آجر یکی از قدیمی‌ترین، ماندگارترین و پرکاربردترین مصالح ساختمانی است. از چندین سده گذشته تا به امروز، به دلیل دوام و مقاومت بالا از آجر در ساخت سازه‌های بسیار زیادی مورد استفاده قرار گرفته است. تولید آجر نیز فرایند مخصوصی داشته است. دلیل دوام بسیار بالای آجر، پخته شدن در کوره با درجه ۲۰۰۰ است. بسیاری از اشکال اولیه آجر، آجرهای نسوخته بود که به طور طبیعی توسط نور خورشید خشک می‌شدند و به آجرهای خشک شده آفتاب نیز معروف بودند. معمولا این آجرها مقاومت کمتری دارند. پس در ساختمان سازی مدرن و مهندسی عمران استفاده نمی‌گیرند. آجرها را از مواد مختلف و برای اهداف گوناگون تولید می‌شوند. در ادامه روش‌های تولید آجر را با هم بررسی می کنیم.
آجر چیست؟
در واقع، اصطلاح «آجر» نشان دهنده واحد ساختمانی ساخته شده از خاک رس است. آجر دارای مقاومت فشاری بالا و بسیار بادوام است. از آجر در پروژه‌های عمرانی و ساختمان سازی از جمله ساختمان‌ها، تونل‌ها، پل‌ها، دیوارها، کفپوش، دودکش‌ها، شومینه‌ها و … استفاده می‌شود. آجر علاوه بر کاربرد و مقاومت بالا، دارای زیبایی ظاهری نیز می‌باشد. معمولا برای داشتن نمای زیبا، خرید آجر دکوراتیو را به خرید آجر معمولی ترجیح می دهند. اصول تولید آجر در طول زمان تغییر نکرده است. با این وجود، به دلیل پیشرفت‌های حاصل شده در تکنولوژیکی کارخانه‌های تولید آجر، کیفیت و کاربرد آجرها بسیار بهبود یافته است.
تولید آجر
با وجود یکسان بودن اصول اولیه تولید اما کارخانه‌ها تولیدی، آجرها را متناسب با مواد اولیه و عملکرد آنها تولید می‌کنند. در واقع، آجر از مخلوط کردن خاک رس با آب، قالب زدن ترکیب به شکل دلخواه، خشک شدن و پختن، تولید می‌شود. در زمان‌های گذشته، تمام قالب گیری‌ها به صورت دستی انجام می‌شد. اما در اواخر قرن نوزدهم، همزمان با اختراع ماشین آلات ساخت آجر اکثر آجرها به صورت ماشینی تولید شدند. همین تفات در تولید آجر است که انواع مختلف آجر را به وجود می آورد. مثل آجر سه گل، آجر نسوز، آجر سفال و …
روش تولید آجر
پروسه تولید آجر ۶ مرحله اصلی دارد:
- استخراج و ذخیره مواد اولیه
- آماده سازی مواد خام
- تشکیل آجر
- خشک کردن
- پختن و خنک کردن
- برش و ذخیره محصول نهایی
استخراج و ذخیره سازی
پس از استخراج خاک رس از معادن روباز، سپس آنها را به روش دستی یا با کامیون به مناطق ذخیره انتقال می‌دهند. بدون در نظر گرفتن شرایط آب و هوایی، برای تولید دائمی آجر باید برای چندین روز مواد خام و اولیه در دسترس باشد. معمولا آسان‌تر شدن کار از چند جایگاه ذخیره سازی (یکی برای هر منبع) استفاده می‌شود. مخلوط کردن باعث یکنواخت‌تر شدن مواد اولیه می‌شود و به کنترل رنگ کمک می‌کند.
آماده سازی
قبل از مخلوط کردن مواد اولیه، برای توده‌های بزرگ خاک رس را از طریق دستگاه‌های سنگ شکن به اندازه‌های کوچک‌تری تقسیم می‌کنند. معمولا برای هم اندازه بودن اندازه سنگ‌ها از صفحات ارتعاشی استفاده می‌شود.
تشکیل
اولین مرحله در فرآیند تشکیل، استفاده از نسبت صحیح است که باعث تولید خاک رس خمیری شکل می‌شود. معمولا این کار از طریق افزودن آب به خاک رس در آسیاب خمیری حاصل می‌شود. پس از مخلوط شدن، خاک رس خمیری شکل آماده شکل دهی و قالب گیری است. سه فرایند اصلی برای تشکیل آجر وجود دارد: گل سفت، گل نرم و پرس خاک خشک.
گل سفت: در فرآیند گل سفت یا اکستروژن، حدودا بین ۱۰ تا ۱۵ درصد آب به خاک رس اضافه می‌شود تا به شکل خمیری و کشسانی درآید. پس از مخلوط شدن، خاک رس از محفظه تهویه هوا که دارای خلاء ۳۷۵ تا ۷۲۵ میلی متر جیوه است. تهویه هوا، حفره‌ها را از بین می برد که منجر به افزایش کارایی و انعطاف پذیری خاک رس و متعاقبا مقاومت بیشتر می‌شود. سپس خاک رس از طریق قالب خارج می‌شود و ستونی از خاک رس ایجاد می‌شود. در این مرحله دستگاه برش اتوماتیک ستون‌ها را برش می‌دهد تا آجر جداگانه تولید شود. فاصله برش‌ها و اندازه‌های قالب باید با دقت بسیار زیاد اندازه گیری شوند تا هنگام خشک شدن و انقباض مشکلی به وجود نیاید.
گل نرم: فرآیند گِل نرم یا قالب گیری شده مخصوص خاک رس‌ی است که مقدار زیادی آب دارند. در این فرایند خاک رس با ۲۰ تا ۳۰ درصد آب مخلوط می‌شود و سپس با استفاده از قالب به شکل آجر درمی‌آیند. جهت جلوگیری از چسبیدن خاک رس، قالب‌ها را به ماسه یا آب آغشته می‌کنند تا آجر “ماسه زده” یا “آب زده” تولید شود. می‌توان آجر را به روش دستی و ماشینی تولید کرد.
پرس خشک: این فرایند مخصوص خاک رس با انعطاف پذیری بسیار پایین است. خاک رس با مقدار آب بسیار کمی (حداکثر ۱۰ درصد) مخلوط می‌شود و سپس با فشاری معادل ۸۰ کیلوگرم بر سانتی متر مربع در دستگاه پرس فشرده می‌شوند.
خشک کردن
با توجه به روش تشکیل آجر مرطوبی که از ماشین قالب گیری یا برش خارج می‌شود دارای ۷ تا ۳۰ درصد رطوبت است. پیش از شروع فرایند، مقدار بیشتر این آب در محفظه‌های خشک کن در دمای بین ۳۸ تا ۲۰۴ تبخیر می‌شود. اگرچه میزان زمان خشک شدن با توجه به نوع خاک رس متفاوت است اما معمولا بین ۲۴ تا ۴۸ ساعت زمان می‌برد.
بارگیری کوره
در این فرایند کوره با آجر پر می‌شود. تعداد آجری که درون کوره قرار می‌گیرد به اندازه کوره بستگی دارد. معمولا با استفاده از ماشین‌های مکانیکی، آجرها را در کوره قرار می‌دهند.
پختن
زمان پخت آجر به نوع کوره و سایر متغیرها بستگی دارد اما معمولا بین ۱۰ تا ۴۰ ساعت طول می‌کشد. تولیدکنندگان از چندین نوع کوره استفاده می‌کنند. رایج‌ترین نوع آن کوره تونلی و پس از آن کوره آهک پزی است. سوخت مورد استفاده در کوره ممکن است گاز طبیعی، زغال سنگ، خاک اره، گاز متان از محل دفن زباله یا ترکیبی از این سوخت‌ها باشد.
در کوره تونلی آجر روی ریل‌های کوره قرار داده می‌شود که حین عبور از تونل از نواحی با دماهای مختلف عبور می‌کنند. میزان دما در ناحیه با دقت زیاد کنترل می‌شود و کوره دائما کار می‌کند. کوره‌های آهک پزی آنهایی هستند که آجر بارگیری، پخته، خنک و سپس تخلیه می‌شود و دوباره این مراحل مشابه تکرار می‌شوند.د
مهم‌ترین کاربردهای آجر
آجر نقش بسیار مهمی در حوزه ساخت و ساز مهندسی عمران ایفا می‌کند. آجر جایگزینی مناسب برای سنگ در مصارف ساختمانی است. در ادامه برخی از کاربردهای اصلی آجر را بیان می‌کنیم.
- ساخت دیوار در اندازه‌های مختلف
- ساخت پیاده رو
- پل
- کفپوش
- ساخت طبقه
- ساخت طاق و قرنیز
- ساخت دیوار حائل
- ساخت خوآ (آجرهای شکسته) برای استفاده به عنوان سنگدانه در بتن
- تولید سورکی (آجر پودر شده) جهت استفاده در گچ آهک و بتن آهک
نتیجه گیری
هنوز پس از گذشت هزاران سال، آجرها پرکاربردترین و مستحکم‌ترین مصالح ساختمانی هستند. علاوه بر ساخت و ساز، از آجر در دکوراسیون و زیبا سازی ساختمان نیز استفاده می‌شود. ما تولیدکننده انواع آجرهای با کیفیت از جمله آجر لفتون، نسوز، دکوراتیو، آجر شیل و … هستیم.