سفال که با نام‌هایی مانند «آجر توخالی»، «بلوک سفالی» و «تیرچه سفالی» نیز شناخته می‌شود، یکی از پرکاربردترین مصالح ساختمانی در ایران است. این ماده که از خاک رس پخته شده ساخته می‌شود، به دلیل وزن سبک، عایق حرارتی و صوتی بودن، و سرعت بالای اجرا، جایگاه ویژه‌ای در ساخت دیوارهای غیرباربر، تیغه‌های جداکننده و به ویژه سقف‌های تیرچه بلوک دارد. در این مقاله، به بررسی جامع سفال، انواع آن بر اساس ابعاد و کاربرد، فرآیند تولید، خواص فیزیکی و مکانیکی، مزایا و معایب، و استانداردهای مرتبط می‌پردازیم.

۱- سفال چیست و چه تفاوتی با آجر معمولی دارد؟

سفال در واقع نوعی آجر توخالی است که از همان مواد اولیه آجر معمولی (خاک رس) و با همان فرآیند پخت (در دمای ۹۰۰ تا ۱۱۰۰ درجه سانتی‌گراد) تولید می‌شود، اما تفاوت اساسی آن با آجر معمولی در وجود حفره‌های توخالی (یک یا چند ردیف حفره) در بدنه آن است. این حفره‌ها باعث می‌شوند سفال به طور قابل توجهی سبک‌تر از آجر معمولی باشد و همچنین خاصیت عایق حرارتی و صوتی بهتری داشته باشد. از سوی دیگر، سفال به دلیل توخالی بودن، مقاومت فشاری کمتری نسبت به آجر معمولی دارد و عمدتاً در دیوارهای غیرباربر (غیر سازه‌ای) و به عنوان پرکننده در سقف‌ها استفاده می‌شود. همچنین سطح زیرین سفال (قسمت پهن) برای گچکاری مستقیم آماده است.

۲- انواع سفال بر اساس ابعاد و کاربرد

سفال‌ها بر اساس ضخامت، شکل حفره‌ها و کاربری به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند. رایج‌ترین انواع سفال در بازار ایران عبارتند از:

۲-۱- سفال ۷ سانتی‌متری (تیغه‌ای)

این نوع سفال با ضخامت ۷ سانتی‌متر، نازک‌ترین و سبک‌ترین نوع است. معمولاً به صورت تیغه‌های جداکننده داخلی در ساختمان‌های مسکونی و اداری استفاده می‌شود. این سفال‌ها اغلب به صورت عمودی نصب می‌شوند و روی آن‌ها گچ و خاک و سپس گچ سفید کاری می‌شود. از آنجا که ضخامت کمی دارند، برای فضاهایی که محدودیت ابعاد دارند مناسب هستند، اما عایق صوتی ضعیف‌تری نسبت به انواع ضخیم‌تر دارند.

۲-۲- سفال ۱۰ سانتی‌متری (متداول‌ترین)

پرکاربردترین نوع سفال در ساختمان‌سازی ایران است. ضخامت ۱۰ سانتی‌متر آن را برای دیوارهای جداکننده داخلی (بین اتاق‌ها، راهروها) ایده‌آل می‌کند. این سفال‌ها معمولاً دارای ۲ تا ۳ ردیف حفره هستند که ضمن کاهش وزن، عایق حرارتی و صوتی مناسبی ایجاد می‌کنند. اغلب سفال‌های ۱۰ سانتی‌متری به صورت افقی (با سطح پهن رو به بالا) در سقف‌های تیرچه بلوک نیز به کار می‌روند. ابعاد استاندارد آن معمولاً ۱۰×۲۰×۵۰ سانتی‌متر یا ۱۰×۲۵×۵۰ سانتی‌متر است.

۲-۳- سفال ۱۵ سانتی‌متری

این نوع سفال ضخیم‌تر بوده و بیشتر برای دیوارهای خارجی غیرباربر و یا دیوارهای داخلی با نیاز به عایق صوتی بیشتر (مانند دیوار بین دو واحد مسکونی) استفاده می‌شود. همچنین در برخی سازه‌های صنعتی و انباری به عنوان دیوار جداکننده به کار می‌رود. وزن آن بیشتر از انواع ۷ و ۱۰ سانتی‌متری است، اما استحکام و عایق‌بودن آن نیز بالاتر است.

۲-۴- سفال ۲۰ سانتی‌متری

ضخیم‌ترین و مقاوم‌ترین نوع سفال که بیشتر در دیوارهای خارجی با الزامات عایق حرارتی شدید، دیوارهای حائل سبک و یا دیوارهای جداکننده بین واحدهای تجاری بزرگ کاربرد دارد. به دلیل ضخامت بالا، می‌تواند جایگزین مناسبی برای آجر ۲۰ سانتی‌متری در موارد غیرباربر باشد، با این تفاوت که وزن آن به مراتب کمتر است.

۲-۵- سفال سقفی (تیرچه بلوک)

این نوع سفال به طور خاص برای استفاده در سقف‌های تیرچه بلوک طراحی شده است. ابعاد آن معمولاً ۲۰×۵۰ سانتی‌متر با ضخامت ۲۰ تا ۲۵ سانتی‌متر است. سفال سقفی به صورت افقی بین تیرچه‌های بتنی قرار می‌گیرد و پس از بتن‌ریزی، بخشی از دال بتنی سقف را تشکیل می‌دهد. این سفال‌ها معمولاً دارای حفره‌های بزرگ و دیواره‌های نازک‌تری هستند تا وزن نهایی سقف کاهش یابد.

۳- فرآیند تولید سفال

تولید سفال در کارخانه‌های مدرن آجرپزی شامل مراحل زیر است:

1. استخراج و آماده‌سازی خاک رس: خاک رس مرغوب از معادن استخراج شده، پس از خردایش و آسیاب، با آب مخلوط می‌شود تا به خمیر یکنواختی تبدیل شود.
2. قالب‌زنی با اکسترودر (Extruder): خمیر رس تحت فشار بسیار بالا از قالب مخصوص عبور داده می‌شود که به صورت یک ستون توخالی با مقطع مورد نظر (مثلاً مستطیل با حفره‌های متعدد) خارج می‌شود.
3. برش به ابعاد مشخص: ستون ممتد سفال توسط دستگاه برش سیم‌های داغ به بلوک‌های با طول استاندارد (معمولاً ۵۰ سانتی‌متر) برش داده می‌شود.
4. خشک کردن (Drying): بلوک‌های تازه (مرطوب) به خشک‌کن‌های صنعتی منتقل می‌شوند تا رطوبت اولیه آن‌ها به کمتر از ۵ درصد برسد. این مرحله برای جلوگیری از ترک خوردن در کوره ضروری است.
5. پخت (Firing): بلوک‌های خشک شده وارد کوره‌های تونلی طویل (تا ۱۵۰ متر) می‌شوند و در دمای ۹۰۰ تا ۱۱۰۰ درجه سانتی‌گراد پخته می‌شوند. این فرآیند معمولاً ۲۴ تا ۴۸ ساعت به طول می‌انجامد.
6. سرد کردن و بسته‌بندی: سفال‌های پخته شده به تدریج در یک منطقه سرد خنک می‌شوند و سپس بر روی پالت‌ها چیده شده و برای حمل به کارگاه‌های ساختمانی آماده می‌شوند.

۴- خواص فیزیکی و مکانیکی سفال

مهم‌ترین پارامترهای فنی سفال که در انتخاب نوع مناسب برای پروژه تأثیرگذارند، عبارتند از:

• چگالی و وزن مخصوص: سفال معمولاً چگالی بین ۶۰۰ تا ۱۱۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب دارد که به طور میانگین ۴۰ تا ۵۰ درصد سبک‌تر از آجر معمولی است. سفال ۱۰ سانتی‌متری با ابعاد استاندارد حدود ۱۰ تا ۱۲ کیلوگرم وزن دارد.
• مقاومت فشاری: مقاومت فشاری سفال (بسته به کیفیت خاک و فرآیند پخت) بین ۳۵ تا ۷۰ کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع متغیر است. این مقدار برای دیوارهای غیرباربر کاملاً کافی است.
• جذب آب: جذب آب سفال معمولاً بین ۱۰ تا ۱۵ درصد وزن خشک است که نسبت به آجر معمولی (۱۵ تا ۲۰ درصد) کمتر است. این ویژگی باعث می‌شود سفال در برابر رطوبت مقاومت بهتری داشته باشد.
• ضریب انتقال حرارت (U-value): سفال به دلیل حفره‌های توخالی، عایق حرارتی خوبی است. ضریب انتقال حرارت یک دیوار سفالی ۱۰ سانتی‌متری (با ملات) حدود ۱.۸ W/m²K است که از آجر معمولی بهتر است.
• کاهش بار مرده سازه: استفاده از سفال به جای آجر معمولی در دیوارهای جداکننده و سقف‌ها، وزن کلی ساختمان را کاهش داده و در نتیجه نیروی زلزله وارد شده به سازه را کم می‌کند.

۵- مزایا و معایب استفاده از سفال

۶- کاربردهای اصلی سفال در ساختمان

• سقف تیرچه بلوک: رایج‌ترین کاربرد سفال. سفال به صورت پُرکننده (پرکننده قالب) بین تیرچه‌های بتنی قرار می‌گیرد و پس از بتن‌ریزی، بخشی از دال بتنی را تشکیل می‌دهد.
• تیغه‌های جداکننده داخلی: دیوارهای بین اتاق‌ها، راهروها، سرویس‌های بهداشتی و پارتیشن‌های اداری.
• دیوارهای خارجی غیرباربر: در ساختمان‌های با اسکلت فلزی یا بتنی که دیوارهای خارجی نقش سازه‌ای ندارند (فقط جداکننده و عایق هستند).
• پوشش تأسیسات و داکت‌ها: برای ساخت داکت‌های تأسیسات (لوله‌های آب، فاضلاب، برق) به دلیل سهولت برش و سبکی.
• ساخت جان پناه و پیشآمدگی‌های بام.

۷- نکات اجرایی و استانداردهای مرتبط با سفال

برای اجرای صحیح دیوار سفالی، رعایت نکات زیر ضروری است:

• ضخامت ملات بین سفال‌ها نباید از ۱ تا ۱.۵ سانتی‌متر تجاوز کند.
• در دیوارهای بلند (بیش از ۳ متر) و طویل (بیش از ۴ متر)، مطابق استاندارد ۲۸۰۰، باید وال پست (وادار) پیش‌بینی شود.
• سفال‌ها قبل از چیدمان باید مرطوب شوند تا آب ملات را جذب نکنند.
• برای برش سفال می‌توان از اره برقی معمولی یا دستگاه برش مجهز به تیغه الماسه استفاده کرد.

کیفیت سفال مصرفی باید مطابق با استاندارد ملی ایران ISIRI 7 (آجرهای رسی – ویژگی‌ها و روش‌های آزمون) و همچنین الزامات مبحث پنجم مقررات ملی ساختمان (مصالح و فرآورده‌های ساختمانی) باشد.

۸- مقایسه سفال با سایر مصالح دیواری

۹- جمع‌بندی و توصیه نهایی سیویلیو

سفال یک ماده ساختمانی سبک، در دسترس و مقرون‌به‌صرفه است که به دلیل مزایایی همچون وزن کم، عایق حرارتی و صوتی، و سرعت بالای اجرا، جایگاه خود را در صنعت ساختمان ایران تثبیت کرده است. با این حال، نباید فراموش کرد که سفال برای دیوارهای باربر مناسب نیست و حتماً باید در دیوارهای بلند و طویل مهار لرزه‌ای (وال پست) پیش‌بینی شود. برای سقف تیرچه بلوک، سفال سقفی استاندارد بهترین گزینه است. در مجموع، سفال یک انتخاب هوشمندانه برای دیوارهای غیرباربر و تیغه‌های جداکننده است، به خصوص در پروژه‌هایی که کاهش وزن سازه اهمیت دارد.

لینک‌های مرتبط (مقالات تخصصی سیویلیو)

• معرفی جامع آجر به عنوان یکی از قدیمی‌ترین مصالح ساختمانی

• آجر سرباره بتنی چیست؟ صفر تا صد یک مصالح پایدار و اقتصادی

• بلوک هبلکس (AAC) چیست؟ معرفی جامع، مشخصات فنی، مزایا و معایب، نحوه اجرا و قیمت در ایران

   

تهیه شده توسط تیم تخصصی سیویلیو
مرجع آموزش و دانلود تخصصی مهندسی عمران