آجرها،آجر نسوز

طبقه‌بندی آجرها
آجر را می‌توان به روش‌های مختلف طبقه‌بندی نمود. مانند طبقه‌بندی از لحاظ رنگ، ابعاد، جنس و...
طبقه‌بندی از لحاظ جنس

آجر براساس نوع جنس آن به دو دسته تقسیم می‌شود:
۱- آجرهای فشاری: دلیل نامگذاری این نوع آجر اینست که در ابتدای تولید این نوع آجر، خشت آن با دست زده می‌شد و با فشار دستی کارگران خشت زن گوشه‌های قالب به وسیله گل مخصوص پر می‌گردید. ابعاد این نوع آجر ۵×۱۰×۲۰ و یا ۵/۵×۱۱×۲۲ سانتیمتر است.
این نوع آجر برای کلیه کارهای ساختمانی مانند گره‌چینی، طاق ضربی، دیوارهای حمال و تیغه چینی مناسب است.
۲- آجرهای ماشینی: آجر ماشینی یا آجر سوراخ‌دار که بر روی سطح بزرگتر آن ۸ یا ۱۰ سوراخ به قطر ۱/۵ تا ۲ سانتیمتر وجود دارد و در بازار ایران به آجرهای هشت یا ده سوراخه ماشینی معروف است.
در استاندارد شماره ۷ موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران این سوراخ‌ها باید تمام ضخامت آجر را طی نموده و سطح مقطع مجموع سوراخ‌ها نباید بیشتر از ۲۵ درصد سطح بزرگ‌تر آجر باشد و فاصله سوراخ‌ها از لبه آجر و همچنین فاصله سوراخ‌ها از یکدیگر در هر بعد آجر نباید کمتر از ۳۰ درصد طول همان بعد باشد.
علت وجود این سوراخ‌ها اینست که در هنگام دیوارچینی ملات به طور عمودی نیز در آجر نفوذ کرده و باعث استحکام بیشتر دیوار شود.
در ساخت دیوارهای حمال به دلیل اینکه می‌توان به وسیله سوراخ‌های موجود در سطح آجر آنرا با میلگرد، مسلح کرد از این نوع آجر استفاده می‌شود. دیوار آجری مسلح برای مقابله با نیروی زلزله ساخته می‌شود.
جنس این نوع آجرها نسبت به آجرهای فشاری بسیار ترد و شکننده بوده و خاصیت مکندگی آن نسبت به آجر فشاری کمتر است. این آجرها به علت ترد بودن قابل تیشه‌داری نیستند و همچنین به‌دلیل اینکه خاصیت مکندگی زیادی ندارند و نمی‌توانند به خوبی به ملات بچسبند در طاق ضربی استفاده نمی‌شوند.
ابعاد این نوع آجر ۵/۵×۱۱×۲۲ سانتیمتر می‌باشد. اضلاع این نوع آجر گونیاتر بوده و دارای سطوح صافتری نسبت به آجرهای فشاری می‌باشند.

آجر آلومینایی به مجموعه گسترده‌ای از انواع آجرهای نسوز گفته می‌شود که حاوی ۴۵ تا ۹۹ اکسید آلومینیم (Al2O3) می‌باشند.
آجر نسوز در واقع نوعی چینی است که از انواع خاکهای نسوز تهیه می‌شود. چینی، همان سرامیک با کیفیت است که دارای ساختاری ظریفتر و متراکم تر از سفال است. درجه حرارت پخت آجر نسوز، حدود ۱۵۰۰ درجه سانتی‌گراد است. انواع آجر نسوز و موارد کاربرد آنها به شرح زیر است:

آجر نسوز آلومینیومی
این آجرها، حاوی درصد بالایی از آلومین (Al2O3) هستند. آنها را از مخلوط کائولن، بوکسیت و کروندوم که بیش ار ۷۰٪ آلومین دارد، تهیه می‌کنند. دمای پخت این آجرها حدود ۱۲۰۰ تا ۱۸۰۰ درجه سانتی‌گراد است. از این نوع آجر برای پوشاندن جداره درونی کوره‌های ذوب فولاد استفاده می‌شود. به علت مقاومت این آجرها در برابر مواد قلیایی، از آنها بعنوان پوشش جداره درونی کوره‌های سیمان و شیشه هم استفاده می‌شود.

آجر نسوز سیلیسی
بخش عمده این آجرها از خاک سیلیسی که به کوارتزیت معروف است تشکیل می‌شود. کوارتزیت شامل ۹۵ درصد SiO2 و به مقدار جزئی Al2O3، Fe2O3، Ti2O، K2O و Na2O می‌باشد. از این آجرها در گذشته برای پوشش جداره درونی کوره‌های تولید فولاد استفاده می‌شد. ولی به علت رسانایی گرمایی زیاد و نفوذناپذیری در مقابل گازها، امروزه بیشتر برای پوشاندن جداره درونی کوره‌های تولید خمیر شیشه در کارخانه‌های شیشه سازی، کوره‌های کک سازی گازسوز و کوره‌های تولید سرامیک استفاده می‌شود.
آجرهای نسوز ویژه این آجرها نوع خاصی از آجرهای نسوز هستند که در صنعت کاربردهای ویژه‌ای دارند. این آجرها از ترکیبات فلزات واسطه تهیه می‌شوند. متداولترین آجرهای این گروه عبارتند از:

آجر نسوز اکسید کروم - کوروندوم
این آجرها دارای ۵ تا ۱۰ درصد اکسید کروم I و II و ۹۰ تا ۹۵ اکسید آلومینیوم (Al2O3) هستند و در مقابل مواد قلیایی مقاومند. از این نوع آجر برای ساختن بخش درونی کوره بلند ذوب آهن استفاده می‌شود.

آجر نسوز زیرکونیوم
این آجر از سولفات زیرکونیوم طبیعی با افزودن مقدار کمی آلومین به کوارتز تهیه می‌شود. بیشترین کاربرد آن در ساختن کوره ذوب آلومینیوم، کوره مخزن شیشه مذاب و کوره‌های دارای با درجات حرارت بالا می‌باشد.
از ذوب سولفات زیرکونیوم با آهک، ناخالصی آن به همراه سیلیکات کلسیم جدا می‌شود و Zr2O (اکسید زیرکونیوم) خالص بدست می‌آید. Zr2O مقاومت گرمایی زیادی دارد، به همین دلیل از آن در ساختن بوته‌های ذوب فلز در صنایع ذوب فولاد و در راکتورهای اتمی به عنوان بازتاب دهنده نوترون استفاده می‌شود.

آجر نسوز اکسید کروم
این نوع آجر حاوی ۹۵ درصد Cr2O3 می‌باشد. برای تهیه آن از Cr2O3 سنتزی استفاده می‌شود. از این نوع آجر در تولید کوره ذوب خمیر شیشه در صنعت شیشه‌سازی استفاده می‌شود.

آجرهای نسوز قلیایی
این آجرها شامل SiO2 و اکسید منیزیم (MgO) می‌باشند. برای تهیه اکسید منیزیم، کربنات منیزیم طبیعی (ماگنزیت) یا دولومیت را در دمای بین ۵۵۰ تا ۱۸۰۰درجه سانتی‌گراد حرارت می‌دهند.

از این آجرها برای پوشش جداره درونی کوره‌های باز تولید فولاد، کوره‌های دوار در کارخانه‌های تولید سیمان و در قسمتهای بالای کوره‌های ذوب شیشه و صنایع فلزات غیرآهنی، استفاده می‌شود.
این آجر را با خاکی که در گرمای بیش از هزار درجه خمیری نشود می‌پزند و آن را بیشتر در کوره نگه می‌دارند تا دانه‌های خاک کمی عرق کرده و به هم بچسبند و آجر یک تکه شود. این آجر نباید در گرمای کوره خمیر گردد و باید تفاوت درجهٔ عرق کردن و خمیر شدن خاک آجر جوش زیاد باشد. برای آنکه آجر کم عرق کند، به آن گداز آور می‌زنند، که آن بیشتر اکسید آهن است. اکسید آهن گزشته از اینکه گدازآور است، رنگ آجر جوشی را که در گرمای ۱۰۰۰تا ۱۲۰۰ درجه پخته را سرخ تا سیاه می‌کند. رنگ بهی آجر جوش از کم بودن اکسید آهن و فراوانی آهک و باز هاست. این آجر باید سخت باشد، لاشه نشود، ترد نباشد، ترک نداشته باشد، در برابر ضربه پایداری کند و لب پر نشود، کم ساییده شود، زبر باشد، و جای ساییده شده آن نیز زبر بماند، سطح شکسته شدهٔ آن شیشه‌ای نبوده، دانه‌دانه و پر باشد، در برابر یخبندان و جسمهای شیمیایی پایدار باشد. تاب فشاری آجر جوش نباید از 35N/mm2 کمتر باشد. آجر جوشی ساختمانی نباید بیش از ۶٪ و آجر فرش بیش از ۴٪ وزنش آب بمکد. وزن ویژه آجر جوش باید بیش از ۱٫۹ باشد. آجر جوشی که به کار فرش کردن کف سواره رو و پیاده‌رو می‌رود، باید تاب ضربه پزیری بالایی داشته باشد. خیلی کم ساییده شود، زبر بوده و پس از سایش زبر بماند. آجر جوش برای پوشش دیوارهٔ تونل‌ها و گنداب روها هم به کار می‌رود.
طبقه‌بندی از لحاظ رنگ
در صورت استفاده از آجر در نماچینی رنگ آجر اهمیت پیدا می‌کند. برای استفاده در نماچینی آجرهایی به رنگ‌های زرد کمرنگ که به آن آجر سفید می‌گویند و زرد پررنگ که به آن آجر بهی می‌گویند و همچنین آجرهایی به رنگ قرمز روشن یا قرمز سیر در بازار وجود دارند.
در حدود سالهای ۱۳۲۰ تا ۱۳۴۰ یک نوع آجر ابلق به رنگ‌های قرمز و زرد بنام آجر بهمنی به بازار عرضه می‌شد که بوسیله کوره آجرپزی به همین نام تهیه می‌گردید.
ضخامت آجرهای مورد استفاده در نما ممکن است ۳ تا ۴ یا ۵ سانتیمتر باشد ولی دو بعد دیگر این آجرها مانند آجرهای فشاری یا ماشینی ۱۰×۲۰ می‌باشد.
علت رنگی بودن این آجرها مربوط به طریقه چیدن آجر در کوره و نحوه آتش دادن به آن و کنترل سطوحی که با آتش در تماس مستقیم می‌باشد است و یا مربوط به اکسید فلزاتی است که در مواد اولیه آجر موجود می‌باشد. مانند اکسیدهای مختلف آهن.
برای تهیه مصالح اولیه و همچنین مراحل خشت‌زنی و خشت‌خشک‌کنی آجرهای رنگی دقت و هزینه بیشتری به عمل می‌آید.

مراحل پخت آجر
تهیه خاک رس: خاک رسی که برای آجر انتخاب می‌کنند لازم نیست که رس خالص بوده فقط کافی است که ناخالصی نظیز چوب، زغال، ریشه گیاهی نداشته باشد. زیرا این مواد هنگام پختن آجر در داخل کوره سوخته و جای آن خالی می‌ماند و مقاومت آجر را کم می‌کند.
عمل آوردن خاک: منظور از عمل آوردن خاک آنست که خاکی یکدست و عاری از کلوخه و مواد خارجی مخصوصا مواد آلی داشته باشیم. برای اینکار خاک را هوا می‌دهند، آن را آسیاب می‌کنند و اگر بخواهند آجر مرغوب تهیه کنند آن را می‌شویند. پس از خشک شدن از الک‌های مخصوص می‌گذرانند و دانه‌های درشت آن را جدا می‌نمایند. بعد از تهیه مصالح اگر بخواهند از آن بلافاصله استفاده نمایند آن را به سالن‌های ساخت گل می‌برند و در غیر این صورت آن را در سیلوهای مخصوص انبار می‌نمایند.
ساختن گل: در حدود ۲۰ گرم از وزن خاک به آن آب اضافه می‌نمایند. آب مورد نیاز باید فاقد مواد خارجی بوده و همچنین نباید آبی باشد که در مراحل مختلف تهیه آجر با خاک رس ترکیب شیمیایی بدهد. بعد از اضافه کردن آب به خاک آن را خوب مخلوط می‌کنند تا تمام ذرات آن در مجاورت آب قرار گیرد و تر بشود. سپس آن را مدتی به حال خود رها می‌کنند تا رفته رفته اب به تمام ذرات خاک نفوذ کرده و آن را تر نماید و گل به شکل خمیر یکنواختی در آید. آنگاه آن را با لگد زدن ورز می‌دهند و به یکنواخت شدن گل و باز شدن کلوخه‌هایی که هنوز در مجاورت آب قرار نگرفته‌اند کمک می‌کنند. مقدار آب موجود در گل باید به حداقل ممکن برسد و فقط شکل دادن گل را ممکن سازد. زیرا هرقدر آب گل زیادتر باشد خشک شدن خشت مشکل تر و پر هزینه تر می‌شود و بعد از آن که آب درون آن متصاعد گردید فضای خالی آن در خشت باقی می‌ماند و موجب پوکی آجر می‌گردد.
قالب گیری یا خشت زنی: در کارخانه‌های قدیمی خشت زنی با دست انجام می‌گردید. به این صورت قالب چوبی به شکل آجری که می‌خواستند تهیه نمایند می‌ساختند. سپس آن را با دست از گلی که قبلا تهیه شده و آماده بود پر می‌کردند. با فشار انگشتان کلیه فضای خالی که ممکن بود وجود داشته باشد پر می‌نمودند. سپس سطح خارجی را با دست صاف و صیقلی می‌کردند. بعد قالب را که ته نداشت و فقط یک چهار چوب بود را بلند می‌کردند در نتیجه خشت‌های قالب گیری شده در محل خود باقی می‌ماندند.
خشک کردن خشت: پس از چند ساعت که از زدن خشت می‌گذشت و تقریبا خشت می‌توانست قالب هندسی خود را حفظ کند آن را از محل خود بلند کرده و از سمت سطح باریک تر پهلوی یکدیگر می‌چیدند. و بدین ترتیب سطوح بیشتری از خشت را در معرض جریان باد قرار می‌دادند و به خشک شدن سریع تر خشت کمک می‌کردند. البته در این روش به علت غیر فنی بودن اولا در سطح خشت ناهمواری‌های شدیدی ایجاد می‌شد و در ثانی به علت آن که سطح روی آن در اثر کوران هوا زودتر خشک می‌شد ولی مغز آن هنوز رطوبت داشت و برای آن که رطوبت مغز به خارج هدایت شود ناچار در سطح آن ترک‌هایی ایجاد می‌شد .

انواع کوره‌های آجر پزی
کورهٔ چاهی: این کوره‌ها در زمین حفر شده و خشت‌ها به صورت هِره و با رعایت فضای خالی روی هم چیده می‌شوند و پس ازاینکه اندود کاهگل را بر سر کوره می‌کشیدند؛ از ناحیهٔ زیر کوره، سوخت به کوره داده می‌شد. این کوره‌ها امروزه منسوخ شده‌اند.

کوره‌های سنتی ایران: در این کوره‌ها خشت‌ها بر روی آتش خانه، بصورت مخروط ناقص چیده می‌شود و سطح خارجی آن را با گل اندود می‌کنند. در این روش آتش و آجر ثابت هستند و حرارت در قسمتهای مختلف کوره متغیراست. بنابراین کیفیت آجرها متفاوت می‌شود. آجر کف کوره را جوش وآجر راس مخروط را نیم پخته (خام پخته) می‌نامند. نوع سوخت و زمان حرارت دادن در میزان مقاومت آجر اثر دارد. آجرهای زیرین برای اسکلت سازی مصرف می‌شود به رنگ سبز هستند. بعد ازآجر سبز آجر بهی قرار دارد، که برای دیوار غیر باربراستفاده می‌شود. در انتها آجر نیم پخته است، که برای پخت مجدد به کوره برگردانده می‌شود.
انواع آجر به ترتیب قرار گرفتن نسبت به آتش در کوره
۱) آجر جوش
۲)سبز
۳)بهی
۴)سفید
۵)ابلق
۶)قرمز
۷)خام پخته

کورهٔ هوفمان
از نوع کوره‌هایی است که در آن حرارت متغیربوده و آجرها ثابت هستند. هر کوره هوفمان دارای تعدادی حجره و یا اتاق بهم پیوسته است که دور تا دور کوره قرار گرفته‌اند و به آنها هب((قمیر)) گفته می شود. محصول این کوره از لحاظ کیفیت و هزینه تولید، مناسب می‌باشد.
کورهٔ تونلی
از نوع کوره‌های است با آتش ثابت، که خشت‌ها توسط واگنهای متحرک، به داخل کوره رانده می‌شوند. محصول این کوره، آجرهای ممتازی هستند که بیشتر برای کارهای تزیینی و نمای ساختمان بکار می‌روند.
ویژگی آجر خوب
آجر خوب آجری است که توپربوده و در برابر فشار، نشت آب و یخبندان مقاوم باشد. آجرهای سبز مقاوم هستند و صدای زنگ می‌دهند و آجر نامقاوم و گل بهی صدای تاپ تاپ می‌دهد. آجرنباید کمتر از ۸ درصد وزنش آب به خود جذب کند؛ زیرا اگر بیشتر جذب کند پوک و شکننده خواهد شد و در صورتی که آب کمتری جذب کند ملات را خوب به خود نمی‌گیرد. وزن مخصوص آجر مقاوم بیشتر از نوع نا مقاوم آن است.
کاربرد انواع آجرها
جنس آجرها بسته به نوع کوره، ترکیب خاک خشت، میزان حرارت کوره و دوری و نزدیکی آن به مرکز حرارت فرق می‌کند و در نتیجه محل کاربرد آن‌ها نیز بسته به نوعشان متفاوت است.
آجر جوش: که بیشتر از گونه‌های دیگر حرارت دیده و در مجاورت آتش قرار داشته قدرت جذب آب را ازدست می‌دهد و در نتیجه آن را در پی و یا در پله (جایی که پا خور زیاد است) به کار می‌برند. از این نوع آجر، دو جوش نیز وجود د ارد که سخت تر از آجر جوش می‌باشد.(استفاده از آجر جوش در جاهایی که با آب ارتباط دارد؛ مناسب است و اندود ماسه آهک را روی آجر جوش می‌کشند.)
آجر پخته: که به آن آب انبار می‌گفتند. این آجر کاملا پخته و رنگش شیر و شکری بود و برای همهٔ کارهای آجری به کار می‌رفت در گذشته خزانهٔ آب انبارها را با آن می‌ساختند.
آجر خام پخته: که حرارت کمتری در کوره دیده، رنگش قرمز و از لحاظ مقاومت بیشتر به خشت نزدیک است. این آجر برای ساختمان‌های (ارزان قیمت) آبی مثل آب انبارها به کار می‌رفت؛ که باید با ملات‌های آهکی یا ساروج قنداق می‌شد. آنچه که امروز بنام آجر شناخته شده است، پدیده‌ای است که از دگرگون شدن گل رس به دست می‌آید. حرارت دادن خشت گلی و سخت شدن آن اولین شیوهٔ تهیهٔ خشت است که مربوط به سال‌های پیش از هزارهٔ ششم قبل از میلاد می‌باشد. قدیمی ترین خشت بدست آمده دست ساز متعلق به گنج دره است. خشت زدن و پختن آجر بوسیلهٔ بابلی‌ها ابداع شد. به طور مشخص آجر واژهٔ بابلی است و نام خشت‌هایی بوده که روی آن‌ها قوانین و منشورها را می‌نوشتند. قدیمی ترین لوح آجری مربوط به دوران سارگن(۲۴۰۰سال قبل از میلاد) است. آجر از قدیمی ترین مصالح ساختمانی است که قدمت آن بنا به عقیده برخی از باستان شناسان به ده هزار سال پیش می‌رسد. نشانه‌ها یی از تولید و مصرف آجر در هندوستان به دست آمده که حاکی از سابقهٔ شش هزار سالهٔ آجر در آن کشور است. فن استفاده از آجر، از آسیای غربی به سوی غرب، مصر و سپس به روم و به سمت شرق هندوستان و چین رفته است. در سده چهارم، اروپایی‌ها شروع به استفاده از آجر کردند ولی پس از مدتی از رونق افتاد و رواج مجددآن از سده ۱۲ میلادی توسط ایتالیایی‌ها بود. سوابق تاریخی نشانگر آن است که ساکنان نواحی خوزستان و یا بین‌النهرین نخستین اقوامی بودند که به آجر دست یافتند و احتمالا اولین تجربه‌های خود را در کف اجاق‌ها یشان مشاهده کرده و پختن و سخت شدن گل زیر آتش را به خاطر سپردند. عدم وجود مصالح سنگی و چوبی مورد نیاز مردم این نواحی سبب شد که خاک به عنوان مهمترین عنصر ساختمانی مورد استفاده قرار گیرد. تا پیش از آمدن مادها و پارس‌ها تا حدود یک هزار سال پیش از میلاد تاریخ سرزمین ایران به تقریب منحصر به تاریخ ایلام بوده است. آثار مهم و عمده‌ای که از آنان در ایران باقیمانده عبارتند از: محوطه باستانی شوش، آثار هفت تپه، شهر باستانی چغازنبیل و نقوش برجسته ایلامی و... در ایران بقایای کوره‌های سفال پزی و آجر پزی در شوش و سیلک کاشان که تاریخ آن‌ها به هزارهٔ چهارم پیش از میلاد می‌رسد پیدا شده است. آجر درآثار قبل از ایلام، بیشتر در «تپه آکروپل» کشف شده است. در بلندترین نقطه این تپه در اوائل قرن حاضر میلادی کاوشگران فرانسوی با استفاده از آجرها و مصالح قدیمی یک قلعه مستحکم برای سکونت و استقرار هیئت خود ساخته‌اند.(قلعهٔ فرانسوی‌ها) ساختمان اصلی «زیگورات» چغازنبیل که ازخشت خام و رویه آجری بنا شده؛ در اصل پنج طبقه بوده که در طول زمان خراب شده است؛ و در کاوشها فقط سه طبقه باقی مانده آن، از زیر خاک بیرون آمده و سپس مرمت و بازسازی گردیده است. در معبد چغازنبیل نیز به آجرهایی برمی خوریم که به عنوان کتیبه به دیوار نصب شده‌اند مصالح این بنا از خشت خام و آجر پخته معمولی است. آجرها را در نمای ساختمان و خشت‌ها را در داخل بنا بکار گرفته‌اند.