آجر یکی از قدیمیترین و پرکاربردترین مصالح ساختمانی ساخت بشر است که تاریخچه استفاده از آن به هزاران سال پیش از میلاد مسیح بازمیگردد. از بنای عظیم برج بابل تا خانههای مسکونی امروزی، آجر همواره به عنوان یک ماده مقاوم، در دسترس و بادوام در صنعت ساخت و ساز حضور داشته است. آجر از پختن گل رس (خاک رس) در دمای بالا به دست میآید و بسته به نوع خاک، روش قالبزنی و دمای پخت، انواع مختلفی با کاربردهای متفاوت دارد. در این مقاله، به معرفی جامع آجر، تاریخچه، مواد اولیه، فرآیند تولید، انواع آن و کاربردهای آن در ساختمانسازی میپردازیم.
۱- تاریخچه آجر و جایگاه آن در ایران
اولین آجرها در حدود ۷۰۰۰ سال پیش از میلاد در منطقه بینالنهرین (عراق امروزی) ساخته شدند. این آجرها ابتدا به صورت خشت خام (کاهگل) ساخته میشدند و بعدها بشر به پختن آنها پی برد. در ایران نیز آجر از دیرباز مورد استفاده بوده است. آجرهای به کار رفته در تخت جمشید، طاق کسری و مساجد تاریخی اصفهان نشاندهنده دانش بالای ایرانیان در ساخت و به کارگیری این ماده است. همچنین کاشیهای هفترنگ و معرق که در واقع نوعی آجر لعابدار هستند، از شاهکارهای هنر معماری ایران به شمار میروند. امروزه علیرغم ظهور مصالح نوین، آجر همچنان به دلیل زیبایی، مقاومت در برابر حریق و عایق بودن نسبی، در ساختمانهای سنتی و مدرن کاربرد دارد.
۲- مواد اولیه و فرآیند تولید آجر
ماده اصلی سازنده آجر، خاک رس است. خاک رس مناسب برای آجرسازی باید دارای ترکیبات زیر باشد:
- سیلیس (SiO2) : ۵۰ تا ۶۰ درصد – عامل استحکام و جلوگیری از ترک خوردگی
- آلومین (Al2O3) : ۱۰ تا ۲۰ درصد – عامل چسبندگی و افزایش مقاومت در برابر آتش
- اکسید آهن (Fe2O3) : ۳ تا ۱۰ درصد – ایجاد رنگ قرمز در آجر
- آهک (CaO) : ۵ تا ۱۰ درصد – کمک به ذوب شدن مواد در حین پخت
- منیزی (MgO) : کمتر از ۱ درصد – ایجاد رنگ زرد یا خاکستری
فرآیند تولید آجر به طور کلی شامل مراحل زیر است:
- استخراج خاک رس از معادن و انبارداری اولیه
- آمادهسازی و خردایش (شکستن کلوخهها، الک کردن و افزودن آب)
- قالبزنی (Forming) به دو روش دستی (سنتی) یا ماشینی (اکسترودر یا پرس)
- خشک کردن (Drying) در هوای آزاد یا خشککنهای صنعتی برای حذف رطوبت اولیه
- پخت (Firing) در کورههای تونلی یا دوار در دمای ۹۰۰ تا ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد
- سرد کردن و بستهبندی
۳- انواع آجر بر اساس مواد اولیه و کاربرد
آجرها بر اساس جنس، روش ساخت، شکل و کاربرد به دستههای مختلفی تقسیم میشوند که مهمترین آنها عبارتند از:
۳-۱- آجر رسی
رایجترین نوع آجر که از خاک رس معمولی ساخته میشود. رنگ آن پس از پخت به دلیل وجود اکسید آهن، قرمز یا قرمز آجری است. این آجرها به دو دسته فشاری (پرس شده) و نیمهفشاری تقسیم میشوند. کاربرد اصلی در دیوارچینی داخلی و خارجی ساختمانهای معمولی. جذب آب این آجر حدود ۱۵ تا ۲۰ درصد و مقاومت فشاری آن بین ۳۵ تا ۱۰۰ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع است.
۳-۲- آجر ماشینی
نوعی آجر رسی است که با دستگاههای صنعتی (اکسترودر) شکل میگیرد. ابعاد آن منظم و یکدست است و به دلیل فشار بالا در حین قالبزنی، مقاومت بیشتری نسبت به آجر دستی دارد. کاربرد گسترده در دیوارچینی ساختمانهای مدرن و نماهای آجری دارد. ابعاد استاندارد آن ۵×۱۰×۲۰ سانتیمتر (میان تهی) و ۵.۵×۱۱×۲۲ سانتیمتر است.
۳-۳- آجر نسوز
این آجر از خاک نسوز (حاوی درصد بالای آلومین و سیلیس) ساخته شده و در دمای بسیار بالا (بیش از ۱۵۰۰ درجه) پخته میشود. رنگ آن زرد کمرنگ یا سفید مایل به کرم است. مقاومت بسیار بالایی در برابر حرارت دارد و در کورههای صنعتی، شومینهها، آتشکدهها و دودکشها استفاده میشود. جذب آب آن بسیار کم (کمتر از ۵ درصد) و مقاومت فشاری آن بالاست.
۳-۴- سفال (آجر توخالی یا بلوک سفالی)
سفال در واقع نوعی آجر توخالی و سبک است که از خاک رس پخته شده ساخته میشود، اما برخلاف آجر معمولی، دارای حفرههای زیادی است. این حفرهها آن را سبک کرده و عایق حرارتی و صوتی خوبی میسازند. ضخامت سفال معمولاً ۷، ۱۰، ۱۵ یا ۲۰ سانتیمتر است. کاربرد اصلی آن در تیغههای داخلی جداکننده، دیوارهای غیرباربر و سقفهای تیرچه بلوک است. جذب آب سفال حدود ۱۰ تا ۱۵ درصد بوده و مقاومت فشاری آن نسبت به آجر معمولی کمتر است.
۳-۵- سایر انواع آجر
- آجر لعابی: سطح آن با لعاب پوشانده شده و به عنوان نما یا کاشی دیواری استفاده میشود.
- آجر شنی آهکی (ماسه آهکی): از مخلوط ماسه و آهک ساخته میشود و پخته نمیشود، بلکه در اتوکلاو عمل میآید. ابعاد آن منظم و مقاومت فشاری خوبی دارد.
- آجر سرباره (بتنی): از سرباره کورههای ذوب آهن ساخته شده و وزن بالایی دارد، بیشتر در پیسازی استفاده میشود.
۴- استانداردها و آزمونهای کیفی آجر در ایران
کیفیت آجرهای مصرفی در ساختمانهای ایران باید مطابق با استاندارد ملی ایران به شماره ISIRI 7 (آجرهای رسی – ویژگیها و روشهای آزمون) باشد. مهمترین آزمونهای کیفی روی آجر عبارتند از:
- تعیین ابعاد و تلرانس (حداکثر ۲ میلیمتر اختلاف مجاز)
- جذب آب (Water Absorption) – حداکثر ۲۰ درصد برای آجر رسی معمولی
- مقاومت فشاری (Compressive Strength) – حداقل ۳۵ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع برای آجر رسی
- وزن مخصوص و چگالی
- مقاومت در برابر یخبندان (Freeze-Thaw) – مخصوص مناطق سردسیر
۵- مزایا و معایب استفاده از آجر
| مزایا | معایب |
|---|---|
|
|
۶- جمعبندی و توصیه نهایی سیویلیو
آجر به عنوان یکی از قدیمیترین و پرکاربردترین مصالح ساختمانی، هنوز هم جایگاه ویژهای در صنعت ساخت و ساز دارد. انتخاب نوع مناسب آجر (رسی، نسوز، سفال، ماشینی، شنی-آهکی) بستگی به کاربری، شرایط آب و هوایی و بودجه پروژه دارد. برای دیوارهای باربر و نماهای خارجی، آجرهای رسی فشاری با جذب آب کمتر توصیه میشود. برای تیغههای داخلی و سقفها، سفال (آجر توخالی) بهترین گزینه به دلیل وزن سبک و عایقبودن است. برای محیطهای با حرارت بالا (شومینه، کوره)، حتماً از آجر نسوز استفاده شود.
لینکهای مرتبط (مقالات تخصصی سیویلیو)
تهیه شده توسط تیم تخصصی سیویلیو
مرجع آموزش و دانلود تخصصی مهندسی عمران
