آجرسرباره و دورشدن ازخشت سنتی

مصالح ساختمانی غیراستاندارد و نامرغوب از مهمترین مشکلاتی است که سال هاست گریبان صنعت ساخت و ساز را در کشورمان گرفته است.

کد خبر: ۱۵۷۷۷۰

بی توجهی به استانداردهای موجود در زمینه تولید مصالح ساختمانی ، همگام نبودن با پیشرفت های نوین جهانی در زمینه تولید مصالح ساختمانی جدید و نیز به روزرسانی نکردن روش های سنتی به منظور ایجاد مصالح ساختمانی بومی ، سبب شده روش های تولید مصالح ساختمانی به صورت سنتی و غیرعلمی باقی مانده و حاصل این فرآیند، مصرف سوخت و انرژی بی رویه ، تولید آلودگی های زیست محیطی بی شمار و سرانجام تولید مصالح ساختمانی نامرغوبی است که در ضعیف ترین بلایای طبیعی کمترین مقاومتی از خود نشان نمی دهند و خسارات جانی و مالی بی شماری را سبب می شوند.

با توجه به مشکلات فوق و با توجه به این نکته که انواع آجر ازپر مصرف ترین مصالح ساختمانی هستند، تیم پژوهشی مصالح ساختمانی سبز بر آن شد که با توجه به پیشرفت های اخیر بین المللی در زمینه تولید آجر و نیز بر پایه روش سنتی خشت زنی ایرانی ، روشی جدید به منظور ساخت آجر بیابد که علاوه بر بی نیازی از مصرف سوخت و انرژی بالا و نیز تولید نشدن آلودگی های زیست محیطی ، از بالاترین استانداردهای روز در ساخت آجر بهره مند بوده و بتواند جایگزین مناسبی برای خشت زنی سنتی در مناطق محروم باشد.

حاصل این تلاش ساخت آجر سرباره و آجر سبز است که به پخت در دمای بالا نیاز ندارند. گفتنی است ، تیم پژوهشی مصالح ساختمانی سبز به سرپرستی خانم مهندس مصحفی شبستری و متشکل از 3 تن از پژوهشگران جوان دانشگاه امیرکبیر یعنی سهراب مشهدی زاده ، علیرضا سمیعی ظفرقندی و نیما رفعتی است.

امروزه پسماندهای صنعتی که در بیشتر موارد سمی و خطرناک هستند به یکی از مهمترین دغدغه های مهندسان و صنعتگران تبدیل شده اند. رشد صنعتی سریع جهان در 2دهه اخیر، افزایش جمعیت و افزایش مصرف تولیدات صنعتی باعث شده است که روزانه صدها میلیون تن مواد صنعتی وارد محیط زیست شوند که تبعاتی همچون گرم شدن دمای زمین ، سوراخ شدن لایه ازن ، از میان رفتن زیستگاه های طبیعی جانداران و به هم خوردن تعادل میزان آب شیرین و شور در آب اقیانوس ها را در پی داشته است.

با توجه به موارد فوق و با در نظر گرفتن این مطلب که سرباره ذوب آهن یکی از پسماندهای صنعتی است اعضای تیم پژوهشی مصالح ساختمانی سبز بر آن شدند که از سرباره تولیدی در کارخانجات ذوب آهن به منظور ساخت آجر که محصولی پر مصرف است ، بهره گیرند.

تلاش بر این بود که اولا در تولید آجر سرباره ، سرباره به عنوان ماده اولیه اصلی قلمداد شود و نه یک ماده اولیه جانبی. ثانیا تولید آجر سرباره مستلزم مصرف سوخت و انرژی بالا نباشد تا تولید آن باعث ایجاد آلودگی های زیست محیطی نشود و سرانجام آجر تولیدی از بالاترین استانداردهای بین المللی موجود در ساخت آجر بهره مند باشد. حاصل این تلاش ، ساخت آجر سرباره است که تمامی ویژگی های فوق را دارا بوده ، به عنوان یک اختراع داخلی به ثبت رسیده و اکنون مراحل ثبت به عنوان یک اختراع بین المللی را طی می کند.

آجر سرباره

آجر سرباره آجری است که با اعمال تغییرات عمده در روش کنونی پخت آجر و نیز اعمال تصحیحات شیمیایی و کانی شناسی در ترکیب خاک رس مورد استفاده به منظور ساخت آجر و اضافه کردن سرباره ذوب آهن به مواد تشکیل دهنده آجر ساخته شده است.

در حالی که آجرهای کنونی به پخت در دمای 900 تا 1000 درجه سانتی گراد به مدت حداقل 10 ساعت نیازمند هستند که لازمه آن ، مصرف سوخت و انرژی گزاف و ایجاد آلودگی های زیست محیطی است آجر سرباره با طی مرحله خشک کردن (12 ساعت در دمای 85 درجه سانتیگراد) به مقاومت فشاری و دیگر شرایط فیزیکی و شیمیایی آجر، بر اساس استاندارد داخلی و نیز استاندارد بین المللی ASTM دست می یابد.

مهمترین خواص و ویژگی های آجر سرباره عبارتند از: مقاومت فشاری بالا، مقاومت در مقابل یخ زدگی ، درصد جذب آب پایین ، وجود نداشتن تحدب و تقعر در سطوح خارجی ، پایین بودن درصد مواد محلول ، استاندارد بودن بر اساس استاندارد ایران ASTM ، نیاز نداشتن به پخت در دمای بالا، چندمنظوره بودن ، کاهش مصرف سوخت و انرژی و نیز خطرات ناشی از زلزله ، امکان ساخت آجر در مناطق محروم و همچنین تبدیل سرباره ذوب آهن به عنوان پسماند صنعتی به یک محصول صنعتی پرمصرف.

آجرهای سنتی

نیما رفعتی در ارتباط با اشکالات ساخت آجرهای رسی می گوید: 3اشکال اساسی و عمده به این آجرها وارد است. اول این که مستلزم مصرف سوخت و انرژی بالاست ، دوم این که منابع خاک رس که محدود بوده و در اثر فرسایش و طی میلیون ها سال در طبیعت تشکیل شده اند به عنوان ماده اولیه ساخت آجر مصرف می شود و در نهایت میزان آب مصرفی به منظور ساخت آجر بالا بوده و بخش اعظم آن در مرحله خشک کردن و پخت آجر تبخیر شده و عملا هدر می رود. بنابراین امروزه هدف اصلی متخصصان صنعت ساخت آجرهای رسی یافتن روش های جدید و خلاقانه ای به منظور ساخت آجر است که نیازی به صرف انرژی فراوان نداشته باشند، پسماندهای صنعتی را جایگزین خاک رس مصرفی به منظور تولید آجر بنمایند و مصرف آب پایین تری داشته باشند و این موارد مهمترین مزیت روش های جدید ساخت آجر نسبت به روش های قدیمی اند. هدف دیگری که بیشتر سازندگان آجرهای رسی و دیگر مصالح ساختمانی دنبال می کنند، سبک کردن مصالح همزمان با حفظ خصوصیات فیزیکی و شیمیایی این مصالح است.

چرا مصالح ساختمانی سبز؟

سمیعی ظفرقندی هم راجع به مواد تشکیل دهنده آجر سبز چنین می گوید: این مواد عبارت است از خاک رس ، آب و فعال کننده های قلیایی. خاک رس مورد استفاده باید حاوی حداقل 15 درصد کانی های رسی باشد که بیشتر خاک های رس این ویژگی را دارا هستند و در غیر این صورت می توان با تصحیح شرایط کانی شناسی خاک ، آن را به منظور ساخت آجر سبز آماده کرد. ما در بهمن 1385 موفق شدیم آجر سبز را با استفاده از یک نوع خاک و اعمال شرایط آزمایشگاهی بسازیم ؛ اما هدف یافتن روشی بود که بتواند جایگزین روش کنونی ساخت آجر در تمام نقاط کشور شود.

جایگزینی برای کدام دسته از مصالح ساختمانی کنونی؟

سهراب مشهدی زاده با اشاره به این که در ایران با 2 دسته کلی مصالح ساختمانی یعنی مصالح استاندارد و مصالح غیراستاندارد طرف هستیم ، می گوید: درخصوص آجر نیز این نکته صدق می کند. هرچند در نزدیکی شهرهای بزرگ کارخانجات آجرپزی در حال تولید آجرهای رسی استاندارد هستند، اما در نقاط دورافتاده و محروم هنوز از آجرهای رسی غیراستاندارد و خشت ها به عنوان مصالح ساختمانی استفاده می شود. آجر سبز و آجر سرباره را هم می توان جایگزین آجرهای استاندارد کرد که اکنون در کارخانجات ساخت آجر ساخته می شوند و هم می توان آنها را جایگزین خشت های سنتی نمود. جایگزین کردن روش ساخت آجرهای رسی در کارخانجات آجرپزی با روش ساخت آجرهای سبز و سرباره ، مصرف سوخت ، انرژی و آب را کاهش خواهد داد و همزمان میزان ضایعات را نیز به صفر می رساند. در مناطق محروم که از روش خشت زنی یا آجرهای رسی غیراستاندارد استفاده می شود نیز می توان از آجر سبز و سرباره استفاده کرد؛ چراکه روش ساخت این آجرها به احداث کارخانه آجرپزی نیاز ندارد و می توان با استفاده از حداقل امکانات و با روشی مشابه روش خشت زنی سنتی آجرهایی استاندارد با بالاترین کیفیت تولید کرد.

گفتنی است ، مهمترین برنامه های آینده این تیم پژوهشی عبارت است از امکان استفاده از دیگر پسماندهای صنعتی و بویژه پسماند حاصل از مرحله فرآوری مواد معدنی با استفاده از روش جامدسازی ، در تولید انواع آجر و دیگر مصالح ساختمانی.

استفاده از فناوری های نوین در ساخت آجرهای رسی

علیرضا سمیعی ظفرقندی در ارتباط با استفاده از فناوری های نوین در ساخت آجرهای رسی می گوید: اگر منظور از فناوری های نوین ، فناوری هایی مانند فناوری نانوست ، پاسخ منفی است. امروزه به منظور کاهش میزان انرژی و سوخت صرف شده به منظور ساخت آجرهای رسی از روش های مختلفی همچون جایگزین کردن مراحل پخت با مراحل فعال سازی شیمیایی کانی های خاک رس ، استفاده از مخازن بخار آب به منظور جلوگیری از هدر رفتن آب ، اصلاح خصوصیات کانی شناسی خاک های رس به منظور دستیابی به خصوصیات فیزیکی و شیمیایی بهتر و استفاده از روش های جدید قالب زنی به منظور کاهش میزان ضایعات کارخانجات ساخت آجر بهره می گیرند. نکته ای که باید به آن توجه کرد، بومی بودن مصالح ساختمانی ، چه مصالح ساختمانی قدیمی و چه مصالح ساختمانی جدید است.

برای نمونه ، کشورهایی همچون امریکا و چین که دارای نیروگاه های حرارتی با سوخت زغال سنگ هستند، روش های نوینی به منظور ساخت سیمان و آجر با استفاده از پسماند این نیروگاه ها یافته اند که قطعا در کشور ما کاربرد نخواهد داشت.