سنگ آهک و انواع و موارد استفاده از آهک

سنگ آهـک

سنگ آهـک بدون شک یكی از قدیمی‌ترین موادی اسـت كه از زمان‌های دور مورد اسـتفاده واقع شده اسـت.‌‌ آهـک زنده پس از بارندگی شكفته شده و بـه شیر آهـک تبدیل می‌گشته و شیر آهـک هنگام گرفتن جسم‌های پیرامون خود را بـه همدیگر چسبانیده اسـت‌. علاوه بر ایـن، بـه اسـتفاده آهـک در ساروج (ملات آهـک و خاكستر‌) در سازه‌های بسیار قدیمی از جمله زیگورات چغازنبیل و …می‌توان اشاره كرد.

 

آهـک و كاربردهای آن

مزایای اسـتفاده از آهـک

‌كاهش نفوذپذیری ملات‌ها و اندودها بـه آب‌، كاهش جمع شدگی ناشی از خشک شدن ملات و ثابت ماندن حجم آن پس از گرفتن و سخت شدن از محاسن افزودن آهـک بـه ملات‌های سیمانی اسـت‌. كاهش زمان خشک شدن مخلوط در نواحی مرطوب‌، كاهش میزان انقباض و انبساط خاک بر اثر رطوبت‌، تسریع در شكستن كلوخه‌های خاک رسی‌، افزایش مقاومت‌، كاهش نفوذ رطوبت و افزایش دوام و پایایی خاک از جمله مزایای اسـتفاده از آهـک بشمار می‌رود.

 

طرز تهیه آهـک

از دیدگاه كلی بـه ٣ صورت می‌توان آهك را بـه عمل آورد.

روش سنتی

روش صنعتی (ماشینی)

تهیه آهك از ماســه بادی

‌روش سنتی‌

در ایـن روش در محل وجود معدن آهـک حفر‌ه‌هایی ایجاد می‌كردند و نهایتاً زمین جای كوره را كمی گود كرده و در آن بته و سنگ آهك را لایه لایه رویه هم می‌چیدند و رو‌ی آن را با گل می‌گرفتند و كوره را از پائین آتش می‌كردند‌.‌ روی آهك و خاكستر را مرطوب نگه می‌داشتند.‌ ایـن كار باعث می‌شد سنگ آهك بـه نقطه ذوب خود برسد و همچنین رطوبت باعث شكفته شدن آهـک می‌شود‌، آهك بصورت مایع از حفره‌های زیرین خارج می‌شود.

 

روش صنعتی (ماشینی)

در ایـن روش سنگ‌ها را از معادن با سایزهای بزرگ داخل بونكر می‌ریزند‌، زیر بونكر دستگاهی بـه نام feeder وجود دارد كه سنگ‌ها را بـه سمت داخل هدایت كرده‌، با تناژ مشخصی وارد سنگ شكن فكی می‌كند‌. در ایـن قسمت سنگ‌ها بـه قطر بین ٢٠ تا ٣٠ سانتی متر تبدیل می‌شوند. تسمه نقاله‌هایی كه از پائین بـه بالا در حركت هستند، مواد حاصله را داخل بونكر دیگر می‌‌ریخته‌، مواد از بونكر دوم وارد feeder كه زیر بونكر اسـت‌، شده و از آنجا بـه سنگ شكن چكشی منتقل می‌شوند. خروجی ایـن قسمت سنگ‌هایی با سایز بین ٥ تا ۱۲ سانتی متر اسـت. مجدداً مواد حاصله توسط تسمه نقاله‌هایی وارد سرند می‌شوند‌. در ایـنجا خاک از سنگ‌ها توسط سرند جدا می‌شود. سپس باقیمانده مواد وارد skip بالابرهای خاص ‌ شده و از بالا توسط دریچه‌های هیدرولیك بـه كوره منتقل می‌شوند.

 

تهیه آهـک از ماســه بادی‌

با آنكه ایران دارای منابع بسیار زیاد سنگ آهـک اسـت‌، در برخی نقاط مانند خوزستان و كناره شمالی خلیج فارس و دریای عمان بـه میزان فراوان ماســه آهكی وجود دارد. ماســه آهكی را نیز می‌توان مانند سنگ آهك پخت و تبدیل بـه آهك زنده كرد‌، و با روش معمول  آهـک شویی‌، آهـک آبدیده را از ناخالصی‌ها جدا نمود‌. ایـن آهـک شكفته را می‌توان در ساختن ملات ماســه – آهـک و شفته آهكی مصرف كرد‌. آهـک شكفته پخته شده از ماســه‌های آهكی دارای ویژگی‌های معمولاً آهـک اسـت. بررسی‌های انجام شده نشان دادند كه ماســه باد‌ی‌های مناطق فوق دارای ماســه بادی آهكی زیادندكه پختن آنها بـه منظور بدست آوردن آهك می‌تواند اقتصادی‌تر از حمل آهك باشد‌. آهكی كه بدین روش بدست می‌آید‌، می‌تواند برای ساختن ملات ماســه – آهكی و شفته آهكی مصرف شود.

 

مشخصات آهـک

آهـک خالص سفید رنگ اسـت ولی وجود ناخالصی‌ها می‌تواند تا حدودی باعث تغییر رنگ آن شوند‌، چنانچه ناخالصی‌های سنگ آهـک، كربنات منیزیم باشد آن را سنگ آهـک دولومیتی می‌نامند و از پختن آن آهـک منیزیومی حاصل می‌شود. هر‌گاه ناخالصی سنگ آهـک مواد رسی و سیلیسی باشد‌، از پختن آن بسته بـه مقدار ناخالصی‌، آهـک نیمه آبی یا آهـک آبی تولید می‌شود.

 

طرز تهیه شفته آهـک

جهت تهیه شفته آهـک، پودر آهـک را با خاک مخلوط كرده و آن را مرطوب می‌كنند‌. بدین صورت كه آهـک و خاک را درون حوضچه‌های مخصوصی درون آب ریخته حدود ٣ شبانه روز بـه همان حال نگهداری می‌كنند. آهـک داخل آب شكفته شده و بـه اصطلاح باز می‌شود. تجربـه نشان داده، جهت جلوگیری از تورم بـهتر اسـت حداقل ٣ شبانه روز آهـک و خاک درون آب بماند و پس از آنكه در ایـن مدت واكنش‌های خود را مهار كرد (یك سری واكنش‌های شیمیایی در آن انجام شد‌) بـه مصرف مورد نیاز رسانده شود‌. ایـن روش تهیه جهت جلوگیری از ظاهر شدن پتانسیل‌های نهفته‌، تورم‌زایی و جلوگیری از تشكیل سولفات‌ها اسـت. لازم بـه یادآوری اسـت كه ساختن شفته آهـک با خمیر آهـک یا گرد آهـک شكفته و مخلوط نمودن آن با خاک بـه منظور دستیابی بـه شفته آهكی مرغوب مجاز نیست. مصرف دوغاب آهـک باعث می‌شود كه دوغاب بـه راحتی دور دانه‌های خاک را اندود نموده، واكنش یكنواخت میان رس و دوغاب پدید آید.

 

كاربرد آهـک

بـه موارد عمده كاربرد شفته آهكی در زیر اشاره شده اسـت.

 

اسـتفاده از آهـک در آسفالت

تثبیت بستر كانال و پایدار نمودن زمین بستر راه

كاربرد آهـک در ساختما‌ن‌سازی

كاربرد آهـک در صنعت ساخت (تهیه سیمان – تهیه آجر ماســه آهكی – صنعت شیشه سازی‌– فولاد و … )

جلوگیری از حمله ریشه درختان مختلف بـه لایـنینگ كانال و تخریب آن

اسـتفاده از شفته آهكی جایگزین خاكریز پشت ساز‌ه‌ها و …

پر كردن درز و دوختن لایه‌های خاک‌

كاربرد آهـک در صنعت آب

اسـتفاده از آهـک جهت تهیه قند از نی‌شكر

‌كاربرد آهـک در آسفالت‌

تزریق دوغاب آهـک شكفته یكی از روش‌هایی اسـت كه برای اصلاح و ترمیم بزرگراه‌ها و جاد‌ه‌ها‌، در نقاطی كه خاک زیر آسفالت رسی بوده و امكان نشت داشته باشد‌، اسـتفاده می‌شود‌، با تزریق دوغاب آهـک، خاک رس ناحیه مورد نظر بـه شفته آهكی تبدیل میشود. یكی از روش‌های تزریق دوغاب آهـک ایـن اسـت كه سطح رویه آسفالتی را سوراخ كرده و با فشار‌، آب آهـک را در زیر لایه آسفالتی راه تزریق كنند‌‌. روش دیگر اسـتفاده از سوراخ‌هایی بـه قطر ١٥ تا ٢٢ سانتیمتر و عمق ٥٠ تا ٧٠ سانتیمتر بر روی جاده خراب شده اسـت.

 

‌گرد آهـک شكفته را داخل سوراخ‌ها ریخته و بـه آن آب اضافه می‌كنند و آن را مخلوط می‌نمایـند تا خمیر دوغاب تشكیل شود. خاک خارج شده از سوراخ را دوباره داخل آن ریخته و یک لایه قیر روی آن می‌كشند.

 

اسـتفاده از آهـک در ساختمان سازی

ملات‌های بنایی‌، گچ بری‌ها و گچ كاری‌ها

آهـک بـه عنوان تركیب اصلی در ملات‌های بنایی برای قرن‌هاسـت كه بكار می‌رود. ایـن كاربرد مهم هم در كاربردهای امروزی هم قدیمی بـه چشم می‌خورد‌. ملات‌های ساخته شد ه با آهـک و سیمان قابلیت كاری بالایی همراه با قدرت فشاری و نفوذپذیری اندک در مقابل آب دارند‌. آهـک یك جزء اصلی در گچ بری‌های داخلی و خارجی و گچ كاری‌ها اسـت. اسـتحكام‌، دوام و قابلیت كاری ایـن پرداخت‌ها را افزایش می‌دهد. همه ایـن كاربردهای آهكی بوسیله كاربردهای ASTM و اسـتانداردهای مربوطه حمایت می‌شوند.

 

آهـک آب خورده برای كاربردهای بنایی

آهـک هیدراته یا آب خورده نوع S یک محصول با خلوص بالا و سفید و مرغوب اسـت‌. ملات و یک محصول صرفاً آمریكایی با شرایط سختی بیشتر جهت كار بنایی اسـت. ‌

 

عملكرد در كاربردهای بنایی مدرن

تحقیقات عملكرد ملات‌های آهـک – سیمان را با عملكرد ملات‌های سیمان بنایی مقایسه می‌‌كند. كه از سنگ آهـک و سایر افزودنی‌ها بجای آهـک آب زده اسـتفاده می‌كند.‌ ملات‌های سیمان – آهـک اتصال و چسبندگی و قدرت برشی بالاتری داشته و همچنین نشتی آب كمتری را نشان می‌دهد.

 

عملكرد در كاربردهای بنایی تاریخی

بخش اعظم بنایی تولید شده قبل از ابتدای قرن بیستم از ملات شن – آهـک اسـتفاده می‌نمود. الاسـتیسیته ملات‌های محتوای آهـک بالا امكان انبساط و انقباض دیوارهای بنایی تاریخی را بدون وارد آمدن خسارت بر واحدهای بنایی فراهم می‌كند.

 

سایر كاربرد‌های آهـک در ساختمان سازی

آماده سازی سایت – آهـک می‌تواند برای خشک كردن سایت‌های مربوط بكار رود‌. آهـک می‌تواند با خاکهای رس در خاک واكنش داده تا مبنایی پایدارتر را برای ساختمان سازی فراهم كرد.

 

بتن هوازده اتوكلا و – آهـک همچنین در تولید محصولات بتنی سلولی سبک وزن‌، مانند بتن هواخورده اتوكلاوی بكار می‌رود كه می‌تواند بصورت بلوک یا واحدهای بنایی عظیم یا سنگ‌های عایق شكل بگیرد.

 

سایر محصولات بتنی – آهـک هیدراته می‌تواند بـه مخلوط بتن در ساخت بلوک و سایر محصولات بتنی اضافه شود تا محصول متراكم‌تر و مقاوم در برابر آب تو‌لید نماید‌. با اضافه كردن پلاسـتیسیته بیشتر‌‌، مخلوط‌، آهـک همچنین محصولات بتنی را با لبـه‌های دقیق‌تر ساخته، انعكاس را بـهبود داده و باعث كاهش زیان از طریق شكستگی می‌شود.

 

آجر سیلیكات كلسیم

آجر سیلیكات كلسیم در ساختما‌ن سازی و بنایی اسـتاندارد مانند آجر رسی بكار می‌رود. ماســه با آهـک كلسیم بالا در حالت مرطوب مخلوط شده و سپس بصورت آجر قالبگیری شده و اتوكلاو می‌شود. آهـک با سیلیس واكنش داده و سیلیكا‌ت‌های هیدر‌اته كلسیم پیچید‌ه‌ای را شكل می‌دهد كه آجر را بـه هم متصل نموده و پایداری ابعادی بالایی را فراهم می‌كند. آهـک جهت ا یجاد بلوک آهـک – ماســه تو خالی و ساخت لوله نیز بكار می‌رود‌‌.

 

مواد عایق

برخی مواد عایق‌، كه بصورت یونیت‌های قالبگیری می‌شوند حاوی سیلیس و آهـک هستند. آهـک بـه عنوان عامل پیوند عمل كرده با سیلیس حاضر در مخلوط واكنش داده و سیلیكا‌ت‌های كلسیم را شكل می‌دهد. واكنش سیلیكات – آهـک نیز در ساخت عایق بكار می‌رود.

 

كاربرد آهـک در صنعت ساخت

‌تهیه سیمان‌

مهمترین عناصر تشكیل دهنده سیمان عبارتند از خاک رس و آهـک زنده (Cao) بـه میزان ۶۰ تا ۷۰ درصد كه برای تهیه آهـک زنده سنگ آهـک را وارد كوره می‌كنند و پس از حرارت دادن بـه آن دی اكسید كربن از آن خارج شده و ‌ آهـک زنده باقی می‌ماند.

 

سیمان پرتلند آهكی

ایـن نوع سیمان شامل ٦ تا ٢٠ درصد آهـک اسـت. با توجه بـه نرمی زیاد ایـن نوع سیمان و همچنین وجود آهـک ویژ‌ه‌ای در سیمان‌، دارای خصوصیات و برتری‌هایی نسبت بـه سیمان پرتلند معمولی شده كه بطور مختصر بـه آنها اشاره می‌شود.

 

نفوذناپذیری و مقاومت اولیه بیشتر

كاهش نسبت آب بـه سیمان در بتن تازه

روانی و شكل پذیری بـهتر

دوام بیشتر در برابر تغییرات دما

رنگ روشن‌تر و سطح صا‌ف‌تر بتن

آب انداختگی كمتر در بتن

آجر ماســه سنگی

آجر ماســه سنگی از تركیب ماســه سیلیسی و آهـک، تحت فشار پخته می‌شود و در نتیجه ماده سخت و مقاوم هیدروسیلیكات كلسیم تولید میشود و بسته بـه مواد اولیه بكار رفته می‌تواند مقاومتی حدود ٥٠٠ كیلوگرم بر سانتیمترمربع را تحمل نماید.

 

كاربرد آجر ماســه آهكی

پی سازی

كف‌ها

دیوارهای حمال

سقف

نماسازی

پیاده روها

خواص و مزایای آجر ماســه آهكی

اقتصادی بودن

مقاومت فشاری بالا

عایق صوتی

ابعاد یكسان

رنگ یكنواخت

عدم جذب آب و پیدایش شوره روی آجرهای نما

دوام بیشتر نسبت بـه آجرهای رسی

صنعت شیشه سازی ‌

دو تركیب اصلی كه در ساختن شیشه اهمیت بیشتری دارند‌، عبارتند از آهـک و كربنات دو سود و سیلیس و پتاس و اكسید سرب و سیلیس اسـت.

 

ایتونگ

‌معمو‌لاً سنگ آهك با دانه بندی ٠ تا ٩٠ میكرون در تهیه ایتونگ كاربرد دارد‌. ایتونگ از پودر سیلیس‌، پودر آهـک، سیمان و پودر آلومینیوم تولید میشود و جز مصالح ساختمانی اسـت كه از شبكه‌های بتنی مختلف تشكیل شده اسـت و ٨٠ درصد آن را منافذ هوا و ٢٠ درصد، از مصالح سنگی و سخت تهیه شده اسـت‌. سپس باید طوری ساخته شود كه با ماشین وزن كم‌، مقاومت كافی را در برابر وزن و فشار اعمال شده دارا باشد.

 

خواص

عایق حرارتی

نصب سریع و آسان

غیر قابل احتراق

اسـتفاده از شفته آهكی جایگزین خاكریزی پشت ساز‌ه‌ها

در مور د متراكم كردن خاكریزی پشت سازه‌‌های كوچك هیدرولیكی اسـتفاده از غلطک‌های ماشینی نیاز بـه اضافه كردن عرض پی كنی دارد و در ضمن ممكن اسـت باعث صدمه زدن بـه سازه شود‌. همینطور متراكم كردن خاک بـه روش دستی در لایه‌های بـه ضخامت ۱۰ الی ۱۵ سانتیمتر زمان زیادی را می‌طلبد و احتیاج بـه آزمایشاتی از قبیل تراكم‌، تست اتربرگ و … دارد. بنابرایـن هر دو روش از نظر اقتصادی مقرون بـه صرفه نیستند.

 

در ایـن گونه موارد اسـتفاده از شفته آهكی كه قبلاً بصورت كامل شكفته شده و زیر نظر متخصص مجرب تهیه شده باشد‌، موجب تعدیل زمان اجرا و اقتصاد‌ی‌تر شدن پروژه می‌شود. باید توجه داشت در صورتی كه آهـک‌ بـه طور كامل شكفته نشده باشد باعث ایجاد حرارت و گاهی انفجار و صدمه زدن بـه سازه‌های بتنی می‌شود.