همه چیز درباره آهک و کاربرد های آن
سنگ آهک
سنگ آهک بدون شک یکی از قدیمی‌ترین موادی است که از زمان‌های دور مورد استفاده واقع شده است. آهک زنده پس از بارندگی شکفته شده و به شیر آهک تبدیل می‌گشته و شیر آهک هنگام گرفتن جسم‌های پیرامون خود را به همدیگر چسبانیده است. علاوه بر این، به استفاده آهک در ساروج (ملات آهک و خاکستر) در سازههای بسیار قدیمی از جمله زیگورات چغازنبیل و …می‌توان اشاره کرد. در ادامه با آهک و کاربرد آن بیشتر آشن میشویم.
همچنین بخوانید: تفاوت سقف کوبیاکس وسقف یوبوت
مزایای استفاده از آهک
کاهش نفوذپذیری ملات‌ها و اندودها به آب، کاهش جمع شدگی ناشی از خشک شدن ملات و ثابت ماندن حجم آن پس از گرفتن و سخت شدن از محاسن افزودن آهک به ملات‌های سیمانی است. کاهش زمان خشک شدن مخلوط در نواحی مرطوب، کاهش میزان انقباض و انبساط خاک بر اثر رطوبت، تسریع در شکستن کلوخه‌های خاک رسی، افزایش مقاومت، کاهش نفوذ رطوبت و افزایش دوام و پایایی خاک از جمله مزایای استفاده از آهک بشمار می‌رود.
طرز تهیه آهک
از دیدگاه کلی به ٣ صورت می‌توان آهک را به عمل آورد.
- روش سنتی
- روش صنعتی (ماشینی)
- تهیه آهک از ماسه بادی
روش سنتی
در این روش در محل وجود معدن آهک حفر‌ه‌هایی ایجاد می‌کردند و نهایتاً زمین جای کوره را کمی گود کرده و در آن بته و سنگ آهک را لایه لایه رویه هم می‌چیدند و روی آن را با گل می‌گرفتند و کوره را از پائین آتش می‌کردند. روی آهک و خاکستر را مرطوب نگه می‌داشتند. این کار باعث می‌شد سنگ آهک به نقطه ذوب خود برسد و همچنین رطوبت باعث شکفته شدن آهک میشود، آهک بصورت مایع از حفره‌های زیرین خارج میشود.
روش صنعتی (ماشینی)
در این روش سنگ‌ها را از معادن با سایزهای بزرگ داخل بونکر می‌ریزند، زیر بونکر دستگاهی به نام feeder وجود دارد که سنگ‌ها را به سمت داخل هدایت کرده، با تناژ مشخصی وارد سنگ شکن فکی میکند. در این قسمت سنگ‌ها به قطر بین ٢٠ تا ٣٠ سانتی متر تبدیل می‌شوند. تسمه نقاله‌هایی که از پائین به بالا در حرکت هستند، مواد حاصله را داخل بونکر دیگر می‌‌ریخته، مواد از بونکر دوم وارد feeder که زیر بونکر است، شده و از آنجا به سنگ شکن چکشی منتقل می‌شوند. خروجی این قسمت سنگ‌هایی با سایز بین ۵ تا ۱۲ سانتی متر است. مجدداً مواد حاصله توسط تسمه نقاله‌هایی وارد سرند می‌شوند. در اینجا خاک از سنگ‌ها توسط سرند جدا میشود. سپس باقیمانده مواد وارد skip بالابرهای خاص شده و از بالا توسط دریچه‌های هیدرولیک به کوره منتقل می‌شوند.
تهیه آهک از ماسه بادی
با آنکه ایران دارای منابع بسیار زیاد سنگ آهک است، در برخی نقاط مانند خوزستان و کناره شمالی خلیج فارس و دریای عمان به میزان فراوان ماسه آهکی وجود دارد. ماسه آهکی را نیز می‌توان مانند سنگ آهک پخت و تبدیل به آهک زنده کرد، و با روش معمول آهک شویی، آهک آبدیده را از ناخالصی‌ها جدا نمود. این آهک شکفته را می‌توان در ساختن ملات ماسه – آهک و شفته آهکی مصرف کرد. آهک شکفته پخته شده از ماسه‌های آهکی دارای ویژگی‌های معمولاً آهک است. بررسی‌های انجام شده نشان دادند که ماسه باد‌ی‌های مناطق فوق دارای ماسه بادی آهکی زیادندکه پختن آنها به منظور بدست آوردن آهک می‌تواند اقتصادیتر از حمل آهک باشد. آهکی که بدین روش بدست می‌آید، می‌تواند برای ساختن ملات ماسه – آهکی و شفته آهکی مصرف شود.
مشخصات آهک
آهک خالص سفید رنگ است ولی وجود ناخالصی‌ها می‌تواند تا حدودی باعث تغییر رنگ آن شوند، چنانچه ناخالصی‌های سنگ آهک، کربنات منیزیم باشد آن را سنگ آهک دولومیتی می‌نامند و از پختن آن آهک منیزیومی حاصل میشود. هر‌گاه ناخالصی سنگ آهک مواد رسی و سیلیسی باشد، از پختن آن بسته به مقدار ناخالصی، آهک نیمه آبی یا آهک آبی تولید میشود.
طرز تهیه شفته آهک
جهت تهیه شفته آهک، پودر آهک را با خاک مخلوط کرده و آن را مرطوب می‌کنند. بدین صورت که آهک و خاک را درون حوضچه‌های مخصوصی درون آب ریخته حدود ٣ شبانه روز به همان حال نگهداری می‌کنند. آهک داخل آب شکفته شده و به اصطلاح باز میشود. تجربه نشان داده، جهت جلوگیری از تورم بهتر است حداقل ٣ شبانه روز آهک و خاک درون آب بماند و پس از آنکه در این مدت واکنش‌های خود را مهار کرد (یک سری واکنش‌های شیمیایی در آن انجام شد) به مصرف مورد نیاز رسانده شود. این روش تهیه جهت جلوگیری از ظاهر شدن پتانسیل‌های نهفته، تورم‌زایی و جلوگیری از تشکیل سولفات‌ها است. لازم به یادآوری است که ساختن شفته آهک با خمیر آهک یا گرد آهک شکفته و مخلوط نمودن آن با خاک به منظور دستیابی به شفته آهکی مرغوب مجاز نیست. مصرف دوغاب آهک باعث میشود که دوغاب به راحتی دور دانه‌های خاک را اندود نموده، واکنش یکنواخت میان رس و دوغاب پدید آید.
کاربرد آهک
به موارد عمده کاربرد شفته آهکی در زیر اشاره شده است.
- استفاده از آهک در آسفالت
- تثبیت بستر کانال و پایدار نمودن زمین بستر راه
- کاربرد آهک در ساختما‌ن‌سازی
- کاربرد آهک در صنعت ساخت (تهیه سیمان – تهیه آجر ماسه آهکی – صنعت شیشه سازی– فولاد و … )
- جلوگیری از حمله ریشه درختان مختلف به لاینینگ کانال و تخریب آن
- استفاده از شفته آهکی جایگزین خاکریز پشت ساز‌ه‌ها و …
- پر کردن درز و دوختن لایه‌های خاک
- کاربرد آهک در صنعت آب
- استفاده از آهک جهت تهیه قند از نی‌شکر
کاربرد آهک در آسفالت
تزریق دوغاب آهک شکفته یکی از روش‌هایی است که برای اصلاح و ترمیم بزرگراه‌ها و جاد‌ه‌ها، در نقاطی که خاک زیر آسفالت رسی بوده و امکان نشت داشته باشد، استفاده میشود، با تزریق دوغاب آهک، خاک رس ناحیه مورد نظر به شفته آهکی تبدیل میشود. یکی از روش‌های تزریق دوغاب آهک این است که سطح رویه آسفالتی را سوراخ کرده و با فشار، آب آهک را در زیر لایه آسفالتی راه تزریق کنند. روش دیگر استفاده از سوراخ‌هایی به قطر ١۵ تا ٢٢ سانتیمتر و عمق ۵٠ تا ٧٠ سانتیمتر بر روی جاده خراب شده است.
گرد آهک شکفته را داخل سوراخ‌ها ریخته و به آن آب اضافه می‌کنند و آن را مخلوط می‌نمایند تا خمیر دوغاب تشکیل شود. خاک خارج شده از سوراخ را دوباره داخل آن ریخته و یک لایه قیر روی آن می‌کشند.
استفاده از آهک در ساختمان سازی
ملات‌های بنایی، گچ بری‌ها و گچ کاری‌ها
آهک به عنوان ترکیب اصلی در ملات‌های بنایی برای قرن‌هاست که بکار می‌رود. این کاربرد مهم هم در کاربردهای امروزی هم قدیمی به چشم می‌خورد. ملات‌های ساخته شد ه با آهک و سیمان قابلیت کاری بالایی همراه با قدرت فشاری و نفوذپذیری اندک در مقابل آب دارند. آهک یک جزء اصلی در گچ بری‌های داخلی و خارجی و گچ کاری‌ها است. استحکام، دوام و قابلیت کاری این پرداخت‌ها را افزایش می‌دهد. همه این کاربردهای آهکی بوسیله کاربردهای ASTM و استانداردهای مربوطه حمایت می‌شوند.
آهک آب خورده برای کاربرد هایی بنایی
آهک هیدراته یا آب خورده نوع S یک محصول با خلوص بالا و سفید و مرغوب است. ملات و یک محصول صرفاً آمریکایی با شرایط سختی بیشتر جهت کار بنایی است.
عملکرد آهک در کاربرد های بنایی مدرن
تحقیقات عملکرد ملات‌های آهک – سیمان را با عملکرد ملات‌های سیمان بنایی مقایسه میکند. که از سنگ آهک و سایر افزودنی‌ها بجای آهک آب زده استفاده میکند. ملات‌های سیمان – آهک اتصال و چسبندگی و قدرت برشی بالاتری داشته و همچنین نشتی آب کمتری را نشان می‌دهد.
عملکرد آهک در کاربرد های بنایی تاریخی
بخش اعظم بنایی تولید شده قبل از ابتدای قرن بیستم از ملات شن – آهک استفاده می‌نمود. الاستیسیته ملات‌های محتوای آهک بالا امکان انبساط و انقباض دیوارهای بنایی تاریخی را بدون وارد آمدن خسارت بر واحدهای بنایی فراهم میکند.
سایر کاربردهای آهک در ساختمان سازی
آماده سازی سایت – آهک می‌تواند برای خشک کردن سایت‌های مربوط بکار رود. آهک می‌تواند با خاک های رس در خاک واکنش داده تا مبنایی پایدارتر را برای ساختمان سازی فراهم کرد.
بتن هوازده اتوکلا و – آهک همچنین در تولید محصولات بتنی سلولی سبک وزن، مانند بتن هواخورده اتوکلاوی بکار می‌رود که می‌تواند بصورت بلوک یا واحدهای بنایی عظیم یا سنگ‌های عایق شکل بگیرد.
سایر محصولات بتنی – آهک هیدراته می‌تواند به مخلوط بتن در ساخت بلوک و سایر محصولات بتنی اضافه شود تا محصول متراکم‌تر و مقاوم در برابر آب تولید نماید. با اضافه کردن پلاستیسیته بیشتر، مخلوط، آهک همچنین محصولات بتنی را با لبه‌های دقیق‌تر ساخته، انعکاس را بهبود داده و باعث کاهش زیان از طریق شکستگی میشود.
آجر سیلیکات کلسیم
آجر سیلیکات کلسیم در ساختمان سازی و بنایی استاندارد مانند آجر رسی بکار می‌رود. ماسه با آهک کلسیم بالا در حالت مرطوب مخلوط شده و سپس بصورت آجر قالبگیری شده و اتوکلاو میشود. آهک با سیلیس واکنش داده و سیلیکا‌ت‌های هیدراته کلسیم پیچید‌ه‌ای را شکل می‌دهد که آجر را به هم متصل نموده و پایداری ابعادی بالایی را فراهم میکند. آهک جهت ا یجاد بلوک آهک – ماسه تو خالی و ساخت لوله نیز بکار می‌رود.
مواد عایق
برخی مواد عایق، که بصورت یونیت‌های قالبگیری می‌شوند حاوی سیلیس و آهک هستند. آهک به عنوان عامل پیوند عمل کرده با سیلیس حاضر در مخلوط واکنش داده و سیلیکا‌ت‌های کلسیم را شکل می‌دهد. واکنش سیلیکات – آهک نیز در ساخت عایق بکار می‌رود.
کاربرد آهک در صنعت ساخت
تهیه سیمان
مهمترین عناصر تشکیل دهنده سیمان عبارتند از خاک رس و آهک زنده (Cao) به میزان ۶۰ تا ۷۰ درصد که برای تهیه آهک زنده سنگ آهک را وارد کوره می‌کنند و پس از حرارت دادن به آن دی اکسید کربن از آن خارج شده و آهک زنده باقی می‌ماند.
سیمان پرتلند آهکی
این نوع سیمان شامل ۶ تا ٢٠ درصد آهک است. با توجه به نرمی زیاد این نوع سیمان و همچنین وجود آهک ویژ‌ه‌ای در سیمان، دارای خصوصیات و برتری‌هایی نسبت به سیمان پرتلند معمولی شده که بطور مختصر به آنها اشاره میشود.
- نفوذناپذیری و مقاومت اولیه بیشتر
- کاهش نسبت آب به سیمان در بتن تازه
- روانی و شکل پذیری بهتر
- دوام بیشتر در برابر تغییرات دما
- رنگ روشن‌تر و سطح صا‌ف‌تر بتن
- آب انداختگی کمتر در بتن
آجر ماسه سنگی
آجر ماسه سنگی از ترکیب ماسه سیلیسی و آهک، تحت فشار پخته میشود و در نتیجه ماده سخت و مقاوم هیدروسیلیکات کلسیم تولید میشود و بسته به مواد اولیه بکار رفته می‌تواند مقاومتی حدود ۵٠٠ کیلوگرم بر سانتیمترمربع را تحمل نماید.
کاربرد آجر ماسه آهکی
- پی سازی
- کف‌ها
- دیوارهای حمال
- سقف
- نماسازی
- پیاده روها
خواص و مزایای آجر ماسه آهکی
- اقتصادی بودن
- مقاومت فشاری بالا
- عایق صوتی
- ابعاد یکسان
- رنگ یکنواخت
- عدم جذب آب و پیدایش شوره روی آجرهای نما
- دوام بیشتر نسبت به آجرهای رسی
صنعت شیشه سازی
دو ترکیب اصلی که در ساختن شیشه اهمیت بیشتری دارند، عبارتند از آهک و کربنات دو سود و سیلیس و پتاس و اکسید سرب و سیلیس است.
ایتونگ
معمولاً سنگ آهک با دانه بندی ٠ تا ٩٠ میکرون در تهیه ایتونگ کاربرد دارد. ایتونگ از پودر سیلیس، پودر آهک، سیمان و پودر آلومینیوم تولید میشود و جز مصالح ساختمانی است که از شبکه‌های بتنی مختلف تشکیل شده است و ٨٠ درصد آن را منافذ هوا و ٢٠ درصد، از مصالح سنگی و سخت تهیه شده است. سپس باید طوری ساخته شود که با ماشین وزن کم، مقاومت کافی را در برابر وزن و فشار اعمال شده دارا باشد.
خواص
- عایق حرارتی
- نصب سریع و آسان
- غیر قابل احتراق
استفاده از شفته آهکی جایگزین خاکریزی پشت ساز‌ه‌ها
در مور د متراکم کردن خاکریزی پشت سازههای کوچک هیدرولیکی استفاده از غلطک‌های ماشینی نیاز به اضافه کردن عرض پی کنی دارد و در ضمن ممکن است باعث صدمه زدن به سازه شود. همینطور متراکم کردن خاک به روش دستی در لایه‌های به ضخامت ۱۰ الی ۱۵ سانتیمتر زمان زیادی را می‌طلبد و احتیاج به آزمایشاتی از قبیل تراکم، تست اتربرگ و … دارد. بنابراین هر دو روش از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیستند.
در این گونه موارد استفاده از شفته آهکی که قبلاً بصورت کامل شکفته شده و زیر نظر متخصص مجرب تهیه شده باشد، موجب تعدیل زمان اجرا و اقتصادیتر شدن پروژه میشود. باید توجه داشت در صورتی که آهک به طور کامل شکفته نشده باشد باعث ایجاد حرارت و گاهی انفجار و صدمه زدن به سازههای بتنی میشود.
