، 12، 15، 20 و 25 هستند. البته برخی از کارخانه ها ابعاد مخصوص به خود را داشته و همه ابعاد ذکر شده را تولید نمی‌کنند. بلوک‌های سفالی دیواری، معمولاً دارای عرض و طول 20 سانتیمتری هستند
هنوز زمان استفاده از اولین آجر و جایگزین شدن آن به جای سنگ در تاریخ کاملا مشخص نیست ، گمان میرود انسان های اولیه با پختن گل ها و مشاهده استحکام آن در قیاس با کلوخ های موجود ، به تولید آجر به صورت پختن آن پی برده اند.آجر های تهیه شده از خاک رس دارای قدمت بیشتری بین سایر آجرها می باشند. در ایران بقایای کوره ای آجر سفال در بعضی از شهرهای ایران از جمله کاشان و .... یافت گردیده است ، که زمان تخمین آن به هزاره چهارم پیش از میلاد می رسد.
آجر سفال یک واژه بابلی می باشد و به خشت هایی اطلاق می شود که قوانین بر روی آن هک شده است. ایده تولید آجر از پختن خاک دیوارها و کف اجاق ها گرفته شده است.کوره های آجرپزی قدیمی به اینصورت بوده که خشت ها و هیزم ها برروی هم چیده می شده اند و سپس پخته می شده اند.استفاده از آجر سفال اولین بار از آسیای غربی رواج پیدا کرد و سپس به سایر مناطق آسیایی منتقل گردید.در دهه چهارم ، اروپایی ها نیز شروع به استفاده از آجر سفال نموده اند و بعد از زمانی استفاده از آن متوقف و بعد از چندین دهه باز در ایتالیا رواج پیدا کرد. نمونه های ساختمان های آجر سفالی را در اصفهان می توان مشاهده نمود.
مراحل و روش تولید انواع آجر سفال چگونه است؟
مرحله اول - استخراج مواد خام از زمین : در ابتدا کیفیت خاک مورد بررسی قرار می گیرد و در صورت داشتن کیفیت استخراج می شود.
مرحله دوم - آماده سازی خاک: در این مرحله کلوخ و سنگ ها از خاک جدا گردیده و در آسیاب خورد شده و در جاهای مخصوص خود نگهداری می گردد.
مرحله سوم - تولید قالب آجر سفال: این مرحله به دو روش انجام می شود.
روش اول – تولید آجر سفال به صورت خشک : که در این حالت خاک داخل قالب فشرده می شود و درصد رطوبت در این حالت بسیار کم می باشد.
روش دوم - تولید آجر سفال به صورت تر : در این حالت خاک به صورت خمیر در می آید و به دستگاه قالب گیری منتقل میگردد و گل فرم دهی میگردد. و بعد از آن وارد دستگاه برش شده و به اندازه های مورد نیاز و معمول برش می خورد. و بعد از آن وارد دستگاه خشک کن گردیده تا رطوبت آن به حد نصاب رسیده و آماده قرار گرفتن در کوره شود. اگر خشت ها وارد خشک کن نشود بخاطر وجود رطوبت زیاد خشت ترک خورده و خراب می گردد.
مر حله آخر - گذاشتن در کوره و پختن خشت ها : در این مرحله خشت ها در کوره گذاشته می شود و حرارت بسیار بالا رفته و سپس خشت ها پخته می شوند، سپس کوره را خاموش کرده و بعد از سرد شدن ، خشت ها بارگیری شده و یا انبار میگردد.
فرآیند تولید آجر سفالمشخص نیست که آجر برای اولین بار از چه زمانی مورد استفاده قرار گرفته است؛ گمان میرود انسان‌های اولیه با مشاهده پخته شدن گل مجاور اجاق‌های خود و دیدن اینکه گل پخته شده سختتر از کلوخه‌های کنار خود می‌گردید پی به خواص و روش تهیه آجر برده باشند.آجر همچنین به عنوان یکی از مصالح ساختمانی از دیرباز مورد استفاده بوده‌است. مصرف آجر به عنوان مصالح ساختمانی در ایران سابقه باستانی دارد. از بناهای باستانی مشهوری که در ساخت آن از آجر استفاده شده می‌توان به طاق کسری اشاره کرد.به طور کلی استفاده از آجر در طول تاریخ ایران بسیار گسترده بوده و بناهای بیشماری اعم از آتشکده، مسجد، ساختمان‌های مسکونی و... به وسیله آجر در ایران ساخته شده‌اند.در حال حاضر با توجه به بالا رفتن تراکم جمعیت و ساخت بناهای چندین طبقه استفاده از آجر در اسکلت این نوع ساختمان‌ها مقدور نیست و از اسکلت‌های فلزی یا بتنی استفاده می‌شود؛ ولی از آجر برای نماسازی استفاده می‌شود و یا در قسمتی از سالن و سایر فضاها آجر را بطور نمایان بکار می‌برند.
خط تولید آجر سفال
1- استخراج مواد
در این مرحله خاک از معدنی که قبلاً کیفیت آن مورد بررسی وتأیید قرار گرفته است برداشت می نمایند.
2- تهیه گل
در این مرحله خاک را ضمن آب زدن و جداسازی سنگ یا مواد خارجی از آن براساس میزان سختی و خشکی آن با آسیاهای مختلف خورد نموده و به دانه بندی در حدود 1تا5/1 میلیمتر می رسانند و در سیلوی خاک نگهداری می نمایند.
3- فرم دادن
مرحله فرم دادن بدین صورت است که گل مهیا شده در دستگاه میکسر که روی یک اتاق وکیوم پرس می باشد وارد شده و بعد از آنکه هوای داخل گل به طور کامل تخلیه شد، گل توسط این دستگاه کاملاً فشرده می شود تا مواد تا حد امکان مخلوط وفشرده شده و هیچگونه خلل و فرجی باقی نماند و سپس گل فشرده شده توسط اکسترودر در حین عبوراز محل خروجی ماشین ،شکل قالبی را که در آن محل نصب شده است را به خود می گیرد و به صورت شمش گلی با ابعاد تعیین شده خارج می شود که بلافاصله بعد از قالب برش خرده و به قسمت خشک کن حمل می شود.
4- خشک کردن
خشت آماده شده وارد خشک کن شده تا میزان رطوبت و مقاومت آن به حد مناسب رسیده و آماده قراردادن در کوره شود. اگر خشت تر وارد کوره شود هم خود محصول ترک خورده و از بین می رود و هم کوره دچار شوک حرارتی شده که موجب ریزش و خرابی آن می شود.
5- پخت
در مرحله پخت،خشت خشک وارد کوره شده ودر معرض حرارت بسیار بالا (تا 900 درجه سانتیگراد) قرارمی گیرد و برای مدت زمان معینی حرارت می بیند تا سفت وسخت شده و اکسیدکربن آن نیز متصاعد شود.
پس از انجام پخت تیغه یا بلوک سفالی تولید شده جهت بارگیری و فروش انتقال می یابد.
انواع آجرها از نظر کیفیت
آجر با کیفیت مناسب برای مصارف داخلی (توکار)
این آجر برای مصارف معمولی در داخل ساختمان بکار می رود.
آجر با کیفیت معمولی:
این نوع آجرها دارای دوامی کمتر از آجرهای با کیفیت ویژه ولیکن معمولاً در نماهای خارجی ساختمان دوام کافی را خواهد داشت.
آجر با کیفیت ویژه :
این نوع آجر در شرایط سخت و ویژه کاربرد دارد. مناطقی که از آب اشباع شده یا یخ زدگی ممکن است رخ دهد نظیر دیوارهای حائل، کانال های فاضلاب، فرش پیاده روها و …
انواع آجر از لحاظ رنگ
اگر از آجر در نماچینی استفاده شود، رنگ آن اهمیت پیدا می‌کند. برای استفاده در نماچینی، آجرهایی به رنگ‌های زرد کمرنگ که به آن آجر سفید می‌گویند و زرد پررنگ که به آن آجر بهی می‌گویند و همچنین آجرهایی به رنگ قرمز روشن یا قرمز سیر در بازار وجود دارند. در حدود سالهای 1320 تا 1340 یک نوع آجر ابلق به رنگ‌های قرمز و زرد بنام آجر بهمنی به بازار عرضه می‌شد که بوسیله کوره آجرپزی به همین نام تهیه می‌شد.ضخامت آجرهای مورد استفاده در نما ممکن است 4،3 یا 5 سانتیمتر باشد ولی دو بعد دیگر این آجرها مانند آجرهای فشاری یا ماشینی است.علت رنگی بودن این آجرها مربوط به طریقه چیدن آجر در کوره و نحوه آتش دادن به آن است. کنترل سطوحی که با آتش در تماس مستقیم است نیز در رنگ آجر موثر است. از طرفی رنگ آجر مربوط به اکسید فلزاتی مانند اکسیدهای مختلف آهن است که در مواد اولیه آجر وجود دارد. برای تهیه مصالح اولیه و همچنین مراحل خشت‌زنی و خشت‌خشک‌کنی آجرهای رنگی، دقت و هزینه بیشتری به عمل می‌آید. به همین دلیل این آجرها گران تر از دیگر انواع آن هستند.
انواع آجرها از نظر نوع مصرف
آجر معمولی : آجرهائی هستند که برای کارهای عمومی ساختمان مناسب هستند و به روش دستی یا ماشینی تولید می شوند.
آجرنما : بطریق خاصی ساخته می شود تا هنگام مصرف بدون نیاز به اندودکاری یا روکش های دیگر خود، دارای ظاهر مناسبی باشد، این نوع آجر هم می تواند به روش دستی (قزاقی) یا ماشینی تولید شود.
آجر مهندسی مرغوب : این آجر دارای جسمی متراکم، پرقدرت و نیمه شیشه ای است و عمدتاً در سازه های با قدرت تحمل بار زیاد بکار برده می شود. این آجر منحصراً به روش ماشینی تولید می شود.
انواع آجرها از نظر کیفیت
آجر با کیفیت مناسب برای مصارف داخلی (توکار) : این آجر برای مصارف معمولی در داخل ساختمان بکار می رود. آجر با کیفیت معمولی: این نوع آجرها دارای دوامی کمتر از آجرهای با کیفیت ویژه ولیکن معمولاً در نماهای خارجی ساختمان دوام کافی را خواهد داشت.
آجر با کیفیت ویژه : این نوع آجر در شرایط سخت و ویژه کاربرد دارد نظیر مناطقی که از آب اشباع شده یا یخ زدگی ممکن است رخ دهد نظیر : دیوارهای حائل، کانال های فاضلاب، فرش پیاده روها و غیره
درجه حرارت لازم برای پخت آجر بستگی به نوع خاک و تعداد عناصر معدنی موجود در خاک دارد. درجه حرارت مناسب بین 900 تا 1200 درجه می باشد.
انواع آجرها از نظر شکل
آجر توپر : که در آن حجم سوراخ ها از 25 درصد حجم آجر (یا در حالت آجرهای پرسی، حجم فرورفتگی از 20 درصد آجر) تجاوز نمی کند. در این نوع آجر سوراخ ها کاملاً یا تقریباً از میان آجر عبور می کنند
آجر سوراخ دار : که در آن حجم سوراخ هائیکه از میان آجر می گذرد از 25% حجم آجر بیشتر باشد.
آجر توخالی : که در آن حجم سوراخ هائیکه از میان آجر عبور می کنند از 25% حجم آن بیشتر است و هیچگونه محدودیتی در ابعاد سوراخ ها وجود ندارد.
آجر متخلخل : که در آن حجم منافذ (سوراخ های بسته شده در یک انتها) بیش از 20% حجم آجر باشد. نکته مورد توجه این است که آجرهای متخلخل معمولاً با روش های پرسی تولید می شوند و آجرهای سوراخ دار و توخالی با استفاده از روش دکسترودر (برون رونده) ساخته می شوند.
آجر با شکل مخصوص : که دارای شکل هندسی بغیر از مکعب مستطیل معمولی هستند.
مراحل ساخت آجر
1) کندن و استخراج مواد خام
2) آماده سازی مواد اولیه
3) قالب گیری
4) خشک کردن
5) پخت آجر
مراحل تولید انواع آجر سفال
1 – استخراج مواد خام از زمین : در این مرحله ابتدا کیفیت خاک مورد نظر مورد بررسی قرار می گیرد و در صورت داشتن کیفیت مطلوب استخراج می گردد.
2- آماده سازی خاک: در این مرحله ابتدا کلوخ و سنگ ها از خاک جدا گردیده و مواد سخت دیگر در آسیاب خورد شده تا ذره بندی به درجه استاندارد برسد و در جاهای مخصوص خود نگهداری می گردد.
3- تولید قالب آجر سفال : این مرحله به دو صورت می باشد
3-1 – تولید آجر سفال به صورت خشک : که در این حالت خاک به حدی فشرده می شود که هیچ گونه خلل و فرجی در آن وجود نداشته باشد. در واقع داخل قالب فشرده می شود .درصد رطوبت در این حالت بسیار کم می باشد.
3-2- تولید آجر سفال به صورت تر : در این حالت خاک به دست آمده به روش بالا به گل تبدیل گردیده و به دستگاه قالب گیری منتقل میگردد و گل فرم دهی میگردد.و بعد از آن وارد دستگاه برش شده و به اندازه های مورد نیاز و معمول برش می خورد.و بعد از آن وارد دستگاه خشک کن گردیده تا رطوبت آن به حد نصاب رسیده و آماده قرار گرفتن در کوره شود.اگر خشت ها ها وارد خشک کن نشود بخاطر وجود رطوبت زیاد خشت ترک خورده و خراب می گردد.
4- گذاشتن در کوره و پختن خشت ها : در این مرحله خشت ها در کوره گذاشته می شود و حرارت بسیار بالا رفته و سپس خشت ها پخته می شوند، سپس کوره را خاموش کرده و بعد از سرد شدن ، خشت ها بارگیری شده و انبار میگردد.
مشخصات انواع سفال تیغه
مشخصات فنی:
سفالهای تیغه ای در ابعاد گوناگون تولید میشوند که انواع 10×20×20 و 15×20×20 و 13×20×20 پرمصرف‌ترین ابعاد هستند. تیغه سفال خوب باید در برخورد با یکدیگر صدای زنگ بدهد. صدای زنگ نشانه توپُری و کمی میزان جذب آب آن است. همچنین باید در آتش‌سوزی نیز مقاومت کافی را داشته باشد و تبدیل به خمیر و آب نشود و رنگ آن باید یکنواخت باشد. همچنین سطح آن بدون حفره باشد و سختی آن به اندازه‌ای باشد که با کشیدن ناخن روی آن خط نیفتد. میزان جذب آب طبق استاندارد حداکثر 16 درصد و حداقل 8 درصد تعیین شده است. بعضی از انواع سفالها به منظور عایق‌بندی بیشتر تیغه میانی آنها با پلی استایرن پر می‌شود. تردی آن نباید به حدی باشد که موجب ازدیاد پرت شود. عدم پیچیدگی ابعاد گوشه‌های گونیا از دیگر مشخصات یک سفال قابل قبول است.
در بازار تیغه ها معمولاً بر اساس ضخامت آنها نام برده میشوند. مثلاً تیغه 10 سانتیمتر یا 15 سانتیمتر (ضخامت 15 یا 10). قابل توجه است که بلوک‌های با ضخامت 7 و 9 سانتیمتر هم نیز در بازار موجود است.در هنگام خرید باید دقت شود که رنگ سفال یکنواخت و سطح آن بدون ترک و آلوئک باشد، گوشه‌های سفال کاملاً قائم باشند. همچنین با توجه به وجود سفال در ابعاد گوناگون، باید ابعاد کامل تیغه مورد نیاز توسط خریدار برای فروشنده مشخص می‌شود تا قیمت آن به صورت دقیق مشخص گردد. همچنین با توجه به اینکه هزینه حمل معمولاً چشمگیر است باید ظرفیت کامیون‌های مختلف نیز در هنگام سفارش در نظر گرفته شود. برای انتخاب قیمت میبایست تعداد سفال تیغه در متر مربع برآورد گردد (با توجه به ابعاد موجود دربازار) و قیمت هر متر مربع ملاک مقایسه قرار گیرد. لازم به ذکر است که بعضاً به علت کیفیت پایین دستگاههای تولیدکننده یا متریال بدون کیفیت ضخامت تیغه‌های آن را بیشتر در نظر می‌گیرند که باعث ازدیاد وزن میگردد.
