آشنایی

یکی از مصالح مهم و عمده ساختمانی در ایران ، آجر است. کیفیت و مرغوبیت آجر به موراد اولیه و نحوه پخت آن بستگی دارد. مواد اولیه آجر را می‌توان از شیل ، مارن و رسها تامین کرد. کانیهای مهم موجود در مواد اولیه آجر شامل کائولینیت ، ایلیت ، اسمکتیت و به مقدار کمتر کلریتهای منیزیم دار و منیزیم - آلومینیوم دار ، اکسیدها و هیدروکسیدهای آلومینیوم ، اکسیدهای آهن ، کوارتز و مواد آلی است.

نقش کانیهای رسی بسیار مهم است. میزان دما و زمان پخت را باید بر اساس نوع و درصد کانیهای رسی و سایر مواد تنظیم نمود. بخش اعظم ترکیب مواد اولیه را SiO₂ و Al₂O₃ تشکیل می‌دهد. K₂O عمدتا در ایلیت ، Na و Ca مونتموریلونیت ، بخشی از Ca در کلسیت ، Mg و Fe در کلریتها می‌باشد.

نقش کانیها در مواد اولیه متفاوت است. کوارتز در مرحله پخت تغییر ترکیب نمی‌دهد و وجود آن در آجر موجب افزایش مقاومت می‌شود. ایلیت و کائولیت بی نظم قابلیت پلاستیکی دارند. در صورتی که کلریت و کائولیت قابلیت پلاستیکی ندارند. اسمکتیت برای ایجاد قابلیت شکل پذیری نیاز به آب زیاد دارد و در مرحله پخت به میزان حدود 23 درصد کاهش حجم در آن ایجاد می‌شود. میزان کاهش حجم در ایلیت 11 درصد و در کائولیت 10 در صد است.

پخت آجر

در طی پخت ضمن افزایش دما تغییرات زیر رخ می‌دهد.

• افزایش دما 200 درجه سانتیگراد که موجب خشک شدن آجر می‌شود.
  
  
• 200 تا 900 درجه سانتیگراد ، سبب سوخته شدن مواد الی می‌گردد.
  
  
• 573 درجه سانتیگراد موجب تبدیل ‌آلفاکوارتز به بتاکوارتز و در 867 درجه سانتیگراد بتاکوارتز به تریدیمیت تبدیل می‌گردد.
  
  
• 900 تا 1100 درجه سانتیگراد موجب تشکیل ماده مذاب جهت چسبندگی بین مواد دیگر می‌شود.
  
  

در حین افزایش دما با آزاد شدن آب تبلور حجم آجر کاهش می‌یابد. میزان نفت حرارتی (آب و سایر گازهای آزاد شده) با افزایش دما رابطه مستقیم دارد. تا دمای 1000 درجه سانتیگراد افت حرارتی مشاهده می‌شود و بعد از آن میزان افت بسیار ناچیز است . در مرحله سرد شدن آجر ، کاهش حجم ناشی از تغییرات چند ریختی (پلی مورفی) در کوارتز و سایر کانیها نیز ایجاد می‌شود. در قطعات بزرگ سنگها و کوارتز در مرحله پخت تغییرات زیادی به لحاظ ترکیب ایجاد نمی‌شود.

کانیهای رسی بنابه دلایل متعدد از جمله ناپایداری حرارتی ، کوچکی دانه‌ها و بزرگی سطح دانه به مواد دیگر تجزیه می‌شوند. ترکیب کانی شناسی آجر بر اساس ترکیب و اندازه مواد اولیه ، دما و زمان پخت کنترل می‌شود. معمولا قطعات سنگی و کوارتز دانه درشت بدون تغییرات زیاد در آجر شامل کوارتز ، کرسیتوبالیت ، مولیت ، فلدسپات پتاسیم ، آنوریتیت ، فورستریت ، اسپینل ، پیروکسن ، ولاستونیت ، آنهیدریت ، هماتیت و شیشه است.

رنگ اجر

رنگ آجر به شرایط پخت و ترکیب مواد اولیه بستگی دارد.

رنگ قرمز

اگر پخت در شرایط اکسیدان انجام شود (آجرها در کوره با فاصله چیده شوند و میزان سوخت کنترل شود) آهن به اکسید و هیدروکسیدها تبدیل شده و بخشی از آن وارد شبکه مولیت می‌شود (حداکثر تا 11 درصد)) و مازاد به صورت هماتیت رنگ قرمز دارد و موجب قرمزی آجر می‌شود. شدت رنگ قرمز به درجه پخت آجر بستگی دارد.

رنگ آبی

در صورتی که پخت در حالت احیایی انجام شود، اثر دیک چیدن آجرها در کوره و افزایش میزان سوخت در مرحله نهایی پخت آهن به ایلمنیت و سیلیکاتهای آهن دو ظرفیتی تبدیل شده و در سطح آجر رنگ آبی تشکیل می‌شود.

رنگ زرد

در حالتی که میزان CaO بالا و بیشتر از اکسید آهن باشد و پخت در شرایط احیایی انجام شود، رنگ آجر می‌تواند زرد شود.

رنگ کرم

در صورتی که میزان CaO بیشتر از اکسید آهن باشد و پخت در شرایط معمولی انجام شود، رنگ آجر کرمی خواهد بود.

کم رنگ

در حالتی که میزان اکسیدهای آهن پایین و میزان CaO بالا باشد. سیلیکاتهای Ca و Fe تشکیل می‌شوند و در نتیجه آجر کم رنگ خواهد بود.

کانیها و عناصری که در مواد اولیه باید کنترل شوند.

کلسیت ، سنگ آهک

این کانیها موجب تغییر رنگ آجر می‌شود. اگر به صورت قطعات درشت موجود باشد، در مرحله نهت به CaO تبدیل می‌شود. هنگام کاربرد و جذب آب هیدراته می‌شود و موجب ترک خوردگی و گاهی از هم پاشیدگی آجر می‌شود. هنگام پخت CO₂ موجب محیط احیایی شده ، در نتیجه مرکز آجر به رنگ خاکستری در می‌آید. اگر میزان CO₂ زیاد باشد مانع پخت مناسب می‌شود.

ژیپس

این کانی در مرحله پخت با از دست دادن آب به سانیت تبدیل می‌شود. با جذب آب و رطوبت (در زمان کاربرد) با سانیت هیدراته شده و به ژیپس تبدیل می‌شود. این عمل با افزایش حجم همراه بوده و در سطح آجر یک قشر تشکیل می‌شود.

پیریت

پیریت در مرحله پخت به سولفات ، اکسیده شده و سولفات با CaO تشکیل ژیپس و سایر نمکها هنگام کاربرد به صورت قشری سفید ظاهر می‌شود. در صورتی که میزان پیریت زیاد باشد، هنگام پخت گاز SO₂ از آجر متصاعد خواهد شد که این باعث تورم در سطح آجر می‌شود.

میزان آهن

آهن موجب کاهش دمای ذوب می‌شود. مقدار آهن بر حسب نوع مواد باید بررسی و مشخص شود.

کربن

کربن در مواد اولیه به صورت زغال ، لیگنیت و سایر مواد آلی موجود است و کاهش سوخت مصرفی و تغییرات رنگ را موجب می‌شود.

مباحث مرتبط با عنوان

• آجر
• آنوریتیت
• آنهیدریت
• اسپینل
• پیریت
• پیروکسن
• شیشه
• فلدسپات پتاسیم
• فورستریت
• مراحل پخت آجر
• ولاستونیت
• هماتیت