ویژگیهای آجر
آجر خوب باید در برخورد با آجر دیگر صدای زنگ بدهد، صدای زنگ نشانه سلامت، توپری و مقاومت و کمی میزان جذب آب آنست. آجر که صدای خفه بدهد خوب نپخته است و یا ترک دارد. آجر پوک آب جذب میکند، هنگام سرما یخ میزند و خرد میشود. آجر خوب باید در آتشسوزی مقاومت کند و خمیری و آب نشود، مواد شیمیایی در آن اثر بد نکند و ضریب انتقال حرارتی آن کم باشد، رنگ آجر باید یکنواخت با شد که این بر اثر یکنواختی جنس شیمیایی و یکنواختی در پخت است بافت آجر خوب باید همگن بوده و سطح آن بدون حفره و آلوئک باشد. سختی آجر باید به اندازهای باشد که با ناخن خط نیفتد.
بنابر آخرین استاندارد ایران به شماره ۷، خرداد ۱۳۵۷ در مورد آجرهای رسی، آجرها به دو گروه دستی و ماشینی تقسیمبندی شدهاند که آجرهای دستی خود به دو نوع فشاری و قزاقی سفید و آجر ماشینی نیز به توپر و سوارخ دار گروهبندی شدهاند. ابعاد آجر ماشینی ۳۰-۴۰-۵۵×۱۰۵×۲۲۰ و ابعاد آجر دستی ۳۰-۴۰-۵۵×۱۰۰×۲۱۰ میلیمتر، رواداری در طول آجر ماشینی ۲ و برای آجر دستی ۴ میلیمتر، رواداری عرضی اجر ماشینی ۱ و آجر دستی ۳ میلیمتر و رواداری ضخامت برای همه انواع به جز آجر دستی ۵۵ میلیمتری که ۲ میلیمتر ذکر شده، ۱ میلیمتر تعیین گردیده است.
میزان جذب آب
میزان جذب آب مطابق استاندادر ایران در آجرهای دستی حداکثر ۲۰ درصد، در آجرهای ماشینی ۱۶ درصد و حداقل برای هر دو نوع آجر ۸ درصد تعیین شده است.
میزان جذب آب کم سبب خوب نچسبیدن ملات به آجر و زیادی آن باعث یخزدگی میشود. وزن فضایی آجرهای دستی و ماشینی حداقل ۷/۱ گرم بر سانتیمتر مکعب تعیین شده است.
حداقل مقاومت فشاری آجر دستی ۸۰ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع و برای آجرهای ماشینی به این شرح تعیین شده است: برای آجر با مقاومت زیاد یک نمونه ۱۷۵ و متوسط ۵ نمونه ۲۰۰، برای آجر با مقاومت متوسط یک نمونه ۱۲۵ و متوسط ۵ نمونه ۱۵۰ و برای آجر با مقاومت کم یک نمونه ۷۰ و متوسط ۵ نمونه ۸۵ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع.
نظر به اینکه لزوم زنجاب کردن اجر قبل از مصرف مورد بحث مهندسان قرار دارد تصمیم گرفته شد که در آزمایشگاه مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن در این مورد تحقیقات و بررسیهایی صورت گیرد. برای این منظور دو سری نمونه آجر فشاری، یکی با تخلخل کم جذب آب بیش از حد مجاز استاندارد ایران به رنگ بهی برای این موضوع انتخاب و آزمایش جذب آب بر طبق روشهای مندرج در آییننامه استاندارد ایران به شماره ۷، ۱۳۵۷ تحت عنوان آجرهای رسی در مورد این آجرها انجام گردید که نتیجه آن را در جداول میتوان مشاهده نمود.
جدول ۲-۱ درصد جذب آجر در زمانهای مختلف ( آجرهای متمایل به رنگ سرخ)
جذب آب در زمانهای مختلف ( به درصد) | ||||||||||
شماره نمونه | ۱۰ثانیه | ۳۰ ثانیه | ۶۰ثانیه | ۲ دقیقه | ۷دقیقه | ۲۰دقیقه | ۵۰دقیقه | ۲ساعت | ۴ساعت | ۲۴ساعت |
آجر شماره۱ | ۱۶/۷ | ۲۰/۱۱ | ۵۷/۱۲ | ۹۷/۱۳ | ۰۷/۱۴ | ۱۷/۱۴ | ۳۲/۱۴ | ۴۲/۱۴ | ۴۲/۱۴ | ۰۷/۱۵ |
آجر شماره۲ | ۱۴/۶ | ۱۰/۱۰ | ۹۹/۱۲ | ۵۲/۱۴ | ۵۷/۱۴ | ۶۲/۱۴ | ۷۲/۱۴ | ۸۷/۱۴ | ۸۸/۱۴ | ۴۸/۱۵ |
آجر شماره ۳ | ۰۸/۶ | ۷۲/۹ | ۱۵/۱۲ | ۲۷/۱۳ | ۴۲/۱۳ | ۵۱/۱۳ | ۶۱/۱۳ | ۸۱/۱۳ | ۸۲/۱۳ | ۶۸/۱۴ |
آجر شماره۴ | ۰۷/۷ | ۵۱/۱۱ | ۲۹/۱۴ | ۴۳/۱۵ | ۵۳/۱۵ | ۵۸/۱۵ | ۷۴/۱۵ | ۷۹/۱۵ | ۹۶/۱۵ | ۶۱/۱۶ |
میانگین | ۶۱/۶ | ۶۳/۱۰ | ۲۵/۱۳ | ۳۰/۱۴ | ۴۰/۱۴ | ۴۷/۱۴ | ۶۰/۱۴ | ۷۰/۱۴ | ۷۷/۱۴ | ۴۶/۱۵ |
درصد جذب نسبی | ۷۶/۴۲ | ۷۶/۶۸ | ۷۰/۸۵ | ۵۰/۹۲ | ۱۴/۹۳ | ۶۰/۹۳ | ۴۴/۹۴ | ۰۸/۹۵ | ۵۴/۹۵ | ۱۰۰ |
جدول ۲-۲ درصد جذب آجر در زمانهای مختلف ( آجرهای بهی رنگ)
جذب آب در زمانهای مختلف ( به درصد) | |||||||||
شماره نمونه | ۱دقیقه | ۳دقیقه | ۶دقیقه | ۱۰دقیقه | ۱۵دقیقه | ۳۰دقیقه | ۶۰دقیقه | ۵ساعت | ۲۴ساعت |
آجر شماره۱ | ۶۸/۱۷ | ۰۵/۲۱ | ۱۷/۲۱ | ۱۷/۲۱ | ۳۴/۲۱ | ۶۲/۲۱ | ۶۷/۲۱ | ۸۰/۲۲ | ۷۶/۲۳ |
آجر شماره۲ | ۳۵/۲۱ | ۶۷/۲۴ | ۷۹/۲۴ | ۷۹/۲۴ | ۷۹/۲۴ | ۸۵/۲۴ | ۰۸/۲۵ | ۰۷/۲۶ | ۲۴/۲۷ |
آجر شماره ۳ | ۹۳/۲۱ | ۶۰/۲۴ | ۶۵/۲۴ | ۷۱/۲۴ | ۰۱/۲۵ | ۰۱/۲۵ | ۱۹/۲۵ | ۲۵/۲۶ | ۳۲/۲۷ |
آجر شماره۴ | ۳۶/۱۷ | ۳۶/۲۰ | ۴۷/۲۰ | ۴۷/۲۰ | ۷۵/۲۰ | ۷۵/۲۰ | ۹۷/۲۰ | ۰۹/۲۲ | ۳۷/۳۲ |
میانگین | ۵۸/۱۹ | ۷۶/۲۲ | ۷۷/۲۲ | ۷۸/۲۲ | ۹۷/۲۲ | ۰۵/۲۳ | ۲۲/۲۳ | ۳۰/۲۴ | ۴۲/۲۵ |
درصد جذب نسبی | ۰۳/۷۷ | ۱۸/۸۹ | ۵۸/۸۹ | ۶۰/۸۹ | ۰۵/۹۰ | ۶۸/۹۰ | ۳۵/۹۱ | ۵۹/۵۹ | ۱۰۰ |
به طوری که ملاحظه میشود در دقیقه اول خیساندن، آجرها از حدود ۷۷% تا ۸۶% از کل آبی را که در ۲۴ ساعت اول قادر به جذب هستند به خود میگیرند. در ده ثانیه اول متوسط این نسبت در آجر نوع متمایل به سرخ به حدود ۴۳% میرسد.
بنابراین میتوان چنین نتیجه گرفت که آبپاشی جزئی برای زدودن گرد و غبار اجرهای فشاری و یا فرو بردن آنها در آب به مدت کوتاه قبل از مصرف کفایت میکند.
انبساط رطوبتی
آجر پس از خارج شدن از کوره و سرد شدن شروع به کشیدن نم از هوا میکند. در ابتدا شدت نم کشیدن زیاد بوده و سپس در اثر گذشت زمان کاهش مییابد. گرچه ممکن است مدتهای مدید نم کشیدن ادامه داشته باشد ولی مقدار آن ناچیز است. اندازهگیریهایی که در مرکز تحقیاقت ساختمان بریتانیا انجام شده است نشان میدهد که انبساط مورد انتظار حدود ۸/۰ میلیمتر به ازاء هر متر طول آجر در هشت سال اول است و نیمی از این مقدار در هفته اول اتفاق میافتد. رفتار آجرهای مختلف بسیار متفاوت است، برخی آجرهای مهندسی که کمتر پخته شده باشند انبساط بیشتری دارند که به حدود ۶/۱ ملیمتر در هر متر نیز میرسد، در حالی که همین آجر در صورت پخته شدن، انبساط خیلی کمتری خواهد داشت.
انبساطی که ذکر شد مربوط به اجر به تنهایی است و انبساط آجر کاری از این مقدار کمتر و نسبت به آجر حدود ۶۰ درصد است، مشروط بر اینکه دلایل دیگری برای انبساط ( نظیر انبساط ناشی از حمله سولفاتها) وجود نداشته باشد. این انبساط به صورت تنها و منفرداً در مدت طولانی اتفاق میافتد و همراه با این جابهجایی رطوبتی، جابهجاییهای قابل برگشت ناشیاز تر و خشک شدن نیز اتفاق میافتد که مقدار آن ناچیز بوده و محتملاً از ۲/۰ درصد تجاوز نخواهد کرد.
شواهدی مبتنی بر اینکه انبساط قابل برگشت مزبور بر اثر مرور زمان کاهش یابد به دست نیامده است.
انبساط رطوبتی دراز مدت آجر و آجرکاری با فرو بردن آجر در آب تسریع نشده و بر اثر مرور زمان در موقع خشک شدن بعدی بازگشت پیدا نمیکند.
انبساط حرارتی
ضریب انبساط حرارتی خطی آجر معادل حدود به ازاء هر یک درجه سلسیوس تغییر دما است. با وجود این، پیشبینی تغییر مکان حرارتی واقعی به علت میزان گیرداری قطعات مشکل است. قطعاتی از آجرکایر که در معرض دو دما در داخل و خارج ساختمان قرار میگیرند دچار تغییر مکان حرارتی متفاوت در ضخامت خود میشوند که منجر به ایجاد تنش در قطعات مزبور میگردد.
گرچه از لحاظ تئوری تغییر مکانهای حرارتی قابل برگشت هستند، ولی در آجرکاری به دلیل وجود اصطکاک و سایر عوامل، این تئوری کاملاً صادق نیست.
آجر جوش (Clinker)
آجر جوش آجر خاص در صنعت سفالپزی است که در کشورهای صنعتی دارای اهمیت ویژهای است و آنرا با خاک مرغوبی که در گرمای بالاتر از ۱۰۰۰ درجه سلسیوس خمیری نشود میپزند. مدت توقف آجر جوش در کوره کمی بیشتر از آجر معمولی است و آنرا به اندازهای در کوره نگاه میدارند که دانههای خاک عرق کرده، به یکدیگر بچسبند و آجر به صورت یکپارچه درآید.
تفاوت دمای عرق کردن و خمیری شدن خاکی که به مصرف تهیه آجر جوش میرسد باید زیاد و حدود ۱۹۰ تا ۲۰۰ درجه سلسیوس باشد تا در گرمای کوره خمیری نشود. چنین خاکی معمولاً در طبیعت کمیاب است و باید آنرا از مخلوط کردن خاکهای مختلف ساخت. مقدار اکسیدهای قلیائی خاک آجر از ۵/۱ تا ۵/۲ درصد و میزان Al2O3 آن از ۱۵ تا ۲۵ درصد میباشد.
مقدار Fe2O3 از ۶ تا ۸ درصد است و چنانچه بیشتر شود کارگدازآور را انجام میدهد. مقدار آهک محدود بوده و از ۷ تا ۸ درصد است و چنانچه از این بیشتر شود آجر جوش، پوک و کج و معوج میشود.
گرمای پخت معمولاً بین ۱۲۰۰ و ۱۲۵۰ درجه سلسیوس بوده و رنگ آجر جوش بستگی به میزان اکسید آهن و درجه پخت داشته و معمولاً از سرخ تا آلبالوئی تا سیاه است. اگر در خاک، آهک و قلیائیهای خاکی زیاد بوده و یا اکسید آهن کم باشد رنگ آن بهی میشود.
قالبگیری با هر دو روش تر و خشک انجام میگیرد و چنانچه از شیست، به جای خاک استفاده شود روش خشک انتخاب میشود. آجر جوش نباید از ۳۵ مگاپاسکال کمتر شود و میزان جذب آب آن باید کمتر از ۶ درصد در مورد آجرهای ساختمانی و کمتر از ۴ دصد برای آجرهای فرشکف، و وزن ویژه آن بیش از ۹/۱ گرم بر سانتیمتر مکعب باشد. آجر جوشی که به مصرف فرش کف، پلهها و پیادهروها میرسد باید مقاومت ضربهای زیاد داشته و سایش آن کم باشد. همچنین سطح آن باید زبر بوده و پس از سائیده شدن نیز زبر بماند. آجر جوش باید در برابر مواد شیمیایی و یخبندان مقاوم باشد. در استاندارد اتحاد شوروی سابق، مقاومت در برابر یخبندان ۵۰ دوره یخزدن ( تا ۱۷- درجه سلسیوس) و آب شدن ذکر شده است. همچنین در این استاندارد آجر جوش به ۳ گروه با مقاومتهای فشاری ۴۰ و ۷۰ و ۱۰۰ مگاپاسکال با جذب آب ۶و ۴ و ۲ درصد تقسیمبندی شده است.
آجر جوش برای نماسازیساختمانها، فرش کف پیادهرو خیابانها، پوشش بدنه و کف آبروها و مجراهای فاضلاب و تونلها، و ساختن دودکشها، فرشکف کارخانهها، انبارهای کشاورزی و سالنهای دامداری و پرورش طیور، استخرهای صنعتی و جز اینها مصرف میشود و بیشتر این کاربردها به سبب خواص ویژه فیزیکی و مقاومت شیمیایی آنست. در حال حاضر این نوع آجر در ایران تولید نمیشود و جا دارد به دلیل خواص مطلوبی که دارد در توسعه آینده صنایع سفال، جایی برای آن منظور گردد.
آجر لعابی
برای جلوگیری از نفوذ آب و مواد شیمیایی در اجر و جلا دادن و بهبود کیفیت نمای آجر روی آنرا با پوسته نازکی از لعاب میپوشانند. لعاب را روی یک یا چند سطح از آجر که معمولاً در نما قرار میگیرند میپزند. دو نوع لعاب وجود دارد، یکی لعابگدازآور که شویته نازک رویی خشت را به هنگام پختن ذوب میکند و به آن میچسبد وبا آن یکپارچه میشود، دیگری لعاب شیشهای که جنس آن سیلیکاتی است.
لعاب گدازآور ممکن است شفاف باشد، مانند اکسید سرب، یا به رنگ سفید باشد مانند اکسید قلع و یا به رنگهای دیگر: اکسید آهن برای رنگهای زرد و سرخ تا قهوهای، اکسید آهن منگنزدار برای رنگ سرخ تیره، هیدروکسید آهن و ایریدیوم برایرنگ سیاه، آهنک و اکسید تیتانیوم برار نگ زرد و اکسید مس برای یک دسته رنگهای از آبی روشن تا سبز در لعاب به کار میرود.
لعاب را باغ دستگاههای مخصوص بر روی آجر میپاشند یا با برش بر روی آجر میزنند یا در حین حرکت آجرها بر روی تسمه نقاله آنرا بر روی آجرها میریزند و یا آجر را در لعاب فرو بروده و بیرون میآورند. لعاب را میتوان بر روی خشت خشک شده یا آجر شخته شده، اندود کرد. لعاب را به حالت شل روی آجر اندود میکنند. آجر یا خشت خشک آب آنرا میمکد و بخش جامد لعاب روی آجر میماند، که این قسمت بعداً در کوره آب شده و به صورت پوستهای شیشهای روی آجر را میپوشاند . لعابهای شیشهای شفاف هستند و برای کدرکردنشان، قدری اکسید قلع یا تیتانیوم به آنها میافزاید که در موقع سرد شدن لعاب ابتدا اکسیدهای قلع یا تیتانیوم بلوری شده و لعاب کدر میشود. شریب انقباض و انبساط لعاب و آجر باید حدوداً مساوی باشند تا در موقع سرد و گرم شدن آجر، لعاب ترک نخورد.
لعاب نمکی
لعاب نمکی نوعی لعاب ارزان قیمت است که با پاشیدن نمک در کوره به دفعات و ترتیب معین به هنگام پخت آجری که حاوی سیلیس زیاد باشد روی آن درست میشود. نمک باید مرطوب باشد تا در سطح رویی آجر نفوذ کند. در گرمای کوره نمک با بخار آب موجود در گازهای احتراق ترکیب شده اسید کلریدریک و اکسیدسدیم تولید میشود. اسید کلریدریک به همراه گاز از کوره خارج شده و اکسید سدیم با سیلیکات آلومینیوم ترکیب شده و سیلیکات آلومینیوم سدیم
(Na2O , Al2O3, 4SiO2 ) به وجود میآید که به شکل لعاب بیرنگ شفافی روی آجر یا سفال را اندود میکند. با این روش روی تنبوشه فاضلاب و نظایر آنرا لعاب میدهند تا از نفوذ آب و مواد شیمیایی در آنها جلوگیری شود.