تولید آجر سبک با استفاده از سنگ آهک

بررسی ها نشان می دهد که دیوار و حتی سقف قسمت عمده ساختمان های کشور با آجر رسی ساخته می شود. بطوری که میزان مصرف آجر نسبت به سایر مصالح بنایی متداول نظیر بلوک سیمانی، بتن سبک و خشت بسیار بیشتر است. اینجاست که تولید آجر سبک اهمیت بسیاری پیدا می کند؛ چرا که اگر بتوان از جرم آجر تولیدی کاست، جرم ساختمان نیز کاهش می یابد و با کاستن از جرم ساختمان، مقاومت آن در برابر نیرو های زلزله افزایش خواهد یافت.

یکی از محور های پژوهشی مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن، سبک سازی ساختمان هاست که پروژه «بررسی تولید آجر سبک با استفاده از مواد افزودنی» در این چارچوب قرار دارد. در این طرح امکان و چگونگی استفاده از مواد افزودنی سبک کننده بدنه آجر شامل خاک اره، فوم پلی استایرن، پودر سنگ آهک و گرد زغال سنگ بررسی می شود. یکی از پروژه های طرح تحقیقاتی یاد شده «بررسی تولید آجر سبک با استفاده از پودر سنگ آهک» است. در این پروژه پودر سنگ آهک حاصل از ضایعات کارخانه سنگ بری به مواد اولیه ی آجر پذیر اضافه می شود.

سنگ آهک که از کربنات کلسیم تشکیل می شود، هنگام پخت در کوره تجزیه شده و تقریباً نیمی از آن به صورت گاز دی اکسید کربن از آجر خارج می گردد. این امر باعث سبک شدن و بهبود بعضی از خواص آجر از جمله خواص عایق حرارتی و جمع شدگی می شود. بنابراین افزودن اینگونه افزودنی ها در مقادیر بهینه علاوه بر افزایش مقاومت ساختمان در برابر زلزله، به صرفه جویی در مصرف سوخت در ساختمان نیز کمک می نماید. نتایج پژوهش های انجام شده در این پروژه نشان می دهد که از نظر فنی و اقتصادی استفاده از ضایعات ریز دانه کارخانه های سنگ بری (سنگ های آهکی) در تولید آجر امکان پذیر است.

چکیده پروژه

یکی از افزودنی های تخلخل زا در آجر رسی، پودر سنگ آهک است. این ماده در دمای کوره به دی اکسید کربن و اکسید کلسیم تبدیل می شود که دی اکسید کربن از آجر خارج و باعث سبک شدن آن می شود. از طرف دیگر، وجود سنگ آهک در مواد اولیه از جمع شدگی پخت و متراکم شدن بدنه جلوگیری می کند. از مزایای دیگر افزودنی پودر سنگ آهک، جلوگیری از انتشار فلوئور در کوره (که بسیار مضر است) و افزایش مقاومت فشاری در درصد های نسبتاً کم کلسیت است. سبک سازی آجر، افزایش مقاومت حرارتی آن را نیز به دنبال دارد.

سنگ آهک ممکن است به طور طبیعی به مقدار زیاد در خاک وجود داشته باشد و نیازی به افزودن آن به عنوان ماده تخلخل زا نباشد. مارن (خاک آهک دار)، چنانچه دارای مقدار بسیار زیادی کربنات باشد به طور معمول برای تولید آجر مناسب نیست ولی می توان با شناسایی مارن های دارای مقدار مناسب کربنات کلسیم و ترکبیات متشکل و میزان آنها، آجر و بلوک سبک تولید نمود. در مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن آزمایش های زیادی در مورد مارن های مناطق مختلف انجام شده است. بعضی از این ذخائر برای تولید آجر معمولی از کیفیت خوبی برخوردار اند.

در مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن، پروژه ای با عنوان «بررسی تولید آجر سبک با استفاده از پودر سنگ آهک» انجام شد. در این پروژه از معادن خاک آجرپزی و از لجن کارخانه های سنگ بری نزدیک تهران، نمونه برداری به عمل آمده و آزمایش های شیمیایی و فیزیکی بر روی نمونه ها انجام گرفت. با نسبت های مختلف خاک و پودر سنگ آهک، آجر ساخته شد و مورد آزمایش های فیزیکی و مکانیکی شامل اندازه گیری بدنه، جمع شدگی های ناشی از خشک شدن و پختن، جذب آب و مقاومت فشاری قرار گرفت.

آزمایش ها نشان داد که با افزایش میزان سنگ آهک، چگالی بدنه کاهش می یابد. به طوری که نمونه بدون سنگ آهک، وزن مخصوصی حدود ۷/۱ گرم بر سانتیمتر مکعب دارد در حالی که بیشترین میزان سنگ آهکی که در این آزمایش ها به خاک افزوده شد، چگالی را به حدود ۱/۱ گرم بر سانتیمتر مکعب رساند. افزودن سنگ آهک تا حدود ۲۰ درصد وزنی، مقاومت فشاری را نسبت به آجر معمولی افزایش می دهد در حالی که با مقادیر بیشتر، مقاومت فشاری به طور نمایی کاهش می یابد.

در یکی از کارخانه های نزدیک تهران، تولید نیمه صنعتی سفال سبک و در یکی از کارخانه های نزدیک اصفهان، تولید نیمه صنعتی آجر سبک سوراخ دار با استفاده از پودر سنگ آهک انجام شد. مراحل شکل دهی، خشک کردن و پختن با موفقیت انجام گرفت. آزمایش های اندازه گیری مقاومت فشاری، چگالی، جذب آب و ابعاد بر روی نمونه های آجر و سفال ساخته شده انجام شد و نتایج به دست آمده رضایت بخش بود.