گروه زمین شناسی شبستر
علوم زمین و پدیده های مرتبط با آن 
قالب وبلاگ

تاریخچه سیمان:

سیمان یا سمنت واژه ای ست که از لغت سمنتوم رومی گرفته شده و قدمت آن به پیش از میلاد می رسد. مصرف آن در ساختمان پانتئون شهر رم واقع در ایتالیا که مربوط به سنه 27 قبل از میلاد است دیده شده است. در ساختمان گنبد این بنا که 43 متر قطر دارد مخلوطی از خرده سنگ و آهک پخته به کار رفته است. ولی کشف سیمان به شکل امروز مربوط است به یک نفر بنای انگلیسی بنام ژوزف اسپدین که از پختن آهک و خاک رس در حرارت بالا و آسیاب کردن آن موفق شد ابتدایی ترین نوع سیمان را کشف نموده و آن را در تاریخ 21 اکتبر 1824 بنام خود در انگلستان ثبت نماید و نام محول بدست آمده را سیمان پرتلند گذاشت. علت این نامگذاری همانطوری که گفته شد سیمان از سمنتوم رومی گرفته شده است و پرتلند نام جزیره ایست در انگلستان که رنگ سیمان پس از سخت شدن به رنگ سنگ های ساحلی این جزیره در می آید به همین دلیل نام پرتلند را به دنبال سیمان برای آن انتخاب نموده اند. البته قبل از ژوزف اسپدین اشخاص دیگری در فرانسه و انگلستان از پختن خاک رس و سنگ آهک مصالح مشابهی بدست آوردند ولی هیچکدام کار خود را دنبال نکرده و محصول خود را به ثبت نرسانیدند، زوزف اسپدین نخستین شخصی بود که سیمان را به در اوایل قرن نوزدهم در انگلستان به ثبت رسانید و آن را ابتدا برای ساخت فانوس دریایی مورد استفاده قرار داد.

مواد تشکیل دهنده ی سیمان پرتلند:

باید توجه نمود رایج ترین و پر مصرف ترین سیمان مورد استفاده در صنعت ساختمان سازی اعم از پل، تونل، راه سازی و یا ساختمان و غیره همان ساختمان پرتلند است. مواردی که برای پختن سیمان به کوره می روند از دو ماده اصلی تشکیل شده اند: خاک رس ، سنگ آهک. ولی اگر بخواهیم به طور مجزا مواد تشکیل دهنده ی سیمان را مطالع نماییم، این مواد عبارتند از:

1- آهک زنده 2  - سیلیس 3  - اکسید آلومینیوم 4  - اکسید منیزیم 5  - مواد دیگر

باید توجه داشت مواد فوق با نسبت های نختلف وارد کوره می شوند و این تفاوت مربوط می شود به جنس سیمان و سایر مشخصات فنی آن است.  گاهی در طبیعت مخلوط سنگ آهک و خاک رس به نسبت مورد نیاز در صنعت سیمان پزی به طور دقیق یافت می شود به این اختلاط که از قبل برای بشر آماده شده است مارل MARL می گویند. اگر در خاک رس کلیه مواد مورد نیاز سیمان پزی یافت نشود می توان مواد مورد نیاز را به ان اضافه نمود. این مواد قالباً از ضایعات کارخانه جات صنعتی بدست می آیند.

انواع گوناگون سیمان تولید می شود تا شرایط فیزیکی و شیمیایی معینی را که برای هدف های خاص لازم است برآورد. سیمان های معمول در ایران به شرح زیر می باشد:

1- سیمان نوع 1:    این نوع سیمان که سیمان پرتلند معمولی نیز موسوم است برای عموم مصارفی است که ویژگی های خاصی از بتن خواسته نشده است. این نوع سیمان فراوان تر از سایر اناع سیمان می باشد. از این نوع سیمان در ساختن پیاده رو ها رو سازی جاده ها پل های بتن مسلح راه آهن مخازن لوله های آب و ملات ساختمان های بنایی استفاده می شود به طور کلی این سیمان در تمام مواردی که بتنن در خطر مجاورت با سولفات ها نباشد و یا حرارات آبگیری سیمان باعث افزایش نا مطلوب درجه حرارت بتن نشود مورد استفاده قرار می گیرد.

2 – سیمان نوع 2:     این نوع سیمان نوع مرغوب تری ست و در مواردی که در مقابل حمله سولفات ها ی معتدل احتیاط لازم باشد به کار می رود. سیمان تیپ 2 معمولاً کندتر از سیمان تیپ 1 می گیرد و در گرفتن حرارت کمتری تولید کی می کند. از این سیمان می توان در ساختمان های حجیم استفاده نمود تا در هنگام گرفتن بتن حرارت کمتری ایجاد شود و حجم بتن کمتر باشد.

3- سیمان نوع 3:   سیمان نوع 3 سیمانی ست که در مدت کوتاهی یعنی معمولاً در عرض 1 هفته یا کمتر مقاومت زیادی به دست می آورد و مقاومت 7 روزه ی آن حدود مقاومت 28 روزه ی سیمان نوع 1 می باشد. این نوع سیمان نسبت به سیمان نوع 1 در هنگام گرفتن حرارت بیشتری تولید می کند. از این سیمان وقتی استفاده می کنند که بخواهند زود تر از معمول قالب را برداشته و بتن را مورد استفاده قرار بدهند در هوای سرئ نیز می توان از این سیمان استفاده کرد تا مدت زمان لازم برای محافظت بتن ریخته شده کوتاه تر شود  گرچه با بکار بردن مخلوط پر سیمان تر با سیمان نوع 1 هم می توان بتنی تهیه کرد که در مدت کوتاه مقاومت بیشتری کسب کند ولی سیمان نوع 3 همین کار را به نحو بهتر و با صرفه تر انجام می دهد. سیمان نوع 3 را سیمان زود گیر هم می گویند.

4- سیمان نوع 4:  سیمان نوع 4 سیمانی ست  که هنگام گرفتن حرارت خیلی کمتری تولید می کند و مورد استفاده ی ان جایی ست که شدت و مقدار حرارت تولید شده اهمیت دارد . بتنی که با این سیمان ساخته می شود آهسته تر افزایش مقائمت پیدا می کند یعنی دیرتر می گیرد . کاربرد اصلی این نوع سیمان در ساختمان های حجیم بتنی ست . در ساختمان های حجیم چون سد های وزنی بتنی به علت حجم زیاد بتن افزایش درجه حرارت ناشی از گرفتن بتن می تواند بسیار زیاد و خطرناک شود. برای پایین نگه داشتن درجه حرارت سیمان ، سیمان نوع 4 که به آن سیمان دیرگیر نیز می گویند به کار می رود

5- سیمان نوع 5:  سیمان ضد سولفات یا نوع 5 وقتی به کار می رود که بتن در تماس شدید با سولفات ها قرار داشته باشداز این سیمان اساساً وقتی استفاده می شود که خاک یا آب زیرزمینی که در تماس با ساختمان بتنی قرار دارد مقدار زیادی املاح سولفات داشته باشد سیمان نوع 5 دیرتر از سیمان معمولی می گیرد.

گچ :

گچ از جمله مصالحی است كه در صنایع ساختمان سازی از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد و به علت ویژگی هایی كه دارد از زمانهای قدیم در امر ساختمان سازی مورد مصرف داشته است.  در بسیاری از ساختمانهای قدیمی مخصوصاً در دوران صفویه كه اغلب آنها در اصفهان موجود می باشد گچ نقش مؤثری داشته و گچ بری های بسیار زیبایی از آن دوران باقی مانده است.  گچ به علت خواص خود از اولین قدم درایجاد یك بنا كه پیاده كردن حدود زمین می باشد و با اصطلاح برای ریختن رنگ اطراف زمین مورد نیاز می باشد و همچنین تا آخرین مراحل بنا كه سفید كاری و نصب سنگ است باز هم گچ مورد نیاز است و حتی در نقاشی ساختمان هم از گچ استفاده می نمایند.

منابع تهیه گچ :  گچ از پختن و آسیاب كردن سنگ بدست می آید.  سنگ گچ از گروه مصالح ساختمانی كلسیم دار است كه بطور وفور در طبیعت یافت می شودو تقریباً در تمام نقاط روی زمین وجود دارد و از لحاظ فراوانی در طبیعت در ردیف پنجم می باشد.  درایران هم تقریباً درتمام نفاط كشور مخصوصاً در كرویر مركزی و اطراف تهران جاجرود، آذربایجان یافت می شود.  سنگ گچ با فرمول caso4,2H2o  از سنگهای ته نشستی است و به علت میل تركیبی شدیدی كه دارد بطور خالص یافت نمی شود.  بیشتر به دو صورت تركیب با كربن و با اكسیدهای آهن و خاك رس می باشد.  سنگ گچ یا بصورت سولفات كلسیم بدون آب بدست می آید كه به آن انیدریت می گویند.  سنگ گچ خالص بی رنگ است و سنگ گچ تركیب شده با كربن خاكستری و سنگ گچ تركیب شده با اكسیدهای آهن بی رنگ، زرد روشن و یا كبود و یا سرخ می باشد كه برحسب نوع اكسیدهای آهن این رنگها متفاوت است.

كوره های گچ پزی : 1 ـ كوره های گچ پزی چاهی :  قدیمی ترین نوع كوره های گچ پزی در ایران نوع چاهی است كه هم اكنون نیز در بسیاری از شهرها متداول می باشد.  در این نوع كوره ها كه مانند تنوره است سنگ گچ را می پختند و آن را حرارت می دهند تا سنگ گچ پخته شود.  محصول این كوره ها مرغوب نمی باشد.

2 ـ كوره های تاوه ای : ابن نوع كوره ها كه دارای محصول یكنواخت می باشد تشكیل شده است از یك سینی بزرگ كه سنگ آسیاب شده در آن می ریزند.

خواص گچ :

1 ـ زود گیر بودن          2 ـ خاصیت ازدیاد حجم 3  ـ مقاومت در برابر آتش سوزی       4 ـ آكوسیتیك بودن

5 ـ ارزان بودن                  6 ـ خاصیت پلاستیكی گچ 7  ـ رنگ گچ       8 ـ رنگ پذیری گچ

ساختمان ملات گچ  :  هر نوع ملاتی كه بخواهیم بسازیم باید بعد از تعیین اجزاء تشكیل دهنده آن و مخلوط كردن آنها به آن اضافه كرده و دوباره ملات را مخلوط كنیم تا ملات یكنواخت گردد ولی برای ساختن ملات گچ و یا ملات گچ و خاك باید دانه های گچ یا گچ و خاك را داخل آب بریزیم، بدین طریق كه ابتدا مقدار كمی آب در استامبولی می ریزیم آنگاه دانه های گچ و یا گچ و خاك راكه قبلاً به نسبت ضعیف مخلوط شده با دست درون آن می پاشیم تا كلیه دانه ها در مجاورت آب قرار گیرد.  مقدار آبی كه یك كیلوگرم پودر گچ احتیاج دارد تا ملات شود از لحاظ تئوری 2/0 لیتر است یعنی تقریباً 20% وزن گچ.

مصارف گچ : گچ در ساختمان مصارف متعدد دارد از جمله ریختن رنگ ساختمان برای مشخص كردن اطراف زمین و پیاده كردن نقشه، ملات سازی، گچ وخاك، سفیدكاری وسنگ كاری كه درمورد اخیر برای نگهداشتن سنگ بطور موقت در جای خود تا ریختن ملات پشت آن مورد مصرف دارد و در صنایع قالبسازی و ریخته گری برای قالب سازی مصرف می شود و در كارهای طبی برای شكسته بندی مورد نیاز است.

خواص گچ : گچ علاوه بر دو خاصیت عمده كه یكی زودگیری و دیگری ازدیاد حجم به هنگام سخت شدن است دارای خواص دیگری نیز می باشد از جمله آنكه اكوستیك است و در آتش سوزی مقاوم می باشد و ارزان و به فور یافت می گردد ودارای رنگی سفید و خوش آینه است.

انباركردن گچ : اگر گچ بصورت فله ای در كارگاه موجود باشد باید بلافاصله مصرف گردد زیرا همانطور كه قبلاً شرح داده شد گچ میل تركیبی بالایی با آب دارد و حتی رطوبت هوا را جذب می نماید و پس از مدتی فاسد می گردد یعنی در موقع مخلوط كردن آن با آب ازدیاد حجم پیدا نكرده و سخت نمی شود. ولی گچ پاكتی را اگر به طریقه صحیح انبار كنند به طوری كه دور از رطوبت باشد می توان حتی گچ را برای مدت یكسال هم انبار نمود.  برای انبار كردن گچ باید آنرا روی تخته هایی كه حداقل از زمین 10 سانی متر فاصله دارد بگذارند و فاصله پاكتهای گچ از دیوارهای انبار باید حداقل حدود 20 سانتیمتر باشد و بیش از 10 پاكت گچ را روی هم نچینند.

آجر :

آجر یا آجور یا آگور واژه ای است یونانی و به خشت هایی می گفتند كه احكام و فرامین دولتی روی آن نوشته می شد و بوسیله پختن این خشت ها نوشته ها را روی آن پایدار می كردند.  به دستی معلوم نیست كه آجر از چه زمانی پیدا شده است ولی می توان آنرا همزمان با پیدایش آتش دانست.  بدین طریق كه گل موجود در كنار اجاق های انسان های اولیه پخته شده و سخت تر از كلوخ های همجوار خود میگردیده و با مشاهده آن بشر اولیه قطعه ای از آجر را كشف نمود.  آجر یكی از مصالح ساختمانی است كه با طبع و خوی بشر سازگار بوده و در هر دورانی از تاریخ به نوعی مورد استفاده او واقع شده است. از ابتدا كه بشر زندگی غارنشینی را پشت سر گذاشته است و فكر تهیه سرپناهی در مغز او ایجاد شده تا خود را از گزند عوامل جوی مانند باد و باران و سرما و گرما و هجوم جانوران درنده و گزنده نگاه دارد به تهیه مصالحی افتاد كه اولاً از لحاظ وزنی سبك باشد كه بتواند آن را حمل نماید و درثانی از لحاظ شكل پذیری طوری باشد كه شكل مورد نظر خود را به آن بدهد.  ساده ترین تعریفی راكه بخواهیم برای آجر بنماییم آن است كه بگوییم آجر سنگی است مصنوعی كه از پختن خاك رس با استخوان بندی اصلی سنگ بدست می آید و ابعاد و تعداد آن مطابق احتیاچ ما قابل تغییر می باشد.  مصرف آجر در ایران سابقه باستانی دارد و از زمان ساسانیان بناهایی بجا مانده كه در آنها آجر مصرف شده است مانند طاق كسری در بیستون و یا كف دالان مسجد جامع اصفهان كه برای فرش آن از آجرهایی استفاده شده است كه در آتشكده های ساخته شده در زمان ساسانیان بكار رفته بود.

مراحل پخت آجر : 1 ـ تهبه خاك رس    2 ـ بعمل آوردن خاك      3 ـ ساختن گل       4 ـ قالب گیری یا خشت زنی

آجر پزی : آجر پزی یعنی گرفتن آب شیمیایی خاك رس بطوریكه هیدرو سیلیكات آلومینیم به سیلیكات آلومینیم تبدیل شود و در نتیجه خشت دارای استقامت شده و نیروی فشاری تا حدود 100 كیلوگرم بر سانتیمتر مربع را تحمل نماید  این عمل به وسیله حرارتی در حدود 900 درجه سانتیگراد و انجام شود بدین طریق كه تا 100 درجه سانتیگراد آب فیزیكی خشت خشك می شود و تا این درجه آب شیمیایی خاك رس متصاعد می گردد و تا 900 درجه ذرات خاك رس شروع به خمیری شدن نموده و بدین طریق دانه های شن و ماسه درون خشت را به هم می چسباند و آجر بدست می آید.   كوره های آجرپزی به سه دسته تقسیم می شوند :

1 ـ كوره آجرپزی با آجر ثابت و آتش ثابت  2  ـ كوره آجرپزی با آجر ثابت و آتش رونده  3  ـ كوره آجرپزی با آتش ثابت و آجر رونده

انواع آجرها :

1 ـ آجرهای رسی : الف : آجرهای معمولی       ب : آجرهای نما      ج : آجرهای مهندسی

2 ـ آجرهای نسوز  3  ـ آجر ماسه ـ آهك   4  ـ آجرهای بتنی   5  ـ آجرهای مخصوص

تاریخ استفاذه بشر از خشت پخته برای ساختمان سازی به ۱۰۰۰۰ سال قبل از میلاد مسیح باز می گردد. اما اولین بناهای آجری در حدود ۳۵۰۰ سال قبل از میلاد مسیح در منطقه بین النهرین ساخته شدند. باغ های معلق بابل یکی ازعجایب هفت گانه جهان, دیوار چین تنها بنای قابل رویت از کره ماه, مسجد ایاصوفیه از زیباترین بناهای مذهبی, ۸۰۰ کیلومتر سیستم فاضلاب زیر زمینی در لندن و ... در یک نقطه مشترک هستند, این بناها همه از خشت پخته(آجر) ساخته شده اند.  مهمترین بناهای تمدن های اولیه بشری در حدود ۴۰۰۰ سال قبل در شوش ساخته شد و در زمان داریوش کبیر به اوج خود رسید. اهمیت شوش از نظر باستان شناسی و تاریخ, از آن جهت است که تمامی سبک های مختلف ساختمان سازی از مناطق مختلف جهان باستان به نحوی دوباره در شوش یافت شدند. قصر داریوش که با بکارگیری آجرهای رنگی زیبا ساخته شده بود, سال ها پس از هخامنشیان نیز الگوی معماری بود. بعد از شوش, تیسفون پایتخت سامانیان به مرکز معماری با آجر تبدیل شد. قصر تیسفون با حدود ۲۵ متر دهانه بدون ستون های باربر و سقف گنبدی, بزرگترین بنای آجری جهان بود. از اولین آثار معماری این دوره می توان به مقبره امیر منصور سامانی در بخارا  اشاره کرد, که از جایگاهی ویژه در معماری آن دوره برخوردار می باشد. پلان دایره ای, شکل معمول بناهای آن دوره بود, اما در ساخت مقبره سامانی برای اولین بار گنبد کروی بر روی یک پلان مربعی ساخته شد, که خود انقلابی در معماری و ساختمات سازی بود. در این مقبره , گنبد کروی سنبل آسمان, مکعب زیر آن سنبل کعبه و تلفیق این دو با هم, سنبل جهان است. تا قبل از پیدایش سرامیک,حکاکی بر روی سنگ, هنری بسیار مشکل و بر روی آجر غیر ممکن بود, ولی در مقبره سامانی از این شیوه به نحو شایسته ای استفاده شده است. به جرئت می توان گفت مرکز بناهای آجری اسلامی در قرون وسطی, ایران بوده است. حاکمان مختلف این دوره از سلجوقیان تا مغول ها و تیموریان دارای سبک های مختلف معماری بوده اند, که در تمامی آن ها آجر مشترک است. پایان دوره حکومت صفویان که مقارن با دوران رنسانس است را می توان پایان دوره استفاده از آجر برای نمای ساختمان به عنوان سمبل معماری اسلامی دانست.

 

آجر از قدیمی ترین مصالح ساختمانی است که قدمت آن بنا به عقیده برخی از باستان شناسان به ده هزار سال پیش می رسد. در ایران بقایای کوره های سفال پزی و آجر پزی در شوش و سیلک کاشان که تاریخ آنها به هزاره چهارم پیش از میلاد می رسد پیدا شده است.
همچنین نشانه هایی از تولید و مصرف آجر در هندوستان به دست آمده که حاکی از سابقه شش هزار ساله آجر در آن کشور است وازه آجر بابلی و نام خشت هایی بوده که بر روی آنها منشورها  قوانین و نظایر آنها را می نوشتند گمان می رود نخستین بار از پخته شدن خاک دیواره ها و کف اجاق ها به پختن آجر پی  برده اند.  
کوره های آجر پزی ابتدایی بی گمان از مکان هایی تشکیل می شده که در آن لایه های هیزم و خشت متناوباً روی هم چیده می شده 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 اروپایی ها شروع به استفاده از آجر کردند ولی پس از مدتی از رونق افتاده و رواج مجدد از سده 12 میلادی بوده که ابتدا از ایتالیا شروع شد.
در ایران باستان ساختمان های بزرگ و زیبایی بنا شده اند که پاره ای از آنها هنوز پا بر جا هستند.
نظیر طاق کسری در غرب ایران قدیم، آرامگاه شاه اسماعیل سامانی در گنبد کاووس و مسجد اصفهان را که با آجر ساخته اند همچنینی پلها و سد های قدیمی مانند پل دختر  سد کبار در قم از جمله بناهای قدیمی می باشند. انواع آجر در ایران قدیمدر ایران هر جا سنگ کم بوده و خاک خوب هم در دسترس بوده است آجر پزی و مصرف آجر معمول شده است اندازه آجر ایلامی   حدود 10×38×38 سانیتی متر بوده پختن و مصرف آجر در زمان ساسانیان گسترش یافته و در ساختمان های بزرگ مانند آتشکده ها به کار رفته است اندازه  آجر این دوره جدود 44×44×7 تا 8 بوده است و بعد های آن 20×20×3 تا4 سانتی متر کاهش یافت. در فرش کردن کف ساختمان از آجر بزرگتری به نام ختایی به ابعاد 5×25×25 سانتی متر و یا بزرگتر از آن به نام نظامی در ابعاد 40×4×5 سانتی متر استفاده می شده است از انواع دیگر آجر در گذشته آجر قزاقی می باشد که پیش از جنگ جهانی اول روسها آن را تولید می کردند که ابعاد آن 5×10×20 بوده است آشنایی با آجر و مواد اولیه آن آجر نوعی سنگ مصنوعی است که از پختن خشت خام و دگرگونی آن بر اثر گرما به دست می آید خاک آجر مخلوطی است از خاک رس ماسه فلدسپات سنگ آهک سولفات ها سولفورها فسفات ها کانی های آهن منگنز منیزیم سدیم پتاسیم مواد آلی و...
مراحل ساخت آجر عبارتند از :

 کندن و استخراج مواد خام
آماده سازی مواد اولیه
قالب گیری
خشک کردن
تخلیه و انبار کردن محصول

انواع کوره های آجر پزی
پس از خشک شدن خشت ها را در کوره می چینند طرز چیدن آنها طوری است که بین آنها فاصله وجود دارد تا گازهای داغ و شعله بتواند از لای آنها عبور کند کوره های آجر پزی سه نوع هستند:
کوره تنوره ای  هوفمان و تونلی
قابل ذکر است که کوره های تونلی مدرن ترین کوره های آجر پزی می باشند که در آنها سرامیک های ممتاز و صنعتی نیز می پزند ویزگی های آجر آجر خوب باید در برخورد با آجر دیگر صدای زنگ بدهد صدای زنگ نشانه سلامت توپری و مقاومت و کمی میزان جذب آب آن است آجر خوب باید در آتش سوزی مقاومت کند و خمیری و آب نشود رنگ آجر خوب باید یکنواخت باشد و همچنین باید یکنواخت و سطح آن بدون حفره باشد سختی آجر باید به اندازه ای باشد که با ناخن خط نیفتد

انواع آجر غیر رسی  و اشکال آن
آجر جوش آجر خاص در صنعت سفال پزی است که در کشورهای صنعتی دارای اهمیت ویزه ای است از این آجر برای نماسازی ساختمان ها فرش کف پیاده روها پوشش بدنه و کف آبروها و مجراهای فاضلاب و تونل ها و ساختن دودکش ها فرش کف کارخانه ها انبارهای کشاورزی و سالن های دامداری پرورش طیور استخر های صنعتی و جز اینها استفاده می شود

انواع خاص آجر تولیدی در کشور های اروپایی آجر هایی در کشورهای صنعتی اروپاتولید می شوند که هنوز تولید آن در ایران مرسوم نشده است از آن جمله بلوک های تو خالی آتش بند برای نصب دور ستون ها به منظور جلوگیری از نفوذ آتش قطعات ویزه به شکل منحنی های کوز و کاس قطعات درپوش روی دیوار قطعاتی که از اجزا هستند مانند کلوک سرقد گوشه و جزاینها که هنوز در ایران تولید نمی شوند

 

 

 

[ جمعه 1390/10/02 ] [ 16:39 ] [ محمدزاده ]
.: Weblog Themes By Pichak :.

امکانات وب
  • سمفونی
  • قالب وبلاگ