علم سرامیک

مقایسه ویژگی¬های فیزیکی و مکانیکی آجرهای رسی آهکی و آجرهای رسی عاری از آهک دوشنبه ، 7 آذر 1390 ، 13:26 | آخرین بروز رسانی مطلب در دوشنبه ، 19 دی 1390 ، 07:43 | نوشته شده توسط Administrator | | |
کارخانه آجر نماچينR& DResearch and Developmentمقایسه ویژگی¬های فیزیکی و مکانیکی آجرهای رسی آهکی و آجرهای رسی عاری از آهکدر این تحقیق برای پخت آجر از رس آهکی ( رسی که محتوی مقدار معنی¬داری کلسایت و دولومیت است) و رس بدون آهک (رسی که عاری از کربنات¬ها می¬باشد) استفاده شد. نسبت رس به اب برای اين آجرها 1 به 4/0 بود. و اندازه¬ی ابعاد آجر¬های پخته شده 5/24×5/11×4 سانتی¬متر بودند نمونه¬های آجر در حرارت¬های 700، 800، 900، 1000 و 1100 درجه پخته شدند. آجرهای رسی آهکی و آجرهای رسی بدون آهک از نظر ویژگی¬هایی مانند مقاومت فشاری، تخلخل، توزیع اندازه منافذ و رفتار آب (ضریب اشباع و شاخص خشک شدن)، پایداری در برابر آزمون یخ¬زدگی و مقاومت در برابر آزمون کریستاله شدن نمک مورد بررسی قرار گرفتند.مقاومت فشاری نمونه¬های آهکی تا حرارت 1000 درجه مقاومت فشاری بیشتری نسبت به نمونه¬های بدون آهک نشان دادند. در حرارت 1000 درجه روند معکوس شده و نمونه¬های بدون آهک بیشترین مقاومت را نشان می¬دهند (شکل 1). سیر تکاملی مقاومت فشاری در آجر وابسته به بافت و تغییرات ساختمان میکروسکوپی در آجر شامل افزایش در فرآیند شیشه¬ای شدن و کاهش در میزان تخلخلمی¬باشد که هر دو منجر به افزایش مقاومت مکانیکی آجر می¬شوند. در نمونه¬های رس آهکی، فرایندشیشه¬ای شدن در حرارت 800 درجه شروع شده و یک افزایش در مقاومت فشاری مشاهده شده است.مقاومت فشاری در نمونه¬های رس اهکی پخته شده در حرارت¬های 800 تا 900 درجه سانتی¬گراد افزایش معنی¬دار بیشتری نسبت به مقاومت فشاری رس آهکی پخته شده در حرارت 800 درجه نشان می¬دهند.تنها در حرارت 1100 درجه یک افزایش اساسی در مقاومت فشاری در نمونه¬های آهکی اتفاق می¬افتد که همزمان با کاهش تخلخل می¬باشد(شکل 1). یافته¬های فوق را محققان دیگر نیز اثبات کرده¬اند این محققان نشان دادند که آجر در دماهای پایین¬تر ( 840 تا 960) تشکیل می¬شود ولی کاملاً ضروری است که آجر تا رسیدن به دماهای بالاتر از 1080 در کوره باقی بماند. شکل1- سیر مقاومت فشاری در نمونه های رس آهکی و رس بدون آهکviznarنمونه¬های آهکی و Gaudixنمونه¬های بدون آهک هستند.در نمونه¬های رس بدون اهک پخته شده در حرارت ¬های بالاتر از 900 درجه سانتی¬گراد افزایش زیادی در مقاومت فشاری مشاهده می¬شود. 900 درجه، حرارتی است که شیشه¬ای شدن در این نمونه¬ها (نمونه¬های بدون آهک) برای اولین بار توسط میکروسکوپ الکترونی نشان داده¬شد. بالاترین مقادیر مقاومت فشاری در نمونه¬های بدون آهک در حرارت 1000 درجه یا بالاتر است.( شکل1) تصاویر مربوط به میکروسکوپ الکترونی نیز در این دماها افزایش شیشه¬ای شدن را برای این نمونه¬ها نشان می¬دهد (شکل2). در استاندارد آمریکا(ASTM) مربوط به ویژگیهای آجر، مقاومت آجر در برابر هوادیدگی شدید 211 کیلوگرم بر سانتی¬متر مربع، مقاومت آجر در برابر هوادیدگی متوسط 176 کیلوگرم بر سانتی¬متر مربع و مقاومت آجر در برابر هوادیدگی ناچیز 106 کیلوگرم بر سانتی¬متر مربع می¬باشد. طبق استاندارد فوق و چنانچه در شکل 1 دیده می¬شود تنها نمونه¬های بدون آهک پخته شده در 1100 درجه سانتی¬گراد به طور کامل در برابر هوادیدگی شدید، پایدارند. نمونه¬های بدون آهک پخته شده در دمای 1000 و نمونه¬های آهکی پخته شده در دمای 1100 در برابر هوادیدگی متوسط، پایداری دارند. حداقل مقاومت فشاری آجرهای ساختمانی در کشور اسپانیا 100 کیلوگرم بر سانتی¬متر مربع است و شکل 1 نشان می¬دهد درصورتیکه رس بدون آهک استفاده شود ، تنها آجر پخته شده در دمای 1000 درجه و بالاتر مقاومت فشاری کافی (مطابق با استاندارد اسپانیا) را داراست و این در حالی است که آجر آهکی پخته شده در دمای 800 درجه و بالاتر از 800 درجه تقریباً دارای مقاومت کافی میباشند (مطابق با استاندارد اسپانیا). این نتایج نشان می¬دهد طبقه¬بندی آجر به استاندارد مورد استفاده وابسته است. بعلاوه اندازه¬گیری مقاومت فشاری لزوماً اطلاعات لازم راجع به پایداری آجر را در اختیار نمی¬گذاردو کاربرد تست¬های هوادیدگی (آزمون یخ¬زدگی و کریستاله شدن نمک) به منظور تعیین آجر مناسب برایاهداف حفاظتی لازم است. شکل 2- تصاویر SEMاز رسهای آهکی و رس¬های بدون آهک پخته شده در حرارت ¬های مختلف.a رس آهکی و b رس بدون آهک پخته شده در حرارت 800 درجه،c رس آهکی وd رس بدون آهک پخته شده در حرارت 900 درجه، eرس آهکی وfرس بدون آهک پخته شده در حرارت 1000 .تخلخل و توزیع اندازه منافذ حضور کربنات¬ها در نمونه¬های آهکی به طور وضوح بر سیر تکاملی تخلخل در حین پخت اثر می-گذارد در دمای حدود 800 درجه کلسایت (CaCO3)به آهک(CaO) تبدیل می¬شود. این واکنش با یک افزایش در تخلخل همراه است. در حضور آب اکسید کلسیم (CaO) به پورتلندایت(Ca(OH)2)تبدیل می¬شود. و بعداً سرانجام در حضورCO2 اتمسفر به CaCO3 تبدیل می¬شود.این واکنش¬ها سبب یک افزایش در حجم و سبب تشکیل ترک¬ها می¬شود، پدیده-ای که اغلب در نوشتجات به نام پف کردن آهک توضیح داده می¬شود و منجر به افزایش تخلخل میشود. همچنین تبدیل دولومیتCaMg(CO3)2به مواد دیگر باعث افزایش تخلخل می¬شود.مواد حاصل از تجزیه دولومیت شامل (CaO) و (MgO) که در حضور آب به پورتلندایت(Ca(OH)2) و بروسایت(Mg(OH)2) و سپس در حضور دی اکسید کربن ممکن است به هیدرومگنسایت (Mg5(CO3)4(OH)2•4H2O) تبدیل می¬شوند.پدیدهای که در بالا توضیح داده شد در رس¬های آهکی پخته شده در حرارت بین 800 تا 1000 درجه سانتی¬گراد مشاهده می¬شود.این آجرها تخلخل بیشتری را نسبت به سایر نمونه¬های رس¬های آهکی نشان می¬دهند(جدول 1).در نمونه¬های پخته شده در حرارت 700 درجه سانتی-گراد حرارت برای تشکیل اکسید کلسیم کافی نیست.در رس¬های آهکی پخته شده در حرارت 1100 افزایش شیشه¬ای شدن از توسعه نیروی بکاربرده توسط پورتلندایت(Ca(OH)2)جلوگیری میکند و دیگراینکه در حرارت بالا تشکیل غشایی در اطراف دانه¬های اکسید کلسیم باعث کاهش بخار آب و کاهش تشکیل پورتلندایت(Ca(OH)2)میشود (در نتیجه در رس¬های آهکی پخته شده در حرارت700 و 1100 تخلخل کمتر و پدیده پف¬کردگی آهک کمتر دیده می¬شود). محققان دیگر نشان دادند شیشه ای شدن که به وسیله جریانی از کربنات کلسیم تسهیل می¬شود، به تنهایی از پف آهک در رس¬های آهکی جلوگیری نمی¬کند.به منظور محدود کردن پف کردن آهک ، نمونه¬ها بالافاصله بعد از پخت برای مدت 2 ساعت با آب سرد پوشانده می¬شوند تا کاملاً اشباع شوند. مقدار زیاد آب باعث آبشویی اکسید کلسیم وبه رسوب کمتر پورتلندایت(Ca(OH)2کم می کند. هرچند این روش نمی¬تواند به طور کامل از پدیدار شدن ترکها جلوگیری کند.در رسهای بدون آهک با افزایش حرارت تخلخل کاهش می¬یابد و کاهش معنی¬دار در میزان تخلخل در حرارت 1000 درجه اتفاق می¬افتد (جدول1). جدول 1: جدول درصد تخلخل (p)، ضریب اشباع(s) و شاخص خشک شدن (DI). viznarنمونه های آهکی و Gaudixنمونه¬های بدون آهک هستند. مقایسه رس¬های پخته شده در حرارت 1000 و 1100 درجه سانتی¬گراد نشان داد که تخلخل در نمونه¬های آهکی 10 درصد بیشتر از نمونه¬های بدون آهک است (جدول1). نتایج به دست آمده با نتایج حاصل از تحقیقات محققان دیگر نیز همخوانی دارد. نتایج حاصل از تحقیقات دیگر نشان داده است یک کاهش کوچک در میزان تخلخل رس¬های اهکی در حرارت¬های بالاتر از 1080 درجه اتفاق می افتدو در نمونه¬های بدون آهک کاهش معنی دار در میزان تخلخل در در حرارت-های قبل از 1020 درجه اتفاق افتاده است. در هر دو گروه(رس¬های آهکی و رس¬های بدون آهک) توزیع اندازه منافذ با افزایش حرات با یک روند مشابه به سمت افزایش منافذ بزرگتر (بزرگتر از 2 میکرن) می¬رود ( جدول2). معمولاً در حرارت¬های بالا منافذ ریز بین ذرات رس به سبب ذوب و بهم آمیختگی ذرات ناپدید می¬شوند و منافذ بزرگ به سبب رهایی گازها در اثر هدررفت گروه¬های هیدروکسید موجود در فیلوسیلیکاتهاتشکیل می¬شوند. هرچند افزایش درصد منافذ بزرگتر (بزرگتر از 2 میکرون)در رس-های آهکی تدریجی است، اما یک افزایش معنی¬دار در درصد منافذ بزرگتر از 2 میکروندر حرارت 1000 درجه در این نمونه¬ها مشاهده می¬شود درحالی که نمونه¬های آهکی افزایش درصد منافذ بزرگتررا تنها در حرارت 1100 درجه سانتی¬گراد نشان می¬دهند( جدول2).منافذ با قطر کوچکتر از 2/0 میکرون در رس¬های بدون آهک هرگز به 10 درصد نمی¬رسددر حالیکه منافذ کوچکتر از 2/0 میکرون در رسهای آهکی در حرارت های مابین 800 تا 1000 درجه بین 35 تا 39 درصد می¬باشد. درصد بالای منافذ ریز (منافذ کوچکتر از 2/0 میکرون) در تبدیل کلسایت به اکسید کلسیم شرکت می¬کند و منجر به یک افزایش معنی¬دار در میزان تخلخل می¬شوند. در رسهای آهکی پخته شده در حرارت 1100 درجه منافذ کوچکتر از 2/0 میکرون به علت شیشه¬ای شدن زیاد قابل تشخیص نیستند (جدول 2). جدول 2- جدول درصد توریع اندازه منافذ به میکرون 2:منافذ با قطر کوچکتر از 2/0 میکرون. viznar نمونه های آهکی و Gadix نمونه های بدون آهک هستند. رفتار آبرس¬های آهکی پخته شده در حرارت¬های 800 تا 1000 درجه سانتی¬گراد یک ضریب اشباع بالاتری را نسبت به رس¬های آهکی پخته شده در حرارت 700 و 1100 درجه نشان می¬دهند زیرا ضریب اشباع رابطه مستقیم با تخلخل دارد. (هرچه تخلخل بیشتر ضریب اشباع بیشتر است). این نمونه¬ها (رس¬های آهکی پخته شده در حرارت¬های 800 تا 1000 درجه سانتی¬گراد) بیشترین میزان شاخص خشک شدن را نیز نشان می¬دهند(جدول 1). رفتار خشک شدن نیز به وسیله بررسی توزیع اندازه منافذ توضیح داده می¬شود. خشک شدن سریع در نمونه¬هایی که دارای درصد زیادی منافذ با قطر بزرگتر از 2 میکرون هستند اتفاق می¬افتد (جدول1و2). در نمونه¬های آهکی پخته شده در حرارت 1100تنها 100 ساعت برای خشک شدن نیاز است زیرا این نمونه¬ها دارای 70 درصد منافذ با قطر بزرگتر از 2 میکرون هستند و منافذی با قطر کوچکتر از 2/0 میکرون در این نمونه¬ها قابل شناسایی نیست (جدول2). سایرنمونه¬های آهکی که در حرارت¬های کمتر از 1100 درجه پخته می¬شوند، دارای درصد بسیار کمی منافذ با قطر بزرگتر از 2 میکرون هستند و به 480 تا 540 ساعت برای خشک شدن نیازمند هستند و ازبین این نمونه¬ها (نمونه¬های آهکی که در حرارت¬های کمتر از 1100 درجه پخته می¬شوند) تنها نمونه¬های پخته شده در 700 درجه سانتی¬گراد تاحدودی سریع¬تر خشک می¬شوند(240 ساعت) واین ممکن است به این دلیل باشد که در رس¬های آهکی پخته شده در 700 درجه منافذی با قطر کوچکتر از 2/0 میکرون تقریباً 10 درصد کمتر از نمونه¬هایی هستندکه در حرارت 800 تا 1000 درجه پخته می¬شوند. ضریب اشباع در نمونه¬های بدون آهک به تخلخل وابسته است و ضریب اشباع در این نمونه¬ها یک کاهش معنی¬دار را در دمای 1000 و بالاتر نشان می¬دهد. نمونه¬های بدون آهک پخته شده در دماهای 1000 و 1100 درجه به دلیل بیشتر بودن منافذ با قطر بزرگتر از 2 میکرون، نسبت به سایر نمونه¬های بدون آهک سریعتر خشک می¬شوند (شاخص خشک شدن کمتر است)..پایداری در برابر سیکل یخ زدگیتفاوت معنی¬داری در درصد افت وزنی نمونه¬های آهکی و نمونه¬های بدون آهک پس از تست یخ-زدگی مشاهده شد (جدول3). هرچند درهر دو گروه نمونه¬های پخته شده در حرارت پایین پایداری کمتری داشتند. افت وزنی اندازه¬گیری شده در نمونه¬های آهکی در پایان تست یخ¬زدگی هماهنگ با آسیب مشاهده شده نبود. در تمام نمونه¬های آهکی پخته شده در حرارت 1000 یا حرارت کمتر، شکستگی¬های زیادی مشاهده شد ولی نمونه¬های آهکی پخته شده در حرارت 700 درجه درصد افت وزنی معنی¬داری را نشان دادند (جدول 3).درنمونه¬های آهکی پخته شده در حرارت 1100 درجه به علت توزیع اندازه منافذ مطلوب (درصد بالای منافذ با قطر بزرگتر از 2 میکرون) افت وزنی یا آسیب معنی¬داری مشاهده نشد(جدول 3).جدول 3- درصد افت وزنی نمونه¬ها پس از آزمون¬های هوادیدگی (آزمون یح¬زدگی و کریستاله شدن نمک) .viznarنمونه¬های آهکی و Gadixنمونه¬های بدون آهک. :Salt crystallisation testآزمون کریستاله شدن نمک، Freeze–thaw test:آزمون یخ¬زدگی.نمونه¬های بدون آهک پخته شده در حرارت 700 و 800 به طور ویژه مستعد آسیب آهک هستند. و به محض اينکه در معرض یخ¬زدگی قرار گیرند شکستگی در آنها پدیدار می¬شود. در آزمایش یخ¬زدگی نمونه¬های بدون آهکی که در حرارت 900 درجه پخته شدند افت درصد وزنی معنی¬داری مشاهده نشد اما در این آجرها آسیب¬های اولیه در اثر این آزمایش قابل شناسایی بود. نمونه¬های پخته شده در 1000 و 1100 درجه در اثر آزمایش یخ¬زدگی آسیبی ندیدند. رفتار آجر همبستگی خوبی را با تخلخل اندازه¬گیری شده نشان داد بطوریکه تخلخل کمتر و مقدار معنی¬داری از منافذ بزرگتر به پایداری آجر کمک می¬کنند. مقاومت فشاری و درجه شیشه-ای شدن بالاتر در نمونه¬های پخته شده در حرارت 1000 درجه و بالاتر باعث پایداری بهتر نمونه¬ها در برابر نیروی تولید شده به وسیله یخ¬زدگی آب است. این نتایج با نتایج حاصل از تحقیقات دیگر محققان نیز مطابقت دارد. آنان نیز نشان دادند آجرهایی که تخلخل زیاد دارند پایداری کمتری را در برابر سیکل یخ¬زدگی دارند مگر اینکه دارای مقدار معنی¬داری از منافذ با قطر بزرگتر از 3 میکرون باشند.پایداری در برابر سیکل کریستاله شدن نمکتفاوت¬های مربوط به پایداری در برابر کریستالیزاسیون نمک بین نمونه¬های آهکی و نمونه¬های بدون آهک قابل شناسایی هستند. در مدت این آزمون همه نمونه¬ها در ابتدا یک افزایش در وزن را به سبب تجمع نمک نشان دادند. که این افزایش در اغلب نمونه¬ها بیشتر از 4 درصد نبود. هرچند نمونه¬های آهکی پخته شده بین 800 تا 1000 درجه افزایش معنی¬دار بیشتری را نشان دادند (تا 10 درصد). همه نمونه¬ها بعد از تکمیل تست به منظور حذف نمک¬های تجمع یافته اضافی ( نمک¬هایی که امکان حذف آنها با آب وجود دارد) به طور کامل با آب شست¬شو داده شدند. در آزمونکریستاله شدن نمکنمونه¬های آهکی پخته شده بین 800 تا 1000 درجه کاهش وزنی معنی¬داری نشان ندادند، اما این نمونه¬ها آسیب¬ها و شکستگی¬های شدیدی را نشان دادند که این نشان می¬دهد اندازه¬گیری درصد افت وزنی به تنهایی توانایی نشان دادن مقدار آسیب وارده را ندارد. در نمونه آهکی پخته شده در 700 درجه و نمونه پخته شده در 1100 درجه کاهش وزنی با آسیب¬ها مشاهده شده همبستگی خوبی را نشان می¬دهد به طوریکهدر نمونه آهکی پخته شده در 700 درجه یک افت وزنی 5% وهمچنین آسیب و شکستگی در آجر مشاهده شدو در نمونه¬های پخته شده در 1100 درجه کاهش وزنی و آسیب یا شکستگی معنی¬داری مشاهده نشد.پایداری نمونه¬های رس بدون آهک در برابر آسیب کریستالیزاسیون نمک با افزایش درجه حرارت افزایش می¬یابد. در این نمونه¬ها افت وزنی و آسیب مشاهده شده در آجر، رابطه مثبتی را با هم نشان دادند.نمونه¬های رس بدون اهک پخته شده در 700 و 800 درجه آسیب معنی¬دار در سطح و کاهش وزنی را به سبب ساییدگی و گردشدگی لبه¬ها نشان دادند. نمونه¬هایی که در 900 درجه پخته شدند نیز هم آسیب و شکستگی و هم افت وزنی را نشان دادند. نمونه های رس بدون آهک پخته شده در 1000 و 1100 درجه هیچ آسیب و یا افت وزنی معنی¬داری را نشان ندادند. بالا رفتن درجه شیشه¬ای شدن (نمونه¬های آهکی پخته شده در 1100 و نمونه¬های بدون آهک پخته شده در 1000 و 1100 درجه) پایداری در برابر تست هوادیدگی ( ازمون یخ¬زدگی و کریستاله شدن نمک) را افزایش می¬دهد.محققان همچنین نشان دادند علاوه بر افزایش درجه حرارت و افزایش میزان شیشه¬ای شدن، حضور منافذ نسبتاً بزرگتر در بافت آجر به پایداری در برابر کریستالیزاسیون نمک کمک می¬کند زیرا فشار کریستالیزاسیون در منافذ بزرگتر نسبت به منافذ کوچکتر کمتر و در نتیجه آسیب وارده کمتر خواهد بود.بحث و نتیجه¬گیری:کربناتها اثر مثبتی را بر تکامل بافت اجر پخته شده در حرارت پایین دارند و باعت افزایش میزان شیشه¬ای شدن و افزایش مقاومت آجر می¬شوند.هرچند نمونه¬های بدون آهک پخته شده در حرارت 1000 درجه و بالاتر از نظر کیفیت فنی و پایداری در اولویت قرار دارند به طوریکه این نمونه¬ها دارای تخلخل کمتر، ضریب اشباع کمتر ، خشک شدن سریع¬تر و افزایش درجه شیشه¬ای شدن و افزایش مقاومت فشاری نسبت به نمونه¬های آهکی نظیر خود می¬باشند. برای رس¬های بدون آهک حرارت 1000 درجه برای تولید آجر کافی است در حالی¬که برای رس¬های آهکی حرارت 1100 درجه برای پایداری در برابر هوادیدگی(آزمون یخ¬زدگی و آزمون کریستاله شدن نمک)لازم است.افزایش پایداری در برابر هوادیدگی در آجر با کاهش تخلخل و توزیع اندازه منافذ مطلوب رابطه دارد. آجرهایی با تخلخل بالا (حدود 40 درصد) و درصد بالایی از منافذ با قطر کوچکتر از 2 میکرون بیشتر آسیب¬پذیر هستند. الگوی اسیب متفاوت مشاهده شده در آجر بستگی به نوع رس و حرارت پخت دارد. آزمون یخ¬زدگی معمولاً منجر به شکستگی می¬شود در حالیکه آزمون کریستاله شدن نمک منجر به سایش و گرد شدگی لبه¬ها می¬شود. پایداری آجر رابطه نزدیکی با درجه شیشه¬ای شدن دارد. هرچند درجه شیشه¬ای شدن به تنهایی برای پیشگویی رفتار آجر در برابر هوادیدگی کفایت نمی¬کند و تخلخل و بویژه توزیع اندازه منافذ باید به خوبی بررسی شود.از آنجایی که تعیین درجه شیشه¬ای شدن در آجر دشوار است، به نظر می¬رسد مطالعه تخلخل، توزیع اندازه منافذ و رفتار آب (ضریب اشباع و شاخص خشک شدن) مناسب¬تر باشد. این پارامترها به آسانی و با دقت تعیین می¬شوند و به ما اجازه می¬دهند پایداری آجر را تخمین بزنیم. نتایج نشان می¬دهد. ویژگی¬های فیزیکی و مکانیکی آجر به وسیله ترکیب اولیه رس و حرارت پخت کنترل می¬شوند. وقتی که رس¬های اهکی برای تولید استفاده می¬شوند به منظور اجتناب از پف¬کردگی آهک باید دانه¬بندی ذرات و محتوی کربنات¬ها کنترل شود.محققان نشان دادند دگرگونی (شکستگی) در آجر به سبب تشکیل هیدروکسید کلسیم تنها هنگامی واقع می¬شود که مقدار کلسایت زیاد و اندازه ذرات بزرگتر از 5/0 میلی¬متر باشد. آنان همچنین بیان کردند. آجر می¬تواند از رس بدون آهک که پودر کلسایت با دانه¬های بسیار ریز (حدود 5 تا 10 درصد) به آن اضافه شده است، ساخته شود. غرقاب کردن آجر در آب سرد بالافاصله بعد از پخت به طور ویژه¬ای می¬تواند پف کردگی آهک را کاهش دهد.منبع: ترجمهElert. K, Cultrone. and Rodriguez. C. 2003. Durability of bricks used in the conservation of historic buildings influence of composition and microstructure. Journal of Cultural Heritage (4).pp: 91-99.

+ نوشته شده در شنبه بیست و یکم اردیبهشت ۱۳۹۲ ساعت 14:11 توسط مهندس ایمان رستگار |

مقایسه ویژگی¬های فیزیکی و مکانیکی آجرهای رسی آهکی و آجرهای رسی عاری از آهک دوشنبه ، 7 آذر 1390 ، 13:26 | آخرین بروز رسانی مطلب در دوشنبه ، 19 دی 1390 ، 07:43 | نوشته شده توسط Administrator | | |
کارخانه آجر نماچينR& DResearch and Developmentمقایسه ویژگی¬های فیزیکی و مکانیکی آجرهای رسی آهکی و آجرهای رسی عاری از آهکدر این تحقیق برای پخت آجر از رس آهکی ( رسی که محتوی مقدار معنی¬داری کلسایت و دولومیت است) و رس بدون آهک (رسی که عاری از کربنات¬ها می¬باشد) استفاده شد. نسبت رس به اب برای اين آجرها 1 به 4/0 بود. و اندازه¬ی ابعاد آجر¬های پخته شده 5/24×5/11×4 سانتی¬متر بودند نمونه¬های آجر در حرارت¬های 700، 800، 900، 1000 و 1100 درجه پخته شدند. آجرهای رسی آهکی و آجرهای رسی بدون آهک از نظر ویژگی¬هایی مانند مقاومت فشاری، تخلخل، توزیع اندازه منافذ و رفتار آب (ضریب اشباع و شاخص خشک شدن)، پایداری در برابر آزمون یخ¬زدگی و مقاومت در برابر آزمون کریستاله شدن نمک مورد بررسی قرار گرفتند.مقاومت فشاری نمونه¬های آهکی تا حرارت 1000 درجه مقاومت فشاری بیشتری نسبت به نمونه¬های بدون آهک نشان دادند. در حرارت 1000 درجه روند معکوس شده و نمونه¬های بدون آهک بیشترین مقاومت را نشان می¬دهند (شکل 1). سیر تکاملی مقاومت فشاری در آجر وابسته به بافت و تغییرات ساختمان میکروسکوپی در آجر شامل افزایش در فرآیند شیشه¬ای شدن و کاهش در میزان تخلخلمی¬باشد که هر دو منجر به افزایش مقاومت مکانیکی آجر می¬شوند. در نمونه¬های رس آهکی، فرایندشیشه¬ای شدن در حرارت 800 درجه شروع شده و یک افزایش در مقاومت فشاری مشاهده شده است.مقاومت فشاری در نمونه¬های رس اهکی پخته شده در حرارت¬های 800 تا 900 درجه سانتی¬گراد افزایش معنی¬دار بیشتری نسبت به مقاومت فشاری رس آهکی پخته شده در حرارت 800 درجه نشان می¬دهند.تنها در حرارت 1100 درجه یک افزایش اساسی در مقاومت فشاری در نمونه¬های آهکی اتفاق می¬افتد که همزمان با کاهش تخلخل می¬باشد(شکل 1). یافته¬های فوق را محققان دیگر نیز اثبات کرده¬اند این محققان نشان دادند که آجر در دماهای پایین¬تر ( 840 تا 960) تشکیل می¬شود ولی کاملاً ضروری است که آجر تا رسیدن به دماهای بالاتر از 1080 در کوره باقی بماند. شکل1- سیر مقاومت فشاری در نمونه های رس آهکی و رس بدون آهکviznarنمونه¬های آهکی و Gaudixنمونه¬های بدون آهک هستند.در نمونه¬های رس بدون اهک پخته شده در حرارت ¬های بالاتر از 900 درجه سانتی¬گراد افزایش زیادی در مقاومت فشاری مشاهده می¬شود. 900 درجه، حرارتی است که شیشه¬ای شدن در این نمونه¬ها (نمونه¬های بدون آهک) برای اولین بار توسط میکروسکوپ الکترونی نشان داده¬شد. بالاترین مقادیر مقاومت فشاری در نمونه¬های بدون آهک در حرارت 1000 درجه یا بالاتر است.( شکل1) تصاویر مربوط به میکروسکوپ الکترونی نیز در این دماها افزایش شیشه¬ای شدن را برای این نمونه¬ها نشان می¬دهد (شکل2). در استاندارد آمریکا(ASTM) مربوط به ویژگیهای آجر، مقاومت آجر در برابر هوادیدگی شدید 211 کیلوگرم بر سانتی¬متر مربع، مقاومت آجر در برابر هوادیدگی متوسط 176 کیلوگرم بر سانتی¬متر مربع و مقاومت آجر در برابر هوادیدگی ناچیز 106 کیلوگرم بر سانتی¬متر مربع می¬باشد. طبق استاندارد فوق و چنانچه در شکل 1 دیده می¬شود تنها نمونه¬های بدون آهک پخته شده در 1100 درجه سانتی¬گراد به طور کامل در برابر هوادیدگی شدید، پایدارند. نمونه¬های بدون آهک پخته شده در دمای 1000 و نمونه¬های آهکی پخته شده در دمای 1100 در برابر هوادیدگی متوسط، پایداری دارند. حداقل مقاومت فشاری آجرهای ساختمانی در کشور اسپانیا 100 کیلوگرم بر سانتی¬متر مربع است و شکل 1 نشان می¬دهد درصورتیکه رس بدون آهک استفاده شود ، تنها آجر پخته شده در دمای 1000 درجه و بالاتر مقاومت فشاری کافی (مطابق با استاندارد اسپانیا) را داراست و این در حالی است که آجر آهکی پخته شده در دمای 800 درجه و بالاتر از 800 درجه تقریباً دارای مقاومت کافی میباشند (مطابق با استاندارد اسپانیا). این نتایج نشان می¬دهد طبقه¬بندی آجر به استاندارد مورد استفاده وابسته است. بعلاوه اندازه¬گیری مقاومت فشاری لزوماً اطلاعات لازم راجع به پایداری آجر را در اختیار نمی¬گذاردو کاربرد تست¬های هوادیدگی (آزمون یخ¬زدگی و کریستاله شدن نمک) به منظور تعیین آجر مناسب برایاهداف حفاظتی لازم است. شکل 2- تصاویر SEMاز رسهای آهکی و رس¬های بدون آهک پخته شده در حرارت ¬های مختلف.a رس آهکی و b رس بدون آهک پخته شده در حرارت 800 درجه،c رس آهکی وd رس بدون آهک پخته شده در حرارت 900 درجه، eرس آهکی وfرس بدون آهک پخته شده در حرارت 1000 .تخلخل و توزیع اندازه منافذ حضور کربنات¬ها در نمونه¬های آهکی به طور وضوح بر سیر تکاملی تخلخل در حین پخت اثر می-گذارد در دمای حدود 800 درجه کلسایت (CaCO3)به آهک(CaO) تبدیل می¬شود. این واکنش با یک افزایش در تخلخل همراه است. در حضور آب اکسید کلسیم (CaO) به پورتلندایت(Ca(OH)2)تبدیل می¬شود. و بعداً سرانجام در حضورCO2 اتمسفر به CaCO3 تبدیل می¬شود.این واکنش¬ها سبب یک افزایش در حجم و سبب تشکیل ترک¬ها می¬شود، پدیده-ای که اغلب در نوشتجات به نام پف کردن آهک توضیح داده می¬شود و منجر به افزایش تخلخل میشود. همچنین تبدیل دولومیتCaMg(CO3)2به مواد دیگر باعث افزایش تخلخل می¬شود.مواد حاصل از تجزیه دولومیت شامل (CaO) و (MgO) که در حضور آب به پورتلندایت(Ca(OH)2) و بروسایت(Mg(OH)2) و سپس در حضور دی اکسید کربن ممکن است به هیدرومگنسایت (Mg5(CO3)4(OH)2•4H2O) تبدیل می¬شوند.پدیدهای که در بالا توضیح داده شد در رس¬های آهکی پخته شده در حرارت بین 800 تا 1000 درجه سانتی¬گراد مشاهده می¬شود.این آجرها تخلخل بیشتری را نسبت به سایر نمونه¬های رس¬های آهکی نشان می¬دهند(جدول 1).در نمونه¬های پخته شده در حرارت 700 درجه سانتی-گراد حرارت برای تشکیل اکسید کلسیم کافی نیست.در رس¬های آهکی پخته شده در حرارت 1100 افزایش شیشه¬ای شدن از توسعه نیروی بکاربرده توسط پورتلندایت(Ca(OH)2)جلوگیری میکند و دیگراینکه در حرارت بالا تشکیل غشایی در اطراف دانه¬های اکسید کلسیم باعث کاهش بخار آب و کاهش تشکیل پورتلندایت(Ca(OH)2)میشود (در نتیجه در رس¬های آهکی پخته شده در حرارت700 و 1100 تخلخل کمتر و پدیده پف¬کردگی آهک کمتر دیده می¬شود). محققان دیگر نشان دادند شیشه ای شدن که به وسیله جریانی از کربنات کلسیم تسهیل می¬شود، به تنهایی از پف آهک در رس¬های آهکی جلوگیری نمی¬کند.به منظور محدود کردن پف کردن آهک ، نمونه¬ها بالافاصله بعد از پخت برای مدت 2 ساعت با آب سرد پوشانده می¬شوند تا کاملاً اشباع شوند. مقدار زیاد آب باعث آبشویی اکسید کلسیم وبه رسوب کمتر پورتلندایت(Ca(OH)2کم می کند. هرچند این روش نمی¬تواند به طور کامل از پدیدار شدن ترکها جلوگیری کند.در رسهای بدون آهک با افزایش حرارت تخلخل کاهش می¬یابد و کاهش معنی¬دار در میزان تخلخل در حرارت 1000 درجه اتفاق می¬افتد (جدول1). جدول 1: جدول درصد تخلخل (p)، ضریب اشباع(s) و شاخص خشک شدن (DI). viznarنمونه های آهکی و Gaudixنمونه¬های بدون آهک هستند. مقایسه رس¬های پخته شده در حرارت 1000 و 1100 درجه سانتی¬گراد نشان داد که تخلخل در نمونه¬های آهکی 10 درصد بیشتر از نمونه¬های بدون آهک است (جدول1). نتایج به دست آمده با نتایج حاصل از تحقیقات محققان دیگر نیز همخوانی دارد. نتایج حاصل از تحقیقات دیگر نشان داده است یک کاهش کوچک در میزان تخلخل رس¬های اهکی در حرارت¬های بالاتر از 1080 درجه اتفاق می افتدو در نمونه¬های بدون آهک کاهش معنی دار در میزان تخلخل در در حرارت-های قبل از 1020 درجه اتفاق افتاده است. در هر دو گروه(رس¬های آهکی و رس¬های بدون آهک) توزیع اندازه منافذ با افزایش حرات با یک روند مشابه به سمت افزایش منافذ بزرگتر (بزرگتر از 2 میکرن) می¬رود ( جدول2). معمولاً در حرارت¬های بالا منافذ ریز بین ذرات رس به سبب ذوب و بهم آمیختگی ذرات ناپدید می¬شوند و منافذ بزرگ به سبب رهایی گازها در اثر هدررفت گروه¬های هیدروکسید موجود در فیلوسیلیکاتهاتشکیل می¬شوند. هرچند افزایش درصد منافذ بزرگتر (بزرگتر از 2 میکرون)در رس-های آهکی تدریجی است، اما یک افزایش معنی¬دار در درصد منافذ بزرگتر از 2 میکروندر حرارت 1000 درجه در این نمونه¬ها مشاهده می¬شود درحالی که نمونه¬های آهکی افزایش درصد منافذ بزرگتررا تنها در حرارت 1100 درجه سانتی¬گراد نشان می¬دهند( جدول2).منافذ با قطر کوچکتر از 2/0 میکرون در رس¬های بدون آهک هرگز به 10 درصد نمی¬رسددر حالیکه منافذ کوچکتر از 2/0 میکرون در رسهای آهکی در حرارت های مابین 800 تا 1000 درجه بین 35 تا 39 درصد می¬باشد. درصد بالای منافذ ریز (منافذ کوچکتر از 2/0 میکرون) در تبدیل کلسایت به اکسید کلسیم شرکت می¬کند و منجر به یک افزایش معنی¬دار در میزان تخلخل می¬شوند. در رسهای آهکی پخته شده در حرارت 1100 درجه منافذ کوچکتر از 2/0 میکرون به علت شیشه¬ای شدن زیاد قابل تشخیص نیستند (جدول 2). جدول 2- جدول درصد توریع اندازه منافذ به میکرون 2:منافذ با قطر کوچکتر از 2/0 میکرون. viznar نمونه های آهکی و Gadix نمونه های بدون آهک هستند. رفتار آبرس¬های آهکی پخته شده در حرارت¬های 800 تا 1000 درجه سانتی¬گراد یک ضریب اشباع بالاتری را نسبت به رس¬های آهکی پخته شده در حرارت 700 و 1100 درجه نشان می¬دهند زیرا ضریب اشباع رابطه مستقیم با تخلخل دارد. (هرچه تخلخل بیشتر ضریب اشباع بیشتر است). این نمونه¬ها (رس¬های آهکی پخته شده در حرارت¬های 800 تا 1000 درجه سانتی¬گراد) بیشترین میزان شاخص خشک شدن را نیز نشان می¬دهند(جدول 1). رفتار خشک شدن نیز به وسیله بررسی توزیع اندازه منافذ توضیح داده می¬شود. خشک شدن سریع در نمونه¬هایی که دارای درصد زیادی منافذ با قطر بزرگتر از 2 میکرون هستند اتفاق می¬افتد (جدول1و2). در نمونه¬های آهکی پخته شده در حرارت 1100تنها 100 ساعت برای خشک شدن نیاز است زیرا این نمونه¬ها دارای 70 درصد منافذ با قطر بزرگتر از 2 میکرون هستند و منافذی با قطر کوچکتر از 2/0 میکرون در این نمونه¬ها قابل شناسایی نیست (جدول2). سایرنمونه¬های آهکی که در حرارت¬های کمتر از 1100 درجه پخته می¬شوند، دارای درصد بسیار کمی منافذ با قطر بزرگتر از 2 میکرون هستند و به 480 تا 540 ساعت برای خشک شدن نیازمند هستند و ازبین این نمونه¬ها (نمونه¬های آهکی که در حرارت¬های کمتر از 1100 درجه پخته می¬شوند) تنها نمونه¬های پخته شده در 700 درجه سانتی¬گراد تاحدودی سریع¬تر خشک می¬شوند(240 ساعت) واین ممکن است به این دلیل باشد که در رس¬های آهکی پخته شده در 700 درجه منافذی با قطر کوچکتر از 2/0 میکرون تقریباً 10 درصد کمتر از نمونه¬هایی هستندکه در حرارت 800 تا 1000 درجه پخته می¬شوند. ضریب اشباع در نمونه¬های بدون آهک به تخلخل وابسته است و ضریب اشباع در این نمونه¬ها یک کاهش معنی¬دار را در دمای 1000 و بالاتر نشان می¬دهد. نمونه¬های بدون آهک پخته شده در دماهای 1000 و 1100 درجه به دلیل بیشتر بودن منافذ با قطر بزرگتر از 2 میکرون، نسبت به سایر نمونه¬های بدون آهک سریعتر خشک می¬شوند (شاخص خشک شدن کمتر است)..پایداری در برابر سیکل یخ زدگیتفاوت معنی¬داری در درصد افت وزنی نمونه¬های آهکی و نمونه¬های بدون آهک پس از تست یخ-زدگی مشاهده شد (جدول3). هرچند درهر دو گروه نمونه¬های پخته شده در حرارت پایین پایداری کمتری داشتند. افت وزنی اندازه¬گیری شده در نمونه¬های آهکی در پایان تست یخ¬زدگی هماهنگ با آسیب مشاهده شده نبود. در تمام نمونه¬های آهکی پخته شده در حرارت 1000 یا حرارت کمتر، شکستگی¬های زیادی مشاهده شد ولی نمونه¬های آهکی پخته شده در حرارت 700 درجه درصد افت وزنی معنی¬داری را نشان دادند (جدول 3).درنمونه¬های آهکی پخته شده در حرارت 1100 درجه به علت توزیع اندازه منافذ مطلوب (درصد بالای منافذ با قطر بزرگتر از 2 میکرون) افت وزنی یا آسیب معنی¬داری مشاهده نشد(جدول 3).جدول 3- درصد افت وزنی نمونه¬ها پس از آزمون¬های هوادیدگی (آزمون یح¬زدگی و کریستاله شدن نمک) .viznarنمونه¬های آهکی و Gadixنمونه¬های بدون آهک. :Salt crystallisation testآزمون کریستاله شدن نمک، Freeze–thaw test:آزمون یخ¬زدگی.نمونه¬های بدون آهک پخته شده در حرارت 700 و 800 به طور ویژه مستعد آسیب آهک هستند. و به محض اينکه در معرض یخ¬زدگی قرار گیرند شکستگی در آنها پدیدار می¬شود. در آزمایش یخ¬زدگی نمونه¬های بدون آهکی که در حرارت 900 درجه پخته شدند افت درصد وزنی معنی¬داری مشاهده نشد اما در این آجرها آسیب¬های اولیه در اثر این آزمایش قابل شناسایی بود. نمونه¬های پخته شده در 1000 و 1100 درجه در اثر آزمایش یخ¬زدگی آسیبی ندیدند. رفتار آجر همبستگی خوبی را با تخلخل اندازه¬گیری شده نشان داد بطوریکه تخلخل کمتر و مقدار معنی¬داری از منافذ بزرگتر به پایداری آجر کمک می¬کنند. مقاومت فشاری و درجه شیشه-ای شدن بالاتر در نمونه¬های پخته شده در حرارت 1000 درجه و بالاتر باعث پایداری بهتر نمونه¬ها در برابر نیروی تولید شده به وسیله یخ¬زدگی آب است. این نتایج با نتایج حاصل از تحقیقات دیگر محققان نیز مطابقت دارد. آنان نیز نشان دادند آجرهایی که تخلخل زیاد دارند پایداری کمتری را در برابر سیکل یخ¬زدگی دارند مگر اینکه دارای مقدار معنی¬داری از منافذ با قطر بزرگتر از 3 میکرون باشند.پایداری در برابر سیکل کریستاله شدن نمکتفاوت¬های مربوط به پایداری در برابر کریستالیزاسیون نمک بین نمونه¬های آهکی و نمونه¬های بدون آهک قابل شناسایی هستند. در مدت این آزمون همه نمونه¬ها در ابتدا یک افزایش در وزن را به سبب تجمع نمک نشان دادند. که این افزایش در اغلب نمونه¬ها بیشتر از 4 درصد نبود. هرچند نمونه¬های آهکی پخته شده بین 800 تا 1000 درجه افزایش معنی¬دار بیشتری را نشان دادند (تا 10 درصد). همه نمونه¬ها بعد از تکمیل تست به منظور حذف نمک¬های تجمع یافته اضافی ( نمک¬هایی که امکان حذف آنها با آب وجود دارد) به طور کامل با آب شست¬شو داده شدند. در آزمونکریستاله شدن نمکنمونه¬های آهکی پخته شده بین 800 تا 1000 درجه کاهش وزنی معنی¬داری نشان ندادند، اما این نمونه¬ها آسیب¬ها و شکستگی¬های شدیدی را نشان دادند که این نشان می¬دهد اندازه¬گیری درصد افت وزنی به تنهایی توانایی نشان دادن مقدار آسیب وارده را ندارد. در نمونه آهکی پخته شده در 700 درجه و نمونه پخته شده در 1100 درجه کاهش وزنی با آسیب¬ها مشاهده شده همبستگی خوبی را نشان می¬دهد به طوریکهدر نمونه آهکی پخته شده در 700 درجه یک افت وزنی 5% وهمچنین آسیب و شکستگی در آجر مشاهده شدو در نمونه¬های پخته شده در 1100 درجه کاهش وزنی و آسیب یا شکستگی معنی¬داری مشاهده نشد.پایداری نمونه¬های رس بدون آهک در برابر آسیب کریستالیزاسیون نمک با افزایش درجه حرارت افزایش می¬یابد. در این نمونه¬ها افت وزنی و آسیب مشاهده شده در آجر، رابطه مثبتی را با هم نشان دادند.نمونه¬های رس بدون اهک پخته شده در 700 و 800 درجه آسیب معنی¬دار در سطح و کاهش وزنی را به سبب ساییدگی و گردشدگی لبه¬ها نشان دادند. نمونه¬هایی که در 900 درجه پخته شدند نیز هم آسیب و شکستگی و هم افت وزنی را نشان دادند. نمونه های رس بدون آهک پخته شده در 1000 و 1100 درجه هیچ آسیب و یا افت وزنی معنی¬داری را نشان ندادند. بالا رفتن درجه شیشه¬ای شدن (نمونه¬های آهکی پخته شده در 1100 و نمونه¬های بدون آهک پخته شده در 1000 و 1100 درجه) پایداری در برابر تست هوادیدگی ( ازمون یخ¬زدگی و کریستاله شدن نمک) را افزایش می¬دهد.محققان همچنین نشان دادند علاوه بر افزایش درجه حرارت و افزایش میزان شیشه¬ای شدن، حضور منافذ نسبتاً بزرگتر در بافت آجر به پایداری در برابر کریستالیزاسیون نمک کمک می¬کند زیرا فشار کریستالیزاسیون در منافذ بزرگتر نسبت به منافذ کوچکتر کمتر و در نتیجه آسیب وارده کمتر خواهد بود.بحث و نتیجه¬گیری:کربناتها اثر مثبتی را بر تکامل بافت اجر پخته شده در حرارت پایین دارند و باعت افزایش میزان شیشه¬ای شدن و افزایش مقاومت آجر می¬شوند.هرچند نمونه¬های بدون آهک پخته شده در حرارت 1000 درجه و بالاتر از نظر کیفیت فنی و پایداری در اولویت قرار دارند به طوریکه این نمونه¬ها دارای تخلخل کمتر، ضریب اشباع کمتر ، خشک شدن سریع¬تر و افزایش درجه شیشه¬ای شدن و افزایش مقاومت فشاری نسبت به نمونه¬های آهکی نظیر خود می¬باشند. برای رس¬های بدون آهک حرارت 1000 درجه برای تولید آجر کافی است در حالی¬که برای رس¬های آهکی حرارت 1100 درجه برای پایداری در برابر هوادیدگی(آزمون یخ¬زدگی و آزمون کریستاله شدن نمک)لازم است.افزایش پایداری در برابر هوادیدگی در آجر با کاهش تخلخل و توزیع اندازه منافذ مطلوب رابطه دارد. آجرهایی با تخلخل بالا (حدود 40 درصد) و درصد بالایی از منافذ با قطر کوچکتر از 2 میکرون بیشتر آسیب¬پذیر هستند. الگوی اسیب متفاوت مشاهده شده در آجر بستگی به نوع رس و حرارت پخت دارد. آزمون یخ¬زدگی معمولاً منجر به شکستگی می¬شود در حالیکه آزمون کریستاله شدن نمک منجر به سایش و گرد شدگی لبه¬ها می¬شود. پایداری آجر رابطه نزدیکی با درجه شیشه¬ای شدن دارد. هرچند درجه شیشه¬ای شدن به تنهایی برای پیشگویی رفتار آجر در برابر هوادیدگی کفایت نمی¬کند و تخلخل و بویژه توزیع اندازه منافذ باید به خوبی بررسی شود.از آنجایی که تعیین درجه شیشه¬ای شدن در آجر دشوار است، به نظر می¬رسد مطالعه تخلخل، توزیع اندازه منافذ و رفتار آب (ضریب اشباع و شاخص خشک شدن) مناسب¬تر باشد. این پارامترها به آسانی و با دقت تعیین می¬شوند و به ما اجازه می¬دهند پایداری آجر را تخمین بزنیم. نتایج نشان می¬دهد. ویژگی¬های فیزیکی و مکانیکی آجر به وسیله ترکیب اولیه رس و حرارت پخت کنترل می¬شوند. وقتی که رس¬های اهکی برای تولید استفاده می¬شوند به منظور اجتناب از پف¬کردگی آهک باید دانه¬بندی ذرات و محتوی کربنات¬ها کنترل شود.محققان نشان دادند دگرگونی (شکستگی) در آجر به سبب تشکیل هیدروکسید کلسیم تنها هنگامی واقع می¬شود که مقدار کلسایت زیاد و اندازه ذرات بزرگتر از 5/0 میلی¬متر باشد. آنان همچنین بیان کردند. آجر می¬تواند از رس بدون آهک که پودر کلسایت با دانه¬های بسیار ریز (حدود 5 تا 10 درصد) به آن اضافه شده است، ساخته شود. غرقاب کردن آجر در آب سرد بالافاصله بعد از پخت به طور ویژه¬ای می¬تواند پف کردگی آهک را کاهش دهد.منبع: ترجمهElert. K, Cultrone. and Rodriguez. C. 2003. Durability of bricks used in the conservation of historic buildings influence of composition and microstructure. Journal of Cultural Heritage (4).pp: 91-99.

+ نوشته شده در شنبه بیست و یکم اردیبهشت ۱۳۹۲ ساعت 14:11 توسط مهندس ایمان رستگار |

مقایسه ویژگی¬های فیزیکی و مکانیکی آجرهای رسی آهکی و آجرهای رسی عاری از آهک دوشنبه ، 7 آذر 1390 ، 13:26 | آخرین بروز رسانی مطلب در دوشنبه ، 19 دی 1390 ، 07:43 | نوشته شده توسط Administrator | | |
کارخانه آجر نماچينR& DResearch and Developmentمقایسه ویژگی¬های فیزیکی و مکانیکی آجرهای رسی آهکی و آجرهای رسی عاری از آهکدر این تحقیق برای پخت آجر از رس آهکی ( رسی که محتوی مقدار معنی¬داری کلسایت و دولومیت است) و رس بدون آهک (رسی که عاری از کربنات¬ها می¬باشد) استفاده شد. نسبت رس به اب برای اين آجرها 1 به 4/0 بود. و اندازه¬ی ابعاد آجر¬های پخته شده 5/24×5/11×4 سانتی¬متر بودند نمونه¬های آجر در حرارت¬های 700، 800، 900، 1000 و 1100 درجه پخته شدند. آجرهای رسی آهکی و آجرهای رسی بدون آهک از نظر ویژگی¬هایی مانند مقاومت فشاری، تخلخل، توزیع اندازه منافذ و رفتار آب (ضریب اشباع و شاخص خشک شدن)، پایداری در برابر آزمون یخ¬زدگی و مقاومت در برابر آزمون کریستاله شدن نمک مورد بررسی قرار گرفتند.مقاومت فشاری نمونه¬های آهکی تا حرارت 1000 درجه مقاومت فشاری بیشتری نسبت به نمونه¬های بدون آهک نشان دادند. در حرارت 1000 درجه روند معکوس شده و نمونه¬های بدون آهک بیشترین مقاومت را نشان می¬دهند (شکل 1). سیر تکاملی مقاومت فشاری در آجر وابسته به بافت و تغییرات ساختمان میکروسکوپی در آجر شامل افزایش در فرآیند شیشه¬ای شدن و کاهش در میزان تخلخلمی¬باشد که هر دو منجر به افزایش مقاومت مکانیکی آجر می¬شوند. در نمونه¬های رس آهکی، فرایندشیشه¬ای شدن در حرارت 800 درجه شروع شده و یک افزایش در مقاومت فشاری مشاهده شده است.مقاومت فشاری در نمونه¬های رس اهکی پخته شده در حرارت¬های 800 تا 900 درجه سانتی¬گراد افزایش معنی¬دار بیشتری نسبت به مقاومت فشاری رس آهکی پخته شده در حرارت 800 درجه نشان می¬دهند.تنها در حرارت 1100 درجه یک افزایش اساسی در مقاومت فشاری در نمونه¬های آهکی اتفاق می¬افتد که همزمان با کاهش تخلخل می¬باشد(شکل 1). یافته¬های فوق را محققان دیگر نیز اثبات کرده¬اند این محققان نشان دادند که آجر در دماهای پایین¬تر ( 840 تا 960) تشکیل می¬شود ولی کاملاً ضروری است که آجر تا رسیدن به دماهای بالاتر از 1080 در کوره باقی بماند. شکل1- سیر مقاومت فشاری در نمونه های رس آهکی و رس بدون آهکviznarنمونه¬های آهکی و Gaudixنمونه¬های بدون آهک هستند.در نمونه¬های رس بدون اهک پخته شده در حرارت ¬های بالاتر از 900 درجه سانتی¬گراد افزایش زیادی در مقاومت فشاری مشاهده می¬شود. 900 درجه، حرارتی است که شیشه¬ای شدن در این نمونه¬ها (نمونه¬های بدون آهک) برای اولین بار توسط میکروسکوپ الکترونی نشان داده¬شد. بالاترین مقادیر مقاومت فشاری در نمونه¬های بدون آهک در حرارت 1000 درجه یا بالاتر است.( شکل1) تصاویر مربوط به میکروسکوپ الکترونی نیز در این دماها افزایش شیشه¬ای شدن را برای این نمونه¬ها نشان می¬دهد (شکل2). در استاندارد آمریکا(ASTM) مربوط به ویژگیهای آجر، مقاومت آجر در برابر هوادیدگی شدید 211 کیلوگرم بر سانتی¬متر مربع، مقاومت آجر در برابر هوادیدگی متوسط 176 کیلوگرم بر سانتی¬متر مربع و مقاومت آجر در برابر هوادیدگی ناچیز 106 کیلوگرم بر سانتی¬متر مربع می¬باشد. طبق استاندارد فوق و چنانچه در شکل 1 دیده می¬شود تنها نمونه¬های بدون آهک پخته شده در 1100 درجه سانتی¬گراد به طور کامل در برابر هوادیدگی شدید، پایدارند. نمونه¬های بدون آهک پخته شده در دمای 1000 و نمونه¬های آهکی پخته شده در دمای 1100 در برابر هوادیدگی متوسط، پایداری دارند. حداقل مقاومت فشاری آجرهای ساختمانی در کشور اسپانیا 100 کیلوگرم بر سانتی¬متر مربع است و شکل 1 نشان می¬دهد درصورتیکه رس بدون آهک استفاده شود ، تنها آجر پخته شده در دمای 1000 درجه و بالاتر مقاومت فشاری کافی (مطابق با استاندارد اسپانیا) را داراست و این در حالی است که آجر آهکی پخته شده در دمای 800 درجه و بالاتر از 800 درجه تقریباً دارای مقاومت کافی میباشند (مطابق با استاندارد اسپانیا). این نتایج نشان می¬دهد طبقه¬بندی آجر به استاندارد مورد استفاده وابسته است. بعلاوه اندازه¬گیری مقاومت فشاری لزوماً اطلاعات لازم راجع به پایداری آجر را در اختیار نمی¬گذاردو کاربرد تست¬های هوادیدگی (آزمون یخ¬زدگی و کریستاله شدن نمک) به منظور تعیین آجر مناسب برایاهداف حفاظتی لازم است. شکل 2- تصاویر SEMاز رسهای آهکی و رس¬های بدون آهک پخته شده در حرارت ¬های مختلف.a رس آهکی و b رس بدون آهک پخته شده در حرارت 800 درجه،c رس آهکی وd رس بدون آهک پخته شده در حرارت 900 درجه، eرس آهکی وfرس بدون آهک پخته شده در حرارت 1000 .تخلخل و توزیع اندازه منافذ حضور کربنات¬ها در نمونه¬های آهکی به طور وضوح بر سیر تکاملی تخلخل در حین پخت اثر می-گذارد در دمای حدود 800 درجه کلسایت (CaCO3)به آهک(CaO) تبدیل می¬شود. این واکنش با یک افزایش در تخلخل همراه است. در حضور آب اکسید کلسیم (CaO) به پورتلندایت(Ca(OH)2)تبدیل می¬شود. و بعداً سرانجام در حضورCO2 اتمسفر به CaCO3 تبدیل می¬شود.این واکنش¬ها سبب یک افزایش در حجم و سبب تشکیل ترک¬ها می¬شود، پدیده-ای که اغلب در نوشتجات به نام پف کردن آهک توضیح داده می¬شود و منجر به افزایش تخلخل میشود. همچنین تبدیل دولومیتCaMg(CO3)2به مواد دیگر باعث افزایش تخلخل می¬شود.مواد حاصل از تجزیه دولومیت شامل (CaO) و (MgO) که در حضور آب به پورتلندایت(Ca(OH)2) و بروسایت(Mg(OH)2) و سپس در حضور دی اکسید کربن ممکن است به هیدرومگنسایت (Mg5(CO3)4(OH)2•4H2O) تبدیل می¬شوند.پدیدهای که در بالا توضیح داده شد در رس¬های آهکی پخته شده در حرارت بین 800 تا 1000 درجه سانتی¬گراد مشاهده می¬شود.این آجرها تخلخل بیشتری را نسبت به سایر نمونه¬های رس¬های آهکی نشان می¬دهند(جدول 1).در نمونه¬های پخته شده در حرارت 700 درجه سانتی-گراد حرارت برای تشکیل اکسید کلسیم کافی نیست.در رس¬های آهکی پخته شده در حرارت 1100 افزایش شیشه¬ای شدن از توسعه نیروی بکاربرده توسط پورتلندایت(Ca(OH)2)جلوگیری میکند و دیگراینکه در حرارت بالا تشکیل غشایی در اطراف دانه¬های اکسید کلسیم باعث کاهش بخار آب و کاهش تشکیل پورتلندایت(Ca(OH)2)میشود (در نتیجه در رس¬های آهکی پخته شده در حرارت700 و 1100 تخلخل کمتر و پدیده پف¬کردگی آهک کمتر دیده می¬شود). محققان دیگر نشان دادند شیشه ای شدن که به وسیله جریانی از کربنات کلسیم تسهیل می¬شود، به تنهایی از پف آهک در رس¬های آهکی جلوگیری نمی¬کند.به منظور محدود کردن پف کردن آهک ، نمونه¬ها بالافاصله بعد از پخت برای مدت 2 ساعت با آب سرد پوشانده می¬شوند تا کاملاً اشباع شوند. مقدار زیاد آب باعث آبشویی اکسید کلسیم وبه رسوب کمتر پورتلندایت(Ca(OH)2کم می کند. هرچند این روش نمی¬تواند به طور کامل از پدیدار شدن ترکها جلوگیری کند.در رسهای بدون آهک با افزایش حرارت تخلخل کاهش می¬یابد و کاهش معنی¬دار در میزان تخلخل در حرارت 1000 درجه اتفاق می¬افتد (جدول1). جدول 1: جدول درصد تخلخل (p)، ضریب اشباع(s) و شاخص خشک شدن (DI). viznarنمونه های آهکی و Gaudixنمونه¬های بدون آهک هستند. مقایسه رس¬های پخته شده در حرارت 1000 و 1100 درجه سانتی¬گراد نشان داد که تخلخل در نمونه¬های آهکی 10 درصد بیشتر از نمونه¬های بدون آهک است (جدول1). نتایج به دست آمده با نتایج حاصل از تحقیقات محققان دیگر نیز همخوانی دارد. نتایج حاصل از تحقیقات دیگر نشان داده است یک کاهش کوچک در میزان تخلخل رس¬های اهکی در حرارت¬های بالاتر از 1080 درجه اتفاق می افتدو در نمونه¬های بدون آهک کاهش معنی دار در میزان تخلخل در در حرارت-های قبل از 1020 درجه اتفاق افتاده است. در هر دو گروه(رس¬های آهکی و رس¬های بدون آهک) توزیع اندازه منافذ با افزایش حرات با یک روند مشابه به سمت افزایش منافذ بزرگتر (بزرگتر از 2 میکرن) می¬رود ( جدول2). معمولاً در حرارت¬های بالا منافذ ریز بین ذرات رس به سبب ذوب و بهم آمیختگی ذرات ناپدید می¬شوند و منافذ بزرگ به سبب رهایی گازها در اثر هدررفت گروه¬های هیدروکسید موجود در فیلوسیلیکاتهاتشکیل می¬شوند. هرچند افزایش درصد منافذ بزرگتر (بزرگتر از 2 میکرون)در رس-های آهکی تدریجی است، اما یک افزایش معنی¬دار در درصد منافذ بزرگتر از 2 میکروندر حرارت 1000 درجه در این نمونه¬ها مشاهده می¬شود درحالی که نمونه¬های آهکی افزایش درصد منافذ بزرگتررا تنها در حرارت 1100 درجه سانتی¬گراد نشان می¬دهند( جدول2).منافذ با قطر کوچکتر از 2/0 میکرون در رس¬های بدون آهک هرگز به 10 درصد نمی¬رسددر حالیکه منافذ کوچکتر از 2/0 میکرون در رسهای آهکی در حرارت های مابین 800 تا 1000 درجه بین 35 تا 39 درصد می¬باشد. درصد بالای منافذ ریز (منافذ کوچکتر از 2/0 میکرون) در تبدیل کلسایت به اکسید کلسیم شرکت می¬کند و منجر به یک افزایش معنی¬دار در میزان تخلخل می¬شوند. در رسهای آهکی پخته شده در حرارت 1100 درجه منافذ کوچکتر از 2/0 میکرون به علت شیشه¬ای شدن زیاد قابل تشخیص نیستند (جدول 2). جدول 2- جدول درصد توریع اندازه منافذ به میکرون 2:منافذ با قطر کوچکتر از 2/0 میکرون. viznar نمونه های آهکی و Gadix نمونه های بدون آهک هستند. رفتار آبرس¬های آهکی پخته شده در حرارت¬های 800 تا 1000 درجه سانتی¬گراد یک ضریب اشباع بالاتری را نسبت به رس¬های آهکی پخته شده در حرارت 700 و 1100 درجه نشان می¬دهند زیرا ضریب اشباع رابطه مستقیم با تخلخل دارد. (هرچه تخلخل بیشتر ضریب اشباع بیشتر است). این نمونه¬ها (رس¬های آهکی پخته شده در حرارت¬های 800 تا 1000 درجه سانتی¬گراد) بیشترین میزان شاخص خشک شدن را نیز نشان می¬دهند(جدول 1). رفتار خشک شدن نیز به وسیله بررسی توزیع اندازه منافذ توضیح داده می¬شود. خشک شدن سریع در نمونه¬هایی که دارای درصد زیادی منافذ با قطر بزرگتر از 2 میکرون هستند اتفاق می¬افتد (جدول1و2). در نمونه¬های آهکی پخته شده در حرارت 1100تنها 100 ساعت برای خشک شدن نیاز است زیرا این نمونه¬ها دارای 70 درصد منافذ با قطر بزرگتر از 2 میکرون هستند و منافذی با قطر کوچکتر از 2/0 میکرون در این نمونه¬ها قابل شناسایی نیست (جدول2). سایرنمونه¬های آهکی که در حرارت¬های کمتر از 1100 درجه پخته می¬شوند، دارای درصد بسیار کمی منافذ با قطر بزرگتر از 2 میکرون هستند و به 480 تا 540 ساعت برای خشک شدن نیازمند هستند و ازبین این نمونه¬ها (نمونه¬های آهکی که در حرارت¬های کمتر از 1100 درجه پخته می¬شوند) تنها نمونه¬های پخته شده در 700 درجه سانتی¬گراد تاحدودی سریع¬تر خشک می¬شوند(240 ساعت) واین ممکن است به این دلیل باشد که در رس¬های آهکی پخته شده در 700 درجه منافذی با قطر کوچکتر از 2/0 میکرون تقریباً 10 درصد کمتر از نمونه¬هایی هستندکه در حرارت 800 تا 1000 درجه پخته می¬شوند. ضریب اشباع در نمونه¬های بدون آهک به تخلخل وابسته است و ضریب اشباع در این نمونه¬ها یک کاهش معنی¬دار را در دمای 1000 و بالاتر نشان می¬دهد. نمونه¬های بدون آهک پخته شده در دماهای 1000 و 1100 درجه به دلیل بیشتر بودن منافذ با قطر بزرگتر از 2 میکرون، نسبت به سایر نمونه¬های بدون آهک سریعتر خشک می¬شوند (شاخص خشک شدن کمتر است)..پایداری در برابر سیکل یخ زدگیتفاوت معنی¬داری در درصد افت وزنی نمونه¬های آهکی و نمونه¬های بدون آهک پس از تست یخ-زدگی مشاهده شد (جدول3). هرچند درهر دو گروه نمونه¬های پخته شده در حرارت پایین پایداری کمتری داشتند. افت وزنی اندازه¬گیری شده در نمونه¬های آهکی در پایان تست یخ¬زدگی هماهنگ با آسیب مشاهده شده نبود. در تمام نمونه¬های آهکی پخته شده در حرارت 1000 یا حرارت کمتر، شکستگی¬های زیادی مشاهده شد ولی نمونه¬های آهکی پخته شده در حرارت 700 درجه درصد افت وزنی معنی¬داری را نشان دادند (جدول 3).درنمونه¬های آهکی پخته شده در حرارت 1100 درجه به علت توزیع اندازه منافذ مطلوب (درصد بالای منافذ با قطر بزرگتر از 2 میکرون) افت وزنی یا آسیب معنی¬داری مشاهده نشد(جدول 3).جدول 3- درصد افت وزنی نمونه¬ها پس از آزمون¬های هوادیدگی (آزمون یح¬زدگی و کریستاله شدن نمک) .viznarنمونه¬های آهکی و Gadixنمونه¬های بدون آهک. :Salt crystallisation testآزمون کریستاله شدن نمک، Freeze–thaw test:آزمون یخ¬زدگی.نمونه¬های بدون آهک پخته شده در حرارت 700 و 800 به طور ویژه مستعد آسیب آهک هستند. و به محض اينکه در معرض یخ¬زدگی قرار گیرند شکستگی در آنها پدیدار می¬شود. در آزمایش یخ¬زدگی نمونه¬های بدون آهکی که در حرارت 900 درجه پخته شدند افت درصد وزنی معنی¬داری مشاهده نشد اما در این آجرها آسیب¬های اولیه در اثر این آزمایش قابل شناسایی بود. نمونه¬های پخته شده در 1000 و 1100 درجه در اثر آزمایش یخ¬زدگی آسیبی ندیدند. رفتار آجر همبستگی خوبی را با تخلخل اندازه¬گیری شده نشان داد بطوریکه تخلخل کمتر و مقدار معنی¬داری از منافذ بزرگتر به پایداری آجر کمک می¬کنند. مقاومت فشاری و درجه شیشه-ای شدن بالاتر در نمونه¬های پخته شده در حرارت 1000 درجه و بالاتر باعث پایداری بهتر نمونه¬ها در برابر نیروی تولید شده به وسیله یخ¬زدگی آب است. این نتایج با نتایج حاصل از تحقیقات دیگر محققان نیز مطابقت دارد. آنان نیز نشان دادند آجرهایی که تخلخل زیاد دارند پایداری کمتری را در برابر سیکل یخ¬زدگی دارند مگر اینکه دارای مقدار معنی¬داری از منافذ با قطر بزرگتر از 3 میکرون باشند.پایداری در برابر سیکل کریستاله شدن نمکتفاوت¬های مربوط به پایداری در برابر کریستالیزاسیون نمک بین نمونه¬های آهکی و نمونه¬های بدون آهک قابل شناسایی هستند. در مدت این آزمون همه نمونه¬ها در ابتدا یک افزایش در وزن را به سبب تجمع نمک نشان دادند. که این افزایش در اغلب نمونه¬ها بیشتر از 4 درصد نبود. هرچند نمونه¬های آهکی پخته شده بین 800 تا 1000 درجه افزایش معنی¬دار بیشتری را نشان دادند (تا 10 درصد). همه نمونه¬ها بعد از تکمیل تست به منظور حذف نمک¬های تجمع یافته اضافی ( نمک¬هایی که امکان حذف آنها با آب وجود دارد) به طور کامل با آب شست¬شو داده شدند. در آزمونکریستاله شدن نمکنمونه¬های آهکی پخته شده بین 800 تا 1000 درجه کاهش وزنی معنی¬داری نشان ندادند، اما این نمونه¬ها آسیب¬ها و شکستگی¬های شدیدی را نشان دادند که این نشان می¬دهد اندازه¬گیری درصد افت وزنی به تنهایی توانایی نشان دادن مقدار آسیب وارده را ندارد. در نمونه آهکی پخته شده در 700 درجه و نمونه پخته شده در 1100 درجه کاهش وزنی با آسیب¬ها مشاهده شده همبستگی خوبی را نشان می¬دهد به طوریکهدر نمونه آهکی پخته شده در 700 درجه یک افت وزنی 5% وهمچنین آسیب و شکستگی در آجر مشاهده شدو در نمونه¬های پخته شده در 1100 درجه کاهش وزنی و آسیب یا شکستگی معنی¬داری مشاهده نشد.پایداری نمونه¬های رس بدون آهک در برابر آسیب کریستالیزاسیون نمک با افزایش درجه حرارت افزایش می¬یابد. در این نمونه¬ها افت وزنی و آسیب مشاهده شده در آجر، رابطه مثبتی را با هم نشان دادند.نمونه¬های رس بدون اهک پخته شده در 700 و 800 درجه آسیب معنی¬دار در سطح و کاهش وزنی را به سبب ساییدگی و گردشدگی لبه¬ها نشان دادند. نمونه¬هایی که در 900 درجه پخته شدند نیز هم آسیب و شکستگی و هم افت وزنی را نشان دادند. نمونه های رس بدون آهک پخته شده در 1000 و 1100 درجه هیچ آسیب و یا افت وزنی معنی¬داری را نشان ندادند. بالا رفتن درجه شیشه¬ای شدن (نمونه¬های آهکی پخته شده در 1100 و نمونه¬های بدون آهک پخته شده در 1000 و 1100 درجه) پایداری در برابر تست هوادیدگی ( ازمون یخ¬زدگی و کریستاله شدن نمک) را افزایش می¬دهد.محققان همچنین نشان دادند علاوه بر افزایش درجه حرارت و افزایش میزان شیشه¬ای شدن، حضور منافذ نسبتاً بزرگتر در بافت آجر به پایداری در برابر کریستالیزاسیون نمک کمک می¬کند زیرا فشار کریستالیزاسیون در منافذ بزرگتر نسبت به منافذ کوچکتر کمتر و در نتیجه آسیب وارده کمتر خواهد بود.بحث و نتیجه¬گیری:کربناتها اثر مثبتی را بر تکامل بافت اجر پخته شده در حرارت پایین دارند و باعت افزایش میزان شیشه¬ای شدن و افزایش مقاومت آجر می¬شوند.هرچند نمونه¬های بدون آهک پخته شده در حرارت 1000 درجه و بالاتر از نظر کیفیت فنی و پایداری در اولویت قرار دارند به طوریکه این نمونه¬ها دارای تخلخل کمتر، ضریب اشباع کمتر ، خشک شدن سریع¬تر و افزایش درجه شیشه¬ای شدن و افزایش مقاومت فشاری نسبت به نمونه¬های آهکی نظیر خود می¬باشند. برای رس¬های بدون آهک حرارت 1000 درجه برای تولید آجر کافی است در حالی¬که برای رس¬های آهکی حرارت 1100 درجه برای پایداری در برابر هوادیدگی(آزمون یخ¬زدگی و آزمون کریستاله شدن نمک)لازم است.افزایش پایداری در برابر هوادیدگی در آجر با کاهش تخلخل و توزیع اندازه منافذ مطلوب رابطه دارد. آجرهایی با تخلخل بالا (حدود 40 درصد) و درصد بالایی از منافذ با قطر کوچکتر از 2 میکرون بیشتر آسیب¬پذیر هستند. الگوی اسیب متفاوت مشاهده شده در آجر بستگی به نوع رس و حرارت پخت دارد. آزمون یخ¬زدگی معمولاً منجر به شکستگی می¬شود در حالیکه آزمون کریستاله شدن نمک منجر به سایش و گرد شدگی لبه¬ها می¬شود. پایداری آجر رابطه نزدیکی با درجه شیشه¬ای شدن دارد. هرچند درجه شیشه¬ای شدن به تنهایی برای پیشگویی رفتار آجر در برابر هوادیدگی کفایت نمی¬کند و تخلخل و بویژه توزیع اندازه منافذ باید به خوبی بررسی شود.از آنجایی که تعیین درجه شیشه¬ای شدن در آجر دشوار است، به نظر می¬رسد مطالعه تخلخل، توزیع اندازه منافذ و رفتار آب (ضریب اشباع و شاخص خشک شدن) مناسب¬تر باشد. این پارامترها به آسانی و با دقت تعیین می¬شوند و به ما اجازه می¬دهند پایداری آجر را تخمین بزنیم. نتایج نشان می¬دهد. ویژگی¬های فیزیکی و مکانیکی آجر به وسیله ترکیب اولیه رس و حرارت پخت کنترل می¬شوند. وقتی که رس¬های اهکی برای تولید استفاده می¬شوند به منظور اجتناب از پف¬کردگی آهک باید دانه¬بندی ذرات و محتوی کربنات¬ها کنترل شود.محققان نشان دادند دگرگونی (شکستگی) در آجر به سبب تشکیل هیدروکسید کلسیم تنها هنگامی واقع می¬شود که مقدار کلسایت زیاد و اندازه ذرات بزرگتر از 5/0 میلی¬متر باشد. آنان همچنین بیان کردند. آجر می¬تواند از رس بدون آهک که پودر کلسایت با دانه¬های بسیار ریز (حدود 5 تا 10 درصد) به آن اضافه شده است، ساخته شود. غرقاب کردن آجر در آب سرد بالافاصله بعد از پخت به طور ویژه¬ای می¬تواند پف کردگی آهک را کاهش دهد.منبع: ترجمهElert. K, Cultrone. and Rodriguez. C. 2003. Durability of bricks used in the conservation of historic buildings influence of composition and microstructure. Journal of Cultural Heritage (4).pp: 91-99.

+ نوشته شده در شنبه بیست و یکم اردیبهشت ۱۳۹۲ ساعت 14:11 توسط مهندس ایمان رستگار |

مقایسه ویژگی¬های فیزیکی و مکانیکی آجرهای رسی آهکی و آجرهای رسی عاری از آهک دوشنبه ، 7 آذر 1390 ، 13:26 | آخرین بروز رسانی مطلب در دوشنبه ، 19 دی 1390 ، 07:43 | نوشته شده توسط Administrator | | |
کارخانه آجر نماچينR& DResearch and Developmentمقایسه ویژگی¬های فیزیکی و مکانیکی آجرهای رسی آهکی و آجرهای رسی عاری از آهکدر این تحقیق برای پخت آجر از رس آهکی ( رسی که محتوی مقدار معنی¬داری کلسایت و دولومیت است) و رس بدون آهک (رسی که عاری از کربنات¬ها می¬باشد) استفاده شد. نسبت رس به اب برای اين آجرها 1 به 4/0 بود. و اندازه¬ی ابعاد آجر¬های پخته شده 5/24×5/11×4 سانتی¬متر بودند نمونه¬های آجر در حرارت¬های 700، 800، 900، 1000 و 1100 درجه پخته شدند. آجرهای رسی آهکی و آجرهای رسی بدون آهک از نظر ویژگی¬هایی مانند مقاومت فشاری، تخلخل، توزیع اندازه منافذ و رفتار آب (ضریب اشباع و شاخص خشک شدن)، پایداری در برابر آزمون یخ¬زدگی و مقاومت در برابر آزمون کریستاله شدن نمک مورد بررسی قرار گرفتند.مقاومت فشاری نمونه¬های آهکی تا حرارت 1000 درجه مقاومت فشاری بیشتری نسبت به نمونه¬های بدون آهک نشان دادند. در حرارت 1000 درجه روند معکوس شده و نمونه¬های بدون آهک بیشترین مقاومت را نشان می¬دهند (شکل 1). سیر تکاملی مقاومت فشاری در آجر وابسته به بافت و تغییرات ساختمان میکروسکوپی در آجر شامل افزایش در فرآیند شیشه¬ای شدن و کاهش در میزان تخلخلمی¬باشد که هر دو منجر به افزایش مقاومت مکانیکی آجر می¬شوند. در نمونه¬های رس آهکی، فرایندشیشه¬ای شدن در حرارت 800 درجه شروع شده و یک افزایش در مقاومت فشاری مشاهده شده است.مقاومت فشاری در نمونه¬های رس اهکی پخته شده در حرارت¬های 800 تا 900 درجه سانتی¬گراد افزایش معنی¬دار بیشتری نسبت به مقاومت فشاری رس آهکی پخته شده در حرارت 800 درجه نشان می¬دهند.تنها در حرارت 1100 درجه یک افزایش اساسی در مقاومت فشاری در نمونه¬های آهکی اتفاق می¬افتد که همزمان با کاهش تخلخل می¬باشد(شکل 1). یافته¬های فوق را محققان دیگر نیز اثبات کرده¬اند این محققان نشان دادند که آجر در دماهای پایین¬تر ( 840 تا 960) تشکیل می¬شود ولی کاملاً ضروری است که آجر تا رسیدن به دماهای بالاتر از 1080 در کوره باقی بماند. شکل1- سیر مقاومت فشاری در نمونه های رس آهکی و رس بدون آهکviznarنمونه¬های آهکی و Gaudixنمونه¬های بدون آهک هستند.در نمونه¬های رس بدون اهک پخته شده در حرارت ¬های بالاتر از 900 درجه سانتی¬گراد افزایش زیادی در مقاومت فشاری مشاهده می¬شود. 900 درجه، حرارتی است که شیشه¬ای شدن در این نمونه¬ها (نمونه¬های بدون آهک) برای اولین بار توسط میکروسکوپ الکترونی نشان داده¬شد. بالاترین مقادیر مقاومت فشاری در نمونه¬های بدون آهک در حرارت 1000 درجه یا بالاتر است.( شکل1) تصاویر مربوط به میکروسکوپ الکترونی نیز در این دماها افزایش شیشه¬ای شدن را برای این نمونه¬ها نشان می¬دهد (شکل2). در استاندارد آمریکا(ASTM) مربوط به ویژگیهای آجر، مقاومت آجر در برابر هوادیدگی شدید 211 کیلوگرم بر سانتی¬متر مربع، مقاومت آجر در برابر هوادیدگی متوسط 176 کیلوگرم بر سانتی¬متر مربع و مقاومت آجر در برابر هوادیدگی ناچیز 106 کیلوگرم بر سانتی¬متر مربع می¬باشد. طبق استاندارد فوق و چنانچه در شکل 1 دیده می¬شود تنها نمونه¬های بدون آهک پخته شده در 1100 درجه سانتی¬گراد به طور کامل در برابر هوادیدگی شدید، پایدارند. نمونه¬های بدون آهک پخته شده در دمای 1000 و نمونه¬های آهکی پخته شده در دمای 1100 در برابر هوادیدگی متوسط، پایداری دارند. حداقل مقاومت فشاری آجرهای ساختمانی در کشور اسپانیا 100 کیلوگرم بر سانتی¬متر مربع است و شکل 1 نشان می¬دهد درصورتیکه رس بدون آهک استفاده شود ، تنها آجر پخته شده در دمای 1000 درجه و بالاتر مقاومت فشاری کافی (مطابق با استاندارد اسپانیا) را داراست و این در حالی است که آجر آهکی پخته شده در دمای 800 درجه و بالاتر از 800 درجه تقریباً دارای مقاومت کافی میباشند (مطابق با استاندارد اسپانیا). این نتایج نشان می¬دهد طبقه¬بندی آجر به استاندارد مورد استفاده وابسته است. بعلاوه اندازه¬گیری مقاومت فشاری لزوماً اطلاعات لازم راجع به پایداری آجر را در اختیار نمی¬گذاردو کاربرد تست¬های هوادیدگی (آزمون یخ¬زدگی و کریستاله شدن نمک) به منظور تعیین آجر مناسب برایاهداف حفاظتی لازم است. شکل 2- تصاویر SEMاز رسهای آهکی و رس¬های بدون آهک پخته شده در حرارت ¬های مختلف.a رس آهکی و b رس بدون آهک پخته شده در حرارت 800 درجه،c رس آهکی وd رس بدون آهک پخته شده در حرارت 900 درجه، eرس آهکی وfرس بدون آهک پخته شده در حرارت 1000 .تخلخل و توزیع اندازه منافذ حضور کربنات¬ها در نمونه¬های آهکی به طور وضوح بر سیر تکاملی تخلخل در حین پخت اثر می-گذارد در دمای حدود 800 درجه کلسایت (CaCO3)به آهک(CaO) تبدیل می¬شود. این واکنش با یک افزایش در تخلخل همراه است. در حضور آب اکسید کلسیم (CaO) به پورتلندایت(Ca(OH)2)تبدیل می¬شود. و بعداً سرانجام در حضورCO2 اتمسفر به CaCO3 تبدیل می¬شود.این واکنش¬ها سبب یک افزایش در حجم و سبب تشکیل ترک¬ها می¬شود، پدیده-ای که اغلب در نوشتجات به نام پف کردن آهک توضیح داده می¬شود و منجر به افزایش تخلخل میشود. همچنین تبدیل دولومیتCaMg(CO3)2به مواد دیگر باعث افزایش تخلخل می¬شود.مواد حاصل از تجزیه دولومیت شامل (CaO) و (MgO) که در حضور آب به پورتلندایت(Ca(OH)2) و بروسایت(Mg(OH)2) و سپس در حضور دی اکسید کربن ممکن است به هیدرومگنسایت (Mg5(CO3)4(OH)2•4H2O) تبدیل می¬شوند.پدیدهای که در بالا توضیح داده شد در رس¬های آهکی پخته شده در حرارت بین 800 تا 1000 درجه سانتی¬گراد مشاهده می¬شود.این آجرها تخلخل بیشتری را نسبت به سایر نمونه¬های رس¬های آهکی نشان می¬دهند(جدول 1).در نمونه¬های پخته شده در حرارت 700 درجه سانتی-گراد حرارت برای تشکیل اکسید کلسیم کافی نیست.در رس¬های آهکی پخته شده در حرارت 1100 افزایش شیشه¬ای شدن از توسعه نیروی بکاربرده توسط پورتلندایت(Ca(OH)2)جلوگیری میکند و دیگراینکه در حرارت بالا تشکیل غشایی در اطراف دانه¬های اکسید کلسیم باعث کاهش بخار آب و کاهش تشکیل پورتلندایت(Ca(OH)2)میشود (در نتیجه در رس¬های آهکی پخته شده در حرارت700 و 1100 تخلخل کمتر و پدیده پف¬کردگی آهک کمتر دیده می¬شود). محققان دیگر نشان دادند شیشه ای شدن که به وسیله جریانی از کربنات کلسیم تسهیل می¬شود، به تنهایی از پف آهک در رس¬های آهکی جلوگیری نمی¬کند.به منظور محدود کردن پف کردن آهک ، نمونه¬ها بالافاصله بعد از پخت برای مدت 2 ساعت با آب سرد پوشانده می¬شوند تا کاملاً اشباع شوند. مقدار زیاد آب باعث آبشویی اکسید کلسیم وبه رسوب کمتر پورتلندایت(Ca(OH)2کم می کند. هرچند این روش نمی¬تواند به طور کامل از پدیدار شدن ترکها جلوگیری کند.در رسهای بدون آهک با افزایش حرارت تخلخل کاهش می¬یابد و کاهش معنی¬دار در میزان تخلخل در حرارت 1000 درجه اتفاق می¬افتد (جدول1). جدول 1: جدول درصد تخلخل (p)، ضریب اشباع(s) و شاخص خشک شدن (DI). viznarنمونه های آهکی و Gaudixنمونه¬های بدون آهک هستند. مقایسه رس¬های پخته شده در حرارت 1000 و 1100 درجه سانتی¬گراد نشان داد که تخلخل در نمونه¬های آهکی 10 درصد بیشتر از نمونه¬های بدون آهک است (جدول1). نتایج به دست آمده با نتایج حاصل از تحقیقات محققان دیگر نیز همخوانی دارد. نتایج حاصل از تحقیقات دیگر نشان داده است یک کاهش کوچک در میزان تخلخل رس¬های اهکی در حرارت¬های بالاتر از 1080 درجه اتفاق می افتدو در نمونه¬های بدون آهک کاهش معنی دار در میزان تخلخل در در حرارت-های قبل از 1020 درجه اتفاق افتاده است. در هر دو گروه(رس¬های آهکی و رس¬های بدون آهک) توزیع اندازه منافذ با افزایش حرات با یک روند مشابه به سمت افزایش منافذ بزرگتر (بزرگتر از 2 میکرن) می¬رود ( جدول2). معمولاً در حرارت¬های بالا منافذ ریز بین ذرات رس به سبب ذوب و بهم آمیختگی ذرات ناپدید می¬شوند و منافذ بزرگ به سبب رهایی گازها در اثر هدررفت گروه¬های هیدروکسید موجود در فیلوسیلیکاتهاتشکیل می¬شوند. هرچند افزایش درصد منافذ بزرگتر (بزرگتر از 2 میکرون)در رس-های آهکی تدریجی است، اما یک افزایش معنی¬دار در درصد منافذ بزرگتر از 2 میکروندر حرارت 1000 درجه در این نمونه¬ها مشاهده می¬شود درحالی که نمونه¬های آهکی افزایش درصد منافذ بزرگتررا تنها در حرارت 1100 درجه سانتی¬گراد نشان می¬دهند( جدول2).منافذ با قطر کوچکتر از 2/0 میکرون در رس¬های بدون آهک هرگز به 10 درصد نمی¬رسددر حالیکه منافذ کوچکتر از 2/0 میکرون در رسهای آهکی در حرارت های مابین 800 تا 1000 درجه بین 35 تا 39 درصد می¬باشد. درصد بالای منافذ ریز (منافذ کوچکتر از 2/0 میکرون) در تبدیل کلسایت به اکسید کلسیم شرکت می¬کند و منجر به یک افزایش معنی¬دار در میزان تخلخل می¬شوند. در رسهای آهکی پخته شده در حرارت 1100 درجه منافذ کوچکتر از 2/0 میکرون به علت شیشه¬ای شدن زیاد قابل تشخیص نیستند (جدول 2). جدول 2- جدول درصد توریع اندازه منافذ به میکرون 2:منافذ با قطر کوچکتر از 2/0 میکرون. viznar نمونه های آهکی و Gadix نمونه های بدون آهک هستند. رفتار آبرس¬های آهکی پخته شده در حرارت¬های 800 تا 1000 درجه سانتی¬گراد یک ضریب اشباع بالاتری را نسبت به رس¬های آهکی پخته شده در حرارت 700 و 1100 درجه نشان می¬دهند زیرا ضریب اشباع رابطه مستقیم با تخلخل دارد. (هرچه تخلخل بیشتر ضریب اشباع بیشتر است). این نمونه¬ها (رس¬های آهکی پخته شده در حرارت¬های 800 تا 1000 درجه سانتی¬گراد) بیشترین میزان شاخص خشک شدن را نیز نشان می¬دهند(جدول 1). رفتار خشک شدن نیز به وسیله بررسی توزیع اندازه منافذ توضیح داده می¬شود. خشک شدن سریع در نمونه¬هایی که دارای درصد زیادی منافذ با قطر بزرگتر از 2 میکرون هستند اتفاق می¬افتد (جدول1و2). در نمونه¬های آهکی پخته شده در حرارت 1100تنها 100 ساعت برای خشک شدن نیاز است زیرا این نمونه¬ها دارای 70 درصد منافذ با قطر بزرگتر از 2 میکرون هستند و منافذی با قطر کوچکتر از 2/0 میکرون در این نمونه¬ها قابل شناسایی نیست (جدول2). سایرنمونه¬های آهکی که در حرارت¬های کمتر از 1100 درجه پخته می¬شوند، دارای درصد بسیار کمی منافذ با قطر بزرگتر از 2 میکرون هستند و به 480 تا 540 ساعت برای خشک شدن نیازمند هستند و ازبین این نمونه¬ها (نمونه¬های آهکی که در حرارت¬های کمتر از 1100 درجه پخته می¬شوند) تنها نمونه¬های پخته شده در 700 درجه سانتی¬گراد تاحدودی سریع¬تر خشک می¬شوند(240 ساعت) واین ممکن است به این دلیل باشد که در رس¬های آهکی پخته شده در 700 درجه منافذی با قطر کوچکتر از 2/0 میکرون تقریباً 10 درصد کمتر از نمونه¬هایی هستندکه در حرارت 800 تا 1000 درجه پخته می¬شوند. ضریب اشباع در نمونه¬های بدون آهک به تخلخل وابسته است و ضریب اشباع در این نمونه¬ها یک کاهش معنی¬دار را در دمای 1000 و بالاتر نشان می¬دهد. نمونه¬های بدون آهک پخته شده در دماهای 1000 و 1100 درجه به دلیل بیشتر بودن منافذ با قطر بزرگتر از 2 میکرون، نسبت به سایر نمونه¬های بدون آهک سریعتر خشک می¬شوند (شاخص خشک شدن کمتر است)..پایداری در برابر سیکل یخ زدگیتفاوت معنی¬داری در درصد افت وزنی نمونه¬های آهکی و نمونه¬های بدون آهک پس از تست یخ-زدگی مشاهده شد (جدول3). هرچند درهر دو گروه نمونه¬های پخته شده در حرارت پایین پایداری کمتری داشتند. افت وزنی اندازه¬گیری شده در نمونه¬های آهکی در پایان تست یخ¬زدگی هماهنگ با آسیب مشاهده شده نبود. در تمام نمونه¬های آهکی پخته شده در حرارت 1000 یا حرارت کمتر، شکستگی¬های زیادی مشاهده شد ولی نمونه¬های آهکی پخته شده در حرارت 700 درجه درصد افت وزنی معنی¬داری را نشان دادند (جدول 3).درنمونه¬های آهکی پخته شده در حرارت 1100 درجه به علت توزیع اندازه منافذ مطلوب (درصد بالای منافذ با قطر بزرگتر از 2 میکرون) افت وزنی یا آسیب معنی¬داری مشاهده نشد(جدول 3).جدول 3- درصد افت وزنی نمونه¬ها پس از آزمون¬های هوادیدگی (آزمون یح¬زدگی و کریستاله شدن نمک) .viznarنمونه¬های آهکی و Gadixنمونه¬های بدون آهک. :Salt crystallisation testآزمون کریستاله شدن نمک، Freeze–thaw test:آزمون یخ¬زدگی.نمونه¬های بدون آهک پخته شده در حرارت 700 و 800 به طور ویژه مستعد آسیب آهک هستند. و به محض اينکه در معرض یخ¬زدگی قرار گیرند شکستگی در آنها پدیدار می¬شود. در آزمایش یخ¬زدگی نمونه¬های بدون آهکی که در حرارت 900 درجه پخته شدند افت درصد وزنی معنی¬داری مشاهده نشد اما در این آجرها آسیب¬های اولیه در اثر این آزمایش قابل شناسایی بود. نمونه¬های پخته شده در 1000 و 1100 درجه در اثر آزمایش یخ¬زدگی آسیبی ندیدند. رفتار آجر همبستگی خوبی را با تخلخل اندازه¬گیری شده نشان داد بطوریکه تخلخل کمتر و مقدار معنی¬داری از منافذ بزرگتر به پایداری آجر کمک می¬کنند. مقاومت فشاری و درجه شیشه-ای شدن بالاتر در نمونه¬های پخته شده در حرارت 1000 درجه و بالاتر باعث پایداری بهتر نمونه¬ها در برابر نیروی تولید شده به وسیله یخ¬زدگی آب است. این نتایج با نتایج حاصل از تحقیقات دیگر محققان نیز مطابقت دارد. آنان نیز نشان دادند آجرهایی که تخلخل زیاد دارند پایداری کمتری را در برابر سیکل یخ¬زدگی دارند مگر اینکه دارای مقدار معنی¬داری از منافذ با قطر بزرگتر از 3 میکرون باشند.پایداری در برابر سیکل کریستاله شدن نمکتفاوت¬های مربوط به پایداری در برابر کریستالیزاسیون نمک بین نمونه¬های آهکی و نمونه¬های بدون آهک قابل شناسایی هستند. در مدت این آزمون همه نمونه¬ها در ابتدا یک افزایش در وزن را به سبب تجمع نمک نشان دادند. که این افزایش در اغلب نمونه¬ها بیشتر از 4 درصد نبود. هرچند نمونه¬های آهکی پخته شده بین 800 تا 1000 درجه افزایش معنی¬دار بیشتری را نشان دادند (تا 10 درصد). همه نمونه¬ها بعد از تکمیل تست به منظور حذف نمک¬های تجمع یافته اضافی ( نمک¬هایی که امکان حذف آنها با آب وجود دارد) به طور کامل با آب شست¬شو داده شدند. در آزمونکریستاله شدن نمکنمونه¬های آهکی پخته شده بین 800 تا 1000 درجه کاهش وزنی معنی¬داری نشان ندادند، اما این نمونه¬ها آسیب¬ها و شکستگی¬های شدیدی را نشان دادند که این نشان می¬دهد اندازه¬گیری درصد افت وزنی به تنهایی توانایی نشان دادن مقدار آسیب وارده را ندارد. در نمونه آهکی پخته شده در 700 درجه و نمونه پخته شده در 1100 درجه کاهش وزنی با آسیب¬ها مشاهده شده همبستگی خوبی را نشان می¬دهد به طوریکهدر نمونه آهکی پخته شده در 700 درجه یک افت وزنی 5% وهمچنین آسیب و شکستگی در آجر مشاهده شدو در نمونه¬های پخته شده در 1100 درجه کاهش وزنی و آسیب یا شکستگی معنی¬داری مشاهده نشد.پایداری نمونه¬های رس بدون آهک در برابر آسیب کریستالیزاسیون نمک با افزایش درجه حرارت افزایش می¬یابد. در این نمونه¬ها افت وزنی و آسیب مشاهده شده در آجر، رابطه مثبتی را با هم نشان دادند.نمونه¬های رس بدون اهک پخته شده در 700 و 800 درجه آسیب معنی¬دار در سطح و کاهش وزنی را به سبب ساییدگی و گردشدگی لبه¬ها نشان دادند. نمونه¬هایی که در 900 درجه پخته شدند نیز هم آسیب و شکستگی و هم افت وزنی را نشان دادند. نمونه های رس بدون آهک پخته شده در 1000 و 1100 درجه هیچ آسیب و یا افت وزنی معنی¬داری را نشان ندادند. بالا رفتن درجه شیشه¬ای شدن (نمونه¬های آهکی پخته شده در 1100 و نمونه¬های بدون آهک پخته شده در 1000 و 1100 درجه) پایداری در برابر تست هوادیدگی ( ازمون یخ¬زدگی و کریستاله شدن نمک) را افزایش می¬دهد.محققان همچنین نشان دادند علاوه بر افزایش درجه حرارت و افزایش میزان شیشه¬ای شدن، حضور منافذ نسبتاً بزرگتر در بافت آجر به پایداری در برابر کریستالیزاسیون نمک کمک می¬کند زیرا فشار کریستالیزاسیون در منافذ بزرگتر نسبت به منافذ کوچکتر کمتر و در نتیجه آسیب وارده کمتر خواهد بود.بحث و نتیجه¬گیری:کربناتها اثر مثبتی را بر تکامل بافت اجر پخته شده در حرارت پایین دارند و باعت افزایش میزان شیشه¬ای شدن و افزایش مقاومت آجر می¬شوند.هرچند نمونه¬های بدون آهک پخته شده در حرارت 1000 درجه و بالاتر از نظر کیفیت فنی و پایداری در اولویت قرار دارند به طوریکه این نمونه¬ها دارای تخلخل کمتر، ضریب اشباع کمتر ، خشک شدن سریع¬تر و افزایش درجه شیشه¬ای شدن و افزایش مقاومت فشاری نسبت به نمونه¬های آهکی نظیر خود می¬باشند. برای رس¬های بدون آهک حرارت 1000 درجه برای تولید آجر کافی است در حالی¬که برای رس¬های آهکی حرارت 1100 درجه برای پایداری در برابر هوادیدگی(آزمون یخ¬زدگی و آزمون کریستاله شدن نمک)لازم است.افزایش پایداری در برابر هوادیدگی در آجر با کاهش تخلخل و توزیع اندازه منافذ مطلوب رابطه دارد. آجرهایی با تخلخل بالا (حدود 40 درصد) و درصد بالایی از منافذ با قطر کوچکتر از 2 میکرون بیشتر آسیب¬پذیر هستند. الگوی اسیب متفاوت مشاهده شده در آجر بستگی به نوع رس و حرارت پخت دارد. آزمون یخ¬زدگی معمولاً منجر به شکستگی می¬شود در حالیکه آزمون کریستاله شدن نمک منجر به سایش و گرد شدگی لبه¬ها می¬شود. پایداری آجر رابطه نزدیکی با درجه شیشه¬ای شدن دارد. هرچند درجه شیشه¬ای شدن به تنهایی برای پیشگویی رفتار آجر در برابر هوادیدگی کفایت نمی¬کند و تخلخل و بویژه توزیع اندازه منافذ باید به خوبی بررسی شود.از آنجایی که تعیین درجه شیشه¬ای شدن در آجر دشوار است، به نظر می¬رسد مطالعه تخلخل، توزیع اندازه منافذ و رفتار آب (ضریب اشباع و شاخص خشک شدن) مناسب¬تر باشد. این پارامترها به آسانی و با دقت تعیین می¬شوند و به ما اجازه می¬دهند پایداری آجر را تخمین بزنیم. نتایج نشان می¬دهد. ویژگی¬های فیزیکی و مکانیکی آجر به وسیله ترکیب اولیه رس و حرارت پخت کنترل می¬شوند. وقتی که رس¬های اهکی برای تولید استفاده می¬شوند به منظور اجتناب از پف¬کردگی آهک باید دانه¬بندی ذرات و محتوی کربنات¬ها کنترل شود.محققان نشان دادند دگرگونی (شکستگی) در آجر به سبب تشکیل هیدروکسید کلسیم تنها هنگامی واقع می¬شود که مقدار کلسایت زیاد و اندازه ذرات بزرگتر از 5/0 میلی¬متر باشد. آنان همچنین بیان کردند. آجر می¬تواند از رس بدون آهک که پودر کلسایت با دانه¬های بسیار ریز (حدود 5 تا 10 درصد) به آن اضافه شده است، ساخته شود. غرقاب کردن آجر در آب سرد بالافاصله بعد از پخت به طور ویژه¬ای می¬تواند پف کردگی آهک را کاهش دهد.منبع: ترجمهElert. K, Cultrone. and Rodriguez. C. 2003. Durability of bricks used in the conservation of historic buildings influence of composition and microstructure. Journal of Cultural Heritage (4).pp: 91-99.

+ نوشته شده در شنبه بیست و یکم اردیبهشت ۱۳۹۲ ساعت 14:11 توسط مهندس ایمان رستگار |

مقايسه مزايا و معايب انواع نماهاي ساختمان

دوشنبه ، 7 آذر 1390 ، 13:15 | آخرین بروز رسانی مطلب در | نوشته شده توسط Administrator |

|

|

مقايسه مزايا و معايب انواع نماهاي ساختمان
مرکز تحقیق و توسعه کارخانه آجر نماچین

نماي ساختمان يکي از اجزاي بسيار مهم ساختمان است. برخي از عملکردهاي نما و عوامل مؤثر در نما سازي در زير به طور خلاصه بيان شده است:

1.   نما و حفاظت
ابتدايي¬ترين و حتي از لحاظ قدمت اولين وظيفه¬اي که نما عهده¬دار گرديد، وظيفه حفاظت بود. انسان¬ها براي حفاظت از عوامل جوي و اقليمي، براي خود فضايي را به نام خانه ايجاد کردند. عدم وجود منفذ در ساختمان گرچه جلوي باد، باران، گرما و سرما را مي¬گرفت، ولي ساختمان را از نور و تهويه لازم محروم مي-کرد. هرچه نياز به اين مواهب زيادتر شد نیاز به ايجاد روزنه در ديواره ساختمان افزايش يافتو در نتيجه نياز به پوسته ديگري به نام نما جهت حفاظت بيشتر، به وجود آمد (پاکزاد، 1386).
نماي ساختمان به عنوان يک محافظ بايد مشخصه هاي فني زير را داشته باشد:

1-1- عايق بودن نسبت به سرما، گرما
مصالح مختلف ساختماني ضريب انتقال حرارت و ظرفيت گرمايي ويژه مختلفی دارند و در نتيجه عملکرد حرارتي متفاوتي خواهند داشت. يک سيستم نماي موفق، نمايي است که زيبايي و بهره-وري انرژي را باهم داشته باشد. داشتن نمايي که عملکرد حرارتي خوبي داشته باشد مستقيماً مصرف انرژي را تحت تأثير قرار مي¬دهد لذا در نماي ساختمان، استفاده از مصالحي که ضريب انتقال حرارتي کمتري دارند، بايد مورد توجه قرار گيرد.

1-2-   عايق بودن نسبت به صوت
نماي ساختمان مي¬تواند بعنوان يک عایق صوتی ایده‌ال و مناسب عمل کند. توجه به اين ويژگي به خصوص براي ساختمان¬هايي که در شهرهاي بزرگ صنعتي و تجاري و يا در کنار مسير گذراصلي واقع شده¬اند از اهمييت ويژه¬اي برخوردار مي¬باشد.
1-3- مقاومت در برابر زلزله
1-4- مقاومت در برابر ضربه
1-5- مقاومت در برابر يخ زدگي
1-6- مقاومت در برابر آتش سوزي
1-7- مقاومت در برابر ريزش
1-8- انعطاف پذير بودن در اجراي نما
1-9- سبک بودن
1-10-   قابل اجرا بودن در ساختمانهاي مرتفع
2.   نما به عنوان رابط
نماي ساختمان بايد به شکلي طراحي شود که علي¬رغم حفاظت محيط داخل از بيرون، ارتباط فضاي بيرون را با محيط داخل ساختمان به خوبي برقرار کند. مثلاً امکان تابش نور به داخل و يا امکان استفاده از چشم-انداز بيرون وجود داشته باشد (پاکزاد، 1386).

3.   نما به عنوان يک معرف
همان¬طور که که لباس فرد، معرف شخصيت وي مي¬باشد، خانه نيز به مانند لباس دوم ميبايست معرف شخصيت و مقام اجتماعي مالک خود باشد. در معماري غرب نما داراي حالت نمايش است، بدين صورت که در همان وهله اول کسي را که پشت آن زندگي مي¬کند، نشان مي¬دهد. در واقع نما معرف شخصيت خانوادگي و طبقه اجتماعي صاحبخانه است (پاکزاد، 1386). نما علاوه بر معرفي شخصيت مالک، معرف موقعيت مکاني ملک و نوع کاربري ساختمان نيز مي¬باشد.

4.   نما ي هر ساختمان به عنوان عنصري از نماي مجموعه شهري
ما در فضاي شهري با يک ساختمان روبرو نيستيم، در واقع هر ساختمان جزئي از فضاي شهري محسوب مي¬شود که زشتي آن بر فضاهاي عمومي تأثير گذار است و زيبايي آن منوط به هماهنگي با ساير عناصر آن مکان است. ساختمان يک موجود منزوي و خود بسنده نيست که بتواند تمام توجه طراح و مالک را به خود جلب کند ، بلکه مي¬بايست با حفظ شخصيت و اعتبار خود، عنصري از يک جامعه وحدت يافته باشد (پاکزاد، 1386) .

5.   زيبايي نما
نما صورت ظاهر و منظره خارجي هر ساختمان است و پوششي مخفي و به دور از انتظار عموم نيست. نما همواره مورد توجه عموم قرار مي¬گيرد، لذا زيبايي جزء جدايي ناپذير هر نما مي¬باشد همچنين زيبايي و چگونگي نما معرف هنر و کيفيت کار مهندس معمار و طراح ساختمان نيز مي¬باشد.

6.   نماي ساختمان و شرايط محيطي
نماي هر واحد مسکوني بسته به شرايط محيطي از جمله آب و هوا، باد و طوفان، زلزله و ميزان آلاينده-هاي هوا در مناطق مختلف، متفاوت مي¬باشند. مصالحي که در نماهاي شهرهاي بزرگ و صنعتي که آلايند¬گي بالا دارند، به کار مي¬رود در مقايسه با مصالح کاربردي براي نماي شهرهاي کوچک که هواي پاک دارند متفاوت است همچنين نماي ساختمان در مناطق سردسير به لحاظ ميزان مقاومت در برابر يخزدگي يا عايق بودن نسبت به سرما و گرما با نماي قابل کاربرد در مناطق گرمسير متفاوت مي¬باشد.

7.   قيمت تمام شده نما
يکي از شاخصه¬هاي بسيار مهم در انتخاب نما، قيمت تمام شده نما است. هرچه قيمت نما افزايش يابد، قدرت خريد کاهش يافته و دايره مصرف¬کنندگان آن نما محدودتر خواهد شد.

8.   سرعت اجراي نما
با توجه به اينکه طولاني شدن در بهره¬برداري از هر پروژه ساختماني مي¬تواند عامل افزايش هزينه¬ها و افت ارزش پول شود، لذا سرعت در اجراي نما بسيار مؤثر خواهد بود.

در زير ويژگي¬هاي برخي از انواع نما هايي که اخيراً به کار مي¬روند به طور خلاصه بيان شده است.
نماهاي تماماً شيشه
نماهاي تماماً شيشه از دوران معماري مدرن به عنوان پوشش ساختمان¬ها به کار مي¬رفتند. هدف از اجراي نماي تماماً شيشه عبار تند از (رضايي حريري و فياض،1382):

کاهش بار مرده ساختمان ¬هاي بلند

سرعت بخشيدن به اجرا

تأمين ديد يکپارچه از مناظر بيرون براي ساکنين داخل

ايجاد احساس سبکي و ظرافت در ساختمان از ديد يک ناظر شهري

نمايش زندگي درون ساختمان از بيرون به دنبال روشن و خاموش شدن چراغ¬هاي داخلي در طول شبانه روز

نماهاي تماماً شيشه به علت ضخامت کم و مقاومت حرارتي اندک، مشکلات فراواني را براي ساکنين فراهم مي¬آورند. اين مشکلات عبارتند از:
1.   افزايش بيش از حد دماي داخلي ساختمان در فصول گرم و معتدل سال
نماهاي تماماً شيشه در صورتي¬که سايبان خارجي مناسب براي آنها پيش¬بيني نشده باشد، در اوقات گرم و معتدل سال به علت تابش آفتاب به فضاي داخل، سبب افزايش بيش از حد دماي داخل مي-شوند.
2.   احساس عدم آسايش حرارتي در فصول سرد سال
دماي سطح نماي شيشه¬اي به علت مقاومت حرارتي کم، در فصول سرد سال نزديک به دماي محيط خارج بوده و بدن افراد مستقر در نزديکي نما از طريق تشعشع با نما تبادل حرارت کرده و ساکنين احساس عدم آسايش حرارتي خواهند نمود.
3.   مصرف زياد انرژي و آلودگي هوا
در نماهاي شيشه¬اي در اثر تبادل حرارت از طريق جابجايي بين هواي گرم داخل اتاق و سطح سرد شيشه، دماي داخل کاهش يافته و براي حفظ دما در حد آسايش، نياز به مصرف زياد انرژي خواهد بود. اگرچه انواع گوناگون شيشه¬هايي ساخته شده¬اند که جاذب حرارت بوده و از ورود تابش خورشيد به داخل جلوگيري مي¬کنند، و يا شيشه¬هاي دو جداره¬اي وجود دارند که مقاومت هدايت حرارتي بهتري نسبت به شيشه¬هاي يک جداره دارند، اما با اين حال هنوز هم نماهاي شيشه¬اي نسبت به ساير مصالح ساختماني داراي ضريب هدايت حرارتي زياد بوده و باعث اتلاف حرارت زياد مي¬شوند. اتلاف حرارتي بسيار زياد و مصرف زياد انرژي جهت تأمين گرمايش و سرمايش در نماهاي شيشه¬اي لاجرم باعث آلودگي بيشتر هوا مي¬گردد.

مقايسه نماهاي آجر، شيشه يک جداره و شيشه دو جداره با يکديگر از نظر ويژگي-هاي حرارتي
در يک آزمايش به منظور مقايسه نماي آجري، شيشه يک جداره و شيشه دو جداره با يکديگر از نظر ويژگي¬هاي حرارتي دماي خارج ساختمان براي هر سه نما صفر و دماي داخل در حد 20 درجه حفظ شد. اختلاف دما بين سطح داخلي و خارجي ومقايسه ضريب انتقال حرارت براي هر کدام از نماهاي شيشه يک¬جداره، شيشه دو جداره و ديوار آجري 22 سانتي¬متري در شکل 1 نشان داده شده است. هرچه ضريب هدايت حرارت کاهش يابد اختلاف دماي بين دو سطح افزايش مييابد ( شکل 2). بنابراين اگر براي گرم کردن فضاي داخل، انرژی مصرف نشود، دماي سطح داخلي براي شيشه يک جداره 4/.، براي شيشه دو جداره 3/9 و براي ديوار آجري 7/12 خواهد بود. به اين ترتيب مشاهده مي¬شود که شيشه دو جداره علي¬رغم داشتن وضعيت حرارتي بهتر نسبت به يک شيشه يک جداره از نظر تأمين شرايط حرارتي فضاي داخل نسببت به نماي آجري مناسب نيست (رضايي حريري و فياض، 1382).

شکل 1- مقايسه ضريب هدايت حرارتي(W/m2k)و نوسان دما (°C)در شيشه يک جداره، دو جداره و ديوار آجري (رضايي حريري و فياض،1382).

شکل2- رابطه معکوس ضريب انتقال حرارت و اختلاف دما بين دو سطح در ديوار آجري، شيشه دو جداره و شيشه يک جداره(رضايي حريري و فياض،1382).

نماي کامپوزيتي:
کامپوزيت¬ها يک کلاس منحصر به فرد از مواد هستند که از ترکيب دو يا چند ماده جداگانه تشکيل شده اند که ماده حاصل نسبت به هر کدام از اجزاي تشکيل دهنده استحکام و دوام بيشتري دارد. امروزه از کامپوزيت¬ها براي نماي بيروني ساختمان استفاده مي¬شود. ورق هاي کامپوزيت متشکل از دو لايه آلومينيوم و يک هسته از جنس پلاستيک يا يک ماده معدني پرکننده مي¬باشند کهدر بين اين دو لايه قرار مي گيرد. از آنجا که نمي توان ماده‌اي يافت که همه خواص مورد نظر را دارا باشد، بايد بهدنبال چاره‌اي ديگر بود. کليد اين مشکل، استفاده از کامپوزيتها است. خواص کامپوزيتها در مجموع از هرکدام از اجزاي تشکيل دهنده¬ي آنها بهتر است و اجزايمختلف، کارايي يکديگر را بهبود مي‌بخشند و اين يکي از مزيت¬هاي کامپوزيتها محسوب مي¬شود، از مزاياي ديگر کامپوزيتها مي¬توان سبک بودن، سهولت در مونتاژ، تعمير و نگهداري را نام برد با اين وجود کامپوزيتها از نظر انعطاف¬پذيري در اجرا، در سطح ضعيفي عمل مي¬کنند.

نماي بايراميکس:
بایرامیکس يک سيستم پوشاننده تزييني است که براي نماهاي داخلي و خارجي استفاده مي¬شود. اين محصول مي¬تواند بر روي ديوارهاي رنگ شده، سنگ، سيمان، چوب، مقواي نازک، پلاستيک، فلز و شيشه به کار رود. بايراميکس که امروزه به عنوان نمای تزئینی داخل و خارج ساختمان به کار مي¬رود براي اولين بار در سال 1993 میلادی توسط یک گروه در ترکیه تولید و به دنیا عرضه شد. محصول حاضر به صورت ملات بوده و متشکل از مخلوط دانه های گرانیتی و مرمر سرامیزه با تنوع رنگ فراوان و دانه بندی های متعدد، رزین های طبیعی و مصنوعی و سایر افزودنی ها می باشد. بايراميكس بعد از اجرا و خشک شدن، نمای سنگ تزئینی به خود می گیرد. این نما روي سطوح چرب، غبار آلود، ناهموار، مرطوب و همچنين مواقعی که هوا طوفانی و دارای گرد و غبار می باشد قابل اجرا نيست.مزاياي کاربرد بايراميکس عبارتند از:

تنوع رنگ

کاربرد آسان

نگهداري و تعمير آسان

انعطاف¬پذيري

قابليت شست و شو با آب

بايراميکس به راحتي مي¬تواند ناهمواري¬هاي حاصل از گچ¬کاري را بپوشاند.

نمای بایرامیکس علی¬رغم مزایایی که دارد مورد استقبال جامعه مهندسین و پیمانکاران ساخت و ساز قرار نگرفته است چرا که این نما با بافت فرهنگی و سلیقه¬های ایرانی همخوانی ندارد و جلوه و زیبایی خود را ظرف مدت کوتاهی از دست می¬دهد.
نماي سنگ
دو گروه از سنگ¬هاي طبيعي که در نماي ساختمان به کار مي¬روند سنگ¬هاي آهکي و سنگ¬هاي آذرين هستند.سنگ¬هاي آهکي معمولاً به دليل وجود رگه¬هايي که در آنها ديده مي¬شود استحکام چنداني ندارند. و مشکل سنگ¬هاي آذرين معمولاً جذب آب پايين و عدم چسبندگي با بدنه ساختمان است.نماي ساختمان به دليل قرار گرفتن در معرض شرايط جوي (باران، يخبندان، آفتاب و آلاينده ها) از اهميت خاصي برخوردار است. سنگ نما بايد ويژگيهاي خاصي داشته باشد تا بتواند در برابر اين عوامل دوام بياورد. بنابراين سنگي که جهت نما استفاده مي¬شود بايد شرايط زير را داشته باشد:
1.   متناسب باآب و هواي منطقه باشد
سنگ بايد متناسب با شرايط اقليمي انتخاب گردد مثلاً در مناطق سرد و مرطوب، سنگ بايد داراي تخلخل بسيار کم باشد وگرنه ممکن است بر اثر يخبندان متلاشي شود يا در مکانهايي که امکان وزش طوفان شن وجود دارد، سنگ در معرض سايش بوده و بايد مقاومت به سايش بالا داشته باشد.
2.   قابليت صيقل خوردن و برش را داشته باشد.
3.   مقاومتهاي کششي و خمشي نسبتا خوبي را دارا باشد.
4.   ترکيبات کاني شناسي آن بايد در نظر گرفته شود
کانيهاي مضر (کانيهاي آهن) در برابر آب و هوا اکسيده شده و در نتيجه فرسودگي زودرس را به وجود مي آورند. وجود ناخالصي به صورت مجتمع در يک نقطه و يا يک امتداد، نقطه ضعف بوده و مي¬تواند باعث تخريب سنگ شود .
5.   سنگ انتخابي بايد چسبندگي خوبي را با ملات داشته باشد (داراي جذب آب مناسب باشد.)
6.   رنگ آن با ثبات باشد و در برابر بخارها و گازها و پرتو آفتاب پايدار باشد.

نمای سرامیک
با توجه به قیمت بالای سنگ و باری که سنگ به ساختمان تحمیل می کند، جهت نماي ساختمان در بعضي کشورهااستفاده از سرامیک رواج قابل ملاحظه ایی پیدا کرده است. نمایسرامیک مشکل وزن را تا حدود یک چهارم وزن سنگ حل کرده است ولی مشکل پیوستگی سراميک و نما بجز در موارد اندکی حل نشده است و با استفاده از روشهای نصب سعی در حل مشکل پیوستگی اجزای نما وجود دارد. این نماها با توجه بهطراحی قابل کنترل می توانند زیبایی خاص خود را به بيننده تقدیم کنند. از جمله معايب نماهاي سراميکي عايق نبودن آن به سرما و گرما و صدا مي¬باشد همچنين نماهاي سراميکي به دليل بازتاب شديد نور در مکان¬هاي شلوغ به کار نمي¬روند.
نماي آجر
يکي ديگر از انواع نماها، نماهاي آجري هستند که شامل آجرهاي رسي و آجرهاي شيلي مي¬شوند. نماهاي آجر علاوه بر زيبايي، تنوع و ثبات رنگ، به دليل ضريب انتقال حرارت پايين آجر، نقش يک عايق حرارتي و برودتي را براي ساختمان ايفا مي کنند و درنتيجه از هدر رفتن انرژي توسط سيستم گرمايشي و سرمايشي ساختمان جلوگيري مي¬کنند. نماهاي آجر بر حسب جنس و رنگ خود باعث دفع و انعکاس گرما در فصل تابستان و جذب انرژي خورشيدي و گرم شدن ساختمان در فصل زمستان مي¬شوند.
نماي خشک:
درسيستم نماي خشک براي اتصال آجرها به يکديگر از ملات استفاده نمي¬شود. براي اتصال آجرهاي مخصوصي که در اين سيستم به کار مي¬روند از تجهيزات فلزي مانند ريل استفاده مي¬شود.
مزاياي سيستم نماي خشک با آجر عبار تند از:
1.   عدم نياز به کارگر حرفه¬اي جهت نصب
در سيستم نماي خشک نصب آجر و ريل¬ها تنها به صورت مکانيکي است بنابراين اجراي اين سيستم نياز به کارگر حرفه¬اي ندارد.
2.   سرعت اجراي بالا
در نماي خشک به دليل استفاده از چهارجوب ¬هاي فلزي که خود قالب و الگوي اجرای نما محسوب مي¬شوند و نيز به دليل امکان آماده¬سازي نما در طبقه همکف و عدم استفاده از داربست، سرعت اجراي نما به طور چشمگيري افزايش مي¬يابد.
3.   عدم ايجاد ضايعات ساختمانی و سرو صدا
سيستم نماي خشک بدون برداشتن سطح ديوار موجود، مستقيماً بر روي ديوار قابل اجرا بوده وبنابراين اجراي اين سيستم بدون ايجاد ضايعات و زباله¬هاي ساختمانی معمول و همچنين بدون ايجاد سرو صدامي¬باشد.
4.   کاهش اتلاف انرژي
درسيستم نماي خشک ابتدا يک عايق حرارتي به طور مستقل با اتصال مکانيکي يا چسب به بدنه ساختمان محکم مي¬شود سپس چهارچوب يا اسکلت نگه¬دارنده که از جنس چوب، فولاد يا آلومينيوم مي¬باشد به ساختمان متصل شده تا نماي خشک با رعايت فاصله از عايق حرارتي بر روي چهارچوب نگه¬دارنده قرار گيرد. فضاي خالي که بين نما و عايق قرار دارد خود بهترين عايق حرارتي مي¬باشد لذا اين سيستم نقش بسزايي در کاهش اتلاف انرژي دارد.
5.   آساني اجرا براي ساختمان¬هاي مرتفع
اجراي اين سيستم به دليل عدم استفاده از ملات، درقسمت¬هاي مرتفع ساختمان بسيار سريعتر و آسان¬تر از ساير نماها مانند نماي آجر مي¬باشد همچنين در اين سيستم دسترسي براي مراقبت¬هاي دوره¬اي به خصوص در ساختمان¬هاي مرتفع وجود دارد ولي اين سيستم براي خانه¬هاي مسکوني کم ارتفاع، پر هزينه است و معمولاً مورد استفاده قرار نمي¬گيرد.
با توجه به مطالب گفته شده، مقايسه ضرايب هدايت حرارتي برخي ازمصالحي که در ساخت نما به کار مي-روند (جدول 1)و همچنين با استناد به پرسش نامه اي که توسط برخي از نماکاران و صاحب نظران دراين مورد پر شده است و نماهاي بالا را از نظر ويژگي¬هايي شامل سرعت اجرا، قيمت تمام شده به ازاي هر متر مربع، مقاومت در برابر ضربه، مقاومت در برابر يخ زدگي،مقاومت در برابر آتش¬سوزي، مقاومت در برابر زلزله و ريزش، انعطاف پذير بودن در اجرا، قابليت اجرا در ارتفاعات بالا، عايق بودن نسبت به سرما و گرما، عايق بودن نسبت به صدا، سبک بودن و کاهش وزن ساختمان، همخواني باهنر معماري ايراني و مقاومت در برابر آلاينده¬هاي موجود در هوا مورد مقايسه قرار داده¬اندمي¬توان نتيجه گرفت که در مجموع آجر ساخته شده از سنگ سیل و سنگ معدن مصالحي است که براي کاربرد در نما نسبت به ساير مصالح مي¬تواند در اولويت باشد.
جدول 1- مقايسه ضريب هدايت حرارتي برخي از مصالحي که در ساخت نما به کار مي¬روند

مصالح ساختماني

هوا

آجرشيلي

آجر رسي

شيشه

سراميک

سيمان

سنگ

آلومينيوم

ضريب انتقال حرارت

(W/mK)

02/0

3/1 -8/0

7/0-5/0

4/1- 9/0

06/1

73/1

7-2

237

منابع:
1. پاکزاد ،ج. 1382. پديدار شناسي نماي ساختمان¬هاي مسکوني و سير تکويني توقعات از آن. مجله هنرهاي زيبا. جلد شماره¬ي جهاردهم.
2. رضايي حريري، م و فياض، ر. تأثير نماهاي شيشه¬اي دو جداره بر شرايط حرارتي داخل ساختمان. مجله هنرهاي زيبا. جلد شماره¬ي ششم.

+ نوشته شده در شنبه بیست و یکم اردیبهشت ۱۳۹۲ ساعت 14:11 توسط مهندس ایمان رستگار |

مقايسه مزايا و معايب انواع نماهاي ساختمان

دوشنبه ، 7 آذر 1390 ، 13:15 | آخرین بروز رسانی مطلب در | نوشته شده توسط Administrator |

|

مقايسه مزايا و معايب انواع نماهاي ساختمان
مرکز تحقیق و توسعه کارخانه آجر نماچین

نماي ساختمان يکي از اجزاي بسيار مهم ساختمان است. برخي از عملکردهاي نما و عوامل مؤثر در نما سازي در زير به طور خلاصه بيان شده است:

1.   نما و حفاظت
ابتدايي¬ترين و حتي از لحاظ قدمت اولين وظيفه¬اي که نما عهده¬دار گرديد، وظيفه حفاظت بود. انسان¬ها براي حفاظت از عوامل جوي و اقليمي، براي خود فضايي را به نام خانه ايجاد کردند. عدم وجود منفذ در ساختمان گرچه جلوي باد، باران، گرما و سرما را مي¬گرفت، ولي ساختمان را از نور و تهويه لازم محروم مي-کرد. هرچه نياز به اين مواهب زيادتر شد نیاز به ايجاد روزنه در ديواره ساختمان افزايش يافتو در نتيجه نياز به پوسته ديگري به نام نما جهت حفاظت بيشتر، به وجود آمد (پاکزاد، 1386).
نماي ساختمان به عنوان يک محافظ بايد مشخصه هاي فني زير را داشته باشد:

1-1- عايق بودن نسبت به سرما، گرما
مصالح مختلف ساختماني ضريب انتقال حرارت و ظرفيت گرمايي ويژه مختلفی دارند و در نتيجه عملکرد حرارتي متفاوتي خواهند داشت. يک سيستم نماي موفق، نمايي است که زيبايي و بهره-وري انرژي را باهم داشته باشد. داشتن نمايي که عملکرد حرارتي خوبي داشته باشد مستقيماً مصرف انرژي را تحت تأثير قرار مي¬دهد لذا در نماي ساختمان، استفاده از مصالحي که ضريب انتقال حرارتي کمتري دارند، بايد مورد توجه قرار گيرد.

1-2-   عايق بودن نسبت به صوت
نماي ساختمان مي¬تواند بعنوان يک عایق صوتی ایده‌ال و مناسب عمل کند. توجه به اين ويژگي به خصوص براي ساختمان¬هايي که در شهرهاي بزرگ صنعتي و تجاري و يا در کنار مسير گذراصلي واقع شده¬اند از اهمييت ويژه¬اي برخوردار مي¬باشد.
1-3- مقاومت در برابر زلزله
1-4- مقاومت در برابر ضربه
1-5- مقاومت در برابر يخ زدگي
1-6- مقاومت در برابر آتش سوزي
1-7- مقاومت در برابر ريزش
1-8- انعطاف پذير بودن در اجراي نما
1-9- سبک بودن
1-10-   قابل اجرا بودن در ساختمانهاي مرتفع
2.   نما به عنوان رابط
نماي ساختمان بايد به شکلي طراحي شود که علي¬رغم حفاظت محيط داخل از بيرون، ارتباط فضاي بيرون را با محيط داخل ساختمان به خوبي برقرار کند. مثلاً امکان تابش نور به داخل و يا امکان استفاده از چشم-انداز بيرون وجود داشته باشد (پاکزاد، 1386).

3.   نما به عنوان يک معرف
همان¬طور که که لباس فرد، معرف شخصيت وي مي¬باشد، خانه نيز به مانند لباس دوم ميبايست معرف شخصيت و مقام اجتماعي مالک خود باشد. در معماري غرب نما داراي حالت نمايش است، بدين صورت که در همان وهله اول کسي را که پشت آن زندگي مي¬کند، نشان مي¬دهد. در واقع نما معرف شخصيت خانوادگي و طبقه اجتماعي صاحبخانه است (پاکزاد، 1386). نما علاوه بر معرفي شخصيت مالک، معرف موقعيت مکاني ملک و نوع کاربري ساختمان نيز مي¬باشد.

4.   نما ي هر ساختمان به عنوان عنصري از نماي مجموعه شهري
ما در فضاي شهري با يک ساختمان روبرو نيستيم، در واقع هر ساختمان جزئي از فضاي شهري محسوب مي¬شود که زشتي آن بر فضاهاي عمومي تأثير گذار است و زيبايي آن منوط به هماهنگي با ساير عناصر آن مکان است. ساختمان يک موجود منزوي و خود بسنده نيست که بتواند تمام توجه طراح و مالک را به خود جلب کند ، بلکه مي¬بايست با حفظ شخصيت و اعتبار خود، عنصري از يک جامعه وحدت يافته باشد (پاکزاد، 1386) .

5.   زيبايي نما
نما صورت ظاهر و منظره خارجي هر ساختمان است و پوششي مخفي و به دور از انتظار عموم نيست. نما همواره مورد توجه عموم قرار مي¬گيرد، لذا زيبايي جزء جدايي ناپذير هر نما مي¬باشد همچنين زيبايي و چگونگي نما معرف هنر و کيفيت کار مهندس معمار و طراح ساختمان نيز مي¬باشد.

6.   نماي ساختمان و شرايط محيطي
نماي هر واحد مسکوني بسته به شرايط محيطي از جمله آب و هوا، باد و طوفان، زلزله و ميزان آلاينده-هاي هوا در مناطق مختلف، متفاوت مي¬باشند. مصالحي که در نماهاي شهرهاي بزرگ و صنعتي که آلايند¬گي بالا دارند، به کار مي¬رود در مقايسه با مصالح کاربردي براي نماي شهرهاي کوچک که هواي پاک دارند متفاوت است همچنين نماي ساختمان در مناطق سردسير به لحاظ ميزان مقاومت در برابر يخزدگي يا عايق بودن نسبت به سرما و گرما با نماي قابل کاربرد در مناطق گرمسير متفاوت مي¬باشد.

7.   قيمت تمام شده نما
يکي از شاخصه¬هاي بسيار مهم در انتخاب نما، قيمت تمام شده نما است. هرچه قيمت نما افزايش يابد، قدرت خريد کاهش يافته و دايره مصرف¬کنندگان آن نما محدودتر خواهد شد.

8.   سرعت اجراي نما
با توجه به اينکه طولاني شدن در بهره¬برداري از هر پروژه ساختماني مي¬تواند عامل افزايش هزينه¬ها و افت ارزش پول شود، لذا سرعت در اجراي نما بسيار مؤثر خواهد بود.

در زير ويژگي¬هاي برخي از انواع نما هايي که اخيراً به کار مي¬روند به طور خلاصه بيان شده است.
نماهاي تماماً شيشه
نماهاي تماماً شيشه از دوران معماري مدرن به عنوان پوشش ساختمان¬ها به کار مي¬رفتند. هدف از اجراي نماي تماماً شيشه عبار تند از (رضايي حريري و فياض،1382):

کاهش بار مرده ساختمان ¬هاي بلند

سرعت بخشيدن به اجرا

تأمين ديد يکپارچه از مناظر بيرون براي ساکنين داخل

ايجاد احساس سبکي و ظرافت در ساختمان از ديد يک ناظر شهري

نمايش زندگي درون ساختمان از بيرون به دنبال روشن و خاموش شدن چراغ¬هاي داخلي در طول شبانه روز

نماهاي تماماً شيشه به علت ضخامت کم و مقاومت حرارتي اندک، مشکلات فراواني را براي ساکنين فراهم مي¬آورند. اين مشکلات عبارتند از:
1.   افزايش بيش از حد دماي داخلي ساختمان در فصول گرم و معتدل سال
نماهاي تماماً شيشه در صورتي¬که سايبان خارجي مناسب براي آنها پيش¬بيني نشده باشد، در اوقات گرم و معتدل سال به علت تابش آفتاب به فضاي داخل، سبب افزايش بيش از حد دماي داخل مي-شوند.
2.   احساس عدم آسايش حرارتي در فصول سرد سال
دماي سطح نماي شيشه¬اي به علت مقاومت حرارتي کم، در فصول سرد سال نزديک به دماي محيط خارج بوده و بدن افراد مستقر در نزديکي نما از طريق تشعشع با نما تبادل حرارت کرده و ساکنين احساس عدم آسايش حرارتي خواهند نمود.
3.   مصرف زياد انرژي و آلودگي هوا
در نماهاي شيشه¬اي در اثر تبادل حرارت از طريق جابجايي بين هواي گرم داخل اتاق و سطح سرد شيشه، دماي داخل کاهش يافته و براي حفظ دما در حد آسايش، نياز به مصرف زياد انرژي خواهد بود. اگرچه انواع گوناگون شيشه¬هايي ساخته شده¬اند که جاذب حرارت بوده و از ورود تابش خورشيد به داخل جلوگيري مي¬کنند، و يا شيشه¬هاي دو جداره¬اي وجود دارند که مقاومت هدايت حرارتي بهتري نسبت به شيشه¬هاي يک جداره دارند، اما با اين حال هنوز هم نماهاي شيشه¬اي نسبت به ساير مصالح ساختماني داراي ضريب هدايت حرارتي زياد بوده و باعث اتلاف حرارت زياد مي¬شوند. اتلاف حرارتي بسيار زياد و مصرف زياد انرژي جهت تأمين گرمايش و سرمايش در نماهاي شيشه¬اي لاجرم باعث آلودگي بيشتر هوا مي¬گردد.

مقايسه نماهاي آجر، شيشه يک جداره و شيشه دو جداره با يکديگر از نظر ويژگي-هاي حرارتي
در يک آزمايش به منظور مقايسه نماي آجري، شيشه يک جداره و شيشه دو جداره با يکديگر از نظر ويژگي¬هاي حرارتي دماي خارج ساختمان براي هر سه نما صفر و دماي داخل در حد 20 درجه حفظ شد. اختلاف دما بين سطح داخلي و خارجي ومقايسه ضريب انتقال حرارت براي هر کدام از نماهاي شيشه يک¬جداره، شيشه دو جداره و ديوار آجري 22 سانتي¬متري در شکل 1 نشان داده شده است. هرچه ضريب هدايت حرارت کاهش يابد اختلاف دماي بين دو سطح افزايش مييابد ( شکل 2). بنابراين اگر براي گرم کردن فضاي داخل، انرژی مصرف نشود، دماي سطح داخلي براي شيشه يک جداره 4/.، براي شيشه دو جداره 3/9 و براي ديوار آجري 7/12 خواهد بود. به اين ترتيب مشاهده مي¬شود که شيشه دو جداره علي¬رغم داشتن وضعيت حرارتي بهتر نسبت به يک شيشه يک جداره از نظر تأمين شرايط حرارتي فضاي داخل نسببت به نماي آجري مناسب نيست (رضايي حريري و فياض، 1382).

شکل 1- مقايسه ضريب هدايت حرارتي(W/m2k)و نوسان دما (°C)در شيشه يک جداره، دو جداره و ديوار آجري (رضايي حريري و فياض،1382).

شکل2- رابطه معکوس ضريب انتقال حرارت و اختلاف دما بين دو سطح در ديوار آجري، شيشه دو جداره و شيشه يک جداره(رضايي حريري و فياض،1382).

نماي کامپوزيتي:
کامپوزيت¬ها يک کلاس منحصر به فرد از مواد هستند که از ترکيب دو يا چند ماده جداگانه تشکيل شده اند که ماده حاصل نسبت به هر کدام از اجزاي تشکيل دهنده استحکام و دوام بيشتري دارد. امروزه از کامپوزيت¬ها براي نماي بيروني ساختمان استفاده مي¬شود. ورق هاي کامپوزيت متشکل از دو لايه آلومينيوم و يک هسته از جنس پلاستيک يا يک ماده معدني پرکننده مي¬باشند کهدر بين اين دو لايه قرار مي گيرد. از آنجا که نمي توان ماده‌اي يافت که همه خواص مورد نظر را دارا باشد، بايد بهدنبال چاره‌اي ديگر بود. کليد اين مشکل، استفاده از کامپوزيتها است. خواص کامپوزيتها در مجموع از هرکدام از اجزاي تشکيل دهنده¬ي آنها بهتر است و اجزايمختلف، کارايي يکديگر را بهبود مي‌بخشند و اين يکي از مزيت¬هاي کامپوزيتها محسوب مي¬شود، از مزاياي ديگر کامپوزيتها مي¬توان سبک بودن، سهولت در مونتاژ، تعمير و نگهداري را نام برد با اين وجود کامپوزيتها از نظر انعطاف¬پذيري در اجرا، در سطح ضعيفي عمل مي¬کنند.

نماي بايراميکس:
بایرامیکس يک سيستم پوشاننده تزييني است که براي نماهاي داخلي و خارجي استفاده مي¬شود. اين محصول مي¬تواند بر روي ديوارهاي رنگ شده، سنگ، سيمان، چوب، مقواي نازک، پلاستيک، فلز و شيشه به کار رود. بايراميکس که امروزه به عنوان نمای تزئینی داخل و خارج ساختمان به کار مي¬رود براي اولين بار در سال 1993 میلادی توسط یک گروه در ترکیه تولید و به دنیا عرضه شد. محصول حاضر به صورت ملات بوده و متشکل از مخلوط دانه های گرانیتی و مرمر سرامیزه با تنوع رنگ فراوان و دانه بندی های متعدد، رزین های طبیعی و مصنوعی و سایر افزودنی ها می باشد. بايراميكس بعد از اجرا و خشک شدن، نمای سنگ تزئینی به خود می گیرد. این نما روي سطوح چرب، غبار آلود، ناهموار، مرطوب و همچنين مواقعی که هوا طوفانی و دارای گرد و غبار می باشد قابل اجرا نيست.مزاياي کاربرد بايراميکس عبارتند از:

تنوع رنگ

کاربرد آسان

نگهداري و تعمير آسان

انعطاف¬پذيري

قابليت شست و شو با آب

بايراميکس به راحتي مي¬تواند ناهمواري¬هاي حاصل از گچ¬کاري را بپوشاند.

نمای بایرامیکس علی¬رغم مزایایی که دارد مورد استقبال جامعه مهندسین و پیمانکاران ساخت و ساز قرار نگرفته است چرا که این نما با بافت فرهنگی و سلیقه¬های ایرانی همخوانی ندارد و جلوه و زیبایی خود را ظرف مدت کوتاهی از دست می¬دهد.
نماي سنگ
دو گروه از سنگ¬هاي طبيعي که در نماي ساختمان به کار مي¬روند سنگ¬هاي آهکي و سنگ¬هاي آذرين هستند.سنگ¬هاي آهکي معمولاً به دليل وجود رگه¬هايي که در آنها ديده مي¬شود استحکام چنداني ندارند. و مشکل سنگ¬هاي آذرين معمولاً جذب آب پايين و عدم چسبندگي با بدنه ساختمان است.نماي ساختمان به دليل قرار گرفتن در معرض شرايط جوي (باران، يخبندان، آفتاب و آلاينده ها) از اهميت خاصي برخوردار است. سنگ نما بايد ويژگيهاي خاصي داشته باشد تا بتواند در برابر اين عوامل دوام بياورد. بنابراين سنگي که جهت نما استفاده مي¬شود بايد شرايط زير را داشته باشد:
1.   متناسب باآب و هواي منطقه باشد
سنگ بايد متناسب با شرايط اقليمي انتخاب گردد مثلاً در مناطق سرد و مرطوب، سنگ بايد داراي تخلخل بسيار کم باشد وگرنه ممکن است بر اثر يخبندان متلاشي شود يا در مکانهايي که امکان وزش طوفان شن وجود دارد، سنگ در معرض سايش بوده و بايد مقاومت به سايش بالا داشته باشد.
2.   قابليت صيقل خوردن و برش را داشته باشد.
3.   مقاومتهاي کششي و خمشي نسبتا خوبي را دارا باشد.
4.   ترکيبات کاني شناسي آن بايد در نظر گرفته شود
کانيهاي مضر (کانيهاي آهن) در برابر آب و هوا اکسيده شده و در نتيجه فرسودگي زودرس را به وجود مي آورند. وجود ناخالصي به صورت مجتمع در يک نقطه و يا يک امتداد، نقطه ضعف بوده و مي¬تواند باعث تخريب سنگ شود .
5.   سنگ انتخابي بايد چسبندگي خوبي را با ملات داشته باشد (داراي جذب آب مناسب باشد.)
6.   رنگ آن با ثبات باشد و در برابر بخارها و گازها و پرتو آفتاب پايدار باشد.

نمای سرامیک
با توجه به قیمت بالای سنگ و باری که سنگ به ساختمان تحمیل می کند، جهت نماي ساختمان در بعضي کشورهااستفاده از سرامیک رواج قابل ملاحظه ایی پیدا کرده است. نمایسرامیک مشکل وزن را تا حدود یک چهارم وزن سنگ حل کرده است ولی مشکل پیوستگی سراميک و نما بجز در موارد اندکی حل نشده است و با استفاده از روشهای نصب سعی در حل مشکل پیوستگی اجزای نما وجود دارد. این نماها با توجه بهطراحی قابل کنترل می توانند زیبایی خاص خود را به بيننده تقدیم کنند. از جمله معايب نماهاي سراميکي عايق نبودن آن به سرما و گرما و صدا مي¬باشد همچنين نماهاي سراميکي به دليل بازتاب شديد نور در مکان¬هاي شلوغ به کار نمي¬روند.
نماي آجر
يکي ديگر از انواع نماها، نماهاي آجري هستند که شامل آجرهاي رسي و آجرهاي شيلي مي¬شوند. نماهاي آجر علاوه بر زيبايي، تنوع و ثبات رنگ، به دليل ضريب انتقال حرارت پايين آجر، نقش يک عايق حرارتي و برودتي را براي ساختمان ايفا مي کنند و درنتيجه از هدر رفتن انرژي توسط سيستم گرمايشي و سرمايشي ساختمان جلوگيري مي¬کنند. نماهاي آجر بر حسب جنس و رنگ خود باعث دفع و انعکاس گرما در فصل تابستان و جذب انرژي خورشيدي و گرم شدن ساختمان در فصل زمستان مي¬شوند.
نماي خشک:
درسيستم نماي خشک براي اتصال آجرها به يکديگر از ملات استفاده نمي¬شود. براي اتصال آجرهاي مخصوصي که در اين سيستم به کار مي¬روند از تجهيزات فلزي مانند ريل استفاده مي¬شود.
مزاياي سيستم نماي خشک با آجر عبار تند از:
1.   عدم نياز به کارگر حرفه¬اي جهت نصب
در سيستم نماي خشک نصب آجر و ريل¬ها تنها به صورت مکانيکي است بنابراين اجراي اين سيستم نياز به کارگر حرفه¬اي ندارد.
2.   سرعت اجراي بالا
در نماي خشک به دليل استفاده از چهارجوب ¬هاي فلزي که خود قالب و الگوي اجرای نما محسوب مي¬شوند و نيز به دليل امکان آماده¬سازي نما در طبقه همکف و عدم استفاده از داربست، سرعت اجراي نما به طور چشمگيري افزايش مي¬يابد.
3.   عدم ايجاد ضايعات ساختمانی و سرو صدا
سيستم نماي خشک بدون برداشتن سطح ديوار موجود، مستقيماً بر روي ديوار قابل اجرا بوده وبنابراين اجراي اين سيستم بدون ايجاد ضايعات و زباله¬هاي ساختمانی معمول و همچنين بدون ايجاد سرو صدامي¬باشد.
4.   کاهش اتلاف انرژي
درسيستم نماي خشک ابتدا يک عايق حرارتي به طور مستقل با اتصال مکانيکي يا چسب به بدنه ساختمان محکم مي¬شود سپس چهارچوب يا اسکلت نگه¬دارنده که از جنس چوب، فولاد يا آلومينيوم مي¬باشد به ساختمان متصل شده تا نماي خشک با رعايت فاصله از عايق حرارتي بر روي چهارچوب نگه¬دارنده قرار گيرد. فضاي خالي که بين نما و عايق قرار دارد خود بهترين عايق حرارتي مي¬باشد لذا اين سيستم نقش بسزايي در کاهش اتلاف انرژي دارد.
5.   آساني اجرا براي ساختمان¬هاي مرتفع
اجراي اين سيستم به دليل عدم استفاده از ملات، درقسمت¬هاي مرتفع ساختمان بسيار سريعتر و آسان¬تر از ساير نماها مانند نماي آجر مي¬باشد همچنين در اين سيستم دسترسي براي مراقبت¬هاي دوره¬اي به خصوص در ساختمان¬هاي مرتفع وجود دارد ولي اين سيستم براي خانه¬هاي مسکوني کم ارتفاع، پر هزينه است و معمولاً مورد استفاده قرار نمي¬گيرد.
با توجه به مطالب گفته شده، مقايسه ضرايب هدايت حرارتي برخي ازمصالحي که در ساخت نما به کار مي-روند (جدول 1)و همچنين با استناد به پرسش نامه اي که توسط برخي از نماکاران و صاحب نظران دراين مورد پر شده است و نماهاي بالا را از نظر ويژگي¬هايي شامل سرعت اجرا، قيمت تمام شده به ازاي هر متر مربع، مقاومت در برابر ضربه، مقاومت در برابر يخ زدگي،مقاومت در برابر آتش¬سوزي، مقاومت در برابر زلزله و ريزش، انعطاف پذير بودن در اجرا، قابليت اجرا در ارتفاعات بالا، عايق بودن نسبت به سرما و گرما، عايق بودن نسبت به صدا، سبک بودن و کاهش وزن ساختمان، همخواني باهنر معماري ايراني و مقاومت در برابر آلاينده¬هاي موجود در هوا مورد مقايسه قرار داده¬اندمي¬توان نتيجه گرفت که در مجموع آجر ساخته شده از سنگ سیل و سنگ معدن مصالحي است که براي کاربرد در نما نسبت به ساير مصالح مي¬تواند در اولويت باشد.
جدول 1- مقايسه ضريب هدايت حرارتي برخي از مصالحي که در ساخت نما به کار مي¬روند

مصالح ساختماني

هوا

آجرشيلي

آجر رسي

شيشه

سراميک

سيمان

سنگ

آلومينيوم

ضريب انتقال حرارت

(W/mK)

02/0

3/1 -8/0

7/0-5/0

4/1- 9/0

06/1

73/1

7-2

237

منابع:
1. پاکزاد ،ج. 1382. پديدار شناسي نماي ساختمان¬هاي مسکوني و سير تکويني توقعات از آن. مجله هنرهاي زيبا. جلد شماره¬ي جهاردهم.
2. رضايي حريري، م و فياض، ر. تأثير نماهاي شيشه¬اي دو جداره بر شرايط حرارتي داخل ساختمان. مجله هنرهاي زيبا. جلد شماره¬ي ششم.

+ نوشته شده در شنبه بیست و یکم اردیبهشت ۱۳۹۲ ساعت 14:10 توسط مهندس ایمان رستگار |

مقايسه مزايا و معايب انواع نماهاي ساختمان

دوشنبه ، 7 آذر 1390 ، 13:15 | آخرین بروز رسانی مطلب در | نوشته شده توسط Administrator |

|

مقايسه مزايا و معايب انواع نماهاي ساختمان
مرکز تحقیق و توسعه کارخانه آجر نماچین

نماي ساختمان يکي از اجزاي بسيار مهم ساختمان است. برخي از عملکردهاي نما و عوامل مؤثر در نما سازي در زير به طور خلاصه بيان شده است:

1.   نما و حفاظت
ابتدايي¬ترين و حتي از لحاظ قدمت اولين وظيفه¬اي که نما عهده¬دار گرديد، وظيفه حفاظت بود. انسان¬ها براي حفاظت از عوامل جوي و اقليمي، براي خود فضايي را به نام خانه ايجاد کردند. عدم وجود منفذ در ساختمان گرچه جلوي باد، باران، گرما و سرما را مي¬گرفت، ولي ساختمان را از نور و تهويه لازم محروم مي-کرد. هرچه نياز به اين مواهب زيادتر شد نیاز به ايجاد روزنه در ديواره ساختمان افزايش يافتو در نتيجه نياز به پوسته ديگري به نام نما جهت حفاظت بيشتر، به وجود آمد (پاکزاد، 1386).
نماي ساختمان به عنوان يک محافظ بايد مشخصه هاي فني زير را داشته باشد:

1-1- عايق بودن نسبت به سرما، گرما
مصالح مختلف ساختماني ضريب انتقال حرارت و ظرفيت گرمايي ويژه مختلفی دارند و در نتيجه عملکرد حرارتي متفاوتي خواهند داشت. يک سيستم نماي موفق، نمايي است که زيبايي و بهره-وري انرژي را باهم داشته باشد. داشتن نمايي که عملکرد حرارتي خوبي داشته باشد مستقيماً مصرف انرژي را تحت تأثير قرار مي¬دهد لذا در نماي ساختمان، استفاده از مصالحي که ضريب انتقال حرارتي کمتري دارند، بايد مورد توجه قرار گيرد.

1-2-   عايق بودن نسبت به صوت
نماي ساختمان مي¬تواند بعنوان يک عایق صوتی ایده‌ال و مناسب عمل کند. توجه به اين ويژگي به خصوص براي ساختمان¬هايي که در شهرهاي بزرگ صنعتي و تجاري و يا در کنار مسير گذراصلي واقع شده¬اند از اهمييت ويژه¬اي برخوردار مي¬باشد.
1-3- مقاومت در برابر زلزله
1-4- مقاومت در برابر ضربه
1-5- مقاومت در برابر يخ زدگي
1-6- مقاومت در برابر آتش سوزي
1-7- مقاومت در برابر ريزش
1-8- انعطاف پذير بودن در اجراي نما
1-9- سبک بودن
1-10-   قابل اجرا بودن در ساختمانهاي مرتفع
2.   نما به عنوان رابط
نماي ساختمان بايد به شکلي طراحي شود که علي¬رغم حفاظت محيط داخل از بيرون، ارتباط فضاي بيرون را با محيط داخل ساختمان به خوبي برقرار کند. مثلاً امکان تابش نور به داخل و يا امکان استفاده از چشم-انداز بيرون وجود داشته باشد (پاکزاد، 1386).

3.   نما به عنوان يک معرف
همان¬طور که که لباس فرد، معرف شخصيت وي مي¬باشد، خانه نيز به مانند لباس دوم ميبايست معرف شخصيت و مقام اجتماعي مالک خود باشد. در معماري غرب نما داراي حالت نمايش است، بدين صورت که در همان وهله اول کسي را که پشت آن زندگي مي¬کند، نشان مي¬دهد. در واقع نما معرف شخصيت خانوادگي و طبقه اجتماعي صاحبخانه است (پاکزاد، 1386). نما علاوه بر معرفي شخصيت مالک، معرف موقعيت مکاني ملک و نوع کاربري ساختمان نيز مي¬باشد.

4.   نما ي هر ساختمان به عنوان عنصري از نماي مجموعه شهري
ما در فضاي شهري با يک ساختمان روبرو نيستيم، در واقع هر ساختمان جزئي از فضاي شهري محسوب مي¬شود که زشتي آن بر فضاهاي عمومي تأثير گذار است و زيبايي آن منوط به هماهنگي با ساير عناصر آن مکان است. ساختمان يک موجود منزوي و خود بسنده نيست که بتواند تمام توجه طراح و مالک را به خود جلب کند ، بلکه مي¬بايست با حفظ شخصيت و اعتبار خود، عنصري از يک جامعه وحدت يافته باشد (پاکزاد، 1386) .

5.   زيبايي نما
نما صورت ظاهر و منظره خارجي هر ساختمان است و پوششي مخفي و به دور از انتظار عموم نيست. نما همواره مورد توجه عموم قرار مي¬گيرد، لذا زيبايي جزء جدايي ناپذير هر نما مي¬باشد همچنين زيبايي و چگونگي نما معرف هنر و کيفيت کار مهندس معمار و طراح ساختمان نيز مي¬باشد.

6.   نماي ساختمان و شرايط محيطي
نماي هر واحد مسکوني بسته به شرايط محيطي از جمله آب و هوا، باد و طوفان، زلزله و ميزان آلاينده-هاي هوا در مناطق مختلف، متفاوت مي¬باشند. مصالحي که در نماهاي شهرهاي بزرگ و صنعتي که آلايند¬گي بالا دارند، به کار مي¬رود در مقايسه با مصالح کاربردي براي نماي شهرهاي کوچک که هواي پاک دارند متفاوت است همچنين نماي ساختمان در مناطق سردسير به لحاظ ميزان مقاومت در برابر يخزدگي يا عايق بودن نسبت به سرما و گرما با نماي قابل کاربرد در مناطق گرمسير متفاوت مي¬باشد.

7.   قيمت تمام شده نما
يکي از شاخصه¬هاي بسيار مهم در انتخاب نما، قيمت تمام شده نما است. هرچه قيمت نما افزايش يابد، قدرت خريد کاهش يافته و دايره مصرف¬کنندگان آن نما محدودتر خواهد شد.

8.   سرعت اجراي نما
با توجه به اينکه طولاني شدن در بهره¬برداري از هر پروژه ساختماني مي¬تواند عامل افزايش هزينه¬ها و افت ارزش پول شود، لذا سرعت در اجراي نما بسيار مؤثر خواهد بود.

در زير ويژگي¬هاي برخي از انواع نما هايي که اخيراً به کار مي¬روند به طور خلاصه بيان شده است.
نماهاي تماماً شيشه
نماهاي تماماً شيشه از دوران معماري مدرن به عنوان پوشش ساختمان¬ها به کار مي¬رفتند. هدف از اجراي نماي تماماً شيشه عبار تند از (رضايي حريري و فياض،1382):

کاهش بار مرده ساختمان ¬هاي بلند

سرعت بخشيدن به اجرا

تأمين ديد يکپارچه از مناظر بيرون براي ساکنين داخل

ايجاد احساس سبکي و ظرافت در ساختمان از ديد يک ناظر شهري

نمايش زندگي درون ساختمان از بيرون به دنبال روشن و خاموش شدن چراغ¬هاي داخلي در طول شبانه روز

نماهاي تماماً شيشه به علت ضخامت کم و مقاومت حرارتي اندک، مشکلات فراواني را براي ساکنين فراهم مي¬آورند. اين مشکلات عبارتند از:
1.   افزايش بيش از حد دماي داخلي ساختمان در فصول گرم و معتدل سال
نماهاي تماماً شيشه در صورتي¬که سايبان خارجي مناسب براي آنها پيش¬بيني نشده باشد، در اوقات گرم و معتدل سال به علت تابش آفتاب به فضاي داخل، سبب افزايش بيش از حد دماي داخل مي-شوند.
2.   احساس عدم آسايش حرارتي در فصول سرد سال
دماي سطح نماي شيشه¬اي به علت مقاومت حرارتي کم، در فصول سرد سال نزديک به دماي محيط خارج بوده و بدن افراد مستقر در نزديکي نما از طريق تشعشع با نما تبادل حرارت کرده و ساکنين احساس عدم آسايش حرارتي خواهند نمود.
3.   مصرف زياد انرژي و آلودگي هوا
در نماهاي شيشه¬اي در اثر تبادل حرارت از طريق جابجايي بين هواي گرم داخل اتاق و سطح سرد شيشه، دماي داخل کاهش يافته و براي حفظ دما در حد آسايش، نياز به مصرف زياد انرژي خواهد بود. اگرچه انواع گوناگون شيشه¬هايي ساخته شده¬اند که جاذب حرارت بوده و از ورود تابش خورشيد به داخل جلوگيري مي¬کنند، و يا شيشه¬هاي دو جداره¬اي وجود دارند که مقاومت هدايت حرارتي بهتري نسبت به شيشه¬هاي يک جداره دارند، اما با اين حال هنوز هم نماهاي شيشه¬اي نسبت به ساير مصالح ساختماني داراي ضريب هدايت حرارتي زياد بوده و باعث اتلاف حرارت زياد مي¬شوند. اتلاف حرارتي بسيار زياد و مصرف زياد انرژي جهت تأمين گرمايش و سرمايش در نماهاي شيشه¬اي لاجرم باعث آلودگي بيشتر هوا مي¬گردد.

مقايسه نماهاي آجر، شيشه يک جداره و شيشه دو جداره با يکديگر از نظر ويژگي-هاي حرارتي
در يک آزمايش به منظور مقايسه نماي آجري، شيشه يک جداره و شيشه دو جداره با يکديگر از نظر ويژگي¬هاي حرارتي دماي خارج ساختمان براي هر سه نما صفر و دماي داخل در حد 20 درجه حفظ شد. اختلاف دما بين سطح داخلي و خارجي ومقايسه ضريب انتقال حرارت براي هر کدام از نماهاي شيشه يک¬جداره، شيشه دو جداره و ديوار آجري 22 سانتي¬متري در شکل 1 نشان داده شده است. هرچه ضريب هدايت حرارت کاهش يابد اختلاف دماي بين دو سطح افزايش مييابد ( شکل 2). بنابراين اگر براي گرم کردن فضاي داخل، انرژی مصرف نشود، دماي سطح داخلي براي شيشه يک جداره 4/.، براي شيشه دو جداره 3/9 و براي ديوار آجري 7/12 خواهد بود. به اين ترتيب مشاهده مي¬شود که شيشه دو جداره علي¬رغم داشتن وضعيت حرارتي بهتر نسبت به يک شيشه يک جداره از نظر تأمين شرايط حرارتي فضاي داخل نسببت به نماي آجري مناسب نيست (رضايي حريري و فياض، 1382).

شکل 1- مقايسه ضريب هدايت حرارتي(W/m2k)و نوسان دما (°C)در شيشه يک جداره، دو جداره و ديوار آجري (رضايي حريري و فياض،1382).

شکل2- رابطه معکوس ضريب انتقال حرارت و اختلاف دما بين دو سطح در ديوار آجري، شيشه دو جداره و شيشه يک جداره(رضايي حريري و فياض،1382).

نماي کامپوزيتي:
کامپوزيت¬ها يک کلاس منحصر به فرد از مواد هستند که از ترکيب دو يا چند ماده جداگانه تشکيل شده اند که ماده حاصل نسبت به هر کدام از اجزاي تشکيل دهنده استحکام و دوام بيشتري دارد. امروزه از کامپوزيت¬ها براي نماي بيروني ساختمان استفاده مي¬شود. ورق هاي کامپوزيت متشکل از دو لايه آلومينيوم و يک هسته از جنس پلاستيک يا يک ماده معدني پرکننده مي¬باشند کهدر بين اين دو لايه قرار مي گيرد. از آنجا که نمي توان ماده‌اي يافت که همه خواص مورد نظر را دارا باشد، بايد بهدنبال چاره‌اي ديگر بود. کليد اين مشکل، استفاده از کامپوزيتها است. خواص کامپوزيتها در مجموع از هرکدام از اجزاي تشکيل دهنده¬ي آنها بهتر است و اجزايمختلف، کارايي يکديگر را بهبود مي‌بخشند و اين يکي از مزيت¬هاي کامپوزيتها محسوب مي¬شود، از مزاياي ديگر کامپوزيتها مي¬توان سبک بودن، سهولت در مونتاژ، تعمير و نگهداري را نام برد با اين وجود کامپوزيتها از نظر انعطاف¬پذيري در اجرا، در سطح ضعيفي عمل مي¬کنند.

نماي بايراميکس:
بایرامیکس يک سيستم پوشاننده تزييني است که براي نماهاي داخلي و خارجي استفاده مي¬شود. اين محصول مي¬تواند بر روي ديوارهاي رنگ شده، سنگ، سيمان، چوب، مقواي نازک، پلاستيک، فلز و شيشه به کار رود. بايراميکس که امروزه به عنوان نمای تزئینی داخل و خارج ساختمان به کار مي¬رود براي اولين بار در سال 1993 میلادی توسط یک گروه در ترکیه تولید و به دنیا عرضه شد. محصول حاضر به صورت ملات بوده و متشکل از مخلوط دانه های گرانیتی و مرمر سرامیزه با تنوع رنگ فراوان و دانه بندی های متعدد، رزین های طبیعی و مصنوعی و سایر افزودنی ها می باشد. بايراميكس بعد از اجرا و خشک شدن، نمای سنگ تزئینی به خود می گیرد. این نما روي سطوح چرب، غبار آلود، ناهموار، مرطوب و همچنين مواقعی که هوا طوفانی و دارای گرد و غبار می باشد قابل اجرا نيست.مزاياي کاربرد بايراميکس عبارتند از:

تنوع رنگ

کاربرد آسان

نگهداري و تعمير آسان

انعطاف¬پذيري

قابليت شست و شو با آب

بايراميکس به راحتي مي¬تواند ناهمواري¬هاي حاصل از گچ¬کاري را بپوشاند.

نمای بایرامیکس علی¬رغم مزایایی که دارد مورد استقبال جامعه مهندسین و پیمانکاران ساخت و ساز قرار نگرفته است چرا که این نما با بافت فرهنگی و سلیقه¬های ایرانی همخوانی ندارد و جلوه و زیبایی خود را ظرف مدت کوتاهی از دست می¬دهد.
نماي سنگ
دو گروه از سنگ¬هاي طبيعي که در نماي ساختمان به کار مي¬روند سنگ¬هاي آهکي و سنگ¬هاي آذرين هستند.سنگ¬هاي آهکي معمولاً به دليل وجود رگه¬هايي که در آنها ديده مي¬شود استحکام چنداني ندارند. و مشکل سنگ¬هاي آذرين معمولاً جذب آب پايين و عدم چسبندگي با بدنه ساختمان است.نماي ساختمان به دليل قرار گرفتن در معرض شرايط جوي (باران، يخبندان، آفتاب و آلاينده ها) از اهميت خاصي برخوردار است. سنگ نما بايد ويژگيهاي خاصي داشته باشد تا بتواند در برابر اين عوامل دوام بياورد. بنابراين سنگي که جهت نما استفاده مي¬شود بايد شرايط زير را داشته باشد:
1.   متناسب باآب و هواي منطقه باشد
سنگ بايد متناسب با شرايط اقليمي انتخاب گردد مثلاً در مناطق سرد و مرطوب، سنگ بايد داراي تخلخل بسيار کم باشد وگرنه ممکن است بر اثر يخبندان متلاشي شود يا در مکانهايي که امکان وزش طوفان شن وجود دارد، سنگ در معرض سايش بوده و بايد مقاومت به سايش بالا داشته باشد.
2.   قابليت صيقل خوردن و برش را داشته باشد.
3.   مقاومتهاي کششي و خمشي نسبتا خوبي را دارا باشد.
4.   ترکيبات کاني شناسي آن بايد در نظر گرفته شود
کانيهاي مضر (کانيهاي آهن) در برابر آب و هوا اکسيده شده و در نتيجه فرسودگي زودرس را به وجود مي آورند. وجود ناخالصي به صورت مجتمع در يک نقطه و يا يک امتداد، نقطه ضعف بوده و مي¬تواند باعث تخريب سنگ شود .
5.   سنگ انتخابي بايد چسبندگي خوبي را با ملات داشته باشد (داراي جذب آب مناسب باشد.)
6.   رنگ آن با ثبات باشد و در برابر بخارها و گازها و پرتو آفتاب پايدار باشد.

نمای سرامیک
با توجه به قیمت بالای سنگ و باری که سنگ به ساختمان تحمیل می کند، جهت نماي ساختمان در بعضي کشورهااستفاده از سرامیک رواج قابل ملاحظه ایی پیدا کرده است. نمایسرامیک مشکل وزن را تا حدود یک چهارم وزن سنگ حل کرده است ولی مشکل پیوستگی سراميک و نما بجز در موارد اندکی حل نشده است و با استفاده از روشهای نصب سعی در حل مشکل پیوستگی اجزای نما وجود دارد. این نماها با توجه بهطراحی قابل کنترل می توانند زیبایی خاص خود را به بيننده تقدیم کنند. از جمله معايب نماهاي سراميکي عايق نبودن آن به سرما و گرما و صدا مي¬باشد همچنين نماهاي سراميکي به دليل بازتاب شديد نور در مکان¬هاي شلوغ به کار نمي¬روند.
نماي آجر
يکي ديگر از انواع نماها، نماهاي آجري هستند که شامل آجرهاي رسي و آجرهاي شيلي مي¬شوند. نماهاي آجر علاوه بر زيبايي، تنوع و ثبات رنگ، به دليل ضريب انتقال حرارت پايين آجر، نقش يک عايق حرارتي و برودتي را براي ساختمان ايفا مي کنند و درنتيجه از هدر رفتن انرژي توسط سيستم گرمايشي و سرمايشي ساختمان جلوگيري مي¬کنند. نماهاي آجر بر حسب جنس و رنگ خود باعث دفع و انعکاس گرما در فصل تابستان و جذب انرژي خورشيدي و گرم شدن ساختمان در فصل زمستان مي¬شوند.
نماي خشک:
درسيستم نماي خشک براي اتصال آجرها به يکديگر از ملات استفاده نمي¬شود. براي اتصال آجرهاي مخصوصي که در اين سيستم به کار مي¬روند از تجهيزات فلزي مانند ريل استفاده مي¬شود.
مزاياي سيستم نماي خشک با آجر عبار تند از:
1.   عدم نياز به کارگر حرفه¬اي جهت نصب
در سيستم نماي خشک نصب آجر و ريل¬ها تنها به صورت مکانيکي است بنابراين اجراي اين سيستم نياز به کارگر حرفه¬اي ندارد.
2.   سرعت اجراي بالا
در نماي خشک به دليل استفاده از چهارجوب ¬هاي فلزي که خود قالب و الگوي اجرای نما محسوب مي¬شوند و نيز به دليل امکان آماده¬سازي نما در طبقه همکف و عدم استفاده از داربست، سرعت اجراي نما به طور چشمگيري افزايش مي¬يابد.
3.   عدم ايجاد ضايعات ساختمانی و سرو صدا
سيستم نماي خشک بدون برداشتن سطح ديوار موجود، مستقيماً بر روي ديوار قابل اجرا بوده وبنابراين اجراي اين سيستم بدون ايجاد ضايعات و زباله¬هاي ساختمانی معمول و همچنين بدون ايجاد سرو صدامي¬باشد.
4.   کاهش اتلاف انرژي
درسيستم نماي خشک ابتدا يک عايق حرارتي به طور مستقل با اتصال مکانيکي يا چسب به بدنه ساختمان محکم مي¬شود سپس چهارچوب يا اسکلت نگه¬دارنده که از جنس چوب، فولاد يا آلومينيوم مي¬باشد به ساختمان متصل شده تا نماي خشک با رعايت فاصله از عايق حرارتي بر روي چهارچوب نگه¬دارنده قرار گيرد. فضاي خالي که بين نما و عايق قرار دارد خود بهترين عايق حرارتي مي¬باشد لذا اين سيستم نقش بسزايي در کاهش اتلاف انرژي دارد.
5.   آساني اجرا براي ساختمان¬هاي مرتفع
اجراي اين سيستم به دليل عدم استفاده از ملات، درقسمت¬هاي مرتفع ساختمان بسيار سريعتر و آسان¬تر از ساير نماها مانند نماي آجر مي¬باشد همچنين در اين سيستم دسترسي براي مراقبت¬هاي دوره¬اي به خصوص در ساختمان¬هاي مرتفع وجود دارد ولي اين سيستم براي خانه¬هاي مسکوني کم ارتفاع، پر هزينه است و معمولاً مورد استفاده قرار نمي¬گيرد.
با توجه به مطالب گفته شده، مقايسه ضرايب هدايت حرارتي برخي ازمصالحي که در ساخت نما به کار مي-روند (جدول 1)و همچنين با استناد به پرسش نامه اي که توسط برخي از نماکاران و صاحب نظران دراين مورد پر شده است و نماهاي بالا را از نظر ويژگي¬هايي شامل سرعت اجرا، قيمت تمام شده به ازاي هر متر مربع، مقاومت در برابر ضربه، مقاومت در برابر يخ زدگي،مقاومت در برابر آتش¬سوزي، مقاومت در برابر زلزله و ريزش، انعطاف پذير بودن در اجرا، قابليت اجرا در ارتفاعات بالا، عايق بودن نسبت به سرما و گرما، عايق بودن نسبت به صدا، سبک بودن و کاهش وزن ساختمان، همخواني باهنر معماري ايراني و مقاومت در برابر آلاينده¬هاي موجود در هوا مورد مقايسه قرار داده¬اندمي¬توان نتيجه گرفت که در مجموع آجر ساخته شده از سنگ سیل و سنگ معدن مصالحي است که براي کاربرد در نما نسبت به ساير مصالح مي¬تواند در اولويت باشد.
جدول 1- مقايسه ضريب هدايت حرارتي برخي از مصالحي که در ساخت نما به کار مي¬روند

مصالح ساختماني

هوا

آجرشيلي

آجر رسي

شيشه

سراميک

سيمان

سنگ

آلومينيوم

ضريب انتقال حرارت

(W/mK)

02/0

3/1 -8/0

7/0-5/0

4/1- 9/0

06/1

73/1

7-2

237

منابع:
1. پاکزاد ،ج. 1382. پديدار شناسي نماي ساختمان¬هاي مسکوني و سير تکويني توقعات از آن. مجله هنرهاي زيبا. جلد شماره¬ي جهاردهم.
2. رضايي حريري، م و فياض، ر. تأثير نماهاي شيشه¬اي دو جداره بر شرايط حرارتي داخل ساختمان. مجله هنرهاي زيبا. جلد شماره¬ي ششم.

+ نوشته شده در شنبه بیست و یکم اردیبهشت ۱۳۹۲ ساعت 14:10 توسط مهندس ایمان رستگار |

مقايسه مزايا و معايب انواع نماهاي ساختمان

دوشنبه ، 7 آذر 1390 ، 13:15 | آخرین بروز رسانی مطلب در | نوشته شده توسط Administrator |

|

مقايسه مزايا و معايب انواع نماهاي ساختمان
مرکز تحقیق و توسعه کارخانه آجر نماچین

نماي ساختمان يکي از اجزاي بسيار مهم ساختمان است. برخي از عملکردهاي نما و عوامل مؤثر در نما سازي در زير به طور خلاصه بيان شده است:

1.   نما و حفاظت
ابتدايي¬ترين و حتي از لحاظ قدمت اولين وظيفه¬اي که نما عهده¬دار گرديد، وظيفه حفاظت بود. انسان¬ها براي حفاظت از عوامل جوي و اقليمي، براي خود فضايي را به نام خانه ايجاد کردند. عدم وجود منفذ در ساختمان گرچه جلوي باد، باران، گرما و سرما را مي¬گرفت، ولي ساختمان را از نور و تهويه لازم محروم مي-کرد. هرچه نياز به اين مواهب زيادتر شد نیاز به ايجاد روزنه در ديواره ساختمان افزايش يافتو در نتيجه نياز به پوسته ديگري به نام نما جهت حفاظت بيشتر، به وجود آمد (پاکزاد، 1386).
نماي ساختمان به عنوان يک محافظ بايد مشخصه هاي فني زير را داشته باشد:

1-1- عايق بودن نسبت به سرما، گرما
مصالح مختلف ساختماني ضريب انتقال حرارت و ظرفيت گرمايي ويژه مختلفی دارند و در نتيجه عملکرد حرارتي متفاوتي خواهند داشت. يک سيستم نماي موفق، نمايي است که زيبايي و بهره-وري انرژي را باهم داشته باشد. داشتن نمايي که عملکرد حرارتي خوبي داشته باشد مستقيماً مصرف انرژي را تحت تأثير قرار مي¬دهد لذا در نماي ساختمان، استفاده از مصالحي که ضريب انتقال حرارتي کمتري دارند، بايد مورد توجه قرار گيرد.

1-2-   عايق بودن نسبت به صوت
نماي ساختمان مي¬تواند بعنوان يک عایق صوتی ایده‌ال و مناسب عمل کند. توجه به اين ويژگي به خصوص براي ساختمان¬هايي که در شهرهاي بزرگ صنعتي و تجاري و يا در کنار مسير گذراصلي واقع شده¬اند از اهمييت ويژه¬اي برخوردار مي¬باشد.
1-3- مقاومت در برابر زلزله
1-4- مقاومت در برابر ضربه
1-5- مقاومت در برابر يخ زدگي
1-6- مقاومت در برابر آتش سوزي
1-7- مقاومت در برابر ريزش
1-8- انعطاف پذير بودن در اجراي نما
1-9- سبک بودن
1-10-   قابل اجرا بودن در ساختمانهاي مرتفع
2.   نما به عنوان رابط
نماي ساختمان بايد به شکلي طراحي شود که علي¬رغم حفاظت محيط داخل از بيرون، ارتباط فضاي بيرون را با محيط داخل ساختمان به خوبي برقرار کند. مثلاً امکان تابش نور به داخل و يا امکان استفاده از چشم-انداز بيرون وجود داشته باشد (پاکزاد، 1386).

3.   نما به عنوان يک معرف
همان¬طور که که لباس فرد، معرف شخصيت وي مي¬باشد، خانه نيز به مانند لباس دوم ميبايست معرف شخصيت و مقام اجتماعي مالک خود باشد. در معماري غرب نما داراي حالت نمايش است، بدين صورت که در همان وهله اول کسي را که پشت آن زندگي مي¬کند، نشان مي¬دهد. در واقع نما معرف شخصيت خانوادگي و طبقه اجتماعي صاحبخانه است (پاکزاد، 1386). نما علاوه بر معرفي شخصيت مالک، معرف موقعيت مکاني ملک و نوع کاربري ساختمان نيز مي¬باشد.

4.   نما ي هر ساختمان به عنوان عنصري از نماي مجموعه شهري
ما در فضاي شهري با يک ساختمان روبرو نيستيم، در واقع هر ساختمان جزئي از فضاي شهري محسوب مي¬شود که زشتي آن بر فضاهاي عمومي تأثير گذار است و زيبايي آن منوط به هماهنگي با ساير عناصر آن مکان است. ساختمان يک موجود منزوي و خود بسنده نيست که بتواند تمام توجه طراح و مالک را به خود جلب کند ، بلکه مي¬بايست با حفظ شخصيت و اعتبار خود، عنصري از يک جامعه وحدت يافته باشد (پاکزاد، 1386) .

5.   زيبايي نما
نما صورت ظاهر و منظره خارجي هر ساختمان است و پوششي مخفي و به دور از انتظار عموم نيست. نما همواره مورد توجه عموم قرار مي¬گيرد، لذا زيبايي جزء جدايي ناپذير هر نما مي¬باشد همچنين زيبايي و چگونگي نما معرف هنر و کيفيت کار مهندس معمار و طراح ساختمان نيز مي¬باشد.

6.   نماي ساختمان و شرايط محيطي
نماي هر واحد مسکوني بسته به شرايط محيطي از جمله آب و هوا، باد و طوفان، زلزله و ميزان آلاينده-هاي هوا در مناطق مختلف، متفاوت مي¬باشند. مصالحي که در نماهاي شهرهاي بزرگ و صنعتي که آلايند¬گي بالا دارند، به کار مي¬رود در مقايسه با مصالح کاربردي براي نماي شهرهاي کوچک که هواي پاک دارند متفاوت است همچنين نماي ساختمان در مناطق سردسير به لحاظ ميزان مقاومت در برابر يخزدگي يا عايق بودن نسبت به سرما و گرما با نماي قابل کاربرد در مناطق گرمسير متفاوت مي¬باشد.

7.   قيمت تمام شده نما
يکي از شاخصه¬هاي بسيار مهم در انتخاب نما، قيمت تمام شده نما است. هرچه قيمت نما افزايش يابد، قدرت خريد کاهش يافته و دايره مصرف¬کنندگان آن نما محدودتر خواهد شد.

8.   سرعت اجراي نما
با توجه به اينکه طولاني شدن در بهره¬برداري از هر پروژه ساختماني مي¬تواند عامل افزايش هزينه¬ها و افت ارزش پول شود، لذا سرعت در اجراي نما بسيار مؤثر خواهد بود.

در زير ويژگي¬هاي برخي از انواع نما هايي که اخيراً به کار مي¬روند به طور خلاصه بيان شده است.
نماهاي تماماً شيشه
نماهاي تماماً شيشه از دوران معماري مدرن به عنوان پوشش ساختمان¬ها به کار مي¬رفتند. هدف از اجراي نماي تماماً شيشه عبار تند از (رضايي حريري و فياض،1382):

کاهش بار مرده ساختمان ¬هاي بلند

سرعت بخشيدن به اجرا

تأمين ديد يکپارچه از مناظر بيرون براي ساکنين داخل

ايجاد احساس سبکي و ظرافت در ساختمان از ديد يک ناظر شهري

نمايش زندگي درون ساختمان از بيرون به دنبال روشن و خاموش شدن چراغ¬هاي داخلي در طول شبانه روز

نماهاي تماماً شيشه به علت ضخامت کم و مقاومت حرارتي اندک، مشکلات فراواني را براي ساکنين فراهم مي¬آورند. اين مشکلات عبارتند از:
1.   افزايش بيش از حد دماي داخلي ساختمان در فصول گرم و معتدل سال
نماهاي تماماً شيشه در صورتي¬که سايبان خارجي مناسب براي آنها پيش¬بيني نشده باشد، در اوقات گرم و معتدل سال به علت تابش آفتاب به فضاي داخل، سبب افزايش بيش از حد دماي داخل مي-شوند.
2.   احساس عدم آسايش حرارتي در فصول سرد سال
دماي سطح نماي شيشه¬اي به علت مقاومت حرارتي کم، در فصول سرد سال نزديک به دماي محيط خارج بوده و بدن افراد مستقر در نزديکي نما از طريق تشعشع با نما تبادل حرارت کرده و ساکنين احساس عدم آسايش حرارتي خواهند نمود.
3.   مصرف زياد انرژي و آلودگي هوا
در نماهاي شيشه¬اي در اثر تبادل حرارت از طريق جابجايي بين هواي گرم داخل اتاق و سطح سرد شيشه، دماي داخل کاهش يافته و براي حفظ دما در حد آسايش، نياز به مصرف زياد انرژي خواهد بود. اگرچه انواع گوناگون شيشه¬هايي ساخته شده¬اند که جاذب حرارت بوده و از ورود تابش خورشيد به داخل جلوگيري مي¬کنند، و يا شيشه¬هاي دو جداره¬اي وجود دارند که مقاومت هدايت حرارتي بهتري نسبت به شيشه¬هاي يک جداره دارند، اما با اين حال هنوز هم نماهاي شيشه¬اي نسبت به ساير مصالح ساختماني داراي ضريب هدايت حرارتي زياد بوده و باعث اتلاف حرارت زياد مي¬شوند. اتلاف حرارتي بسيار زياد و مصرف زياد انرژي جهت تأمين گرمايش و سرمايش در نماهاي شيشه¬اي لاجرم باعث آلودگي بيشتر هوا مي¬گردد.

مقايسه نماهاي آجر، شيشه يک جداره و شيشه دو جداره با يکديگر از نظر ويژگي-هاي حرارتي
در يک آزمايش به منظور مقايسه نماي آجري، شيشه يک جداره و شيشه دو جداره با يکديگر از نظر ويژگي¬هاي حرارتي دماي خارج ساختمان براي هر سه نما صفر و دماي داخل در حد 20 درجه حفظ شد. اختلاف دما بين سطح داخلي و خارجي ومقايسه ضريب انتقال حرارت براي هر کدام از نماهاي شيشه يک¬جداره، شيشه دو جداره و ديوار آجري 22 سانتي¬متري در شکل 1 نشان داده شده است. هرچه ضريب هدايت حرارت کاهش يابد اختلاف دماي بين دو سطح افزايش مييابد ( شکل 2). بنابراين اگر براي گرم کردن فضاي داخل، انرژی مصرف نشود، دماي سطح داخلي براي شيشه يک جداره 4/.، براي شيشه دو جداره 3/9 و براي ديوار آجري 7/12 خواهد بود. به اين ترتيب مشاهده مي¬شود که شيشه دو جداره علي¬رغم داشتن وضعيت حرارتي بهتر نسبت به يک شيشه يک جداره از نظر تأمين شرايط حرارتي فضاي داخل نسببت به نماي آجري مناسب نيست (رضايي حريري و فياض، 1382).

شکل 1- مقايسه ضريب هدايت حرارتي(W/m2k)و نوسان دما (°C)در شيشه يک جداره، دو جداره و ديوار آجري (رضايي حريري و فياض،1382).

شکل2- رابطه معکوس ضريب انتقال حرارت و اختلاف دما بين دو سطح در ديوار آجري، شيشه دو جداره و شيشه يک جداره(رضايي حريري و فياض،1382).

نماي کامپوزيتي:
کامپوزيت¬ها يک کلاس منحصر به فرد از مواد هستند که از ترکيب دو يا چند ماده جداگانه تشکيل شده اند که ماده حاصل نسبت به هر کدام از اجزاي تشکيل دهنده استحکام و دوام بيشتري دارد. امروزه از کامپوزيت¬ها براي نماي بيروني ساختمان استفاده مي¬شود. ورق هاي کامپوزيت متشکل از دو لايه آلومينيوم و يک هسته از جنس پلاستيک يا يک ماده معدني پرکننده مي¬باشند کهدر بين اين دو لايه قرار مي گيرد. از آنجا که نمي توان ماده‌اي يافت که همه خواص مورد نظر را دارا باشد، بايد بهدنبال چاره‌اي ديگر بود. کليد اين مشکل، استفاده از کامپوزيتها است. خواص کامپوزيتها در مجموع از هرکدام از اجزاي تشکيل دهنده¬ي آنها بهتر است و اجزايمختلف، کارايي يکديگر را بهبود مي‌بخشند و اين يکي از مزيت¬هاي کامپوزيتها محسوب مي¬شود، از مزاياي ديگر کامپوزيتها مي¬توان سبک بودن، سهولت در مونتاژ، تعمير و نگهداري را نام برد با اين وجود کامپوزيتها از نظر انعطاف¬پذيري در اجرا، در سطح ضعيفي عمل مي¬کنند.

نماي بايراميکس:
بایرامیکس يک سيستم پوشاننده تزييني است که براي نماهاي داخلي و خارجي استفاده مي¬شود. اين محصول مي¬تواند بر روي ديوارهاي رنگ شده، سنگ، سيمان، چوب، مقواي نازک، پلاستيک، فلز و شيشه به کار رود. بايراميکس که امروزه به عنوان نمای تزئینی داخل و خارج ساختمان به کار مي¬رود براي اولين بار در سال 1993 میلادی توسط یک گروه در ترکیه تولید و به دنیا عرضه شد. محصول حاضر به صورت ملات بوده و متشکل از مخلوط دانه های گرانیتی و مرمر سرامیزه با تنوع رنگ فراوان و دانه بندی های متعدد، رزین های طبیعی و مصنوعی و سایر افزودنی ها می باشد. بايراميكس بعد از اجرا و خشک شدن، نمای سنگ تزئینی به خود می گیرد. این نما روي سطوح چرب، غبار آلود، ناهموار، مرطوب و همچنين مواقعی که هوا طوفانی و دارای گرد و غبار می باشد قابل اجرا نيست.مزاياي کاربرد بايراميکس عبارتند از:

تنوع رنگ

کاربرد آسان

نگهداري و تعمير آسان

انعطاف¬پذيري

قابليت شست و شو با آب

بايراميکس به راحتي مي¬تواند ناهمواري¬هاي حاصل از گچ¬کاري را بپوشاند.

نمای بایرامیکس علی¬رغم مزایایی که دارد مورد استقبال جامعه مهندسین و پیمانکاران ساخت و ساز قرار نگرفته است چرا که این نما با بافت فرهنگی و سلیقه¬های ایرانی همخوانی ندارد و جلوه و زیبایی خود را ظرف مدت کوتاهی از دست می¬دهد.
نماي سنگ
دو گروه از سنگ¬هاي طبيعي که در نماي ساختمان به کار مي¬روند سنگ¬هاي آهکي و سنگ¬هاي آذرين هستند.سنگ¬هاي آهکي معمولاً به دليل وجود رگه¬هايي که در آنها ديده مي¬شود استحکام چنداني ندارند. و مشکل سنگ¬هاي آذرين معمولاً جذب آب پايين و عدم چسبندگي با بدنه ساختمان است.نماي ساختمان به دليل قرار گرفتن در معرض شرايط جوي (باران، يخبندان، آفتاب و آلاينده ها) از اهميت خاصي برخوردار است. سنگ نما بايد ويژگيهاي خاصي داشته باشد تا بتواند در برابر اين عوامل دوام بياورد. بنابراين سنگي که جهت نما استفاده مي¬شود بايد شرايط زير را داشته باشد:
1.   متناسب باآب و هواي منطقه باشد
سنگ بايد متناسب با شرايط اقليمي انتخاب گردد مثلاً در مناطق سرد و مرطوب، سنگ بايد داراي تخلخل بسيار کم باشد وگرنه ممکن است بر اثر يخبندان متلاشي شود يا در مکانهايي که امکان وزش طوفان شن وجود دارد، سنگ در معرض سايش بوده و بايد مقاومت به سايش بالا داشته باشد.
2.   قابليت صيقل خوردن و برش را داشته باشد.
3.   مقاومتهاي کششي و خمشي نسبتا خوبي را دارا باشد.
4.   ترکيبات کاني شناسي آن بايد در نظر گرفته شود
کانيهاي مضر (کانيهاي آهن) در برابر آب و هوا اکسيده شده و در نتيجه فرسودگي زودرس را به وجود مي آورند. وجود ناخالصي به صورت مجتمع در يک نقطه و يا يک امتداد، نقطه ضعف بوده و مي¬تواند باعث تخريب سنگ شود .
5.   سنگ انتخابي بايد چسبندگي خوبي را با ملات داشته باشد (داراي جذب آب مناسب باشد.)
6.   رنگ آن با ثبات باشد و در برابر بخارها و گازها و پرتو آفتاب پايدار باشد.

نمای سرامیک
با توجه به قیمت بالای سنگ و باری که سنگ به ساختمان تحمیل می کند، جهت نماي ساختمان در بعضي کشورهااستفاده از سرامیک رواج قابل ملاحظه ایی پیدا کرده است. نمایسرامیک مشکل وزن را تا حدود یک چهارم وزن سنگ حل کرده است ولی مشکل پیوستگی سراميک و نما بجز در موارد اندکی حل نشده است و با استفاده از روشهای نصب سعی در حل مشکل پیوستگی اجزای نما وجود دارد. این نماها با توجه بهطراحی قابل کنترل می توانند زیبایی خاص خود را به بيننده تقدیم کنند. از جمله معايب نماهاي سراميکي عايق نبودن آن به سرما و گرما و صدا مي¬باشد همچنين نماهاي سراميکي به دليل بازتاب شديد نور در مکان¬هاي شلوغ به کار نمي¬روند.
نماي آجر
يکي ديگر از انواع نماها، نماهاي آجري هستند که شامل آجرهاي رسي و آجرهاي شيلي مي¬شوند. نماهاي آجر علاوه بر زيبايي، تنوع و ثبات رنگ، به دليل ضريب انتقال حرارت پايين آجر، نقش يک عايق حرارتي و برودتي را براي ساختمان ايفا مي کنند و درنتيجه از هدر رفتن انرژي توسط سيستم گرمايشي و سرمايشي ساختمان جلوگيري مي¬کنند. نماهاي آجر بر حسب جنس و رنگ خود باعث دفع و انعکاس گرما در فصل تابستان و جذب انرژي خورشيدي و گرم شدن ساختمان در فصل زمستان مي¬شوند.
نماي خشک:
درسيستم نماي خشک براي اتصال آجرها به يکديگر از ملات استفاده نمي¬شود. براي اتصال آجرهاي مخصوصي که در اين سيستم به کار مي¬روند از تجهيزات فلزي مانند ريل استفاده مي¬شود.
مزاياي سيستم نماي خشک با آجر عبار تند از:
1.   عدم نياز به کارگر حرفه¬اي جهت نصب
در سيستم نماي خشک نصب آجر و ريل¬ها تنها به صورت مکانيکي است بنابراين اجراي اين سيستم نياز به کارگر حرفه¬اي ندارد.
2.   سرعت اجراي بالا
در نماي خشک به دليل استفاده از چهارجوب ¬هاي فلزي که خود قالب و الگوي اجرای نما محسوب مي¬شوند و نيز به دليل امکان آماده¬سازي نما در طبقه همکف و عدم استفاده از داربست، سرعت اجراي نما به طور چشمگيري افزايش مي¬يابد.
3.   عدم ايجاد ضايعات ساختمانی و سرو صدا
سيستم نماي خشک بدون برداشتن سطح ديوار موجود، مستقيماً بر روي ديوار قابل اجرا بوده وبنابراين اجراي اين سيستم بدون ايجاد ضايعات و زباله¬هاي ساختمانی معمول و همچنين بدون ايجاد سرو صدامي¬باشد.
4.   کاهش اتلاف انرژي
درسيستم نماي خشک ابتدا يک عايق حرارتي به طور مستقل با اتصال مکانيکي يا چسب به بدنه ساختمان محکم مي¬شود سپس چهارچوب يا اسکلت نگه¬دارنده که از جنس چوب، فولاد يا آلومينيوم مي¬باشد به ساختمان متصل شده تا نماي خشک با رعايت فاصله از عايق حرارتي بر روي چهارچوب نگه¬دارنده قرار گيرد. فضاي خالي که بين نما و عايق قرار دارد خود بهترين عايق حرارتي مي¬باشد لذا اين سيستم نقش بسزايي در کاهش اتلاف انرژي دارد.
5.   آساني اجرا براي ساختمان¬هاي مرتفع
اجراي اين سيستم به دليل عدم استفاده از ملات، درقسمت¬هاي مرتفع ساختمان بسيار سريعتر و آسان¬تر از ساير نماها مانند نماي آجر مي¬باشد همچنين در اين سيستم دسترسي براي مراقبت¬هاي دوره¬اي به خصوص در ساختمان¬هاي مرتفع وجود دارد ولي اين سيستم براي خانه¬هاي مسکوني کم ارتفاع، پر هزينه است و معمولاً مورد استفاده قرار نمي¬گيرد.
با توجه به مطالب گفته شده، مقايسه ضرايب هدايت حرارتي برخي ازمصالحي که در ساخت نما به کار مي-روند (جدول 1)و همچنين با استناد به پرسش نامه اي که توسط برخي از نماکاران و صاحب نظران دراين مورد پر شده است و نماهاي بالا را از نظر ويژگي¬هايي شامل سرعت اجرا، قيمت تمام شده به ازاي هر متر مربع، مقاومت در برابر ضربه، مقاومت در برابر يخ زدگي،مقاومت در برابر آتش¬سوزي، مقاومت در برابر زلزله و ريزش، انعطاف پذير بودن در اجرا، قابليت اجرا در ارتفاعات بالا، عايق بودن نسبت به سرما و گرما، عايق بودن نسبت به صدا، سبک بودن و کاهش وزن ساختمان، همخواني باهنر معماري ايراني و مقاومت در برابر آلاينده¬هاي موجود در هوا مورد مقايسه قرار داده¬اندمي¬توان نتيجه گرفت که در مجموع آجر ساخته شده از سنگ سیل و سنگ معدن مصالحي است که براي کاربرد در نما نسبت به ساير مصالح مي¬تواند در اولويت باشد.
جدول 1- مقايسه ضريب هدايت حرارتي برخي از مصالحي که در ساخت نما به کار مي¬روند

مصالح ساختماني

هوا

آجرشيلي

آجر رسي

شيشه

سراميک

سيمان

سنگ

آلومينيوم

ضريب انتقال حرارت

(W/mK)

02/0

3/1 -8/0

7/0-5/0

4/1- 9/0

06/1

73/1

7-2

237

منابع:
1. پاکزاد ،ج. 1382. پديدار شناسي نماي ساختمان¬هاي مسکوني و سير تکويني توقعات از آن. مجله هنرهاي زيبا. جلد شماره¬ي جهاردهم.
2. رضايي حريري، م و فياض، ر. تأثير نماهاي شيشه¬اي دو جداره بر شرايط حرارتي داخل ساختمان. مجله هنرهاي زيبا. جلد شماره¬ي ششم.

+ نوشته شده در شنبه بیست و یکم اردیبهشت ۱۳۹۲ ساعت 14:10 توسط مهندس ایمان رستگار |

مقايسه مزايا و معايب انواع نماهاي ساختمان

دوشنبه ، 7 آذر 1390 ، 13:15 | آخرین بروز رسانی مطلب در | نوشته شده توسط Administrator |

|

مقايسه مزايا و معايب انواع نماهاي ساختمان
مرکز تحقیق و توسعه کارخانه آجر نماچین

نماي ساختمان يکي از اجزاي بسيار مهم ساختمان است. برخي از عملکردهاي نما و عوامل مؤثر در نما سازي در زير به طور خلاصه بيان شده است:

1.   نما و حفاظت
ابتدايي¬ترين و حتي از لحاظ قدمت اولين وظيفه¬اي که نما عهده¬دار گرديد، وظيفه حفاظت بود. انسان¬ها براي حفاظت از عوامل جوي و اقليمي، براي خود فضايي را به نام خانه ايجاد کردند. عدم وجود منفذ در ساختمان گرچه جلوي باد، باران، گرما و سرما را مي¬گرفت، ولي ساختمان را از نور و تهويه لازم محروم مي-کرد. هرچه نياز به اين مواهب زيادتر شد نیاز به ايجاد روزنه در ديواره ساختمان افزايش يافتو در نتيجه نياز به پوسته ديگري به نام نما جهت حفاظت بيشتر، به وجود آمد (پاکزاد، 1386).
نماي ساختمان به عنوان يک محافظ بايد مشخصه هاي فني زير را داشته باشد:

1-1- عايق بودن نسبت به سرما، گرما
مصالح مختلف ساختماني ضريب انتقال حرارت و ظرفيت گرمايي ويژه مختلفی دارند و در نتيجه عملکرد حرارتي متفاوتي خواهند داشت. يک سيستم نماي موفق، نمايي است که زيبايي و بهره-وري انرژي را باهم داشته باشد. داشتن نمايي که عملکرد حرارتي خوبي داشته باشد مستقيماً مصرف انرژي را تحت تأثير قرار مي¬دهد لذا در نماي ساختمان، استفاده از مصالحي که ضريب انتقال حرارتي کمتري دارند، بايد مورد توجه قرار گيرد.

1-2-   عايق بودن نسبت به صوت
نماي ساختمان مي¬تواند بعنوان يک عایق صوتی ایده‌ال و مناسب عمل کند. توجه به اين ويژگي به خصوص براي ساختمان¬هايي که در شهرهاي بزرگ صنعتي و تجاري و يا در کنار مسير گذراصلي واقع شده¬اند از اهمييت ويژه¬اي برخوردار مي¬باشد.
1-3- مقاومت در برابر زلزله
1-4- مقاومت در برابر ضربه
1-5- مقاومت در برابر يخ زدگي
1-6- مقاومت در برابر آتش سوزي
1-7- مقاومت در برابر ريزش
1-8- انعطاف پذير بودن در اجراي نما
1-9- سبک بودن
1-10-   قابل اجرا بودن در ساختمانهاي مرتفع
2.   نما به عنوان رابط
نماي ساختمان بايد به شکلي طراحي شود که علي¬رغم حفاظت محيط داخل از بيرون، ارتباط فضاي بيرون را با محيط داخل ساختمان به خوبي برقرار کند. مثلاً امکان تابش نور به داخل و يا امکان استفاده از چشم-انداز بيرون وجود داشته باشد (پاکزاد، 1386).

3.   نما به عنوان يک معرف
همان¬طور که که لباس فرد، معرف شخصيت وي مي¬باشد، خانه نيز به مانند لباس دوم ميبايست معرف شخصيت و مقام اجتماعي مالک خود باشد. در معماري غرب نما داراي حالت نمايش است، بدين صورت که در همان وهله اول کسي را که پشت آن زندگي مي¬کند، نشان مي¬دهد. در واقع نما معرف شخصيت خانوادگي و طبقه اجتماعي صاحبخانه است (پاکزاد، 1386). نما علاوه بر معرفي شخصيت مالک، معرف موقعيت مکاني ملک و نوع کاربري ساختمان نيز مي¬باشد.

4.   نما ي هر ساختمان به عنوان عنصري از نماي مجموعه شهري
ما در فضاي شهري با يک ساختمان روبرو نيستيم، در واقع هر ساختمان جزئي از فضاي شهري محسوب مي¬شود که زشتي آن بر فضاهاي عمومي تأثير گذار است و زيبايي آن منوط به هماهنگي با ساير عناصر آن مکان است. ساختمان يک موجود منزوي و خود بسنده نيست که بتواند تمام توجه طراح و مالک را به خود جلب کند ، بلکه مي¬بايست با حفظ شخصيت و اعتبار خود، عنصري از يک جامعه وحدت يافته باشد (پاکزاد، 1386) .

5.   زيبايي نما
نما صورت ظاهر و منظره خارجي هر ساختمان است و پوششي مخفي و به دور از انتظار عموم نيست. نما همواره مورد توجه عموم قرار مي¬گيرد، لذا زيبايي جزء جدايي ناپذير هر نما مي¬باشد همچنين زيبايي و چگونگي نما معرف هنر و کيفيت کار مهندس معمار و طراح ساختمان نيز مي¬باشد.

6.   نماي ساختمان و شرايط محيطي
نماي هر واحد مسکوني بسته به شرايط محيطي از جمله آب و هوا، باد و طوفان، زلزله و ميزان آلاينده-هاي هوا در مناطق مختلف، متفاوت مي¬باشند. مصالحي که در نماهاي شهرهاي بزرگ و صنعتي که آلايند¬گي بالا دارند، به کار مي¬رود در مقايسه با مصالح کاربردي براي نماي شهرهاي کوچک که هواي پاک دارند متفاوت است همچنين نماي ساختمان در مناطق سردسير به لحاظ ميزان مقاومت در برابر يخزدگي يا عايق بودن نسبت به سرما و گرما با نماي قابل کاربرد در مناطق گرمسير متفاوت مي¬باشد.

7.   قيمت تمام شده نما
يکي از شاخصه¬هاي بسيار مهم در انتخاب نما، قيمت تمام شده نما است. هرچه قيمت نما افزايش يابد، قدرت خريد کاهش يافته و دايره مصرف¬کنندگان آن نما محدودتر خواهد شد.

8.   سرعت اجراي نما
با توجه به اينکه طولاني شدن در بهره¬برداري از هر پروژه ساختماني مي¬تواند عامل افزايش هزينه¬ها و افت ارزش پول شود، لذا سرعت در اجراي نما بسيار مؤثر خواهد بود.

در زير ويژگي¬هاي برخي از انواع نما هايي که اخيراً به کار مي¬روند به طور خلاصه بيان شده است.
نماهاي تماماً شيشه
نماهاي تماماً شيشه از دوران معماري مدرن به عنوان پوشش ساختمان¬ها به کار مي¬رفتند. هدف از اجراي نماي تماماً شيشه عبار تند از (رضايي حريري و فياض،1382):

کاهش بار مرده ساختمان ¬هاي بلند

سرعت بخشيدن به اجرا

تأمين ديد يکپارچه از مناظر بيرون براي ساکنين داخل

ايجاد احساس سبکي و ظرافت در ساختمان از ديد يک ناظر شهري

نمايش زندگي درون ساختمان از بيرون به دنبال روشن و خاموش شدن چراغ¬هاي داخلي در طول شبانه روز

نماهاي تماماً شيشه به علت ضخامت کم و مقاومت حرارتي اندک، مشکلات فراواني را براي ساکنين فراهم مي¬آورند. اين مشکلات عبارتند از:
1.   افزايش بيش از حد دماي داخلي ساختمان در فصول گرم و معتدل سال
نماهاي تماماً شيشه در صورتي¬که سايبان خارجي مناسب براي آنها پيش¬بيني نشده باشد، در اوقات گرم و معتدل سال به علت تابش آفتاب به فضاي داخل، سبب افزايش بيش از حد دماي داخل مي-شوند.
2.   احساس عدم آسايش حرارتي در فصول سرد سال
دماي سطح نماي شيشه¬اي به علت مقاومت حرارتي کم، در فصول سرد سال نزديک به دماي محيط خارج بوده و بدن افراد مستقر در نزديکي نما از طريق تشعشع با نما تبادل حرارت کرده و ساکنين احساس عدم آسايش حرارتي خواهند نمود.
3.   مصرف زياد انرژي و آلودگي هوا
در نماهاي شيشه¬اي در اثر تبادل حرارت از طريق جابجايي بين هواي گرم داخل اتاق و سطح سرد شيشه، دماي داخل کاهش يافته و براي حفظ دما در حد آسايش، نياز به مصرف زياد انرژي خواهد بود. اگرچه انواع گوناگون شيشه¬هايي ساخته شده¬اند که جاذب حرارت بوده و از ورود تابش خورشيد به داخل جلوگيري مي¬کنند، و يا شيشه¬هاي دو جداره¬اي وجود دارند که مقاومت هدايت حرارتي بهتري نسبت به شيشه¬هاي يک جداره دارند، اما با اين حال هنوز هم نماهاي شيشه¬اي نسبت به ساير مصالح ساختماني داراي ضريب هدايت حرارتي زياد بوده و باعث اتلاف حرارت زياد مي¬شوند. اتلاف حرارتي بسيار زياد و مصرف زياد انرژي جهت تأمين گرمايش و سرمايش در نماهاي شيشه¬اي لاجرم باعث آلودگي بيشتر هوا مي¬گردد.

مقايسه نماهاي آجر، شيشه يک جداره و شيشه دو جداره با يکديگر از نظر ويژگي-هاي حرارتي
در يک آزمايش به منظور مقايسه نماي آجري، شيشه يک جداره و شيشه دو جداره با يکديگر از نظر ويژگي¬هاي حرارتي دماي خارج ساختمان براي هر سه نما صفر و دماي داخل در حد 20 درجه حفظ شد. اختلاف دما بين سطح داخلي و خارجي ومقايسه ضريب انتقال حرارت براي هر کدام از نماهاي شيشه يک¬جداره، شيشه دو جداره و ديوار آجري 22 سانتي¬متري در شکل 1 نشان داده شده است. هرچه ضريب هدايت حرارت کاهش يابد اختلاف دماي بين دو سطح افزايش مييابد ( شکل 2). بنابراين اگر براي گرم کردن فضاي داخل، انرژی مصرف نشود، دماي سطح داخلي براي شيشه يک جداره 4/.، براي شيشه دو جداره 3/9 و براي ديوار آجري 7/12 خواهد بود. به اين ترتيب مشاهده مي¬شود که شيشه دو جداره علي¬رغم داشتن وضعيت حرارتي بهتر نسبت به يک شيشه يک جداره از نظر تأمين شرايط حرارتي فضاي داخل نسببت به نماي آجري مناسب نيست (رضايي حريري و فياض، 1382).

شکل 1- مقايسه ضريب هدايت حرارتي(W/m2k)و نوسان دما (°C)در شيشه يک جداره، دو جداره و ديوار آجري (رضايي حريري و فياض،1382).

شکل2- رابطه معکوس ضريب انتقال حرارت و اختلاف دما بين دو سطح در ديوار آجري، شيشه دو جداره و شيشه يک جداره(رضايي حريري و فياض،1382).

نماي کامپوزيتي:
کامپوزيت¬ها يک کلاس منحصر به فرد از مواد هستند که از ترکيب دو يا چند ماده جداگانه تشکيل شده اند که ماده حاصل نسبت به هر کدام از اجزاي تشکيل دهنده استحکام و دوام بيشتري دارد. امروزه از کامپوزيت¬ها براي نماي بيروني ساختمان استفاده مي¬شود. ورق هاي کامپوزيت متشکل از دو لايه آلومينيوم و يک هسته از جنس پلاستيک يا يک ماده معدني پرکننده مي¬باشند کهدر بين اين دو لايه قرار مي گيرد. از آنجا که نمي توان ماده‌اي يافت که همه خواص مورد نظر را دارا باشد، بايد بهدنبال چاره‌اي ديگر بود. کليد اين مشکل، استفاده از کامپوزيتها است. خواص کامپوزيتها در مجموع از هرکدام از اجزاي تشکيل دهنده¬ي آنها بهتر است و اجزايمختلف، کارايي يکديگر را بهبود مي‌بخشند و اين يکي از مزيت¬هاي کامپوزيتها محسوب مي¬شود، از مزاياي ديگر کامپوزيتها مي¬توان سبک بودن، سهولت در مونتاژ، تعمير و نگهداري را نام برد با اين وجود کامپوزيتها از نظر انعطاف¬پذيري در اجرا، در سطح ضعيفي عمل مي¬کنند.

نماي بايراميکس:
بایرامیکس يک سيستم پوشاننده تزييني است که براي نماهاي داخلي و خارجي استفاده مي¬شود. اين محصول مي¬تواند بر روي ديوارهاي رنگ شده، سنگ، سيمان، چوب، مقواي نازک، پلاستيک، فلز و شيشه به کار رود. بايراميکس که امروزه به عنوان نمای تزئینی داخل و خارج ساختمان به کار مي¬رود براي اولين بار در سال 1993 میلادی توسط یک گروه در ترکیه تولید و به دنیا عرضه شد. محصول حاضر به صورت ملات بوده و متشکل از مخلوط دانه های گرانیتی و مرمر سرامیزه با تنوع رنگ فراوان و دانه بندی های متعدد، رزین های طبیعی و مصنوعی و سایر افزودنی ها می باشد. بايراميكس بعد از اجرا و خشک شدن، نمای سنگ تزئینی به خود می گیرد. این نما روي سطوح چرب، غبار آلود، ناهموار، مرطوب و همچنين مواقعی که هوا طوفانی و دارای گرد و غبار می باشد قابل اجرا نيست.مزاياي کاربرد بايراميکس عبارتند از:

تنوع رنگ

کاربرد آسان

نگهداري و تعمير آسان

انعطاف¬پذيري

قابليت شست و شو با آب

بايراميکس به راحتي مي¬تواند ناهمواري¬هاي حاصل از گچ¬کاري را بپوشاند.

نمای بایرامیکس علی¬رغم مزایایی که دارد مورد استقبال جامعه مهندسین و پیمانکاران ساخت و ساز قرار نگرفته است چرا که این نما با بافت فرهنگی و سلیقه¬های ایرانی همخوانی ندارد و جلوه و زیبایی خود را ظرف مدت کوتاهی از دست می¬دهد.
نماي سنگ
دو گروه از سنگ¬هاي طبيعي که در نماي ساختمان به کار مي¬روند سنگ¬هاي آهکي و سنگ¬هاي آذرين هستند.سنگ¬هاي آهکي معمولاً به دليل وجود رگه¬هايي که در آنها ديده مي¬شود استحکام چنداني ندارند. و مشکل سنگ¬هاي آذرين معمولاً جذب آب پايين و عدم چسبندگي با بدنه ساختمان است.نماي ساختمان به دليل قرار گرفتن در معرض شرايط جوي (باران، يخبندان، آفتاب و آلاينده ها) از اهميت خاصي برخوردار است. سنگ نما بايد ويژگيهاي خاصي داشته باشد تا بتواند در برابر اين عوامل دوام بياورد. بنابراين سنگي که جهت نما استفاده مي¬شود بايد شرايط زير را داشته باشد:
1.   متناسب باآب و هواي منطقه باشد
سنگ بايد متناسب با شرايط اقليمي انتخاب گردد مثلاً در مناطق سرد و مرطوب، سنگ بايد داراي تخلخل بسيار کم باشد وگرنه ممکن است بر اثر يخبندان متلاشي شود يا در مکانهايي که امکان وزش طوفان شن وجود دارد، سنگ در معرض سايش بوده و بايد مقاومت به سايش بالا داشته باشد.
2.   قابليت صيقل خوردن و برش را داشته باشد.
3.   مقاومتهاي کششي و خمشي نسبتا خوبي را دارا باشد.
4.   ترکيبات کاني شناسي آن بايد در نظر گرفته شود
کانيهاي مضر (کانيهاي آهن) در برابر آب و هوا اکسيده شده و در نتيجه فرسودگي زودرس را به وجود مي آورند. وجود ناخالصي به صورت مجتمع در يک نقطه و يا يک امتداد، نقطه ضعف بوده و مي¬تواند باعث تخريب سنگ شود .
5.   سنگ انتخابي بايد چسبندگي خوبي را با ملات داشته باشد (داراي جذب آب مناسب باشد.)
6.   رنگ آن با ثبات باشد و در برابر بخارها و گازها و پرتو آفتاب پايدار باشد.

نمای سرامیک
با توجه به قیمت بالای سنگ و باری که سنگ به ساختمان تحمیل می کند، جهت نماي ساختمان در بعضي کشورهااستفاده از سرامیک رواج قابل ملاحظه ایی پیدا کرده است. نمایسرامیک مشکل وزن را تا حدود یک چهارم وزن سنگ حل کرده است ولی مشکل پیوستگی سراميک و نما بجز در موارد اندکی حل نشده است و با استفاده از روشهای نصب سعی در حل مشکل پیوستگی اجزای نما وجود دارد. این نماها با توجه بهطراحی قابل کنترل می توانند زیبایی خاص خود را به بيننده تقدیم کنند. از جمله معايب نماهاي سراميکي عايق نبودن آن به سرما و گرما و صدا مي¬باشد همچنين نماهاي سراميکي به دليل بازتاب شديد نور در مکان¬هاي شلوغ به کار نمي¬روند.
نماي آجر
يکي ديگر از انواع نماها، نماهاي آجري هستند که شامل آجرهاي رسي و آجرهاي شيلي مي¬شوند. نماهاي آجر علاوه بر زيبايي، تنوع و ثبات رنگ، به دليل ضريب انتقال حرارت پايين آجر، نقش يک عايق حرارتي و برودتي را براي ساختمان ايفا مي کنند و درنتيجه از هدر رفتن انرژي توسط سيستم گرمايشي و سرمايشي ساختمان جلوگيري مي¬کنند. نماهاي آجر بر حسب جنس و رنگ خود باعث دفع و انعکاس گرما در فصل تابستان و جذب انرژي خورشيدي و گرم شدن ساختمان در فصل زمستان مي¬شوند.
نماي خشک:
درسيستم نماي خشک براي اتصال آجرها به يکديگر از ملات استفاده نمي¬شود. براي اتصال آجرهاي مخصوصي که در اين سيستم به کار مي¬روند از تجهيزات فلزي مانند ريل استفاده مي¬شود.
مزاياي سيستم نماي خشک با آجر عبار تند از:
1.   عدم نياز به کارگر حرفه¬اي جهت نصب
در سيستم نماي خشک نصب آجر و ريل¬ها تنها به صورت مکانيکي است بنابراين اجراي اين سيستم نياز به کارگر حرفه¬اي ندارد.
2.   سرعت اجراي بالا
در نماي خشک به دليل استفاده از چهارجوب ¬هاي فلزي که خود قالب و الگوي اجرای نما محسوب مي¬شوند و نيز به دليل امکان آماده¬سازي نما در طبقه همکف و عدم استفاده از داربست، سرعت اجراي نما به طور چشمگيري افزايش مي¬يابد.
3.   عدم ايجاد ضايعات ساختمانی و سرو صدا
سيستم نماي خشک بدون برداشتن سطح ديوار موجود، مستقيماً بر روي ديوار قابل اجرا بوده وبنابراين اجراي اين سيستم بدون ايجاد ضايعات و زباله¬هاي ساختمانی معمول و همچنين بدون ايجاد سرو صدامي¬باشد.
4.   کاهش اتلاف انرژي
درسيستم نماي خشک ابتدا يک عايق حرارتي به طور مستقل با اتصال مکانيکي يا چسب به بدنه ساختمان محکم مي¬شود سپس چهارچوب يا اسکلت نگه¬دارنده که از جنس چوب، فولاد يا آلومينيوم مي¬باشد به ساختمان متصل شده تا نماي خشک با رعايت فاصله از عايق حرارتي بر روي چهارچوب نگه¬دارنده قرار گيرد. فضاي خالي که بين نما و عايق قرار دارد خود بهترين عايق حرارتي مي¬باشد لذا اين سيستم نقش بسزايي در کاهش اتلاف انرژي دارد.
5.   آساني اجرا براي ساختمان¬هاي مرتفع
اجراي اين سيستم به دليل عدم استفاده از ملات، درقسمت¬هاي مرتفع ساختمان بسيار سريعتر و آسان¬تر از ساير نماها مانند نماي آجر مي¬باشد همچنين در اين سيستم دسترسي براي مراقبت¬هاي دوره¬اي به خصوص در ساختمان¬هاي مرتفع وجود دارد ولي اين سيستم براي خانه¬هاي مسکوني کم ارتفاع، پر هزينه است و معمولاً مورد استفاده قرار نمي¬گيرد.
با توجه به مطالب گفته شده، مقايسه ضرايب هدايت حرارتي برخي ازمصالحي که در ساخت نما به کار مي-روند (جدول 1)و همچنين با استناد به پرسش نامه اي که توسط برخي از نماکاران و صاحب نظران دراين مورد پر شده است و نماهاي بالا را از نظر ويژگي¬هايي شامل سرعت اجرا، قيمت تمام شده به ازاي هر متر مربع، مقاومت در برابر ضربه، مقاومت در برابر يخ زدگي،مقاومت در برابر آتش¬سوزي، مقاومت در برابر زلزله و ريزش، انعطاف پذير بودن در اجرا، قابليت اجرا در ارتفاعات بالا، عايق بودن نسبت به سرما و گرما، عايق بودن نسبت به صدا، سبک بودن و کاهش وزن ساختمان، همخواني باهنر معماري ايراني و مقاومت در برابر آلاينده¬هاي موجود در هوا مورد مقايسه قرار داده¬اندمي¬توان نتيجه گرفت که در مجموع آجر ساخته شده از سنگ سیل و سنگ معدن مصالحي است که براي کاربرد در نما نسبت به ساير مصالح مي¬تواند در اولويت باشد.
جدول 1- مقايسه ضريب هدايت حرارتي برخي از مصالحي که در ساخت نما به کار مي¬روند

مصالح ساختماني

هوا

آجرشيلي

آجر رسي

شيشه

سراميک

سيمان

سنگ

آلومينيوم

ضريب انتقال حرارت

(W/mK)

02/0

3/1 -8/0

7/0-5/0

4/1- 9/0

06/1

73/1

7-2

237

منابع:
1. پاکزاد ،ج. 1382. پديدار شناسي نماي ساختمان¬هاي مسکوني و سير تکويني توقعات از آن. مجله هنرهاي زيبا. جلد شماره¬ي جهاردهم.
2. رضايي حريري، م و فياض، ر. تأثير نماهاي شيشه¬اي دو جداره بر شرايط حرارتي داخل ساختمان. مجله هنرهاي زيبا. جلد شماره¬ي ششم.

+ نوشته شده در شنبه بیست و یکم اردیبهشت ۱۳۹۲ ساعت 14:10 توسط مهندس ایمان رستگار |

مقايسه مزايا و معايب انواع نماهاي ساختمان

دوشنبه ، 7 آذر 1390 ، 13:15 | آخرین بروز رسانی مطلب در | نوشته شده توسط Administrator |

|

مقايسه مزايا و معايب انواع نماهاي ساختمان
مرکز تحقیق و توسعه کارخانه آجر نماچین

نماي ساختمان يکي از اجزاي بسيار مهم ساختمان است. برخي از عملکردهاي نما و عوامل مؤثر در نما سازي در زير به طور خلاصه بيان شده است:

1.   نما و حفاظت
ابتدايي¬ترين و حتي از لحاظ قدمت اولين وظيفه¬اي که نما عهده¬دار گرديد، وظيفه حفاظت بود. انسان¬ها براي حفاظت از عوامل جوي و اقليمي، براي خود فضايي را به نام خانه ايجاد کردند. عدم وجود منفذ در ساختمان گرچه جلوي باد، باران، گرما و سرما را مي¬گرفت، ولي ساختمان را از نور و تهويه لازم محروم مي-کرد. هرچه نياز به اين مواهب زيادتر شد نیاز به ايجاد روزنه در ديواره ساختمان افزايش يافتو در نتيجه نياز به پوسته ديگري به نام نما جهت حفاظت بيشتر، به وجود آمد (پاکزاد، 1386).
نماي ساختمان به عنوان يک محافظ بايد مشخصه هاي فني زير را داشته باشد:

1-1- عايق بودن نسبت به سرما، گرما
مصالح مختلف ساختماني ضريب انتقال حرارت و ظرفيت گرمايي ويژه مختلفی دارند و در نتيجه عملکرد حرارتي متفاوتي خواهند داشت. يک سيستم نماي موفق، نمايي است که زيبايي و بهره-وري انرژي را باهم داشته باشد. داشتن نمايي که عملکرد حرارتي خوبي داشته باشد مستقيماً مصرف انرژي را تحت تأثير قرار مي¬دهد لذا در نماي ساختمان، استفاده از مصالحي که ضريب انتقال حرارتي کمتري دارند، بايد مورد توجه قرار گيرد.

1-2-   عايق بودن نسبت به صوت
نماي ساختمان مي¬تواند بعنوان يک عایق صوتی ایده‌ال و مناسب عمل کند. توجه به اين ويژگي به خصوص براي ساختمان¬هايي که در شهرهاي بزرگ صنعتي و تجاري و يا در کنار مسير گذراصلي واقع شده¬اند از اهمييت ويژه¬اي برخوردار مي¬باشد.
1-3- مقاومت در برابر زلزله
1-4- مقاومت در برابر ضربه
1-5- مقاومت در برابر يخ زدگي
1-6- مقاومت در برابر آتش سوزي
1-7- مقاومت در برابر ريزش
1-8- انعطاف پذير بودن در اجراي نما
1-9- سبک بودن
1-10-   قابل اجرا بودن در ساختمانهاي مرتفع
2.   نما به عنوان رابط
نماي ساختمان بايد به شکلي طراحي شود که علي¬رغم حفاظت محيط داخل از بيرون، ارتباط فضاي بيرون را با محيط داخل ساختمان به خوبي برقرار کند. مثلاً امکان تابش نور به داخل و يا امکان استفاده از چشم-انداز بيرون وجود داشته باشد (پاکزاد، 1386).

3.   نما به عنوان يک معرف
همان¬طور که که لباس فرد، معرف شخصيت وي مي¬باشد، خانه نيز به مانند لباس دوم ميبايست معرف شخصيت و مقام اجتماعي مالک خود باشد. در معماري غرب نما داراي حالت نمايش است، بدين صورت که در همان وهله اول کسي را که پشت آن زندگي مي¬کند، نشان مي¬دهد. در واقع نما معرف شخصيت خانوادگي و طبقه اجتماعي صاحبخانه است (پاکزاد، 1386). نما علاوه بر معرفي شخصيت مالک، معرف موقعيت مکاني ملک و نوع کاربري ساختمان نيز مي¬باشد.

4.   نما ي هر ساختمان به عنوان عنصري از نماي مجموعه شهري
ما در فضاي شهري با يک ساختمان روبرو نيستيم، در واقع هر ساختمان جزئي از فضاي شهري محسوب مي¬شود که زشتي آن بر فضاهاي عمومي تأثير گذار است و زيبايي آن منوط به هماهنگي با ساير عناصر آن مکان است. ساختمان يک موجود منزوي و خود بسنده نيست که بتواند تمام توجه طراح و مالک را به خود جلب کند ، بلکه مي¬بايست با حفظ شخصيت و اعتبار خود، عنصري از يک جامعه وحدت يافته باشد (پاکزاد، 1386) .

5.   زيبايي نما
نما صورت ظاهر و منظره خارجي هر ساختمان است و پوششي مخفي و به دور از انتظار عموم نيست. نما همواره مورد توجه عموم قرار مي¬گيرد، لذا زيبايي جزء جدايي ناپذير هر نما مي¬باشد همچنين زيبايي و چگونگي نما معرف هنر و کيفيت کار مهندس معمار و طراح ساختمان نيز مي¬باشد.

6.   نماي ساختمان و شرايط محيطي
نماي هر واحد مسکوني بسته به شرايط محيطي از جمله آب و هوا، باد و طوفان، زلزله و ميزان آلاينده-هاي هوا در مناطق مختلف، متفاوت مي¬باشند. مصالحي که در نماهاي شهرهاي بزرگ و صنعتي که آلايند¬گي بالا دارند، به کار مي¬رود در مقايسه با مصالح کاربردي براي نماي شهرهاي کوچک که هواي پاک دارند متفاوت است همچنين نماي ساختمان در مناطق سردسير به لحاظ ميزان مقاومت در برابر يخزدگي يا عايق بودن نسبت به سرما و گرما با نماي قابل کاربرد در مناطق گرمسير متفاوت مي¬باشد.

7.   قيمت تمام شده نما
يکي از شاخصه¬هاي بسيار مهم در انتخاب نما، قيمت تمام شده نما است. هرچه قيمت نما افزايش يابد، قدرت خريد کاهش يافته و دايره مصرف¬کنندگان آن نما محدودتر خواهد شد.

8.   سرعت اجراي نما
با توجه به اينکه طولاني شدن در بهره¬برداري از هر پروژه ساختماني مي¬تواند عامل افزايش هزينه¬ها و افت ارزش پول شود، لذا سرعت در اجراي نما بسيار مؤثر خواهد بود.

در زير ويژگي¬هاي برخي از انواع نما هايي که اخيراً به کار مي¬روند به طور خلاصه بيان شده است.
نماهاي تماماً شيشه
نماهاي تماماً شيشه از دوران معماري مدرن به عنوان پوشش ساختمان¬ها به کار مي¬رفتند. هدف از اجراي نماي تماماً شيشه عبار تند از (رضايي حريري و فياض،1382):

کاهش بار مرده ساختمان ¬هاي بلند

سرعت بخشيدن به اجرا

تأمين ديد يکپارچه از مناظر بيرون براي ساکنين داخل

ايجاد احساس سبکي و ظرافت در ساختمان از ديد يک ناظر شهري

نمايش زندگي درون ساختمان از بيرون به دنبال روشن و خاموش شدن چراغ¬هاي داخلي در طول شبانه روز

نماهاي تماماً شيشه به علت ضخامت کم و مقاومت حرارتي اندک، مشکلات فراواني را براي ساکنين فراهم مي¬آورند. اين مشکلات عبارتند از:
1.   افزايش بيش از حد دماي داخلي ساختمان در فصول گرم و معتدل سال
نماهاي تماماً شيشه در صورتي¬که سايبان خارجي مناسب براي آنها پيش¬بيني نشده باشد، در اوقات گرم و معتدل سال به علت تابش آفتاب به فضاي داخل، سبب افزايش بيش از حد دماي داخل مي-شوند.
2.   احساس عدم آسايش حرارتي در فصول سرد سال
دماي سطح نماي شيشه¬اي به علت مقاومت حرارتي کم، در فصول سرد سال نزديک به دماي محيط خارج بوده و بدن افراد مستقر در نزديکي نما از طريق تشعشع با نما تبادل حرارت کرده و ساکنين احساس عدم آسايش حرارتي خواهند نمود.
3.   مصرف زياد انرژي و آلودگي هوا
در نماهاي شيشه¬اي در اثر تبادل حرارت از طريق جابجايي بين هواي گرم داخل اتاق و سطح سرد شيشه، دماي داخل کاهش يافته و براي حفظ دما در حد آسايش، نياز به مصرف زياد انرژي خواهد بود. اگرچه انواع گوناگون شيشه¬هايي ساخته شده¬اند که جاذب حرارت بوده و از ورود تابش خورشيد به داخل جلوگيري مي¬کنند، و يا شيشه¬هاي دو جداره¬اي وجود دارند که مقاومت هدايت حرارتي بهتري نسبت به شيشه¬هاي يک جداره دارند، اما با اين حال هنوز هم نماهاي شيشه¬اي نسبت به ساير مصالح ساختماني داراي ضريب هدايت حرارتي زياد بوده و باعث اتلاف حرارت زياد مي¬شوند. اتلاف حرارتي بسيار زياد و مصرف زياد انرژي جهت تأمين گرمايش و سرمايش در نماهاي شيشه¬اي لاجرم باعث آلودگي بيشتر هوا مي¬گردد.

مقايسه نماهاي آجر، شيشه يک جداره و شيشه دو جداره با يکديگر از نظر ويژگي-هاي حرارتي
در يک آزمايش به منظور مقايسه نماي آجري، شيشه يک جداره و شيشه دو جداره با يکديگر از نظر ويژگي¬هاي حرارتي دماي خارج ساختمان براي هر سه نما صفر و دماي داخل در حد 20 درجه حفظ شد. اختلاف دما بين سطح داخلي و خارجي ومقايسه ضريب انتقال حرارت براي هر کدام از نماهاي شيشه يک¬جداره، شيشه دو جداره و ديوار آجري 22 سانتي¬متري در شکل 1 نشان داده شده است. هرچه ضريب هدايت حرارت کاهش يابد اختلاف دماي بين دو سطح افزايش مييابد ( شکل 2). بنابراين اگر براي گرم کردن فضاي داخل، انرژی مصرف نشود، دماي سطح داخلي براي شيشه يک جداره 4/.، براي شيشه دو جداره 3/9 و براي ديوار آجري 7/12 خواهد بود. به اين ترتيب مشاهده مي¬شود که شيشه دو جداره علي¬رغم داشتن وضعيت حرارتي بهتر نسبت به يک شيشه يک جداره از نظر تأمين شرايط حرارتي فضاي داخل نسببت به نماي آجري مناسب نيست (رضايي حريري و فياض، 1382).

شکل 1- مقايسه ضريب هدايت حرارتي(W/m2k)و نوسان دما (°C)در شيشه يک جداره، دو جداره و ديوار آجري (رضايي حريري و فياض،1382).

شکل2- رابطه معکوس ضريب انتقال حرارت و اختلاف دما بين دو سطح در ديوار آجري، شيشه دو جداره و شيشه يک جداره(رضايي حريري و فياض،1382).

نماي کامپوزيتي:
کامپوزيت¬ها يک کلاس منحصر به فرد از مواد هستند که از ترکيب دو يا چند ماده جداگانه تشکيل شده اند که ماده حاصل نسبت به هر کدام از اجزاي تشکيل دهنده استحکام و دوام بيشتري دارد. امروزه از کامپوزيت¬ها براي نماي بيروني ساختمان استفاده مي¬شود. ورق هاي کامپوزيت متشکل از دو لايه آلومينيوم و يک هسته از جنس پلاستيک يا يک ماده معدني پرکننده مي¬باشند کهدر بين اين دو لايه قرار مي گيرد. از آنجا که نمي توان ماده‌اي يافت که همه خواص مورد نظر را دارا باشد، بايد بهدنبال چاره‌اي ديگر بود. کليد اين مشکل، استفاده از کامپوزيتها است. خواص کامپوزيتها در مجموع از هرکدام از اجزاي تشکيل دهنده¬ي آنها بهتر است و اجزايمختلف، کارايي يکديگر را بهبود مي‌بخشند و اين يکي از مزيت¬هاي کامپوزيتها محسوب مي¬شود، از مزاياي ديگر کامپوزيتها مي¬توان سبک بودن، سهولت در مونتاژ، تعمير و نگهداري را نام برد با اين وجود کامپوزيتها از نظر انعطاف¬پذيري در اجرا، در سطح ضعيفي عمل مي¬کنند.

نماي بايراميکس:
بایرامیکس يک سيستم پوشاننده تزييني است که براي نماهاي داخلي و خارجي استفاده مي¬شود. اين محصول مي¬تواند بر روي ديوارهاي رنگ شده، سنگ، سيمان، چوب، مقواي نازک، پلاستيک، فلز و شيشه به کار رود. بايراميکس که امروزه به عنوان نمای تزئینی داخل و خارج ساختمان به کار مي¬رود براي اولين بار در سال 1993 میلادی توسط یک گروه در ترکیه تولید و به دنیا عرضه شد. محصول حاضر به صورت ملات بوده و متشکل از مخلوط دانه های گرانیتی و مرمر سرامیزه با تنوع رنگ فراوان و دانه بندی های متعدد، رزین های طبیعی و مصنوعی و سایر افزودنی ها می باشد. بايراميكس بعد از اجرا و خشک شدن، نمای سنگ تزئینی به خود می گیرد. این نما روي سطوح چرب، غبار آلود، ناهموار، مرطوب و همچنين مواقعی که هوا طوفانی و دارای گرد و غبار می باشد قابل اجرا نيست.مزاياي کاربرد بايراميکس عبارتند از:

تنوع رنگ

کاربرد آسان

نگهداري و تعمير آسان

انعطاف¬پذيري

قابليت شست و شو با آب

بايراميکس به راحتي مي¬تواند ناهمواري¬هاي حاصل از گچ¬کاري را بپوشاند.

نمای بایرامیکس علی¬رغم مزایایی که دارد مورد استقبال جامعه مهندسین و پیمانکاران ساخت و ساز قرار نگرفته است چرا که این نما با بافت فرهنگی و سلیقه¬های ایرانی همخوانی ندارد و جلوه و زیبایی خود را ظرف مدت کوتاهی از دست می¬دهد.
نماي سنگ
دو گروه از سنگ¬هاي طبيعي که در نماي ساختمان به کار مي¬روند سنگ¬هاي آهکي و سنگ¬هاي آذرين هستند.سنگ¬هاي آهکي معمولاً به دليل وجود رگه¬هايي که در آنها ديده مي¬شود استحکام چنداني ندارند. و مشکل سنگ¬هاي آذرين معمولاً جذب آب پايين و عدم چسبندگي با بدنه ساختمان است.نماي ساختمان به دليل قرار گرفتن در معرض شرايط جوي (باران، يخبندان، آفتاب و آلاينده ها) از اهميت خاصي برخوردار است. سنگ نما بايد ويژگيهاي خاصي داشته باشد تا بتواند در برابر اين عوامل دوام بياورد. بنابراين سنگي که جهت نما استفاده مي¬شود بايد شرايط زير را داشته باشد:
1.   متناسب باآب و هواي منطقه باشد
سنگ بايد متناسب با شرايط اقليمي انتخاب گردد مثلاً در مناطق سرد و مرطوب، سنگ بايد داراي تخلخل بسيار کم باشد وگرنه ممکن است بر اثر يخبندان متلاشي شود يا در مکانهايي که امکان وزش طوفان شن وجود دارد، سنگ در معرض سايش بوده و بايد مقاومت به سايش بالا داشته باشد.
2.   قابليت صيقل خوردن و برش را داشته باشد.
3.   مقاومتهاي کششي و خمشي نسبتا خوبي را دارا باشد.
4.   ترکيبات کاني شناسي آن بايد در نظر گرفته شود
کانيهاي مضر (کانيهاي آهن) در برابر آب و هوا اکسيده شده و در نتيجه فرسودگي زودرس را به وجود مي آورند. وجود ناخالصي به صورت مجتمع در يک نقطه و يا يک امتداد، نقطه ضعف بوده و مي¬تواند باعث تخريب سنگ شود .
5.   سنگ انتخابي بايد چسبندگي خوبي را با ملات داشته باشد (داراي جذب آب مناسب باشد.)
6.   رنگ آن با ثبات باشد و در برابر بخارها و گازها و پرتو آفتاب پايدار باشد.

نمای سرامیک
با توجه به قیمت بالای سنگ و باری که سنگ به ساختمان تحمیل می کند، جهت نماي ساختمان در بعضي کشورهااستفاده از سرامیک رواج قابل ملاحظه ایی پیدا کرده است. نمایسرامیک مشکل وزن را تا حدود یک چهارم وزن سنگ حل کرده است ولی مشکل پیوستگی سراميک و نما بجز در موارد اندکی حل نشده است و با استفاده از روشهای نصب سعی در حل مشکل پیوستگی اجزای نما وجود دارد. این نماها با توجه بهطراحی قابل کنترل می توانند زیبایی خاص خود را به بيننده تقدیم کنند. از جمله معايب نماهاي سراميکي عايق نبودن آن به سرما و گرما و صدا مي¬باشد همچنين نماهاي سراميکي به دليل بازتاب شديد نور در مکان¬هاي شلوغ به کار نمي¬روند.
نماي آجر
يکي ديگر از انواع نماها، نماهاي آجري هستند که شامل آجرهاي رسي و آجرهاي شيلي مي¬شوند. نماهاي آجر علاوه بر زيبايي، تنوع و ثبات رنگ، به دليل ضريب انتقال حرارت پايين آجر، نقش يک عايق حرارتي و برودتي را براي ساختمان ايفا مي کنند و درنتيجه از هدر رفتن انرژي توسط سيستم گرمايشي و سرمايشي ساختمان جلوگيري مي¬کنند. نماهاي آجر بر حسب جنس و رنگ خود باعث دفع و انعکاس گرما در فصل تابستان و جذب انرژي خورشيدي و گرم شدن ساختمان در فصل زمستان مي¬شوند.
نماي خشک:
درسيستم نماي خشک براي اتصال آجرها به يکديگر از ملات استفاده نمي¬شود. براي اتصال آجرهاي مخصوصي که در اين سيستم به کار مي¬روند از تجهيزات فلزي مانند ريل استفاده مي¬شود.
مزاياي سيستم نماي خشک با آجر عبار تند از:
1.   عدم نياز به کارگر حرفه¬اي جهت نصب
در سيستم نماي خشک نصب آجر و ريل¬ها تنها به صورت مکانيکي است بنابراين اجراي اين سيستم نياز به کارگر حرفه¬اي ندارد.
2.   سرعت اجراي بالا
در نماي خشک به دليل استفاده از چهارجوب ¬هاي فلزي که خود قالب و الگوي اجرای نما محسوب مي¬شوند و نيز به دليل امکان آماده¬سازي نما در طبقه همکف و عدم استفاده از داربست، سرعت اجراي نما به طور چشمگيري افزايش مي¬يابد.
3.   عدم ايجاد ضايعات ساختمانی و سرو صدا
سيستم نماي خشک بدون برداشتن سطح ديوار موجود، مستقيماً بر روي ديوار قابل اجرا بوده وبنابراين اجراي اين سيستم بدون ايجاد ضايعات و زباله¬هاي ساختمانی معمول و همچنين بدون ايجاد سرو صدامي¬باشد.
4.   کاهش اتلاف انرژي
درسيستم نماي خشک ابتدا يک عايق حرارتي به طور مستقل با اتصال مکانيکي يا چسب به بدنه ساختمان محکم مي¬شود سپس چهارچوب يا اسکلت نگه¬دارنده که از جنس چوب، فولاد يا آلومينيوم مي¬باشد به ساختمان متصل شده تا نماي خشک با رعايت فاصله از عايق حرارتي بر روي چهارچوب نگه¬دارنده قرار گيرد. فضاي خالي که بين نما و عايق قرار دارد خود بهترين عايق حرارتي مي¬باشد لذا اين سيستم نقش بسزايي در کاهش اتلاف انرژي دارد.
5.   آساني اجرا براي ساختمان¬هاي مرتفع
اجراي اين سيستم به دليل عدم استفاده از ملات، درقسمت¬هاي مرتفع ساختمان بسيار سريعتر و آسان¬تر از ساير نماها مانند نماي آجر مي¬باشد همچنين در اين سيستم دسترسي براي مراقبت¬هاي دوره¬اي به خصوص در ساختمان¬هاي مرتفع وجود دارد ولي اين سيستم براي خانه¬هاي مسکوني کم ارتفاع، پر هزينه است و معمولاً مورد استفاده قرار نمي¬گيرد.
با توجه به مطالب گفته شده، مقايسه ضرايب هدايت حرارتي برخي ازمصالحي که در ساخت نما به کار مي-روند (جدول 1)و همچنين با استناد به پرسش نامه اي که توسط برخي از نماکاران و صاحب نظران دراين مورد پر شده است و نماهاي بالا را از نظر ويژگي¬هايي شامل سرعت اجرا، قيمت تمام شده به ازاي هر متر مربع، مقاومت در برابر ضربه، مقاومت در برابر يخ زدگي،مقاومت در برابر آتش¬سوزي، مقاومت در برابر زلزله و ريزش، انعطاف پذير بودن در اجرا، قابليت اجرا در ارتفاعات بالا، عايق بودن نسبت به سرما و گرما، عايق بودن نسبت به صدا، سبک بودن و کاهش وزن ساختمان، همخواني باهنر معماري ايراني و مقاومت در برابر آلاينده¬هاي موجود در هوا مورد مقايسه قرار داده¬اندمي¬توان نتيجه گرفت که در مجموع آجر ساخته شده از سنگ سیل و سنگ معدن مصالحي است که براي کاربرد در نما نسبت به ساير مصالح مي¬تواند در اولويت باشد.
جدول 1- مقايسه ضريب هدايت حرارتي برخي از مصالحي که در ساخت نما به کار مي¬روند

مصالح ساختماني

هوا

آجرشيلي

آجر رسي

شيشه

سراميک

سيمان

سنگ

آلومينيوم

ضريب انتقال حرارت

(W/mK)

02/0

3/1 -8/0

7/0-5/0

4/1- 9/0

06/1

73/1

7-2

237

منابع:
1. پاکزاد ،ج. 1382. پديدار شناسي نماي ساختمان¬هاي مسکوني و سير تکويني توقعات از آن. مجله هنرهاي زيبا. جلد شماره¬ي جهاردهم.
2. رضايي حريري، م و فياض، ر. تأثير نماهاي شيشه¬اي دو جداره بر شرايط حرارتي داخل ساختمان. مجله هنرهاي زيبا. جلد شماره¬ي ششم.

+ نوشته شده در شنبه بیست و یکم اردیبهشت ۱۳۹۲ ساعت 14:10 توسط مهندس ایمان رستگار |

مقايسه مزايا و معايب انواع نماهاي ساختمان

دوشنبه ، 7 آذر 1390 ، 13:15 | آخرین بروز رسانی مطلب در | نوشته شده توسط Administrator |

|

مقايسه مزايا و معايب انواع نماهاي ساختمان
مرکز تحقیق و توسعه کارخانه آجر نماچین

نماي ساختمان يکي از اجزاي بسيار مهم ساختمان است. برخي از عملکردهاي نما و عوامل مؤثر در نما سازي در زير به طور خلاصه بيان شده است:

1.   نما و حفاظت
ابتدايي¬ترين و حتي از لحاظ قدمت اولين وظيفه¬اي که نما عهده¬دار گرديد، وظيفه حفاظت بود. انسان¬ها براي حفاظت از عوامل جوي و اقليمي، براي خود فضايي را به نام خانه ايجاد کردند. عدم وجود منفذ در ساختمان گرچه جلوي باد، باران، گرما و سرما را مي¬گرفت، ولي ساختمان را از نور و تهويه لازم محروم مي-کرد. هرچه نياز به اين مواهب زيادتر شد نیاز به ايجاد روزنه در ديواره ساختمان افزايش يافتو در نتيجه نياز به پوسته ديگري به نام نما جهت حفاظت بيشتر، به وجود آمد (پاکزاد، 1386).
نماي ساختمان به عنوان يک محافظ بايد مشخصه هاي فني زير را داشته باشد:

1-1- عايق بودن نسبت به سرما، گرما
مصالح مختلف ساختماني ضريب انتقال حرارت و ظرفيت گرمايي ويژه مختلفی دارند و در نتيجه عملکرد حرارتي متفاوتي خواهند داشت. يک سيستم نماي موفق، نمايي است که زيبايي و بهره-وري انرژي را باهم داشته باشد. داشتن نمايي که عملکرد حرارتي خوبي داشته باشد مستقيماً مصرف انرژي را تحت تأثير قرار مي¬دهد لذا در نماي ساختمان، استفاده از مصالحي که ضريب انتقال حرارتي کمتري دارند، بايد مورد توجه قرار گيرد.

1-2-   عايق بودن نسبت به صوت
نماي ساختمان مي¬تواند بعنوان يک عایق صوتی ایده‌ال و مناسب عمل کند. توجه به اين ويژگي به خصوص براي ساختمان¬هايي که در شهرهاي بزرگ صنعتي و تجاري و يا در کنار مسير گذراصلي واقع شده¬اند از اهمييت ويژه¬اي برخوردار مي¬باشد.
1-3- مقاومت در برابر زلزله
1-4- مقاومت در برابر ضربه
1-5- مقاومت در برابر يخ زدگي
1-6- مقاومت در برابر آتش سوزي
1-7- مقاومت در برابر ريزش
1-8- انعطاف پذير بودن در اجراي نما
1-9- سبک بودن
1-10-   قابل اجرا بودن در ساختمانهاي مرتفع
2.   نما به عنوان رابط
نماي ساختمان بايد به شکلي طراحي شود که علي¬رغم حفاظت محيط داخل از بيرون، ارتباط فضاي بيرون را با محيط داخل ساختمان به خوبي برقرار کند. مثلاً امکان تابش نور به داخل و يا امکان استفاده از چشم-انداز بيرون وجود داشته باشد (پاکزاد، 1386).

3.   نما به عنوان يک معرف
همان¬طور که که لباس فرد، معرف شخصيت وي مي¬باشد، خانه نيز به مانند لباس دوم ميبايست معرف شخصيت و مقام اجتماعي مالک خود باشد. در معماري غرب نما داراي حالت نمايش است، بدين صورت که در همان وهله اول کسي را که پشت آن زندگي مي¬کند، نشان مي¬دهد. در واقع نما معرف شخصيت خانوادگي و طبقه اجتماعي صاحبخانه است (پاکزاد، 1386). نما علاوه بر معرفي شخصيت مالک، معرف موقعيت مکاني ملک و نوع کاربري ساختمان نيز مي¬باشد.

4.   نما ي هر ساختمان به عنوان عنصري از نماي مجموعه شهري
ما در فضاي شهري با يک ساختمان روبرو نيستيم، در واقع هر ساختمان جزئي از فضاي شهري محسوب مي¬شود که زشتي آن بر فضاهاي عمومي تأثير گذار است و زيبايي آن منوط به هماهنگي با ساير عناصر آن مکان است. ساختمان يک موجود منزوي و خود بسنده نيست که بتواند تمام توجه طراح و مالک را به خود جلب کند ، بلکه مي¬بايست با حفظ شخصيت و اعتبار خود، عنصري از يک جامعه وحدت يافته باشد (پاکزاد، 1386) .

5.   زيبايي نما
نما صورت ظاهر و منظره خارجي هر ساختمان است و پوششي مخفي و به دور از انتظار عموم نيست. نما همواره مورد توجه عموم قرار مي¬گيرد، لذا زيبايي جزء جدايي ناپذير هر نما مي¬باشد همچنين زيبايي و چگونگي نما معرف هنر و کيفيت کار مهندس معمار و طراح ساختمان نيز مي¬باشد.

6.   نماي ساختمان و شرايط محيطي
نماي هر واحد مسکوني بسته به شرايط محيطي از جمله آب و هوا، باد و طوفان، زلزله و ميزان آلاينده-هاي هوا در مناطق مختلف، متفاوت مي¬باشند. مصالحي که در نماهاي شهرهاي بزرگ و صنعتي که آلايند¬گي بالا دارند، به کار مي¬رود در مقايسه با مصالح کاربردي براي نماي شهرهاي کوچک که هواي پاک دارند متفاوت است همچنين نماي ساختمان در مناطق سردسير به لحاظ ميزان مقاومت در برابر يخزدگي يا عايق بودن نسبت به سرما و گرما با نماي قابل کاربرد در مناطق گرمسير متفاوت مي¬باشد.

7.   قيمت تمام شده نما
يکي از شاخصه¬هاي بسيار مهم در انتخاب نما، قيمت تمام شده نما است. هرچه قيمت نما افزايش يابد، قدرت خريد کاهش يافته و دايره مصرف¬کنندگان آن نما محدودتر خواهد شد.

8.   سرعت اجراي نما
با توجه به اينکه طولاني شدن در بهره¬برداري از هر پروژه ساختماني مي¬تواند عامل افزايش هزينه¬ها و افت ارزش پول شود، لذا سرعت در اجراي نما بسيار مؤثر خواهد بود.

در زير ويژگي¬هاي برخي از انواع نما هايي که اخيراً به کار مي¬روند به طور خلاصه بيان شده است.
نماهاي تماماً شيشه
نماهاي تماماً شيشه از دوران معماري مدرن به عنوان پوشش ساختمان¬ها به کار مي¬رفتند. هدف از اجراي نماي تماماً شيشه عبار تند از (رضايي حريري و فياض،1382):

کاهش بار مرده ساختمان ¬هاي بلند

سرعت بخشيدن به اجرا

تأمين ديد يکپارچه از مناظر بيرون براي ساکنين داخل

ايجاد احساس سبکي و ظرافت در ساختمان از ديد يک ناظر شهري

نمايش زندگي درون ساختمان از بيرون به دنبال روشن و خاموش شدن چراغ¬هاي داخلي در طول شبانه روز

نماهاي تماماً شيشه به علت ضخامت کم و مقاومت حرارتي اندک، مشکلات فراواني را براي ساکنين فراهم مي¬آورند. اين مشکلات عبارتند از:
1.   افزايش بيش از حد دماي داخلي ساختمان در فصول گرم و معتدل سال
نماهاي تماماً شيشه در صورتي¬که سايبان خارجي مناسب براي آنها پيش¬بيني نشده باشد، در اوقات گرم و معتدل سال به علت تابش آفتاب به فضاي داخل، سبب افزايش بيش از حد دماي داخل مي-شوند.
2.   احساس عدم آسايش حرارتي در فصول سرد سال
دماي سطح نماي شيشه¬اي به علت مقاومت حرارتي کم، در فصول سرد سال نزديک به دماي محيط خارج بوده و بدن افراد مستقر در نزديکي نما از طريق تشعشع با نما تبادل حرارت کرده و ساکنين احساس عدم آسايش حرارتي خواهند نمود.
3.   مصرف زياد انرژي و آلودگي هوا
در نماهاي شيشه¬اي در اثر تبادل حرارت از طريق جابجايي بين هواي گرم داخل اتاق و سطح سرد شيشه، دماي داخل کاهش يافته و براي حفظ دما در حد آسايش، نياز به مصرف زياد انرژي خواهد بود. اگرچه انواع گوناگون شيشه¬هايي ساخته شده¬اند که جاذب حرارت بوده و از ورود تابش خورشيد به داخل جلوگيري مي¬کنند، و يا شيشه¬هاي دو جداره¬اي وجود دارند که مقاومت هدايت حرارتي بهتري نسبت به شيشه¬هاي يک جداره دارند، اما با اين حال هنوز هم نماهاي شيشه¬اي نسبت به ساير مصالح ساختماني داراي ضريب هدايت حرارتي زياد بوده و باعث اتلاف حرارت زياد مي¬شوند. اتلاف حرارتي بسيار زياد و مصرف زياد انرژي جهت تأمين گرمايش و سرمايش در نماهاي شيشه¬اي لاجرم باعث آلودگي بيشتر هوا مي¬گردد.

مقايسه نماهاي آجر، شيشه يک جداره و شيشه دو جداره با يکديگر از نظر ويژگي-هاي حرارتي
در يک آزمايش به منظور مقايسه نماي آجري، شيشه يک جداره و شيشه دو جداره با يکديگر از نظر ويژگي¬هاي حرارتي دماي خارج ساختمان براي هر سه نما صفر و دماي داخل در حد 20 درجه حفظ شد. اختلاف دما بين سطح داخلي و خارجي ومقايسه ضريب انتقال حرارت براي هر کدام از نماهاي شيشه يک¬جداره، شيشه دو جداره و ديوار آجري 22 سانتي¬متري در شکل 1 نشان داده شده است. هرچه ضريب هدايت حرارت کاهش يابد اختلاف دماي بين دو سطح افزايش مييابد ( شکل 2). بنابراين اگر براي گرم کردن فضاي داخل، انرژی مصرف نشود، دماي سطح داخلي براي شيشه يک جداره 4/.، براي شيشه دو جداره 3/9 و براي ديوار آجري 7/12 خواهد بود. به اين ترتيب مشاهده مي¬شود که شيشه دو جداره علي¬رغم داشتن وضعيت حرارتي بهتر نسبت به يک شيشه يک جداره از نظر تأمين شرايط حرارتي فضاي داخل نسببت به نماي آجري مناسب نيست (رضايي حريري و فياض، 1382).

شکل 1- مقايسه ضريب هدايت حرارتي(W/m2k)و نوسان دما (°C)در شيشه يک جداره، دو جداره و ديوار آجري (رضايي حريري و فياض،1382).

شکل2- رابطه معکوس ضريب انتقال حرارت و اختلاف دما بين دو سطح در ديوار آجري، شيشه دو جداره و شيشه يک جداره(رضايي حريري و فياض،1382).

نماي کامپوزيتي:
کامپوزيت¬ها يک کلاس منحصر به فرد از مواد هستند که از ترکيب دو يا چند ماده جداگانه تشکيل شده اند که ماده حاصل نسبت به هر کدام از اجزاي تشکيل دهنده استحکام و دوام بيشتري دارد. امروزه از کامپوزيت¬ها براي نماي بيروني ساختمان استفاده مي¬شود. ورق هاي کامپوزيت متشکل از دو لايه آلومينيوم و يک هسته از جنس پلاستيک يا يک ماده معدني پرکننده مي¬باشند کهدر بين اين دو لايه قرار مي گيرد. از آنجا که نمي توان ماده‌اي يافت که همه خواص مورد نظر را دارا باشد، بايد بهدنبال چاره‌اي ديگر بود. کليد اين مشکل، استفاده از کامپوزيتها است. خواص کامپوزيتها در مجموع از هرکدام از اجزاي تشکيل دهنده¬ي آنها بهتر است و اجزايمختلف، کارايي يکديگر را بهبود مي‌بخشند و اين يکي از مزيت¬هاي کامپوزيتها محسوب مي¬شود، از مزاياي ديگر کامپوزيتها مي¬توان سبک بودن، سهولت در مونتاژ، تعمير و نگهداري را نام برد با اين وجود کامپوزيتها از نظر انعطاف¬پذيري در اجرا، در سطح ضعيفي عمل مي¬کنند.

نماي بايراميکس:
بایرامیکس يک سيستم پوشاننده تزييني است که براي نماهاي داخلي و خارجي استفاده مي¬شود. اين محصول مي¬تواند بر روي ديوارهاي رنگ شده، سنگ، سيمان، چوب، مقواي نازک، پلاستيک، فلز و شيشه به کار رود. بايراميکس که امروزه به عنوان نمای تزئینی داخل و خارج ساختمان به کار مي¬رود براي اولين بار در سال 1993 میلادی توسط یک گروه در ترکیه تولید و به دنیا عرضه شد. محصول حاضر به صورت ملات بوده و متشکل از مخلوط دانه های گرانیتی و مرمر سرامیزه با تنوع رنگ فراوان و دانه بندی های متعدد، رزین های طبیعی و مصنوعی و سایر افزودنی ها می باشد. بايراميكس بعد از اجرا و خشک شدن، نمای سنگ تزئینی به خود می گیرد. این نما روي سطوح چرب، غبار آلود، ناهموار، مرطوب و همچنين مواقعی که هوا طوفانی و دارای گرد و غبار می باشد قابل اجرا نيست.مزاياي کاربرد بايراميکس عبارتند از:

تنوع رنگ

کاربرد آسان

نگهداري و تعمير آسان

انعطاف¬پذيري

قابليت شست و شو با آب

بايراميکس به راحتي مي¬تواند ناهمواري¬هاي حاصل از گچ¬کاري را بپوشاند.

نمای بایرامیکس علی¬رغم مزایایی که دارد مورد استقبال جامعه مهندسین و پیمانکاران ساخت و ساز قرار نگرفته است چرا که این نما با بافت فرهنگی و سلیقه¬های ایرانی همخوانی ندارد و جلوه و زیبایی خود را ظرف مدت کوتاهی از دست می¬دهد.
نماي سنگ
دو گروه از سنگ¬هاي طبيعي که در نماي ساختمان به کار مي¬روند سنگ¬هاي آهکي و سنگ¬هاي آذرين هستند.سنگ¬هاي آهکي معمولاً به دليل وجود رگه¬هايي که در آنها ديده مي¬شود استحکام چنداني ندارند. و مشکل سنگ¬هاي آذرين معمولاً جذب آب پايين و عدم چسبندگي با بدنه ساختمان است.نماي ساختمان به دليل قرار گرفتن در معرض شرايط جوي (باران، يخبندان، آفتاب و آلاينده ها) از اهميت خاصي برخوردار است. سنگ نما بايد ويژگيهاي خاصي داشته باشد تا بتواند در برابر اين عوامل دوام بياورد. بنابراين سنگي که جهت نما استفاده مي¬شود بايد شرايط زير را داشته باشد:
1.   متناسب باآب و هواي منطقه باشد
سنگ بايد متناسب با شرايط اقليمي انتخاب گردد مثلاً در مناطق سرد و مرطوب، سنگ بايد داراي تخلخل بسيار کم باشد وگرنه ممکن است بر اثر يخبندان متلاشي شود يا در مکانهايي که امکان وزش طوفان شن وجود دارد، سنگ در معرض سايش بوده و بايد مقاومت به سايش بالا داشته باشد.
2.   قابليت صيقل خوردن و برش را داشته باشد.
3.   مقاومتهاي کششي و خمشي نسبتا خوبي را دارا باشد.
4.   ترکيبات کاني شناسي آن بايد در نظر گرفته شود
کانيهاي مضر (کانيهاي آهن) در برابر آب و هوا اکسيده شده و در نتيجه فرسودگي زودرس را به وجود مي آورند. وجود ناخالصي به صورت مجتمع در يک نقطه و يا يک امتداد، نقطه ضعف بوده و مي¬تواند باعث تخريب سنگ شود .
5.   سنگ انتخابي بايد چسبندگي خوبي را با ملات داشته باشد (داراي جذب آب مناسب باشد.)
6.   رنگ آن با ثبات باشد و در برابر بخارها و گازها و پرتو آفتاب پايدار باشد.

نمای سرامیک
با توجه به قیمت بالای سنگ و باری که سنگ به ساختمان تحمیل می کند، جهت نماي ساختمان در بعضي کشورهااستفاده از سرامیک رواج قابل ملاحظه ایی پیدا کرده است. نمایسرامیک مشکل وزن را تا حدود یک چهارم وزن سنگ حل کرده است ولی مشکل پیوستگی سراميک و نما بجز در موارد اندکی حل نشده است و با استفاده از روشهای نصب سعی در حل مشکل پیوستگی اجزای نما وجود دارد. این نماها با توجه بهطراحی قابل کنترل می توانند زیبایی خاص خود را به بيننده تقدیم کنند. از جمله معايب نماهاي سراميکي عايق نبودن آن به سرما و گرما و صدا مي¬باشد همچنين نماهاي سراميکي به دليل بازتاب شديد نور در مکان¬هاي شلوغ به کار نمي¬روند.
نماي آجر
يکي ديگر از انواع نماها، نماهاي آجري هستند که شامل آجرهاي رسي و آجرهاي شيلي مي¬شوند. نماهاي آجر علاوه بر زيبايي، تنوع و ثبات رنگ، به دليل ضريب انتقال حرارت پايين آجر، نقش يک عايق حرارتي و برودتي را براي ساختمان ايفا مي کنند و درنتيجه از هدر رفتن انرژي توسط سيستم گرمايشي و سرمايشي ساختمان جلوگيري مي¬کنند. نماهاي آجر بر حسب جنس و رنگ خود باعث دفع و انعکاس گرما در فصل تابستان و جذب انرژي خورشيدي و گرم شدن ساختمان در فصل زمستان مي¬شوند.
نماي خشک:
درسيستم نماي خشک براي اتصال آجرها به يکديگر از ملات استفاده نمي¬شود. براي اتصال آجرهاي مخصوصي که در اين سيستم به کار مي¬روند از تجهيزات فلزي مانند ريل استفاده مي¬شود.
مزاياي سيستم نماي خشک با آجر عبار تند از:
1.   عدم نياز به کارگر حرفه¬اي جهت نصب
در سيستم نماي خشک نصب آجر و ريل¬ها تنها به صورت مکانيکي است بنابراين اجراي اين سيستم نياز به کارگر حرفه¬اي ندارد.
2.   سرعت اجراي بالا
در نماي خشک به دليل استفاده از چهارجوب ¬هاي فلزي که خود قالب و الگوي اجرای نما محسوب مي¬شوند و نيز به دليل امکان آماده¬سازي نما در طبقه همکف و عدم استفاده از داربست، سرعت اجراي نما به طور چشمگيري افزايش مي¬يابد.
3.   عدم ايجاد ضايعات ساختمانی و سرو صدا
سيستم نماي خشک بدون برداشتن سطح ديوار موجود، مستقيماً بر روي ديوار قابل اجرا بوده وبنابراين اجراي اين سيستم بدون ايجاد ضايعات و زباله¬هاي ساختمانی معمول و همچنين بدون ايجاد سرو صدامي¬باشد.
4.   کاهش اتلاف انرژي
درسيستم نماي خشک ابتدا يک عايق حرارتي به طور مستقل با اتصال مکانيکي يا چسب به بدنه ساختمان محکم مي¬شود سپس چهارچوب يا اسکلت نگه¬دارنده که از جنس چوب، فولاد يا آلومينيوم مي¬باشد به ساختمان متصل شده تا نماي خشک با رعايت فاصله از عايق حرارتي بر روي چهارچوب نگه¬دارنده قرار گيرد. فضاي خالي که بين نما و عايق قرار دارد خود بهترين عايق حرارتي مي¬باشد لذا اين سيستم نقش بسزايي در کاهش اتلاف انرژي دارد.
5.   آساني اجرا براي ساختمان¬هاي مرتفع
اجراي اين سيستم به دليل عدم استفاده از ملات، درقسمت¬هاي مرتفع ساختمان بسيار سريعتر و آسان¬تر از ساير نماها مانند نماي آجر مي¬باشد همچنين در اين سيستم دسترسي براي مراقبت¬هاي دوره¬اي به خصوص در ساختمان¬هاي مرتفع وجود دارد ولي اين سيستم براي خانه¬هاي مسکوني کم ارتفاع، پر هزينه است و معمولاً مورد استفاده قرار نمي¬گيرد.
با توجه به مطالب گفته شده، مقايسه ضرايب هدايت حرارتي برخي ازمصالحي که در ساخت نما به کار مي-روند (جدول 1)و همچنين با استناد به پرسش نامه اي که توسط برخي از نماکاران و صاحب نظران دراين مورد پر شده است و نماهاي بالا را از نظر ويژگي¬هايي شامل سرعت اجرا، قيمت تمام شده به ازاي هر متر مربع، مقاومت در برابر ضربه، مقاومت در برابر يخ زدگي،مقاومت در برابر آتش¬سوزي، مقاومت در برابر زلزله و ريزش، انعطاف پذير بودن در اجرا، قابليت اجرا در ارتفاعات بالا، عايق بودن نسبت به سرما و گرما، عايق بودن نسبت به صدا، سبک بودن و کاهش وزن ساختمان، همخواني باهنر معماري ايراني و مقاومت در برابر آلاينده¬هاي موجود در هوا مورد مقايسه قرار داده¬اندمي¬توان نتيجه گرفت که در مجموع آجر ساخته شده از سنگ سیل و سنگ معدن مصالحي است که براي کاربرد در نما نسبت به ساير مصالح مي¬تواند در اولويت باشد.
جدول 1- مقايسه ضريب هدايت حرارتي برخي از مصالحي که در ساخت نما به کار مي¬روند

مصالح ساختماني

هوا

آجرشيلي

آجر رسي

شيشه

سراميک

سيمان

سنگ

آلومينيوم

ضريب انتقال حرارت

(W/mK)

02/0

3/1 -8/0

7/0-5/0

4/1- 9/0

06/1

73/1

7-2

237

منابع:
1. پاکزاد ،ج. 1382. پديدار شناسي نماي ساختمان¬هاي مسکوني و سير تکويني توقعات از آن. مجله هنرهاي زيبا. جلد شماره¬ي جهاردهم.
2. رضايي حريري، م و فياض، ر. تأثير نماهاي شيشه¬اي دو جداره بر شرايط حرارتي داخل ساختمان. مجله هنرهاي زيبا. جلد شماره¬ي ششم.

+ نوشته شده در شنبه بیست و یکم اردیبهشت ۱۳۹۲ ساعت 14:10 توسط مهندس ایمان رستگار |

مقايسه مزايا و معايب انواع نماهاي ساختمان

دوشنبه ، 7 آذر 1390 ، 13:15 | آخرین بروز رسانی مطلب در | نوشته شده توسط Administrator |

|

مقايسه مزايا و معايب انواع نماهاي ساختمان
مرکز تحقیق و توسعه کارخانه آجر نماچین

نماي ساختمان يکي از اجزاي بسيار مهم ساختمان است. برخي از عملکردهاي نما و عوامل مؤثر در نما سازي در زير به طور خلاصه بيان شده است:

1.   نما و حفاظت
ابتدايي¬ترين و حتي از لحاظ قدمت اولين وظيفه¬اي که نما عهده¬دار گرديد، وظيفه حفاظت بود. انسان¬ها براي حفاظت از عوامل جوي و اقليمي، براي خود فضايي را به نام خانه ايجاد کردند. عدم وجود منفذ در ساختمان گرچه جلوي باد، باران، گرما و سرما را مي¬گرفت، ولي ساختمان را از نور و تهويه لازم محروم مي-کرد. هرچه نياز به اين مواهب زيادتر شد نیاز به ايجاد روزنه در ديواره ساختمان افزايش يافتو در نتيجه نياز به پوسته ديگري به نام نما جهت حفاظت بيشتر، به وجود آمد (پاکزاد، 1386).
نماي ساختمان به عنوان يک محافظ بايد مشخصه هاي فني زير را داشته باشد:

1-1- عايق بودن نسبت به سرما، گرما
مصالح مختلف ساختماني ضريب انتقال حرارت و ظرفيت گرمايي ويژه مختلفی دارند و در نتيجه عملکرد حرارتي متفاوتي خواهند داشت. يک سيستم نماي موفق، نمايي است که زيبايي و بهره-وري انرژي را باهم داشته باشد. داشتن نمايي که عملکرد حرارتي خوبي داشته باشد مستقيماً مصرف انرژي را تحت تأثير قرار مي¬دهد لذا در نماي ساختمان، استفاده از مصالحي که ضريب انتقال حرارتي کمتري دارند، بايد مورد توجه قرار گيرد.

1-2-   عايق بودن نسبت به صوت
نماي ساختمان مي¬تواند بعنوان يک عایق صوتی ایده‌ال و مناسب عمل کند. توجه به اين ويژگي به خصوص براي ساختمان¬هايي که در شهرهاي بزرگ صنعتي و تجاري و يا در کنار مسير گذراصلي واقع شده¬اند از اهمييت ويژه¬اي برخوردار مي¬باشد.
1-3- مقاومت در برابر زلزله
1-4- مقاومت در برابر ضربه
1-5- مقاومت در برابر يخ زدگي
1-6- مقاومت در برابر آتش سوزي
1-7- مقاومت در برابر ريزش
1-8- انعطاف پذير بودن در اجراي نما
1-9- سبک بودن
1-10-   قابل اجرا بودن در ساختمانهاي مرتفع
2.   نما به عنوان رابط
نماي ساختمان بايد به شکلي طراحي شود که علي¬رغم حفاظت محيط داخل از بيرون، ارتباط فضاي بيرون را با محيط داخل ساختمان به خوبي برقرار کند. مثلاً امکان تابش نور به داخل و يا امکان استفاده از چشم-انداز بيرون وجود داشته باشد (پاکزاد، 1386).

3.   نما به عنوان يک معرف
همان¬طور که که لباس فرد، معرف شخصيت وي مي¬باشد، خانه نيز به مانند لباس دوم ميبايست معرف شخصيت و مقام اجتماعي مالک خود باشد. در معماري غرب نما داراي حالت نمايش است، بدين صورت که در همان وهله اول کسي را که پشت آن زندگي مي¬کند، نشان مي¬دهد. در واقع نما معرف شخصيت خانوادگي و طبقه اجتماعي صاحبخانه است (پاکزاد، 1386). نما علاوه بر معرفي شخصيت مالک، معرف موقعيت مکاني ملک و نوع کاربري ساختمان نيز مي¬باشد.

4.   نما ي هر ساختمان به عنوان عنصري از نماي مجموعه شهري
ما در فضاي شهري با يک ساختمان روبرو نيستيم، در واقع هر ساختمان جزئي از فضاي شهري محسوب مي¬شود که زشتي آن بر فضاهاي عمومي تأثير گذار است و زيبايي آن منوط به هماهنگي با ساير عناصر آن مکان است. ساختمان يک موجود منزوي و خود بسنده نيست که بتواند تمام توجه طراح و مالک را به خود جلب کند ، بلکه مي¬بايست با حفظ شخصيت و اعتبار خود، عنصري از يک جامعه وحدت يافته باشد (پاکزاد، 1386) .

5.   زيبايي نما
نما صورت ظاهر و منظره خارجي هر ساختمان است و پوششي مخفي و به دور از انتظار عموم نيست. نما همواره مورد توجه عموم قرار مي¬گيرد، لذا زيبايي جزء جدايي ناپذير هر نما مي¬باشد همچنين زيبايي و چگونگي نما معرف هنر و کيفيت کار مهندس معمار و طراح ساختمان نيز مي¬باشد.

6.   نماي ساختمان و شرايط محيطي
نماي هر واحد مسکوني بسته به شرايط محيطي از جمله آب و هوا، باد و طوفان، زلزله و ميزان آلاينده-هاي هوا در مناطق مختلف، متفاوت مي¬باشند. مصالحي که در نماهاي شهرهاي بزرگ و صنعتي که آلايند¬گي بالا دارند، به کار مي¬رود در مقايسه با مصالح کاربردي براي نماي شهرهاي کوچک که هواي پاک دارند متفاوت است همچنين نماي ساختمان در مناطق سردسير به لحاظ ميزان مقاومت در برابر يخزدگي يا عايق بودن نسبت به سرما و گرما با نماي قابل کاربرد در مناطق گرمسير متفاوت مي¬باشد.

7.   قيمت تمام شده نما
يکي از شاخصه¬هاي بسيار مهم در انتخاب نما، قيمت تمام شده نما است. هرچه قيمت نما افزايش يابد، قدرت خريد کاهش يافته و دايره مصرف¬کنندگان آن نما محدودتر خواهد شد.

8.   سرعت اجراي نما
با توجه به اينکه طولاني شدن در بهره¬برداري از هر پروژه ساختماني مي¬تواند عامل افزايش هزينه¬ها و افت ارزش پول شود، لذا سرعت در اجراي نما بسيار مؤثر خواهد بود.

در زير ويژگي¬هاي برخي از انواع نما هايي که اخيراً به کار مي¬روند به طور خلاصه بيان شده است.
نماهاي تماماً شيشه
نماهاي تماماً شيشه از دوران معماري مدرن به عنوان پوشش ساختمان¬ها به کار مي¬رفتند. هدف از اجراي نماي تماماً شيشه عبار تند از (رضايي حريري و فياض،1382):

کاهش بار مرده ساختمان ¬هاي بلند

سرعت بخشيدن به اجرا

تأمين ديد يکپارچه از مناظر بيرون براي ساکنين داخل

ايجاد احساس سبکي و ظرافت در ساختمان از ديد يک ناظر شهري

نمايش زندگي درون ساختمان از بيرون به دنبال روشن و خاموش شدن چراغ¬هاي داخلي در طول شبانه روز

نماهاي تماماً شيشه به علت ضخامت کم و مقاومت حرارتي اندک، مشکلات فراواني را براي ساکنين فراهم مي¬آورند. اين مشکلات عبارتند از:
1.   افزايش بيش از حد دماي داخلي ساختمان در فصول گرم و معتدل سال
نماهاي تماماً شيشه در صورتي¬که سايبان خارجي مناسب براي آنها پيش¬بيني نشده باشد، در اوقات گرم و معتدل سال به علت تابش آفتاب به فضاي داخل، سبب افزايش بيش از حد دماي داخل مي-شوند.
2.   احساس عدم آسايش حرارتي در فصول سرد سال
دماي سطح نماي شيشه¬اي به علت مقاومت حرارتي کم، در فصول سرد سال نزديک به دماي محيط خارج بوده و بدن افراد مستقر در نزديکي نما از طريق تشعشع با نما تبادل حرارت کرده و ساکنين احساس عدم آسايش حرارتي خواهند نمود.
3.   مصرف زياد انرژي و آلودگي هوا
در نماهاي شيشه¬اي در اثر تبادل حرارت از طريق جابجايي بين هواي گرم داخل اتاق و سطح سرد شيشه، دماي داخل کاهش يافته و براي حفظ دما در حد آسايش، نياز به مصرف زياد انرژي خواهد بود. اگرچه انواع گوناگون شيشه¬هايي ساخته شده¬اند که جاذب حرارت بوده و از ورود تابش خورشيد به داخل جلوگيري مي¬کنند، و يا شيشه¬هاي دو جداره¬اي وجود دارند که مقاومت هدايت حرارتي بهتري نسبت به شيشه¬هاي يک جداره دارند، اما با اين حال هنوز هم نماهاي شيشه¬اي نسبت به ساير مصالح ساختماني داراي ضريب هدايت حرارتي زياد بوده و باعث اتلاف حرارت زياد مي¬شوند. اتلاف حرارتي بسيار زياد و مصرف زياد انرژي جهت تأمين گرمايش و سرمايش در نماهاي شيشه¬اي لاجرم باعث آلودگي بيشتر هوا مي¬گردد.

مقايسه نماهاي آجر، شيشه يک جداره و شيشه دو جداره با يکديگر از نظر ويژگي-هاي حرارتي
در يک آزمايش به منظور مقايسه نماي آجري، شيشه يک جداره و شيشه دو جداره با يکديگر از نظر ويژگي¬هاي حرارتي دماي خارج ساختمان براي هر سه نما صفر و دماي داخل در حد 20 درجه حفظ شد. اختلاف دما بين سطح داخلي و خارجي ومقايسه ضريب انتقال حرارت براي هر کدام از نماهاي شيشه يک¬جداره، شيشه دو جداره و ديوار آجري 22 سانتي¬متري در شکل 1 نشان داده شده است. هرچه ضريب هدايت حرارت کاهش يابد اختلاف دماي بين دو سطح افزايش مييابد ( شکل 2). بنابراين اگر براي گرم کردن فضاي داخل، انرژی مصرف نشود، دماي سطح داخلي براي شيشه يک جداره 4/.، براي شيشه دو جداره 3/9 و براي ديوار آجري 7/12 خواهد بود. به اين ترتيب مشاهده مي¬شود که شيشه دو جداره علي¬رغم داشتن وضعيت حرارتي بهتر نسبت به يک شيشه يک جداره از نظر تأمين شرايط حرارتي فضاي داخل نسببت به نماي آجري مناسب نيست (رضايي حريري و فياض، 1382).

شکل 1- مقايسه ضريب هدايت حرارتي(W/m2k)و نوسان دما (°C)در شيشه يک جداره، دو جداره و ديوار آجري (رضايي حريري و فياض،1382).

شکل2- رابطه معکوس ضريب انتقال حرارت و اختلاف دما بين دو سطح در ديوار آجري، شيشه دو جداره و شيشه يک جداره(رضايي حريري و فياض،1382).

نماي کامپوزيتي:
کامپوزيت¬ها يک کلاس منحصر به فرد از مواد هستند که از ترکيب دو يا چند ماده جداگانه تشکيل شده اند که ماده حاصل نسبت به هر کدام از اجزاي تشکيل دهنده استحکام و دوام بيشتري دارد. امروزه از کامپوزيت¬ها براي نماي بيروني ساختمان استفاده مي¬شود. ورق هاي کامپوزيت متشکل از دو لايه آلومينيوم و يک هسته از جنس پلاستيک يا يک ماده معدني پرکننده مي¬باشند کهدر بين اين دو لايه قرار مي گيرد. از آنجا که نمي توان ماده‌اي يافت که همه خواص مورد نظر را دارا باشد، بايد بهدنبال چاره‌اي ديگر بود. کليد اين مشکل، استفاده از کامپوزيتها است. خواص کامپوزيتها در مجموع از هرکدام از اجزاي تشکيل دهنده¬ي آنها بهتر است و اجزايمختلف، کارايي يکديگر را بهبود مي‌بخشند و اين يکي از مزيت¬هاي کامپوزيتها محسوب مي¬شود، از مزاياي ديگر کامپوزيتها مي¬توان سبک بودن، سهولت در مونتاژ، تعمير و نگهداري را نام برد با اين وجود کامپوزيتها از نظر انعطاف¬پذيري در اجرا، در سطح ضعيفي عمل مي¬کنند.

نماي بايراميکس:
بایرامیکس يک سيستم پوشاننده تزييني است که براي نماهاي داخلي و خارجي استفاده مي¬شود. اين محصول مي¬تواند بر روي ديوارهاي رنگ شده، سنگ، سيمان، چوب، مقواي نازک، پلاستيک، فلز و شيشه به کار رود. بايراميکس که امروزه به عنوان نمای تزئینی داخل و خارج ساختمان به کار مي¬رود براي اولين بار در سال 1993 میلادی توسط یک گروه در ترکیه تولید و به دنیا عرضه شد. محصول حاضر به صورت ملات بوده و متشکل از مخلوط دانه های گرانیتی و مرمر سرامیزه با تنوع رنگ فراوان و دانه بندی های متعدد، رزین های طبیعی و مصنوعی و سایر افزودنی ها می باشد. بايراميكس بعد از اجرا و خشک شدن، نمای سنگ تزئینی به خود می گیرد. این نما روي سطوح چرب، غبار آلود، ناهموار، مرطوب و همچنين مواقعی که هوا طوفانی و دارای گرد و غبار می باشد قابل اجرا نيست.مزاياي کاربرد بايراميکس عبارتند از:

تنوع رنگ

کاربرد آسان

نگهداري و تعمير آسان

انعطاف¬پذيري

قابليت شست و شو با آب

بايراميکس به راحتي مي¬تواند ناهمواري¬هاي حاصل از گچ¬کاري را بپوشاند.

نمای بایرامیکس علی¬رغم مزایایی که دارد مورد استقبال جامعه مهندسین و پیمانکاران ساخت و ساز قرار نگرفته است چرا که این نما با بافت فرهنگی و سلیقه¬های ایرانی همخوانی ندارد و جلوه و زیبایی خود را ظرف مدت کوتاهی از دست می¬دهد.
نماي سنگ
دو گروه از سنگ¬هاي طبيعي که در نماي ساختمان به کار مي¬روند سنگ¬هاي آهکي و سنگ¬هاي آذرين هستند.سنگ¬هاي آهکي معمولاً به دليل وجود رگه¬هايي که در آنها ديده مي¬شود استحکام چنداني ندارند. و مشکل سنگ¬هاي آذرين معمولاً جذب آب پايين و عدم چسبندگي با بدنه ساختمان است.نماي ساختمان به دليل قرار گرفتن در معرض شرايط جوي (باران، يخبندان، آفتاب و آلاينده ها) از اهميت خاصي برخوردار است. سنگ نما بايد ويژگيهاي خاصي داشته باشد تا بتواند در برابر اين عوامل دوام بياورد. بنابراين سنگي که جهت نما استفاده مي¬شود بايد شرايط زير را داشته باشد:
1.   متناسب باآب و هواي منطقه باشد
سنگ بايد متناسب با شرايط اقليمي انتخاب گردد مثلاً در مناطق سرد و مرطوب، سنگ بايد داراي تخلخل بسيار کم باشد وگرنه ممکن است بر اثر يخبندان متلاشي شود يا در مکانهايي که امکان وزش طوفان شن وجود دارد، سنگ در معرض سايش بوده و بايد مقاومت به سايش بالا داشته باشد.
2.   قابليت صيقل خوردن و برش را داشته باشد.
3.   مقاومتهاي کششي و خمشي نسبتا خوبي را دارا باشد.
4.   ترکيبات کاني شناسي آن بايد در نظر گرفته شود
کانيهاي مضر (کانيهاي آهن) در برابر آب و هوا اکسيده شده و در نتيجه فرسودگي زودرس را به وجود مي آورند. وجود ناخالصي به صورت مجتمع در يک نقطه و يا يک امتداد، نقطه ضعف بوده و مي¬تواند باعث تخريب سنگ شود .
5.   سنگ انتخابي بايد چسبندگي خوبي را با ملات داشته باشد (داراي جذب آب مناسب باشد.)
6.   رنگ آن با ثبات باشد و در برابر بخارها و گازها و پرتو آفتاب پايدار باشد.

نمای سرامیک
با توجه به قیمت بالای سنگ و باری که سنگ به ساختمان تحمیل می کند، جهت نماي ساختمان در بعضي کشورهااستفاده از سرامیک رواج قابل ملاحظه ایی پیدا کرده است. نمایسرامیک مشکل وزن را تا حدود یک چهارم وزن سنگ حل کرده است ولی مشکل پیوستگی سراميک و نما بجز در موارد اندکی حل نشده است و با استفاده از روشهای نصب سعی در حل مشکل پیوستگی اجزای نما وجود دارد. این نماها با توجه بهطراحی قابل کنترل می توانند زیبایی خاص خود را به بيننده تقدیم کنند. از جمله معايب نماهاي سراميکي عايق نبودن آن به سرما و گرما و صدا مي¬باشد همچنين نماهاي سراميکي به دليل بازتاب شديد نور در مکان¬هاي شلوغ به کار نمي¬روند.
نماي آجر
يکي ديگر از انواع نماها، نماهاي آجري هستند که شامل آجرهاي رسي و آجرهاي شيلي مي¬شوند. نماهاي آجر علاوه بر زيبايي، تنوع و ثبات رنگ، به دليل ضريب انتقال حرارت پايين آجر، نقش يک عايق حرارتي و برودتي را براي ساختمان ايفا مي کنند و درنتيجه از هدر رفتن انرژي توسط سيستم گرمايشي و سرمايشي ساختمان جلوگيري مي¬کنند. نماهاي آجر بر حسب جنس و رنگ خود باعث دفع و انعکاس گرما در فصل تابستان و جذب انرژي خورشيدي و گرم شدن ساختمان در فصل زمستان مي¬شوند.
نماي خشک:
درسيستم نماي خشک براي اتصال آجرها به يکديگر از ملات استفاده نمي¬شود. براي اتصال آجرهاي مخصوصي که در اين سيستم به کار مي¬روند از تجهيزات فلزي مانند ريل استفاده مي¬شود.
مزاياي سيستم نماي خشک با آجر عبار تند از:
1.   عدم نياز به کارگر حرفه¬اي جهت نصب
در سيستم نماي خشک نصب آجر و ريل¬ها تنها به صورت مکانيکي است بنابراين اجراي اين سيستم نياز به کارگر حرفه¬اي ندارد.
2.   سرعت اجراي بالا
در نماي خشک به دليل استفاده از چهارجوب ¬هاي فلزي که خود قالب و الگوي اجرای نما محسوب مي¬شوند و نيز به دليل امکان آماده¬سازي نما در طبقه همکف و عدم استفاده از داربست، سرعت اجراي نما به طور چشمگيري افزايش مي¬يابد.
3.   عدم ايجاد ضايعات ساختمانی و سرو صدا
سيستم نماي خشک بدون برداشتن سطح ديوار موجود، مستقيماً بر روي ديوار قابل اجرا بوده وبنابراين اجراي اين سيستم بدون ايجاد ضايعات و زباله¬هاي ساختمانی معمول و همچنين بدون ايجاد سرو صدامي¬باشد.
4.   کاهش اتلاف انرژي
درسيستم نماي خشک ابتدا يک عايق حرارتي به طور مستقل با اتصال مکانيکي يا چسب به بدنه ساختمان محکم مي¬شود سپس چهارچوب يا اسکلت نگه¬دارنده که از جنس چوب، فولاد يا آلومينيوم مي¬باشد به ساختمان متصل شده تا نماي خشک با رعايت فاصله از عايق حرارتي بر روي چهارچوب نگه¬دارنده قرار گيرد. فضاي خالي که بين نما و عايق قرار دارد خود بهترين عايق حرارتي مي¬باشد لذا اين سيستم نقش بسزايي در کاهش اتلاف انرژي دارد.
5.   آساني اجرا براي ساختمان¬هاي مرتفع
اجراي اين سيستم به دليل عدم استفاده از ملات، درقسمت¬هاي مرتفع ساختمان بسيار سريعتر و آسان¬تر از ساير نماها مانند نماي آجر مي¬باشد همچنين در اين سيستم دسترسي براي مراقبت¬هاي دوره¬اي به خصوص در ساختمان¬هاي مرتفع وجود دارد ولي اين سيستم براي خانه¬هاي مسکوني کم ارتفاع، پر هزينه است و معمولاً مورد استفاده قرار نمي¬گيرد.
با توجه به مطالب گفته شده، مقايسه ضرايب هدايت حرارتي برخي ازمصالحي که در ساخت نما به کار مي-روند (جدول 1)و همچنين با استناد به پرسش نامه اي که توسط برخي از نماکاران و صاحب نظران دراين مورد پر شده است و نماهاي بالا را از نظر ويژگي¬هايي شامل سرعت اجرا، قيمت تمام شده به ازاي هر متر مربع، مقاومت در برابر ضربه، مقاومت در برابر يخ زدگي،مقاومت در برابر آتش¬سوزي، مقاومت در برابر زلزله و ريزش، انعطاف پذير بودن در اجرا، قابليت اجرا در ارتفاعات بالا، عايق بودن نسبت به سرما و گرما، عايق بودن نسبت به صدا، سبک بودن و کاهش وزن ساختمان، همخواني باهنر معماري ايراني و مقاومت در برابر آلاينده¬هاي موجود در هوا مورد مقايسه قرار داده¬اندمي¬توان نتيجه گرفت که در مجموع آجر ساخته شده از سنگ سیل و سنگ معدن مصالحي است که براي کاربرد در نما نسبت به ساير مصالح مي¬تواند در اولويت باشد.
جدول 1- مقايسه ضريب هدايت حرارتي برخي از مصالحي که در ساخت نما به کار مي¬روند

مصالح ساختماني

هوا

آجرشيلي

آجر رسي

شيشه

سراميک

سيمان

سنگ

آلومينيوم

ضريب انتقال حرارت

(W/mK)

02/0

3/1 -8/0

7/0-5/0

4/1- 9/0

06/1

73/1

7-2

237

منابع:
1. پاکزاد ،ج. 1382. پديدار شناسي نماي ساختمان¬هاي مسکوني و سير تکويني توقعات از آن. مجله هنرهاي زيبا. جلد شماره¬ي جهاردهم.
2. رضايي حريري، م و فياض، ر. تأثير نماهاي شيشه¬اي دو جداره بر شرايط حرارتي داخل ساختمان. مجله هنرهاي زيبا. جلد شماره¬ي ششم.

+ نوشته شده در شنبه بیست و یکم اردیبهشت ۱۳۹۲ ساعت 14:10 توسط مهندس ایمان رستگار |

مقايسه مزايا و معايب انواع نماهاي ساختمان

دوشنبه ، 7 آذر 1390 ، 13:15 | آخرین بروز رسانی مطلب در | نوشته شده توسط Administrator |

|

مقايسه مزايا و معايب انواع نماهاي ساختمان
مرکز تحقیق و توسعه کارخانه آجر نماچین

نماي ساختمان يکي از اجزاي بسيار مهم ساختمان است. برخي از عملکردهاي نما و عوامل مؤثر در نما سازي در زير به طور خلاصه بيان شده است:

1.   نما و حفاظت
ابتدايي¬ترين و حتي از لحاظ قدمت اولين وظيفه¬اي که نما عهده¬دار گرديد، وظيفه حفاظت بود. انسان¬ها براي حفاظت از عوامل جوي و اقليمي، براي خود فضايي را به نام خانه ايجاد کردند. عدم وجود منفذ در ساختمان گرچه جلوي باد، باران، گرما و سرما را مي¬گرفت، ولي ساختمان را از نور و تهويه لازم محروم مي-کرد. هرچه نياز به اين مواهب زيادتر شد نیاز به ايجاد روزنه در ديواره ساختمان افزايش يافتو در نتيجه نياز به پوسته ديگري به نام نما جهت حفاظت بيشتر، به وجود آمد (پاکزاد، 1386).
نماي ساختمان به عنوان يک محافظ بايد مشخصه هاي فني زير را داشته باشد:

1-1- عايق بودن نسبت به سرما، گرما
مصالح مختلف ساختماني ضريب انتقال حرارت و ظرفيت گرمايي ويژه مختلفی دارند و در نتيجه عملکرد حرارتي متفاوتي خواهند داشت. يک سيستم نماي موفق، نمايي است که زيبايي و بهره-وري انرژي را باهم داشته باشد. داشتن نمايي که عملکرد حرارتي خوبي داشته باشد مستقيماً مصرف انرژي را تحت تأثير قرار مي¬دهد لذا در نماي ساختمان، استفاده از مصالحي که ضريب انتقال حرارتي کمتري دارند، بايد مورد توجه قرار گيرد.

1-2-   عايق بودن نسبت به صوت
نماي ساختمان مي¬تواند بعنوان يک عایق صوتی ایده‌ال و مناسب عمل کند. توجه به اين ويژگي به خصوص براي ساختمان¬هايي که در شهرهاي بزرگ صنعتي و تجاري و يا در کنار مسير گذراصلي واقع شده¬اند از اهمييت ويژه¬اي برخوردار مي¬باشد.
1-3- مقاومت در برابر زلزله
1-4- مقاومت در برابر ضربه
1-5- مقاومت در برابر يخ زدگي
1-6- مقاومت در برابر آتش سوزي
1-7- مقاومت در برابر ريزش
1-8- انعطاف پذير بودن در اجراي نما
1-9- سبک بودن
1-10-   قابل اجرا بودن در ساختمانهاي مرتفع
2.   نما به عنوان رابط
نماي ساختمان بايد به شکلي طراحي شود که علي¬رغم حفاظت محيط داخل از بيرون، ارتباط فضاي بيرون را با محيط داخل ساختمان به خوبي برقرار کند. مثلاً امکان تابش نور به داخل و يا امکان استفاده از چشم-انداز بيرون وجود داشته باشد (پاکزاد، 1386).

3.   نما به عنوان يک معرف
همان¬طور که که لباس فرد، معرف شخصيت وي مي¬باشد، خانه نيز به مانند لباس دوم ميبايست معرف شخصيت و مقام اجتماعي مالک خود باشد. در معماري غرب نما داراي حالت نمايش است، بدين صورت که در همان وهله اول کسي را که پشت آن زندگي مي¬کند، نشان مي¬دهد. در واقع نما معرف شخصيت خانوادگي و طبقه اجتماعي صاحبخانه است (پاکزاد، 1386). نما علاوه بر معرفي شخصيت مالک، معرف موقعيت مکاني ملک و نوع کاربري ساختمان نيز مي¬باشد.

4.   نما ي هر ساختمان به عنوان عنصري از نماي مجموعه شهري
ما در فضاي شهري با يک ساختمان روبرو نيستيم، در واقع هر ساختمان جزئي از فضاي شهري محسوب مي¬شود که زشتي آن بر فضاهاي عمومي تأثير گذار است و زيبايي آن منوط به هماهنگي با ساير عناصر آن مکان است. ساختمان يک موجود منزوي و خود بسنده نيست که بتواند تمام توجه طراح و مالک را به خود جلب کند ، بلکه مي¬بايست با حفظ شخصيت و اعتبار خود، عنصري از يک جامعه وحدت يافته باشد (پاکزاد، 1386) .

5.   زيبايي نما
نما صورت ظاهر و منظره خارجي هر ساختمان است و پوششي مخفي و به دور از انتظار عموم نيست. نما همواره مورد توجه عموم قرار مي¬گيرد، لذا زيبايي جزء جدايي ناپذير هر نما مي¬باشد همچنين زيبايي و چگونگي نما معرف هنر و کيفيت کار مهندس معمار و طراح ساختمان نيز مي¬باشد.

6.   نماي ساختمان و شرايط محيطي
نماي هر واحد مسکوني بسته به شرايط محيطي از جمله آب و هوا، باد و طوفان، زلزله و ميزان آلاينده-هاي هوا در مناطق مختلف، متفاوت مي¬باشند. مصالحي که در نماهاي شهرهاي بزرگ و صنعتي که آلايند¬گي بالا دارند، به کار مي¬رود در مقايسه با مصالح کاربردي براي نماي شهرهاي کوچک که هواي پاک دارند متفاوت است همچنين نماي ساختمان در مناطق سردسير به لحاظ ميزان مقاومت در برابر يخزدگي يا عايق بودن نسبت به سرما و گرما با نماي قابل کاربرد در مناطق گرمسير متفاوت مي¬باشد.

7.   قيمت تمام شده نما
يکي از شاخصه¬هاي بسيار مهم در انتخاب نما، قيمت تمام شده نما است. هرچه قيمت نما افزايش يابد، قدرت خريد کاهش يافته و دايره مصرف¬کنندگان آن نما محدودتر خواهد شد.

8.   سرعت اجراي نما
با توجه به اينکه طولاني شدن در بهره¬برداري از هر پروژه ساختماني مي¬تواند عامل افزايش هزينه¬ها و افت ارزش پول شود، لذا سرعت در اجراي نما بسيار مؤثر خواهد بود.

در زير ويژگي¬هاي برخي از انواع نما هايي که اخيراً به کار مي¬روند به طور خلاصه بيان شده است.
نماهاي تماماً شيشه
نماهاي تماماً شيشه از دوران معماري مدرن به عنوان پوشش ساختمان¬ها به کار مي¬رفتند. هدف از اجراي نماي تماماً شيشه عبار تند از (رضايي حريري و فياض،1382):

کاهش بار مرده ساختمان ¬هاي بلند

سرعت بخشيدن به اجرا

تأمين ديد يکپارچه از مناظر بيرون براي ساکنين داخل

ايجاد احساس سبکي و ظرافت در ساختمان از ديد يک ناظر شهري

نمايش زندگي درون ساختمان از بيرون به دنبال روشن و خاموش شدن چراغ¬هاي داخلي در طول شبانه روز

نماهاي تماماً شيشه به علت ضخامت کم و مقاومت حرارتي اندک، مشکلات فراواني را براي ساکنين فراهم مي¬آورند. اين مشکلات عبارتند از:
1.   افزايش بيش از حد دماي داخلي ساختمان در فصول گرم و معتدل سال
نماهاي تماماً شيشه در صورتي¬که سايبان خارجي مناسب براي آنها پيش¬بيني نشده باشد، در اوقات گرم و معتدل سال به علت تابش آفتاب به فضاي داخل، سبب افزايش بيش از حد دماي داخل مي-شوند.
2.   احساس عدم آسايش حرارتي در فصول سرد سال
دماي سطح نماي شيشه¬اي به علت مقاومت حرارتي کم، در فصول سرد سال نزديک به دماي محيط خارج بوده و بدن افراد مستقر در نزديکي نما از طريق تشعشع با نما تبادل حرارت کرده و ساکنين احساس عدم آسايش حرارتي خواهند نمود.
3.   مصرف زياد انرژي و آلودگي هوا
در نماهاي شيشه¬اي در اثر تبادل حرارت از طريق جابجايي بين هواي گرم داخل اتاق و سطح سرد شيشه، دماي داخل کاهش يافته و براي حفظ دما در حد آسايش، نياز به مصرف زياد انرژي خواهد بود. اگرچه انواع گوناگون شيشه¬هايي ساخته شده¬اند که جاذب حرارت بوده و از ورود تابش خورشيد به داخل جلوگيري مي¬کنند، و يا شيشه¬هاي دو جداره¬اي وجود دارند که مقاومت هدايت حرارتي بهتري نسبت به شيشه¬هاي يک جداره دارند، اما با اين حال هنوز هم نماهاي شيشه¬اي نسبت به ساير مصالح ساختماني داراي ضريب هدايت حرارتي زياد بوده و باعث اتلاف حرارت زياد مي¬شوند. اتلاف حرارتي بسيار زياد و مصرف زياد انرژي جهت تأمين گرمايش و سرمايش در نماهاي شيشه¬اي لاجرم باعث آلودگي بيشتر هوا مي¬گردد.

مقايسه نماهاي آجر، شيشه يک جداره و شيشه دو جداره با يکديگر از نظر ويژگي-هاي حرارتي
در يک آزمايش به منظور مقايسه نماي آجري، شيشه يک جداره و شيشه دو جداره با يکديگر از نظر ويژگي¬هاي حرارتي دماي خارج ساختمان براي هر سه نما صفر و دماي داخل در حد 20 درجه حفظ شد. اختلاف دما بين سطح داخلي و خارجي ومقايسه ضريب انتقال حرارت براي هر کدام از نماهاي شيشه يک¬جداره، شيشه دو جداره و ديوار آجري 22 سانتي¬متري در شکل 1 نشان داده شده است. هرچه ضريب هدايت حرارت کاهش يابد اختلاف دماي بين دو سطح افزايش مييابد ( شکل 2). بنابراين اگر براي گرم کردن فضاي داخل، انرژی مصرف نشود، دماي سطح داخلي براي شيشه يک جداره 4/.، براي شيشه دو جداره 3/9 و براي ديوار آجري 7/12 خواهد بود. به اين ترتيب مشاهده مي¬شود که شيشه دو جداره علي¬رغم داشتن وضعيت حرارتي بهتر نسبت به يک شيشه يک جداره از نظر تأمين شرايط حرارتي فضاي داخل نسببت به نماي آجري مناسب نيست (رضايي حريري و فياض، 1382).

شکل 1- مقايسه ضريب هدايت حرارتي(W/m2k)و نوسان دما (°C)در شيشه يک جداره، دو جداره و ديوار آجري (رضايي حريري و فياض،1382).

شکل2- رابطه معکوس ضريب انتقال حرارت و اختلاف دما بين دو سطح در ديوار آجري، شيشه دو جداره و شيشه يک جداره(رضايي حريري و فياض،1382).

نماي کامپوزيتي:
کامپوزيت¬ها يک کلاس منحصر به فرد از مواد هستند که از ترکيب دو يا چند ماده جداگانه تشکيل شده اند که ماده حاصل نسبت به هر کدام از اجزاي تشکيل دهنده استحکام و دوام بيشتري دارد. امروزه از کامپوزيت¬ها براي نماي بيروني ساختمان استفاده مي¬شود. ورق هاي کامپوزيت متشکل از دو لايه آلومينيوم و يک هسته از جنس پلاستيک يا يک ماده معدني پرکننده مي¬باشند کهدر بين اين دو لايه قرار مي گيرد. از آنجا که نمي توان ماده‌اي يافت که همه خواص مورد نظر را دارا باشد، بايد بهدنبال چاره‌اي ديگر بود. کليد اين مشکل، استفاده از کامپوزيتها است. خواص کامپوزيتها در مجموع از هرکدام از اجزاي تشکيل دهنده¬ي آنها بهتر است و اجزايمختلف، کارايي يکديگر را بهبود مي‌بخشند و اين يکي از مزيت¬هاي کامپوزيتها محسوب مي¬شود، از مزاياي ديگر کامپوزيتها مي¬توان سبک بودن، سهولت در مونتاژ، تعمير و نگهداري را نام برد با اين وجود کامپوزيتها از نظر انعطاف¬پذيري در اجرا، در سطح ضعيفي عمل مي¬کنند.

نماي بايراميکس:
بایرامیکس يک سيستم پوشاننده تزييني است که براي نماهاي داخلي و خارجي استفاده مي¬شود. اين محصول مي¬تواند بر روي ديوارهاي رنگ شده، سنگ، سيمان، چوب، مقواي نازک، پلاستيک، فلز و شيشه به کار رود. بايراميکس که امروزه به عنوان نمای تزئینی داخل و خارج ساختمان به کار مي¬رود براي اولين بار در سال 1993 میلادی توسط یک گروه در ترکیه تولید و به دنیا عرضه شد. محصول حاضر به صورت ملات بوده و متشکل از مخلوط دانه های گرانیتی و مرمر سرامیزه با تنوع رنگ فراوان و دانه بندی های متعدد، رزین های طبیعی و مصنوعی و سایر افزودنی ها می باشد. بايراميكس بعد از اجرا و خشک شدن، نمای سنگ تزئینی به خود می گیرد. این نما روي سطوح چرب، غبار آلود، ناهموار، مرطوب و همچنين مواقعی که هوا طوفانی و دارای گرد و غبار می باشد قابل اجرا نيست.مزاياي کاربرد بايراميکس عبارتند از:

تنوع رنگ

کاربرد آسان

نگهداري و تعمير آسان

انعطاف¬پذيري

قابليت شست و شو با آب

بايراميکس به راحتي مي¬تواند ناهمواري¬هاي حاصل از گچ¬کاري را بپوشاند.

نمای بایرامیکس علی¬رغم مزایایی که دارد مورد استقبال جامعه مهندسین و پیمانکاران ساخت و ساز قرار نگرفته است چرا که این نما با بافت فرهنگی و سلیقه¬های ایرانی همخوانی ندارد و جلوه و زیبایی خود را ظرف مدت کوتاهی از دست می¬دهد.
نماي سنگ
دو گروه از سنگ¬هاي طبيعي که در نماي ساختمان به کار مي¬روند سنگ¬هاي آهکي و سنگ¬هاي آذرين هستند.سنگ¬هاي آهکي معمولاً به دليل وجود رگه¬هايي که در آنها ديده مي¬شود استحکام چنداني ندارند. و مشکل سنگ¬هاي آذرين معمولاً جذب آب پايين و عدم چسبندگي با بدنه ساختمان است.نماي ساختمان به دليل قرار گرفتن در معرض شرايط جوي (باران، يخبندان، آفتاب و آلاينده ها) از اهميت خاصي برخوردار است. سنگ نما بايد ويژگيهاي خاصي داشته باشد تا بتواند در برابر اين عوامل دوام بياورد. بنابراين سنگي که جهت نما استفاده مي¬شود بايد شرايط زير را داشته باشد:
1.   متناسب باآب و هواي منطقه باشد
سنگ بايد متناسب با شرايط اقليمي انتخاب گردد مثلاً در مناطق سرد و مرطوب، سنگ بايد داراي تخلخل بسيار کم باشد وگرنه ممکن است بر اثر يخبندان متلاشي شود يا در مکانهايي که امکان وزش طوفان شن وجود دارد، سنگ در معرض سايش بوده و بايد مقاومت به سايش بالا داشته باشد.
2.   قابليت صيقل خوردن و برش را داشته باشد.
3.   مقاومتهاي کششي و خمشي نسبتا خوبي را دارا باشد.
4.   ترکيبات کاني شناسي آن بايد در نظر گرفته شود
کانيهاي مضر (کانيهاي آهن) در برابر آب و هوا اکسيده شده و در نتيجه فرسودگي زودرس را به وجود مي آورند. وجود ناخالصي به صورت مجتمع در يک نقطه و يا يک امتداد، نقطه ضعف بوده و مي¬تواند باعث تخريب سنگ شود .
5.   سنگ انتخابي بايد چسبندگي خوبي را با ملات داشته باشد (داراي جذب آب مناسب باشد.)
6.   رنگ آن با ثبات باشد و در برابر بخارها و گازها و پرتو آفتاب پايدار باشد.

نمای سرامیک
با توجه به قیمت بالای سنگ و باری که سنگ به ساختمان تحمیل می کند، جهت نماي ساختمان در بعضي کشورهااستفاده از سرامیک رواج قابل ملاحظه ایی پیدا کرده است. نمایسرامیک مشکل وزن را تا حدود یک چهارم وزن سنگ حل کرده است ولی مشکل پیوستگی سراميک و نما بجز در موارد اندکی حل نشده است و با استفاده از روشهای نصب سعی در حل مشکل پیوستگی اجزای نما وجود دارد. این نماها با توجه بهطراحی قابل کنترل می توانند زیبایی خاص خود را به بيننده تقدیم کنند. از جمله معايب نماهاي سراميکي عايق نبودن آن به سرما و گرما و صدا مي¬باشد همچنين نماهاي سراميکي به دليل بازتاب شديد نور در مکان¬هاي شلوغ به کار نمي¬روند.
نماي آجر
يکي ديگر از انواع نماها، نماهاي آجري هستند که شامل آجرهاي رسي و آجرهاي شيلي مي¬شوند. نماهاي آجر علاوه بر زيبايي، تنوع و ثبات رنگ، به دليل ضريب انتقال حرارت پايين آجر، نقش يک عايق حرارتي و برودتي را براي ساختمان ايفا مي کنند و درنتيجه از هدر رفتن انرژي توسط سيستم گرمايشي و سرمايشي ساختمان جلوگيري مي¬کنند. نماهاي آجر بر حسب جنس و رنگ خود باعث دفع و انعکاس گرما در فصل تابستان و جذب انرژي خورشيدي و گرم شدن ساختمان در فصل زمستان مي¬شوند.
نماي خشک:
درسيستم نماي خشک براي اتصال آجرها به يکديگر از ملات استفاده نمي¬شود. براي اتصال آجرهاي مخصوصي که در اين سيستم به کار مي¬روند از تجهيزات فلزي مانند ريل استفاده مي¬شود.
مزاياي سيستم نماي خشک با آجر عبار تند از:
1.   عدم نياز به کارگر حرفه¬اي جهت نصب
در سيستم نماي خشک نصب آجر و ريل¬ها تنها به صورت مکانيکي است بنابراين اجراي اين سيستم نياز به کارگر حرفه¬اي ندارد.
2.   سرعت اجراي بالا
در نماي خشک به دليل استفاده از چهارجوب ¬هاي فلزي که خود قالب و الگوي اجرای نما محسوب مي¬شوند و نيز به دليل امکان آماده¬سازي نما در طبقه همکف و عدم استفاده از داربست، سرعت اجراي نما به طور چشمگيري افزايش مي¬يابد.
3.   عدم ايجاد ضايعات ساختمانی و سرو صدا
سيستم نماي خشک بدون برداشتن سطح ديوار موجود، مستقيماً بر روي ديوار قابل اجرا بوده وبنابراين اجراي اين سيستم بدون ايجاد ضايعات و زباله¬هاي ساختمانی معمول و همچنين بدون ايجاد سرو صدامي¬باشد.
4.   کاهش اتلاف انرژي
درسيستم نماي خشک ابتدا يک عايق حرارتي به طور مستقل با اتصال مکانيکي يا چسب به بدنه ساختمان محکم مي¬شود سپس چهارچوب يا اسکلت نگه¬دارنده که از جنس چوب، فولاد يا آلومينيوم مي¬باشد به ساختمان متصل شده تا نماي خشک با رعايت فاصله از عايق حرارتي بر روي چهارچوب نگه¬دارنده قرار گيرد. فضاي خالي که بين نما و عايق قرار دارد خود بهترين عايق حرارتي مي¬باشد لذا اين سيستم نقش بسزايي در کاهش اتلاف انرژي دارد.
5.   آساني اجرا براي ساختمان¬هاي مرتفع
اجراي اين سيستم به دليل عدم استفاده از ملات، درقسمت¬هاي مرتفع ساختمان بسيار سريعتر و آسان¬تر از ساير نماها مانند نماي آجر مي¬باشد همچنين در اين سيستم دسترسي براي مراقبت¬هاي دوره¬اي به خصوص در ساختمان¬هاي مرتفع وجود دارد ولي اين سيستم براي خانه¬هاي مسکوني کم ارتفاع، پر هزينه است و معمولاً مورد استفاده قرار نمي¬گيرد.
با توجه به مطالب گفته شده، مقايسه ضرايب هدايت حرارتي برخي ازمصالحي که در ساخت نما به کار مي-روند (جدول 1)و همچنين با استناد به پرسش نامه اي که توسط برخي از نماکاران و صاحب نظران دراين مورد پر شده است و نماهاي بالا را از نظر ويژگي¬هايي شامل سرعت اجرا، قيمت تمام شده به ازاي هر متر مربع، مقاومت در برابر ضربه، مقاومت در برابر يخ زدگي،مقاومت در برابر آتش¬سوزي، مقاومت در برابر زلزله و ريزش، انعطاف پذير بودن در اجرا، قابليت اجرا در ارتفاعات بالا، عايق بودن نسبت به سرما و گرما، عايق بودن نسبت به صدا، سبک بودن و کاهش وزن ساختمان، همخواني باهنر معماري ايراني و مقاومت در برابر آلاينده¬هاي موجود در هوا مورد مقايسه قرار داده¬اندمي¬توان نتيجه گرفت که در مجموع آجر ساخته شده از سنگ سیل و سنگ معدن مصالحي است که براي کاربرد در نما نسبت به ساير مصالح مي¬تواند در اولويت باشد.
جدول 1- مقايسه ضريب هدايت حرارتي برخي از مصالحي که در ساخت نما به کار مي¬روند

مصالح ساختماني

هوا

آجرشيلي

آجر رسي

شيشه

سراميک

سيمان

سنگ

آلومينيوم

ضريب انتقال حرارت

(W/mK)

02/0

3/1 -8/0

7/0-5/0

4/1- 9/0

06/1

73/1

7-2

237

منابع:
1. پاکزاد ،ج. 1382. پديدار شناسي نماي ساختمان¬هاي مسکوني و سير تکويني توقعات از آن. مجله هنرهاي زيبا. جلد شماره¬ي جهاردهم.
2. رضايي حريري، م و فياض، ر. تأثير نماهاي شيشه¬اي دو جداره بر شرايط حرارتي داخل ساختمان. مجله هنرهاي زيبا. جلد شماره¬ي ششم.

+ نوشته شده در شنبه بیست و یکم اردیبهشت ۱۳۹۲ ساعت 14:10 توسط مهندس ایمان رستگار |

مقايسه مزايا و معايب انواع نماهاي ساختمان

دوشنبه ، 7 آذر 1390 ، 13:15 | آخرین بروز رسانی مطلب در | نوشته شده توسط Administrator |

|

مقايسه مزايا و معايب انواع نماهاي ساختمان
مرکز تحقیق و توسعه کارخانه آجر نماچین

نماي ساختمان يکي از اجزاي بسيار مهم ساختمان است. برخي از عملکردهاي نما و عوامل مؤثر در نما سازي در زير به طور خلاصه بيان شده است:

1.   نما و حفاظت
ابتدايي¬ترين و حتي از لحاظ قدمت اولين وظيفه¬اي که نما عهده¬دار گرديد، وظيفه حفاظت بود. انسان¬ها براي حفاظت از عوامل جوي و اقليمي، براي خود فضايي را به نام خانه ايجاد کردند. عدم وجود منفذ در ساختمان گرچه جلوي باد، باران، گرما و سرما را مي¬گرفت، ولي ساختمان را از نور و تهويه لازم محروم مي-کرد. هرچه نياز به اين مواهب زيادتر شد نیاز به ايجاد روزنه در ديواره ساختمان افزايش يافتو در نتيجه نياز به پوسته ديگري به نام نما جهت حفاظت بيشتر، به وجود آمد (پاکزاد، 1386).
نماي ساختمان به عنوان يک محافظ بايد مشخصه هاي فني زير را داشته باشد:

1-1- عايق بودن نسبت به سرما، گرما
مصالح مختلف ساختماني ضريب انتقال حرارت و ظرفيت گرمايي ويژه مختلفی دارند و در نتيجه عملکرد حرارتي متفاوتي خواهند داشت. يک سيستم نماي موفق، نمايي است که زيبايي و بهره-وري انرژي را باهم داشته باشد. داشتن نمايي که عملکرد حرارتي خوبي داشته باشد مستقيماً مصرف انرژي را تحت تأثير قرار مي¬دهد لذا در نماي ساختمان، استفاده از مصالحي که ضريب انتقال حرارتي کمتري دارند، بايد مورد توجه قرار گيرد.

1-2-   عايق بودن نسبت به صوت
نماي ساختمان مي¬تواند بعنوان يک عایق صوتی ایده‌ال و مناسب عمل کند. توجه به اين ويژگي به خصوص براي ساختمان¬هايي که در شهرهاي بزرگ صنعتي و تجاري و يا در کنار مسير گذراصلي واقع شده¬اند از اهمييت ويژه¬اي برخوردار مي¬باشد.
1-3- مقاومت در برابر زلزله
1-4- مقاومت در برابر ضربه
1-5- مقاومت در برابر يخ زدگي
1-6- مقاومت در برابر آتش سوزي
1-7- مقاومت در برابر ريزش
1-8- انعطاف پذير بودن در اجراي نما
1-9- سبک بودن
1-10-   قابل اجرا بودن در ساختمانهاي مرتفع
2.   نما به عنوان رابط
نماي ساختمان بايد به شکلي طراحي شود که علي¬رغم حفاظت محيط داخل از بيرون، ارتباط فضاي بيرون را با محيط داخل ساختمان به خوبي برقرار کند. مثلاً امکان تابش نور به داخل و يا امکان استفاده از چشم-انداز بيرون وجود داشته باشد (پاکزاد، 1386).

3.   نما به عنوان يک معرف
همان¬طور که که لباس فرد، معرف شخصيت وي مي¬باشد، خانه نيز به مانند لباس دوم ميبايست معرف شخصيت و مقام اجتماعي مالک خود باشد. در معماري غرب نما داراي حالت نمايش است، بدين صورت که در همان وهله اول کسي را که پشت آن زندگي مي¬کند، نشان مي¬دهد. در واقع نما معرف شخصيت خانوادگي و طبقه اجتماعي صاحبخانه است (پاکزاد، 1386). نما علاوه بر معرفي شخصيت مالک، معرف موقعيت مکاني ملک و نوع کاربري ساختمان نيز مي¬باشد.

4.   نما ي هر ساختمان به عنوان عنصري از نماي مجموعه شهري
ما در فضاي شهري با يک ساختمان روبرو نيستيم، در واقع هر ساختمان جزئي از فضاي شهري محسوب مي¬شود که زشتي آن بر فضاهاي عمومي تأثير گذار است و زيبايي آن منوط به هماهنگي با ساير عناصر آن مکان است. ساختمان يک موجود منزوي و خود بسنده نيست که بتواند تمام توجه طراح و مالک را به خود جلب کند ، بلکه مي¬بايست با حفظ شخصيت و اعتبار خود، عنصري از يک جامعه وحدت يافته باشد (پاکزاد، 1386) .

5.   زيبايي نما
نما صورت ظاهر و منظره خارجي هر ساختمان است و پوششي مخفي و به دور از انتظار عموم نيست. نما همواره مورد توجه عموم قرار مي¬گيرد، لذا زيبايي جزء جدايي ناپذير هر نما مي¬باشد همچنين زيبايي و چگونگي نما معرف هنر و کيفيت کار مهندس معمار و طراح ساختمان نيز مي¬باشد.

6.   نماي ساختمان و شرايط محيطي
نماي هر واحد مسکوني بسته به شرايط محيطي از جمله آب و هوا، باد و طوفان، زلزله و ميزان آلاينده-هاي هوا در مناطق مختلف، متفاوت مي¬باشند. مصالحي که در نماهاي شهرهاي بزرگ و صنعتي که آلايند¬گي بالا دارند، به کار مي¬رود در مقايسه با مصالح کاربردي براي نماي شهرهاي کوچک که هواي پاک دارند متفاوت است همچنين نماي ساختمان در مناطق سردسير به لحاظ ميزان مقاومت در برابر يخزدگي يا عايق بودن نسبت به سرما و گرما با نماي قابل کاربرد در مناطق گرمسير متفاوت مي¬باشد.

7.   قيمت تمام شده نما
يکي از شاخصه¬هاي بسيار مهم در انتخاب نما، قيمت تمام شده نما است. هرچه قيمت نما افزايش يابد، قدرت خريد کاهش يافته و دايره مصرف¬کنندگان آن نما محدودتر خواهد شد.

8.   سرعت اجراي نما
با توجه به اينکه طولاني شدن در بهره¬برداري از هر پروژه ساختماني مي¬تواند عامل افزايش هزينه¬ها و افت ارزش پول شود، لذا سرعت در اجراي نما بسيار مؤثر خواهد بود.

در زير ويژگي¬هاي برخي از انواع نما هايي که اخيراً به کار مي¬روند به طور خلاصه بيان شده است.
نماهاي تماماً شيشه
نماهاي تماماً شيشه از دوران معماري مدرن به عنوان پوشش ساختمان¬ها به کار مي¬رفتند. هدف از اجراي نماي تماماً شيشه عبار تند از (رضايي حريري و فياض،1382):

کاهش بار مرده ساختمان ¬هاي بلند

سرعت بخشيدن به اجرا

تأمين ديد يکپارچه از مناظر بيرون براي ساکنين داخل

ايجاد احساس سبکي و ظرافت در ساختمان از ديد يک ناظر شهري

نمايش زندگي درون ساختمان از بيرون به دنبال روشن و خاموش شدن چراغ¬هاي داخلي در طول شبانه روز

نماهاي تماماً شيشه به علت ضخامت کم و مقاومت حرارتي اندک، مشکلات فراواني را براي ساکنين فراهم مي¬آورند. اين مشکلات عبارتند از:
1.   افزايش بيش از حد دماي داخلي ساختمان در فصول گرم و معتدل سال
نماهاي تماماً شيشه در صورتي¬که سايبان خارجي مناسب براي آنها پيش¬بيني نشده باشد، در اوقات گرم و معتدل سال به علت تابش آفتاب به فضاي داخل، سبب افزايش بيش از حد دماي داخل مي-شوند.
2.   احساس عدم آسايش حرارتي در فصول سرد سال
دماي سطح نماي شيشه¬اي به علت مقاومت حرارتي کم، در فصول سرد سال نزديک به دماي محيط خارج بوده و بدن افراد مستقر در نزديکي نما از طريق تشعشع با نما تبادل حرارت کرده و ساکنين احساس عدم آسايش حرارتي خواهند نمود.
3.   مصرف زياد انرژي و آلودگي هوا
در نماهاي شيشه¬اي در اثر تبادل حرارت از طريق جابجايي بين هواي گرم داخل اتاق و سطح سرد شيشه، دماي داخل کاهش يافته و براي حفظ دما در حد آسايش، نياز به مصرف زياد انرژي خواهد بود. اگرچه انواع گوناگون شيشه¬هايي ساخته شده¬اند که جاذب حرارت بوده و از ورود تابش خورشيد به داخل جلوگيري مي¬کنند، و يا شيشه¬هاي دو جداره¬اي وجود دارند که مقاومت هدايت حرارتي بهتري نسبت به شيشه¬هاي يک جداره دارند، اما با اين حال هنوز هم نماهاي شيشه¬اي نسبت به ساير مصالح ساختماني داراي ضريب هدايت حرارتي زياد بوده و باعث اتلاف حرارت زياد مي¬شوند. اتلاف حرارتي بسيار زياد و مصرف زياد انرژي جهت تأمين گرمايش و سرمايش در نماهاي شيشه¬اي لاجرم باعث آلودگي بيشتر هوا مي¬گردد.

مقايسه نماهاي آجر، شيشه يک جداره و شيشه دو جداره با يکديگر از نظر ويژگي-هاي حرارتي
در يک آزمايش به منظور مقايسه نماي آجري، شيشه يک جداره و شيشه دو جداره با يکديگر از نظر ويژگي¬هاي حرارتي دماي خارج ساختمان براي هر سه نما صفر و دماي داخل در حد 20 درجه حفظ شد. اختلاف دما بين سطح داخلي و خارجي ومقايسه ضريب انتقال حرارت براي هر کدام از نماهاي شيشه يک¬جداره، شيشه دو جداره و ديوار آجري 22 سانتي¬متري در شکل 1 نشان داده شده است. هرچه ضريب هدايت حرارت کاهش يابد اختلاف دماي بين دو سطح افزايش مييابد ( شکل 2). بنابراين اگر براي گرم کردن فضاي داخل، انرژی مصرف نشود، دماي سطح داخلي براي شيشه يک جداره 4/.، براي شيشه دو جداره 3/9 و براي ديوار آجري 7/12 خواهد بود. به اين ترتيب مشاهده مي¬شود که شيشه دو جداره علي¬رغم داشتن وضعيت حرارتي بهتر نسبت به يک شيشه يک جداره از نظر تأمين شرايط حرارتي فضاي داخل نسببت به نماي آجري مناسب نيست (رضايي حريري و فياض، 1382).

شکل 1- مقايسه ضريب هدايت حرارتي(W/m2k)و نوسان دما (°C)در شيشه يک جداره، دو جداره و ديوار آجري (رضايي حريري و فياض،1382).

شکل2- رابطه معکوس ضريب انتقال حرارت و اختلاف دما بين دو سطح در ديوار آجري، شيشه دو جداره و شيشه يک جداره(رضايي حريري و فياض،1382).

نماي کامپوزيتي:
کامپوزيت¬ها يک کلاس منحصر به فرد از مواد هستند که از ترکيب دو يا چند ماده جداگانه تشکيل شده اند که ماده حاصل نسبت به هر کدام از اجزاي تشکيل دهنده استحکام و دوام بيشتري دارد. امروزه از کامپوزيت¬ها براي نماي بيروني ساختمان استفاده مي¬شود. ورق هاي کامپوزيت متشکل از دو لايه آلومينيوم و يک هسته از جنس پلاستيک يا يک ماده معدني پرکننده مي¬باشند کهدر بين اين دو لايه قرار مي گيرد. از آنجا که نمي توان ماده‌اي يافت که همه خواص مورد نظر را دارا باشد، بايد بهدنبال چاره‌اي ديگر بود. کليد اين مشکل، استفاده از کامپوزيتها است. خواص کامپوزيتها در مجموع از هرکدام از اجزاي تشکيل دهنده¬ي آنها بهتر است و اجزايمختلف، کارايي يکديگر را بهبود مي‌بخشند و اين يکي از مزيت¬هاي کامپوزيتها محسوب مي¬شود، از مزاياي ديگر کامپوزيتها مي¬توان سبک بودن، سهولت در مونتاژ، تعمير و نگهداري را نام برد با اين وجود کامپوزيتها از نظر انعطاف¬پذيري در اجرا، در سطح ضعيفي عمل مي¬کنند.

نماي بايراميکس:
بایرامیکس يک سيستم پوشاننده تزييني است که براي نماهاي داخلي و خارجي استفاده مي¬شود. اين محصول مي¬تواند بر روي ديوارهاي رنگ شده، سنگ، سيمان، چوب، مقواي نازک، پلاستيک، فلز و شيشه به کار رود. بايراميکس که امروزه به عنوان نمای تزئینی داخل و خارج ساختمان به کار مي¬رود براي اولين بار در سال 1993 میلادی توسط یک گروه در ترکیه تولید و به دنیا عرضه شد. محصول حاضر به صورت ملات بوده و متشکل از مخلوط دانه های گرانیتی و مرمر سرامیزه با تنوع رنگ فراوان و دانه بندی های متعدد، رزین های طبیعی و مصنوعی و سایر افزودنی ها می باشد. بايراميكس بعد از اجرا و خشک شدن، نمای سنگ تزئینی به خود می گیرد. این نما روي سطوح چرب، غبار آلود، ناهموار، مرطوب و همچنين مواقعی که هوا طوفانی و دارای گرد و غبار می باشد قابل اجرا نيست.مزاياي کاربرد بايراميکس عبارتند از:

تنوع رنگ

کاربرد آسان

نگهداري و تعمير آسان

انعطاف¬پذيري

قابليت شست و شو با آب

بايراميکس به راحتي مي¬تواند ناهمواري¬هاي حاصل از گچ¬کاري را بپوشاند.

نمای بایرامیکس علی¬رغم مزایایی که دارد مورد استقبال جامعه مهندسین و پیمانکاران ساخت و ساز قرار نگرفته است چرا که این نما با بافت فرهنگی و سلیقه¬های ایرانی همخوانی ندارد و جلوه و زیبایی خود را ظرف مدت کوتاهی از دست می¬دهد.
نماي سنگ
دو گروه از سنگ¬هاي طبيعي که در نماي ساختمان به کار مي¬روند سنگ¬هاي آهکي و سنگ¬هاي آذرين هستند.سنگ¬هاي آهکي معمولاً به دليل وجود رگه¬هايي که در آنها ديده مي¬شود استحکام چنداني ندارند. و مشکل سنگ¬هاي آذرين معمولاً جذب آب پايين و عدم چسبندگي با بدنه ساختمان است.نماي ساختمان به دليل قرار گرفتن در معرض شرايط جوي (باران، يخبندان، آفتاب و آلاينده ها) از اهميت خاصي برخوردار است. سنگ نما بايد ويژگيهاي خاصي داشته باشد تا بتواند در برابر اين عوامل دوام بياورد. بنابراين سنگي که جهت نما استفاده مي¬شود بايد شرايط زير را داشته باشد:
1.   متناسب باآب و هواي منطقه باشد
سنگ بايد متناسب با شرايط اقليمي انتخاب گردد مثلاً در مناطق سرد و مرطوب، سنگ بايد داراي تخلخل بسيار کم باشد وگرنه ممکن است بر اثر يخبندان متلاشي شود يا در مکانهايي که امکان وزش طوفان شن وجود دارد، سنگ در معرض سايش بوده و بايد مقاومت به سايش بالا داشته باشد.
2.   قابليت صيقل خوردن و برش را داشته باشد.
3.   مقاومتهاي کششي و خمشي نسبتا خوبي را دارا باشد.
4.   ترکيبات کاني شناسي آن بايد در نظر گرفته شود
کانيهاي مضر (کانيهاي آهن) در برابر آب و هوا اکسيده شده و در نتيجه فرسودگي زودرس را به وجود مي آورند. وجود ناخالصي به صورت مجتمع در يک نقطه و يا يک امتداد، نقطه ضعف بوده و مي¬تواند باعث تخريب سنگ شود .
5.   سنگ انتخابي بايد چسبندگي خوبي را با ملات داشته باشد (داراي جذب آب مناسب باشد.)
6.   رنگ آن با ثبات باشد و در برابر بخارها و گازها و پرتو آفتاب پايدار باشد.

نمای سرامیک
با توجه به قیمت بالای سنگ و باری که سنگ به ساختمان تحمیل می کند، جهت نماي ساختمان در بعضي کشورهااستفاده از سرامیک رواج قابل ملاحظه ایی پیدا کرده است. نمایسرامیک مشکل وزن را تا حدود یک چهارم وزن سنگ حل کرده است ولی مشکل پیوستگی سراميک و نما بجز در موارد اندکی حل نشده است و با استفاده از روشهای نصب سعی در حل مشکل پیوستگی اجزای نما وجود دارد. این نماها با توجه بهطراحی قابل کنترل می توانند زیبایی خاص خود را به بيننده تقدیم کنند. از جمله معايب نماهاي سراميکي عايق نبودن آن به سرما و گرما و صدا مي¬باشد همچنين نماهاي سراميکي به دليل بازتاب شديد نور در مکان¬هاي شلوغ به کار نمي¬روند.
نماي آجر
يکي ديگر از انواع نماها، نماهاي آجري هستند که شامل آجرهاي رسي و آجرهاي شيلي مي¬شوند. نماهاي آجر علاوه بر زيبايي، تنوع و ثبات رنگ، به دليل ضريب انتقال حرارت پايين آجر، نقش يک عايق حرارتي و برودتي را براي ساختمان ايفا مي کنند و درنتيجه از هدر رفتن انرژي توسط سيستم گرمايشي و سرمايشي ساختمان جلوگيري مي¬کنند. نماهاي آجر بر حسب جنس و رنگ خود باعث دفع و انعکاس گرما در فصل تابستان و جذب انرژي خورشيدي و گرم شدن ساختمان در فصل زمستان مي¬شوند.
نماي خشک:
درسيستم نماي خشک براي اتصال آجرها به يکديگر از ملات استفاده نمي¬شود. براي اتصال آجرهاي مخصوصي که در اين سيستم به کار مي¬روند از تجهيزات فلزي مانند ريل استفاده مي¬شود.
مزاياي سيستم نماي خشک با آجر عبار تند از:
1.   عدم نياز به کارگر حرفه¬اي جهت نصب
در سيستم نماي خشک نصب آجر و ريل¬ها تنها به صورت مکانيکي است بنابراين اجراي اين سيستم نياز به کارگر حرفه¬اي ندارد.
2.   سرعت اجراي بالا
در نماي خشک به دليل استفاده از چهارجوب ¬هاي فلزي که خود قالب و الگوي اجرای نما محسوب مي¬شوند و نيز به دليل امکان آماده¬سازي نما در طبقه همکف و عدم استفاده از داربست، سرعت اجراي نما به طور چشمگيري افزايش مي¬يابد.
3.   عدم ايجاد ضايعات ساختمانی و سرو صدا
سيستم نماي خشک بدون برداشتن سطح ديوار موجود، مستقيماً بر روي ديوار قابل اجرا بوده وبنابراين اجراي اين سيستم بدون ايجاد ضايعات و زباله¬هاي ساختمانی معمول و همچنين بدون ايجاد سرو صدامي¬باشد.
4.   کاهش اتلاف انرژي
درسيستم نماي خشک ابتدا يک عايق حرارتي به طور مستقل با اتصال مکانيکي يا چسب به بدنه ساختمان محکم مي¬شود سپس چهارچوب يا اسکلت نگه¬دارنده که از جنس چوب، فولاد يا آلومينيوم مي¬باشد به ساختمان متصل شده تا نماي خشک با رعايت فاصله از عايق حرارتي بر روي چهارچوب نگه¬دارنده قرار گيرد. فضاي خالي که بين نما و عايق قرار دارد خود بهترين عايق حرارتي مي¬باشد لذا اين سيستم نقش بسزايي در کاهش اتلاف انرژي دارد.
5.   آساني اجرا براي ساختمان¬هاي مرتفع
اجراي اين سيستم به دليل عدم استفاده از ملات، درقسمت¬هاي مرتفع ساختمان بسيار سريعتر و آسان¬تر از ساير نماها مانند نماي آجر مي¬باشد همچنين در اين سيستم دسترسي براي مراقبت¬هاي دوره¬اي به خصوص در ساختمان¬هاي مرتفع وجود دارد ولي اين سيستم براي خانه¬هاي مسکوني کم ارتفاع، پر هزينه است و معمولاً مورد استفاده قرار نمي¬گيرد.
با توجه به مطالب گفته شده، مقايسه ضرايب هدايت حرارتي برخي ازمصالحي که در ساخت نما به کار مي-روند (جدول 1)و همچنين با استناد به پرسش نامه اي که توسط برخي از نماکاران و صاحب نظران دراين مورد پر شده است و نماهاي بالا را از نظر ويژگي¬هايي شامل سرعت اجرا، قيمت تمام شده به ازاي هر متر مربع، مقاومت در برابر ضربه، مقاومت در برابر يخ زدگي،مقاومت در برابر آتش¬سوزي، مقاومت در برابر زلزله و ريزش، انعطاف پذير بودن در اجرا، قابليت اجرا در ارتفاعات بالا، عايق بودن نسبت به سرما و گرما، عايق بودن نسبت به صدا، سبک بودن و کاهش وزن ساختمان، همخواني باهنر معماري ايراني و مقاومت در برابر آلاينده¬هاي موجود در هوا مورد مقايسه قرار داده¬اندمي¬توان نتيجه گرفت که در مجموع آجر ساخته شده از سنگ سیل و سنگ معدن مصالحي است که براي کاربرد در نما نسبت به ساير مصالح مي¬تواند در اولويت باشد.
جدول 1- مقايسه ضريب هدايت حرارتي برخي از مصالحي که در ساخت نما به کار مي¬روند

مصالح ساختماني

هوا

آجرشيلي

آجر رسي

شيشه

سراميک

سيمان

سنگ

آلومينيوم

ضريب انتقال حرارت

(W/mK)

02/0

3/1 -8/0

7/0-5/0

4/1- 9/0

06/1

73/1

7-2

237

منابع:
1. پاکزاد ،ج. 1382. پديدار شناسي نماي ساختمان¬هاي مسکوني و سير تکويني توقعات از آن. مجله هنرهاي زيبا. جلد شماره¬ي جهاردهم.
2. رضايي حريري، م و فياض، ر. تأثير نماهاي شيشه¬اي دو جداره بر شرايط حرارتي داخل ساختمان. مجله هنرهاي زيبا. جلد شماره¬ي ششم.

+ نوشته شده در شنبه بیست و یکم اردیبهشت ۱۳۹۲ ساعت 14:10 توسط مهندس ایمان رستگار |

مقايسه مزايا و معايب انواع نماهاي ساختمان

دوشنبه ، 7 آذر 1390 ، 13:15 | آخرین بروز رسانی مطلب در | نوشته شده توسط Administrator |

|

مقايسه مزايا و معايب انواع نماهاي ساختمان
مرکز تحقیق و توسعه کارخانه آجر نماچین

نماي ساختمان يکي از اجزاي بسيار مهم ساختمان است. برخي از عملکردهاي نما و عوامل مؤثر در نما سازي در زير به طور خلاصه بيان شده است:

1.   نما و حفاظت
ابتدايي¬ترين و حتي از لحاظ قدمت اولين وظيفه¬اي که نما عهده¬دار گرديد، وظيفه حفاظت بود. انسان¬ها براي حفاظت از عوامل جوي و اقليمي، براي خود فضايي را به نام خانه ايجاد کردند. عدم وجود منفذ در ساختمان گرچه جلوي باد، باران، گرما و سرما را مي¬گرفت، ولي ساختمان را از نور و تهويه لازم محروم مي-کرد. هرچه نياز به اين مواهب زيادتر شد نیاز به ايجاد روزنه در ديواره ساختمان افزايش يافتو در نتيجه نياز به پوسته ديگري به نام نما جهت حفاظت بيشتر، به وجود آمد (پاکزاد، 1386).
نماي ساختمان به عنوان يک محافظ بايد مشخصه هاي فني زير را داشته باشد:

1-1- عايق بودن نسبت به سرما، گرما
مصالح مختلف ساختماني ضريب انتقال حرارت و ظرفيت گرمايي ويژه مختلفی دارند و در نتيجه عملکرد حرارتي متفاوتي خواهند داشت. يک سيستم نماي موفق، نمايي است که زيبايي و بهره-وري انرژي را باهم داشته باشد. داشتن نمايي که عملکرد حرارتي خوبي داشته باشد مستقيماً مصرف انرژي را تحت تأثير قرار مي¬دهد لذا در نماي ساختمان، استفاده از مصالحي که ضريب انتقال حرارتي کمتري دارند، بايد مورد توجه قرار گيرد.

1-2-   عايق بودن نسبت به صوت
نماي ساختمان مي¬تواند بعنوان يک عایق صوتی ایده‌ال و مناسب عمل کند. توجه به اين ويژگي به خصوص براي ساختمان¬هايي که در شهرهاي بزرگ صنعتي و تجاري و يا در کنار مسير گذراصلي واقع شده¬اند از اهمييت ويژه¬اي برخوردار مي¬باشد.
1-3- مقاومت در برابر زلزله
1-4- مقاومت در برابر ضربه
1-5- مقاومت در برابر يخ زدگي
1-6- مقاومت در برابر آتش سوزي
1-7- مقاومت در برابر ريزش
1-8- انعطاف پذير بودن در اجراي نما
1-9- سبک بودن
1-10-   قابل اجرا بودن در ساختمانهاي مرتفع
2.   نما به عنوان رابط
نماي ساختمان بايد به شکلي طراحي شود که علي¬رغم حفاظت محيط داخل از بيرون، ارتباط فضاي بيرون را با محيط داخل ساختمان به خوبي برقرار کند. مثلاً امکان تابش نور به داخل و يا امکان استفاده از چشم-انداز بيرون وجود داشته باشد (پاکزاد، 1386).

3.   نما به عنوان يک معرف
همان¬طور که که لباس فرد، معرف شخصيت وي مي¬باشد، خانه نيز به مانند لباس دوم ميبايست معرف شخصيت و مقام اجتماعي مالک خود باشد. در معماري غرب نما داراي حالت نمايش است، بدين صورت که در همان وهله اول کسي را که پشت آن زندگي مي¬کند، نشان مي¬دهد. در واقع نما معرف شخصيت خانوادگي و طبقه اجتماعي صاحبخانه است (پاکزاد، 1386). نما علاوه بر معرفي شخصيت مالک، معرف موقعيت مکاني ملک و نوع کاربري ساختمان نيز مي¬باشد.

4.   نما ي هر ساختمان به عنوان عنصري از نماي مجموعه شهري
ما در فضاي شهري با يک ساختمان روبرو نيستيم، در واقع هر ساختمان جزئي از فضاي شهري محسوب مي¬شود که زشتي آن بر فضاهاي عمومي تأثير گذار است و زيبايي آن منوط به هماهنگي با ساير عناصر آن مکان است. ساختمان يک موجود منزوي و خود بسنده نيست که بتواند تمام توجه طراح و مالک را به خود جلب کند ، بلکه مي¬بايست با حفظ شخصيت و اعتبار خود، عنصري از يک جامعه وحدت يافته باشد (پاکزاد، 1386) .

5.   زيبايي نما
نما صورت ظاهر و منظره خارجي هر ساختمان است و پوششي مخفي و به دور از انتظار عموم نيست. نما همواره مورد توجه عموم قرار مي¬گيرد، لذا زيبايي جزء جدايي ناپذير هر نما مي¬باشد همچنين زيبايي و چگونگي نما معرف هنر و کيفيت کار مهندس معمار و طراح ساختمان نيز مي¬باشد.

6.   نماي ساختمان و شرايط محيطي
نماي هر واحد مسکوني بسته به شرايط محيطي از جمله آب و هوا، باد و طوفان، زلزله و ميزان آلاينده-هاي هوا در مناطق مختلف، متفاوت مي¬باشند. مصالحي که در نماهاي شهرهاي بزرگ و صنعتي که آلايند¬گي بالا دارند، به کار مي¬رود در مقايسه با مصالح کاربردي براي نماي شهرهاي کوچک که هواي پاک دارند متفاوت است همچنين نماي ساختمان در مناطق سردسير به لحاظ ميزان مقاومت در برابر يخزدگي يا عايق بودن نسبت به سرما و گرما با نماي قابل کاربرد در مناطق گرمسير متفاوت مي¬باشد.

7.   قيمت تمام شده نما
يکي از شاخصه¬هاي بسيار مهم در انتخاب نما، قيمت تمام شده نما است. هرچه قيمت نما افزايش يابد، قدرت خريد کاهش يافته و دايره مصرف¬کنندگان آن نما محدودتر خواهد شد.

8.   سرعت اجراي نما
با توجه به اينکه طولاني شدن در بهره¬برداري از هر پروژه ساختماني مي¬تواند عامل افزايش هزينه¬ها و افت ارزش پول شود، لذا سرعت در اجراي نما بسيار مؤثر خواهد بود.

در زير ويژگي¬هاي برخي از انواع نما هايي که اخيراً به کار مي¬روند به طور خلاصه بيان شده است.
نماهاي تماماً شيشه
نماهاي تماماً شيشه از دوران معماري مدرن به عنوان پوشش ساختمان¬ها به کار مي¬رفتند. هدف از اجراي نماي تماماً شيشه عبار تند از (رضايي حريري و فياض،1382):

کاهش بار مرده ساختمان ¬هاي بلند

سرعت بخشيدن به اجرا

تأمين ديد يکپارچه از مناظر بيرون براي ساکنين داخل

ايجاد احساس سبکي و ظرافت در ساختمان از ديد يک ناظر شهري

نمايش زندگي درون ساختمان از بيرون به دنبال روشن و خاموش شدن چراغ¬هاي داخلي در طول شبانه روز

نماهاي تماماً شيشه به علت ضخامت کم و مقاومت حرارتي اندک، مشکلات فراواني را براي ساکنين فراهم مي¬آورند. اين مشکلات عبارتند از:
1.   افزايش بيش از حد دماي داخلي ساختمان در فصول گرم و معتدل سال
نماهاي تماماً شيشه در صورتي¬که سايبان خارجي مناسب براي آنها پيش¬بيني نشده باشد، در اوقات گرم و معتدل سال به علت تابش آفتاب به فضاي داخل، سبب افزايش بيش از حد دماي داخل مي-شوند.
2.   احساس عدم آسايش حرارتي در فصول سرد سال
دماي سطح نماي شيشه¬اي به علت مقاومت حرارتي کم، در فصول سرد سال نزديک به دماي محيط خارج بوده و بدن افراد مستقر در نزديکي نما از طريق تشعشع با نما تبادل حرارت کرده و ساکنين احساس عدم آسايش حرارتي خواهند نمود.
3.   مصرف زياد انرژي و آلودگي هوا
در نماهاي شيشه¬اي در اثر تبادل حرارت از طريق جابجايي بين هواي گرم داخل اتاق و سطح سرد شيشه، دماي داخل کاهش يافته و براي حفظ دما در حد آسايش، نياز به مصرف زياد انرژي خواهد بود. اگرچه انواع گوناگون شيشه¬هايي ساخته شده¬اند که جاذب حرارت بوده و از ورود تابش خورشيد به داخل جلوگيري مي¬کنند، و يا شيشه¬هاي دو جداره¬اي وجود دارند که مقاومت هدايت حرارتي بهتري نسبت به شيشه¬هاي يک جداره دارند، اما با اين حال هنوز هم نماهاي شيشه¬اي نسبت به ساير مصالح ساختماني داراي ضريب هدايت حرارتي زياد بوده و باعث اتلاف حرارت زياد مي¬شوند. اتلاف حرارتي بسيار زياد و مصرف زياد انرژي جهت تأمين گرمايش و سرمايش در نماهاي شيشه¬اي لاجرم باعث آلودگي بيشتر هوا مي¬گردد.

مقايسه نماهاي آجر، شيشه يک جداره و شيشه دو جداره با يکديگر از نظر ويژگي-هاي حرارتي
در يک آزمايش به منظور مقايسه نماي آجري، شيشه يک جداره و شيشه دو جداره با يکديگر از نظر ويژگي¬هاي حرارتي دماي خارج ساختمان براي هر سه نما صفر و دماي داخل در حد 20 درجه حفظ شد. اختلاف دما بين سطح داخلي و خارجي ومقايسه ضريب انتقال حرارت براي هر کدام از نماهاي شيشه يک¬جداره، شيشه دو جداره و ديوار آجري 22 سانتي¬متري در شکل 1 نشان داده شده است. هرچه ضريب هدايت حرارت کاهش يابد اختلاف دماي بين دو سطح افزايش مييابد ( شکل 2). بنابراين اگر براي گرم کردن فضاي داخل، انرژی مصرف نشود، دماي سطح داخلي براي شيشه يک جداره 4/.، براي شيشه دو جداره 3/9 و براي ديوار آجري 7/12 خواهد بود. به اين ترتيب مشاهده مي¬شود که شيشه دو جداره علي¬رغم داشتن وضعيت حرارتي بهتر نسبت به يک شيشه يک جداره از نظر تأمين شرايط حرارتي فضاي داخل نسببت به نماي آجري مناسب نيست (رضايي حريري و فياض، 1382).

شکل 1- مقايسه ضريب هدايت حرارتي(W/m2k)و نوسان دما (°C)در شيشه يک جداره، دو جداره و ديوار آجري (رضايي حريري و فياض،1382).

شکل2- رابطه معکوس ضريب انتقال حرارت و اختلاف دما بين دو سطح در ديوار آجري، شيشه دو جداره و شيشه يک جداره(رضايي حريري و فياض،1382).

نماي کامپوزيتي:
کامپوزيت¬ها يک کلاس منحصر به فرد از مواد هستند که از ترکيب دو يا چند ماده جداگانه تشکيل شده اند که ماده حاصل نسبت به هر کدام از اجزاي تشکيل دهنده استحکام و دوام بيشتري دارد. امروزه از کامپوزيت¬ها براي نماي بيروني ساختمان استفاده مي¬شود. ورق هاي کامپوزيت متشکل از دو لايه آلومينيوم و يک هسته از جنس پلاستيک يا يک ماده معدني پرکننده مي¬باشند کهدر بين اين دو لايه قرار مي گيرد. از آنجا که نمي توان ماده‌اي يافت که همه خواص مورد نظر را دارا باشد، بايد بهدنبال چاره‌اي ديگر بود. کليد اين مشکل، استفاده از کامپوزيتها است. خواص کامپوزيتها در مجموع از هرکدام از اجزاي تشکيل دهنده¬ي آنها بهتر است و اجزايمختلف، کارايي يکديگر را بهبود مي‌بخشند و اين يکي از مزيت¬هاي کامپوزيتها محسوب مي¬شود، از مزاياي ديگر کامپوزيتها مي¬توان سبک بودن، سهولت در مونتاژ، تعمير و نگهداري را نام برد با اين وجود کامپوزيتها از نظر انعطاف¬پذيري در اجرا، در سطح ضعيفي عمل مي¬کنند.

نماي بايراميکس:
بایرامیکس يک سيستم پوشاننده تزييني است که براي نماهاي داخلي و خارجي استفاده مي¬شود. اين محصول مي¬تواند بر روي ديوارهاي رنگ شده، سنگ، سيمان، چوب، مقواي نازک، پلاستيک، فلز و شيشه به کار رود. بايراميکس که امروزه به عنوان نمای تزئینی داخل و خارج ساختمان به کار مي¬رود براي اولين بار در سال 1993 میلادی توسط یک گروه در ترکیه تولید و به دنیا عرضه شد. محصول حاضر به صورت ملات بوده و متشکل از مخلوط دانه های گرانیتی و مرمر سرامیزه با تنوع رنگ فراوان و دانه بندی های متعدد، رزین های طبیعی و مصنوعی و سایر افزودنی ها می باشد. بايراميكس بعد از اجرا و خشک شدن، نمای سنگ تزئینی به خود می گیرد. این نما روي سطوح چرب، غبار آلود، ناهموار، مرطوب و همچنين مواقعی که هوا طوفانی و دارای گرد و غبار می باشد قابل اجرا نيست.مزاياي کاربرد بايراميکس عبارتند از:

تنوع رنگ

کاربرد آسان

نگهداري و تعمير آسان

انعطاف¬پذيري

قابليت شست و شو با آب

بايراميکس به راحتي مي¬تواند ناهمواري¬هاي حاصل از گچ¬کاري را بپوشاند.

نمای بایرامیکس علی¬رغم مزایایی که دارد مورد استقبال جامعه مهندسین و پیمانکاران ساخت و ساز قرار نگرفته است چرا که این نما با بافت فرهنگی و سلیقه¬های ایرانی همخوانی ندارد و جلوه و زیبایی خود را ظرف مدت کوتاهی از دست می¬دهد.
نماي سنگ
دو گروه از سنگ¬هاي طبيعي که در نماي ساختمان به کار مي¬روند سنگ¬هاي آهکي و سنگ¬هاي آذرين هستند.سنگ¬هاي آهکي معمولاً به دليل وجود رگه¬هايي که در آنها ديده مي¬شود استحکام چنداني ندارند. و مشکل سنگ¬هاي آذرين معمولاً جذب آب پايين و عدم چسبندگي با بدنه ساختمان است.نماي ساختمان به دليل قرار گرفتن در معرض شرايط جوي (باران، يخبندان، آفتاب و آلاينده ها) از اهميت خاصي برخوردار است. سنگ نما بايد ويژگيهاي خاصي داشته باشد تا بتواند در برابر اين عوامل دوام بياورد. بنابراين سنگي که جهت نما استفاده مي¬شود بايد شرايط زير را داشته باشد:
1.   متناسب باآب و هواي منطقه باشد
سنگ بايد متناسب با شرايط اقليمي انتخاب گردد مثلاً در مناطق سرد و مرطوب، سنگ بايد داراي تخلخل بسيار کم باشد وگرنه ممکن است بر اثر يخبندان متلاشي شود يا در مکانهايي که امکان وزش طوفان شن وجود دارد، سنگ در معرض سايش بوده و بايد مقاومت به سايش بالا داشته باشد.
2.   قابليت صيقل خوردن و برش را داشته باشد.
3.   مقاومتهاي کششي و خمشي نسبتا خوبي را دارا باشد.
4.   ترکيبات کاني شناسي آن بايد در نظر گرفته شود
کانيهاي مضر (کانيهاي آهن) در برابر آب و هوا اکسيده شده و در نتيجه فرسودگي زودرس را به وجود مي آورند. وجود ناخالصي به صورت مجتمع در يک نقطه و يا يک امتداد، نقطه ضعف بوده و مي¬تواند باعث تخريب سنگ شود .
5.   سنگ انتخابي بايد چسبندگي خوبي را با ملات داشته باشد (داراي جذب آب مناسب باشد.)
6.   رنگ آن با ثبات باشد و در برابر بخارها و گازها و پرتو آفتاب پايدار باشد.

نمای سرامیک
با توجه به قیمت بالای سنگ و باری که سنگ به ساختمان تحمیل می کند، جهت نماي ساختمان در بعضي کشورهااستفاده از سرامیک رواج قابل ملاحظه ایی پیدا کرده است. نمایسرامیک مشکل وزن را تا حدود یک چهارم وزن سنگ حل کرده است ولی مشکل پیوستگی سراميک و نما بجز در موارد اندکی حل نشده است و با استفاده از روشهای نصب سعی در حل مشکل پیوستگی اجزای نما وجود دارد. این نماها با توجه بهطراحی قابل کنترل می توانند زیبایی خاص خود را به بيننده تقدیم کنند. از جمله معايب نماهاي سراميکي عايق نبودن آن به سرما و گرما و صدا مي¬باشد همچنين نماهاي سراميکي به دليل بازتاب شديد نور در مکان¬هاي شلوغ به کار نمي¬روند.
نماي آجر
يکي ديگر از انواع نماها، نماهاي آجري هستند که شامل آجرهاي رسي و آجرهاي شيلي مي¬شوند. نماهاي آجر علاوه بر زيبايي، تنوع و ثبات رنگ، به دليل ضريب انتقال حرارت پايين آجر، نقش يک عايق حرارتي و برودتي را براي ساختمان ايفا مي کنند و درنتيجه از هدر رفتن انرژي توسط سيستم گرمايشي و سرمايشي ساختمان جلوگيري مي¬کنند. نماهاي آجر بر حسب جنس و رنگ خود باعث دفع و انعکاس گرما در فصل تابستان و جذب انرژي خورشيدي و گرم شدن ساختمان در فصل زمستان مي¬شوند.
نماي خشک:
درسيستم نماي خشک براي اتصال آجرها به يکديگر از ملات استفاده نمي¬شود. براي اتصال آجرهاي مخصوصي که در اين سيستم به کار مي¬روند از تجهيزات فلزي مانند ريل استفاده مي¬شود.
مزاياي سيستم نماي خشک با آجر عبار تند از:
1.   عدم نياز به کارگر حرفه¬اي جهت نصب
در سيستم نماي خشک نصب آجر و ريل¬ها تنها به صورت مکانيکي است بنابراين اجراي اين سيستم نياز به کارگر حرفه¬اي ندارد.
2.   سرعت اجراي بالا
در نماي خشک به دليل استفاده از چهارجوب ¬هاي فلزي که خود قالب و الگوي اجرای نما محسوب مي¬شوند و نيز به دليل امکان آماده¬سازي نما در طبقه همکف و عدم استفاده از داربست، سرعت اجراي نما به طور چشمگيري افزايش مي¬يابد.
3.   عدم ايجاد ضايعات ساختمانی و سرو صدا
سيستم نماي خشک بدون برداشتن سطح ديوار موجود، مستقيماً بر روي ديوار قابل اجرا بوده وبنابراين اجراي اين سيستم بدون ايجاد ضايعات و زباله¬هاي ساختمانی معمول و همچنين بدون ايجاد سرو صدامي¬باشد.
4.   کاهش اتلاف انرژي
درسيستم نماي خشک ابتدا يک عايق حرارتي به طور مستقل با اتصال مکانيکي يا چسب به بدنه ساختمان محکم مي¬شود سپس چهارچوب يا اسکلت نگه¬دارنده که از جنس چوب، فولاد يا آلومينيوم مي¬باشد به ساختمان متصل شده تا نماي خشک با رعايت فاصله از عايق حرارتي بر روي چهارچوب نگه¬دارنده قرار گيرد. فضاي خالي که بين نما و عايق قرار دارد خود بهترين عايق حرارتي مي¬باشد لذا اين سيستم نقش بسزايي در کاهش اتلاف انرژي دارد.
5.   آساني اجرا براي ساختمان¬هاي مرتفع
اجراي اين سيستم به دليل عدم استفاده از ملات، درقسمت¬هاي مرتفع ساختمان بسيار سريعتر و آسان¬تر از ساير نماها مانند نماي آجر مي¬باشد همچنين در اين سيستم دسترسي براي مراقبت¬هاي دوره¬اي به خصوص در ساختمان¬هاي مرتفع وجود دارد ولي اين سيستم براي خانه¬هاي مسکوني کم ارتفاع، پر هزينه است و معمولاً مورد استفاده قرار نمي¬گيرد.
با توجه به مطالب گفته شده، مقايسه ضرايب هدايت حرارتي برخي ازمصالحي که در ساخت نما به کار مي-روند (جدول 1)و همچنين با استناد به پرسش نامه اي که توسط برخي از نماکاران و صاحب نظران دراين مورد پر شده است و نماهاي بالا را از نظر ويژگي¬هايي شامل سرعت اجرا، قيمت تمام شده به ازاي هر متر مربع، مقاومت در برابر ضربه، مقاومت در برابر يخ زدگي،مقاومت در برابر آتش¬سوزي، مقاومت در برابر زلزله و ريزش، انعطاف پذير بودن در اجرا، قابليت اجرا در ارتفاعات بالا، عايق بودن نسبت به سرما و گرما، عايق بودن نسبت به صدا، سبک بودن و کاهش وزن ساختمان، همخواني باهنر معماري ايراني و مقاومت در برابر آلاينده¬هاي موجود در هوا مورد مقايسه قرار داده¬اندمي¬توان نتيجه گرفت که در مجموع آجر ساخته شده از سنگ سیل و سنگ معدن مصالحي است که براي کاربرد در نما نسبت به ساير مصالح مي¬تواند در اولويت باشد.
جدول 1- مقايسه ضريب هدايت حرارتي برخي از مصالحي که در ساخت نما به کار مي¬روند

مصالح ساختماني

هوا

آجرشيلي

آجر رسي

شيشه

سراميک

سيمان

سنگ

آلومينيوم

ضريب انتقال حرارت

(W/mK)

02/0

3/1 -8/0

7/0-5/0

4/1- 9/0

06/1

73/1

7-2

237

منابع:
1. پاکزاد ،ج. 1382. پديدار شناسي نماي ساختمان¬هاي مسکوني و سير تکويني توقعات از آن. مجله هنرهاي زيبا. جلد شماره¬ي جهاردهم.
2. رضايي حريري، م و فياض، ر. تأثير نماهاي شيشه¬اي دو جداره بر شرايط حرارتي داخل ساختمان. مجله هنرهاي زيبا. جلد شماره¬ي ششم.

+ نوشته شده در شنبه بیست و یکم اردیبهشت ۱۳۹۲ ساعت 14:10 توسط مهندس ایمان رستگار |

مقايسه مزايا و معايب انواع نماهاي ساختمان

دوشنبه ، 7 آذر 1390 ، 13:15 | آخرین بروز رسانی مطلب در | نوشته شده توسط Administrator |

|

مقايسه مزايا و معايب انواع نماهاي ساختمان
مرکز تحقیق و توسعه کارخانه آجر نماچین

نماي ساختمان يکي از اجزاي بسيار مهم ساختمان است. برخي از عملکردهاي نما و عوامل مؤثر در نما سازي در زير به طور خلاصه بيان شده است:

1.   نما و حفاظت
ابتدايي¬ترين و حتي از لحاظ قدمت اولين وظيفه¬اي که نما عهده¬دار گرديد، وظيفه حفاظت بود. انسان¬ها براي حفاظت از عوامل جوي و اقليمي، براي خود فضايي را به نام خانه ايجاد کردند. عدم وجود منفذ در ساختمان گرچه جلوي باد، باران، گرما و سرما را مي¬گرفت، ولي ساختمان را از نور و تهويه لازم محروم مي-کرد. هرچه نياز به اين مواهب زيادتر شد نیاز به ايجاد روزنه در ديواره ساختمان افزايش يافتو در نتيجه نياز به پوسته ديگري به نام نما جهت حفاظت بيشتر، به وجود آمد (پاکزاد، 1386).
نماي ساختمان به عنوان يک محافظ بايد مشخصه هاي فني زير را داشته باشد:

1-1- عايق بودن نسبت به سرما، گرما
مصالح مختلف ساختماني ضريب انتقال حرارت و ظرفيت گرمايي ويژه مختلفی دارند و در نتيجه عملکرد حرارتي متفاوتي خواهند داشت. يک سيستم نماي موفق، نمايي است که زيبايي و بهره-وري انرژي را باهم داشته باشد. داشتن نمايي که عملکرد حرارتي خوبي داشته باشد مستقيماً مصرف انرژي را تحت تأثير قرار مي¬دهد لذا در نماي ساختمان، استفاده از مصالحي که ضريب انتقال حرارتي کمتري دارند، بايد مورد توجه قرار گيرد.

1-2-   عايق بودن نسبت به صوت
نماي ساختمان مي¬تواند بعنوان يک عایق صوتی ایده‌ال و مناسب عمل کند. توجه به اين ويژگي به خصوص براي ساختمان¬هايي که در شهرهاي بزرگ صنعتي و تجاري و يا در کنار مسير گذراصلي واقع شده¬اند از اهمييت ويژه¬اي برخوردار مي¬باشد.
1-3- مقاومت در برابر زلزله
1-4- مقاومت در برابر ضربه
1-5- مقاومت در برابر يخ زدگي
1-6- مقاومت در برابر آتش سوزي
1-7- مقاومت در برابر ريزش
1-8- انعطاف پذير بودن در اجراي نما
1-9- سبک بودن
1-10-   قابل اجرا بودن در ساختمانهاي مرتفع
2.   نما به عنوان رابط
نماي ساختمان بايد به شکلي طراحي شود که علي¬رغم حفاظت محيط داخل از بيرون، ارتباط فضاي بيرون را با محيط داخل ساختمان به خوبي برقرار کند. مثلاً امکان تابش نور به داخل و يا امکان استفاده از چشم-انداز بيرون وجود داشته باشد (پاکزاد، 1386).

3.   نما به عنوان يک معرف
همان¬طور که که لباس فرد، معرف شخصيت وي مي¬باشد، خانه نيز به مانند لباس دوم ميبايست معرف شخصيت و مقام اجتماعي مالک خود باشد. در معماري غرب نما داراي حالت نمايش است، بدين صورت که در همان وهله اول کسي را که پشت آن زندگي مي¬کند، نشان مي¬دهد. در واقع نما معرف شخصيت خانوادگي و طبقه اجتماعي صاحبخانه است (پاکزاد، 1386). نما علاوه بر معرفي شخصيت مالک، معرف موقعيت مکاني ملک و نوع کاربري ساختمان نيز مي¬باشد.

4.   نما ي هر ساختمان به عنوان عنصري از نماي مجموعه شهري
ما در فضاي شهري با يک ساختمان روبرو نيستيم، در واقع هر ساختمان جزئي از فضاي شهري محسوب مي¬شود که زشتي آن بر فضاهاي عمومي تأثير گذار است و زيبايي آن منوط به هماهنگي با ساير عناصر آن مکان است. ساختمان يک موجود منزوي و خود بسنده نيست که بتواند تمام توجه طراح و مالک را به خود جلب کند ، بلکه مي¬بايست با حفظ شخصيت و اعتبار خود، عنصري از يک جامعه وحدت يافته باشد (پاکزاد، 1386) .

5.   زيبايي نما
نما صورت ظاهر و منظره خارجي هر ساختمان است و پوششي مخفي و به دور از انتظار عموم نيست. نما همواره مورد توجه عموم قرار مي¬گيرد، لذا زيبايي جزء جدايي ناپذير هر نما مي¬باشد همچنين زيبايي و چگونگي نما معرف هنر و کيفيت کار مهندس معمار و طراح ساختمان نيز مي¬باشد.

6.   نماي ساختمان و شرايط محيطي
نماي هر واحد مسکوني بسته به شرايط محيطي از جمله آب و هوا، باد و طوفان، زلزله و ميزان آلاينده-هاي هوا در مناطق مختلف، متفاوت مي¬باشند. مصالحي که در نماهاي شهرهاي بزرگ و صنعتي که آلايند¬گي بالا دارند، به کار مي¬رود در مقايسه با مصالح کاربردي براي نماي شهرهاي کوچک که هواي پاک دارند متفاوت است همچنين نماي ساختمان در مناطق سردسير به لحاظ ميزان مقاومت در برابر يخزدگي يا عايق بودن نسبت به سرما و گرما با نماي قابل کاربرد در مناطق گرمسير متفاوت مي¬باشد.

7.   قيمت تمام شده نما
يکي از شاخصه¬هاي بسيار مهم در انتخاب نما، قيمت تمام شده نما است. هرچه قيمت نما افزايش يابد، قدرت خريد کاهش يافته و دايره مصرف¬کنندگان آن نما محدودتر خواهد شد.

8.   سرعت اجراي نما
با توجه به اينکه طولاني شدن در بهره¬برداري از هر پروژه ساختماني مي¬تواند عامل افزايش هزينه¬ها و افت ارزش پول شود، لذا سرعت در اجراي نما بسيار مؤثر خواهد بود.

در زير ويژگي¬هاي برخي از انواع نما هايي که اخيراً به کار مي¬روند به طور خلاصه بيان شده است.
نماهاي تماماً شيشه
نماهاي تماماً شيشه از دوران معماري مدرن به عنوان پوشش ساختمان¬ها به کار مي¬رفتند. هدف از اجراي نماي تماماً شيشه عبار تند از (رضايي حريري و فياض،1382):

کاهش بار مرده ساختمان ¬هاي بلند

سرعت بخشيدن به اجرا

تأمين ديد يکپارچه از مناظر بيرون براي ساکنين داخل

ايجاد احساس سبکي و ظرافت در ساختمان از ديد يک ناظر شهري

نمايش زندگي درون ساختمان از بيرون به دنبال روشن و خاموش شدن چراغ¬هاي داخلي در طول شبانه روز

نماهاي تماماً شيشه به علت ضخامت کم و مقاومت حرارتي اندک، مشکلات فراواني را براي ساکنين فراهم مي¬آورند. اين مشکلات عبارتند از:
1.   افزايش بيش از حد دماي داخلي ساختمان در فصول گرم و معتدل سال
نماهاي تماماً شيشه در صورتي¬که سايبان خارجي مناسب براي آنها پيش¬بيني نشده باشد، در اوقات گرم و معتدل سال به علت تابش آفتاب به فضاي داخل، سبب افزايش بيش از حد دماي داخل مي-شوند.
2.   احساس عدم آسايش حرارتي در فصول سرد سال
دماي سطح نماي شيشه¬اي به علت مقاومت حرارتي کم، در فصول سرد سال نزديک به دماي محيط خارج بوده و بدن افراد مستقر در نزديکي نما از طريق تشعشع با نما تبادل حرارت کرده و ساکنين احساس عدم آسايش حرارتي خواهند نمود.
3.   مصرف زياد انرژي و آلودگي هوا
در نماهاي شيشه¬اي در اثر تبادل حرارت از طريق جابجايي بين هواي گرم داخل اتاق و سطح سرد شيشه، دماي داخل کاهش يافته و براي حفظ دما در حد آسايش، نياز به مصرف زياد انرژي خواهد بود. اگرچه انواع گوناگون شيشه¬هايي ساخته شده¬اند که جاذب حرارت بوده و از ورود تابش خورشيد به داخل جلوگيري مي¬کنند، و يا شيشه¬هاي دو جداره¬اي وجود دارند که مقاومت هدايت حرارتي بهتري نسبت به شيشه¬هاي يک جداره دارند، اما با اين حال هنوز هم نماهاي شيشه¬اي نسبت به ساير مصالح ساختماني داراي ضريب هدايت حرارتي زياد بوده و باعث اتلاف حرارت زياد مي¬شوند. اتلاف حرارتي بسيار زياد و مصرف زياد انرژي جهت تأمين گرمايش و سرمايش در نماهاي شيشه¬اي لاجرم باعث آلودگي بيشتر هوا مي¬گردد.

مقايسه نماهاي آجر، شيشه يک جداره و شيشه دو جداره با يکديگر از نظر ويژگي-هاي حرارتي
در يک آزمايش به منظور مقايسه نماي آجري، شيشه يک جداره و شيشه دو جداره با يکديگر از نظر ويژگي¬هاي حرارتي دماي خارج ساختمان براي هر سه نما صفر و دماي داخل در حد 20 درجه حفظ شد. اختلاف دما بين سطح داخلي و خارجي ومقايسه ضريب انتقال حرارت براي هر کدام از نماهاي شيشه يک¬جداره، شيشه دو جداره و ديوار آجري 22 سانتي¬متري در شکل 1 نشان داده شده است. هرچه ضريب هدايت حرارت کاهش يابد اختلاف دماي بين دو سطح افزايش مييابد ( شکل 2). بنابراين اگر براي گرم کردن فضاي داخل، انرژی مصرف نشود، دماي سطح داخلي براي شيشه يک جداره 4/.، براي شيشه دو جداره 3/9 و براي ديوار آجري 7/12 خواهد بود. به اين ترتيب مشاهده مي¬شود که شيشه دو جداره علي¬رغم داشتن وضعيت حرارتي بهتر نسبت به يک شيشه يک جداره از نظر تأمين شرايط حرارتي فضاي داخل نسببت به نماي آجري مناسب نيست (رضايي حريري و فياض، 1382).

شکل 1- مقايسه ضريب هدايت حرارتي(W/m2k)و نوسان دما (°C)در شيشه يک جداره، دو جداره و ديوار آجري (رضايي حريري و فياض،1382).

شکل2- رابطه معکوس ضريب انتقال حرارت و اختلاف دما بين دو سطح در ديوار آجري، شيشه دو جداره و شيشه يک جداره(رضايي حريري و فياض،1382).

نماي کامپوزيتي:
کامپوزيت¬ها يک کلاس منحصر به فرد از مواد هستند که از ترکيب دو يا چند ماده جداگانه تشکيل شده اند که ماده حاصل نسبت به هر کدام از اجزاي تشکيل دهنده استحکام و دوام بيشتري دارد. امروزه از کامپوزيت¬ها براي نماي بيروني ساختمان استفاده مي¬شود. ورق هاي کامپوزيت متشکل از دو لايه آلومينيوم و يک هسته از جنس پلاستيک يا يک ماده معدني پرکننده مي¬باشند کهدر بين اين دو لايه قرار مي گيرد. از آنجا که نمي توان ماده‌اي يافت که همه خواص مورد نظر را دارا باشد، بايد بهدنبال چاره‌اي ديگر بود. کليد اين مشکل، استفاده از کامپوزيتها است. خواص کامپوزيتها در مجموع از هرکدام از اجزاي تشکيل دهنده¬ي آنها بهتر است و اجزايمختلف، کارايي يکديگر را بهبود مي‌بخشند و اين يکي از مزيت¬هاي کامپوزيتها محسوب مي¬شود، از مزاياي ديگر کامپوزيتها مي¬توان سبک بودن، سهولت در مونتاژ، تعمير و نگهداري را نام برد با اين وجود کامپوزيتها از نظر انعطاف¬پذيري در اجرا، در سطح ضعيفي عمل مي¬کنند.

نماي بايراميکس:
بایرامیکس يک سيستم پوشاننده تزييني است که براي نماهاي داخلي و خارجي استفاده مي¬شود. اين محصول مي¬تواند بر روي ديوارهاي رنگ شده، سنگ، سيمان، چوب، مقواي نازک، پلاستيک، فلز و شيشه به کار رود. بايراميکس که امروزه به عنوان نمای تزئینی داخل و خارج ساختمان به کار مي¬رود براي اولين بار در سال 1993 میلادی توسط یک گروه در ترکیه تولید و به دنیا عرضه شد. محصول حاضر به صورت ملات بوده و متشکل از مخلوط دانه های گرانیتی و مرمر سرامیزه با تنوع رنگ فراوان و دانه بندی های متعدد، رزین های طبیعی و مصنوعی و سایر افزودنی ها می باشد. بايراميكس بعد از اجرا و خشک شدن، نمای سنگ تزئینی به خود می گیرد. این نما روي سطوح چرب، غبار آلود، ناهموار، مرطوب و همچنين مواقعی که هوا طوفانی و دارای گرد و غبار می باشد قابل اجرا نيست.مزاياي کاربرد بايراميکس عبارتند از:

تنوع رنگ

کاربرد آسان

نگهداري و تعمير آسان

انعطاف¬پذيري

قابليت شست و شو با آب

بايراميکس به راحتي مي¬تواند ناهمواري¬هاي حاصل از گچ¬کاري را بپوشاند.

نمای بایرامیکس علی¬رغم مزایایی که دارد مورد استقبال جامعه مهندسین و پیمانکاران ساخت و ساز قرار نگرفته است چرا که این نما با بافت فرهنگی و سلیقه¬های ایرانی همخوانی ندارد و جلوه و زیبایی خود را ظرف مدت کوتاهی از دست می¬دهد.
نماي سنگ
دو گروه از سنگ¬هاي طبيعي که در نماي ساختمان به کار مي¬روند سنگ¬هاي آهکي و سنگ¬هاي آذرين هستند.سنگ¬هاي آهکي معمولاً به دليل وجود رگه¬هايي که در آنها ديده مي¬شود استحکام چنداني ندارند. و مشکل سنگ¬هاي آذرين معمولاً جذب آب پايين و عدم چسبندگي با بدنه ساختمان است.نماي ساختمان به دليل قرار گرفتن در معرض شرايط جوي (باران، يخبندان، آفتاب و آلاينده ها) از اهميت خاصي برخوردار است. سنگ نما بايد ويژگيهاي خاصي داشته باشد تا بتواند در برابر اين عوامل دوام بياورد. بنابراين سنگي که جهت نما استفاده مي¬شود بايد شرايط زير را داشته باشد:
1.   متناسب باآب و هواي منطقه باشد
سنگ بايد متناسب با شرايط اقليمي انتخاب گردد مثلاً در مناطق سرد و مرطوب، سنگ بايد داراي تخلخل بسيار کم باشد وگرنه ممکن است بر اثر يخبندان متلاشي شود يا در مکانهايي که امکان وزش طوفان شن وجود دارد، سنگ در معرض سايش بوده و بايد مقاومت به سايش بالا داشته باشد.
2.   قابليت صيقل خوردن و برش را داشته باشد.
3.   مقاومتهاي کششي و خمشي نسبتا خوبي را دارا باشد.
4.   ترکيبات کاني شناسي آن بايد در نظر گرفته شود
کانيهاي مضر (کانيهاي آهن) در برابر آب و هوا اکسيده شده و در نتيجه فرسودگي زودرس را به وجود مي آورند. وجود ناخالصي به صورت مجتمع در يک نقطه و يا يک امتداد، نقطه ضعف بوده و مي¬تواند باعث تخريب سنگ شود .
5.   سنگ انتخابي بايد چسبندگي خوبي را با ملات داشته باشد (داراي جذب آب مناسب باشد.)
6.   رنگ آن با ثبات باشد و در برابر بخارها و گازها و پرتو آفتاب پايدار باشد.

نمای سرامیک
با توجه به قیمت بالای سنگ و باری که سنگ به ساختمان تحمیل می کند، جهت نماي ساختمان در بعضي کشورهااستفاده از سرامیک رواج قابل ملاحظه ایی پیدا کرده است. نمایسرامیک مشکل وزن را تا حدود یک چهارم وزن سنگ حل کرده است ولی مشکل پیوستگی سراميک و نما بجز در موارد اندکی حل نشده است و با استفاده از روشهای نصب سعی در حل مشکل پیوستگی اجزای نما وجود دارد. این نماها با توجه بهطراحی قابل کنترل می توانند زیبایی خاص خود را به بيننده تقدیم کنند. از جمله معايب نماهاي سراميکي عايق نبودن آن به سرما و گرما و صدا مي¬باشد همچنين نماهاي سراميکي به دليل بازتاب شديد نور در مکان¬هاي شلوغ به کار نمي¬روند.
نماي آجر
يکي ديگر از انواع نماها، نماهاي آجري هستند که شامل آجرهاي رسي و آجرهاي شيلي مي¬شوند. نماهاي آجر علاوه بر زيبايي، تنوع و ثبات رنگ، به دليل ضريب انتقال حرارت پايين آجر، نقش يک عايق حرارتي و برودتي را براي ساختمان ايفا مي کنند و درنتيجه از هدر رفتن انرژي توسط سيستم گرمايشي و سرمايشي ساختمان جلوگيري مي¬کنند. نماهاي آجر بر حسب جنس و رنگ خود باعث دفع و انعکاس گرما در فصل تابستان و جذب انرژي خورشيدي و گرم شدن ساختمان در فصل زمستان مي¬شوند.
نماي خشک:
درسيستم نماي خشک براي اتصال آجرها به يکديگر از ملات استفاده نمي¬شود. براي اتصال آجرهاي مخصوصي که در اين سيستم به کار مي¬روند از تجهيزات فلزي مانند ريل استفاده مي¬شود.
مزاياي سيستم نماي خشک با آجر عبار تند از:
1.   عدم نياز به کارگر حرفه¬اي جهت نصب
در سيستم نماي خشک نصب آجر و ريل¬ها تنها به صورت مکانيکي است بنابراين اجراي اين سيستم نياز به کارگر حرفه¬اي ندارد.
2.   سرعت اجراي بالا
در نماي خشک به دليل استفاده از چهارجوب ¬هاي فلزي که خود قالب و الگوي اجرای نما محسوب مي¬شوند و نيز به دليل امکان آماده¬سازي نما در طبقه همکف و عدم استفاده از داربست، سرعت اجراي نما به طور چشمگيري افزايش مي¬يابد.
3.   عدم ايجاد ضايعات ساختمانی و سرو صدا
سيستم نماي خشک بدون برداشتن سطح ديوار موجود، مستقيماً بر روي ديوار قابل اجرا بوده وبنابراين اجراي اين سيستم بدون ايجاد ضايعات و زباله¬هاي ساختمانی معمول و همچنين بدون ايجاد سرو صدامي¬باشد.
4.   کاهش اتلاف انرژي
درسيستم نماي خشک ابتدا يک عايق حرارتي به طور مستقل با اتصال مکانيکي يا چسب به بدنه ساختمان محکم مي¬شود سپس چهارچوب يا اسکلت نگه¬دارنده که از جنس چوب، فولاد يا آلومينيوم مي¬باشد به ساختمان متصل شده تا نماي خشک با رعايت فاصله از عايق حرارتي بر روي چهارچوب نگه¬دارنده قرار گيرد. فضاي خالي که بين نما و عايق قرار دارد خود بهترين عايق حرارتي مي¬باشد لذا اين سيستم نقش بسزايي در کاهش اتلاف انرژي دارد.
5.   آساني اجرا براي ساختمان¬هاي مرتفع
اجراي اين سيستم به دليل عدم استفاده از ملات، درقسمت¬هاي مرتفع ساختمان بسيار سريعتر و آسان¬تر از ساير نماها مانند نماي آجر مي¬باشد همچنين در اين سيستم دسترسي براي مراقبت¬هاي دوره¬اي به خصوص در ساختمان¬هاي مرتفع وجود دارد ولي اين سيستم براي خانه¬هاي مسکوني کم ارتفاع، پر هزينه است و معمولاً مورد استفاده قرار نمي¬گيرد.
با توجه به مطالب گفته شده، مقايسه ضرايب هدايت حرارتي برخي ازمصالحي که در ساخت نما به کار مي-روند (جدول 1)و همچنين با استناد به پرسش نامه اي که توسط برخي از نماکاران و صاحب نظران دراين مورد پر شده است و نماهاي بالا را از نظر ويژگي¬هايي شامل سرعت اجرا، قيمت تمام شده به ازاي هر متر مربع، مقاومت در برابر ضربه، مقاومت در برابر يخ زدگي،مقاومت در برابر آتش¬سوزي، مقاومت در برابر زلزله و ريزش، انعطاف پذير بودن در اجرا، قابليت اجرا در ارتفاعات بالا، عايق بودن نسبت به سرما و گرما، عايق بودن نسبت به صدا، سبک بودن و کاهش وزن ساختمان، همخواني باهنر معماري ايراني و مقاومت در برابر آلاينده¬هاي موجود در هوا مورد مقايسه قرار داده¬اندمي¬توان نتيجه گرفت که در مجموع آجر ساخته شده از سنگ سیل و سنگ معدن مصالحي است که براي کاربرد در نما نسبت به ساير مصالح مي¬تواند در اولويت باشد.
جدول 1- مقايسه ضريب هدايت حرارتي برخي از مصالحي که در ساخت نما به کار مي¬روند

مصالح ساختماني

هوا

آجرشيلي

آجر رسي

شيشه

سراميک

سيمان

سنگ

آلومينيوم

ضريب انتقال حرارت

(W/mK)

02/0

3/1 -8/0

7/0-5/0

4/1- 9/0

06/1

73/1

7-2

237

منابع:
1. پاکزاد ،ج. 1382. پديدار شناسي نماي ساختمان¬هاي مسکوني و سير تکويني توقعات از آن. مجله هنرهاي زيبا. جلد شماره¬ي جهاردهم.
2. رضايي حريري، م و فياض، ر. تأثير نماهاي شيشه¬اي دو جداره بر شرايط حرارتي داخل ساختمان. مجله هنرهاي زيبا. جلد شماره¬ي ششم.

+ نوشته شده در شنبه بیست و یکم اردیبهشت ۱۳۹۲ ساعت 14:10 توسط مهندس ایمان رستگار |

مقايسه مزايا و معايب انواع نماهاي ساختمان

دوشنبه ، 7 آذر 1390 ، 13:15 | آخرین بروز رسانی مطلب در | نوشته شده توسط Administrator |

|

مقايسه مزايا و معايب انواع نماهاي ساختمان
مرکز تحقیق و توسعه کارخانه آجر نماچین

نماي ساختمان يکي از اجزاي بسيار مهم ساختمان است. برخي از عملکردهاي نما و عوامل مؤثر در نما سازي در زير به طور خلاصه بيان شده است:

1.   نما و حفاظت
ابتدايي¬ترين و حتي از لحاظ قدمت اولين وظيفه¬اي که نما عهده¬دار گرديد، وظيفه حفاظت بود. انسان¬ها براي حفاظت از عوامل جوي و اقليمي، براي خود فضايي را به نام خانه ايجاد کردند. عدم وجود منفذ در ساختمان گرچه جلوي باد، باران، گرما و سرما را مي¬گرفت، ولي ساختمان را از نور و تهويه لازم محروم مي-کرد. هرچه نياز به اين مواهب زيادتر شد نیاز به ايجاد روزنه در ديواره ساختمان افزايش يافتو در نتيجه نياز به پوسته ديگري به نام نما جهت حفاظت بيشتر، به وجود آمد (پاکزاد، 1386).
نماي ساختمان به عنوان يک محافظ بايد مشخصه هاي فني زير را داشته باشد:

1-1- عايق بودن نسبت به سرما، گرما
مصالح مختلف ساختماني ضريب انتقال حرارت و ظرفيت گرمايي ويژه مختلفی دارند و در نتيجه عملکرد حرارتي متفاوتي خواهند داشت. يک سيستم نماي موفق، نمايي است که زيبايي و بهره-وري انرژي را باهم داشته باشد. داشتن نمايي که عملکرد حرارتي خوبي داشته باشد مستقيماً مصرف انرژي را تحت تأثير قرار مي¬دهد لذا در نماي ساختمان، استفاده از مصالحي که ضريب انتقال حرارتي کمتري دارند، بايد مورد توجه قرار گيرد.

1-2-   عايق بودن نسبت به صوت
نماي ساختمان مي¬تواند بعنوان يک عایق صوتی ایده‌ال و مناسب عمل کند. توجه به اين ويژگي به خصوص براي ساختمان¬هايي که در شهرهاي بزرگ صنعتي و تجاري و يا در کنار مسير گذراصلي واقع شده¬اند از اهمييت ويژه¬اي برخوردار مي¬باشد.
1-3- مقاومت در برابر زلزله
1-4- مقاومت در برابر ضربه
1-5- مقاومت در برابر يخ زدگي
1-6- مقاومت در برابر آتش سوزي
1-7- مقاومت در برابر ريزش
1-8- انعطاف پذير بودن در اجراي نما
1-9- سبک بودن
1-10-   قابل اجرا بودن در ساختمانهاي مرتفع
2.   نما به عنوان رابط
نماي ساختمان بايد به شکلي طراحي شود که علي¬رغم حفاظت محيط داخل از بيرون، ارتباط فضاي بيرون را با محيط داخل ساختمان به خوبي برقرار کند. مثلاً امکان تابش نور به داخل و يا امکان استفاده از چشم-انداز بيرون وجود داشته باشد (پاکزاد، 1386).

3.   نما به عنوان يک معرف
همان¬طور که که لباس فرد، معرف شخصيت وي مي¬باشد، خانه نيز به مانند لباس دوم ميبايست معرف شخصيت و مقام اجتماعي مالک خود باشد. در معماري غرب نما داراي حالت نمايش است، بدين صورت که در همان وهله اول کسي را که پشت آن زندگي مي¬کند، نشان مي¬دهد. در واقع نما معرف شخصيت خانوادگي و طبقه اجتماعي صاحبخانه است (پاکزاد، 1386). نما علاوه بر معرفي شخصيت مالک، معرف موقعيت مکاني ملک و نوع کاربري ساختمان نيز مي¬باشد.

4.   نما ي هر ساختمان به عنوان عنصري از نماي مجموعه شهري
ما در فضاي شهري با يک ساختمان روبرو نيستيم، در واقع هر ساختمان جزئي از فضاي شهري محسوب مي¬شود که زشتي آن بر فضاهاي عمومي تأثير گذار است و زيبايي آن منوط به هماهنگي با ساير عناصر آن مکان است. ساختمان يک موجود منزوي و خود بسنده نيست که بتواند تمام توجه طراح و مالک را به خود جلب کند ، بلکه مي¬بايست با حفظ شخصيت و اعتبار خود، عنصري از يک جامعه وحدت يافته باشد (پاکزاد، 1386) .

5.   زيبايي نما
نما صورت ظاهر و منظره خارجي هر ساختمان است و پوششي مخفي و به دور از انتظار عموم نيست. نما همواره مورد توجه عموم قرار مي¬گيرد، لذا زيبايي جزء جدايي ناپذير هر نما مي¬باشد همچنين زيبايي و چگونگي نما معرف هنر و کيفيت کار مهندس معمار و طراح ساختمان نيز مي¬باشد.

6.   نماي ساختمان و شرايط محيطي
نماي هر واحد مسکوني بسته به شرايط محيطي از جمله آب و هوا، باد و طوفان، زلزله و ميزان آلاينده-هاي هوا در مناطق مختلف، متفاوت مي¬باشند. مصالحي که در نماهاي شهرهاي بزرگ و صنعتي که آلايند¬گي بالا دارند، به کار مي¬رود در مقايسه با مصالح کاربردي براي نماي شهرهاي کوچک که هواي پاک دارند متفاوت است همچنين نماي ساختمان در مناطق سردسير به لحاظ ميزان مقاومت در برابر يخزدگي يا عايق بودن نسبت به سرما و گرما با نماي قابل کاربرد در مناطق گرمسير متفاوت مي¬باشد.

7.   قيمت تمام شده نما
يکي از شاخصه¬هاي بسيار مهم در انتخاب نما، قيمت تمام شده نما است. هرچه قيمت نما افزايش يابد، قدرت خريد کاهش يافته و دايره مصرف¬کنندگان آن نما محدودتر خواهد شد.

8.   سرعت اجراي نما
با توجه به اينکه طولاني شدن در بهره¬برداري از هر پروژه ساختماني مي¬تواند عامل افزايش هزينه¬ها و افت ارزش پول شود، لذا سرعت در اجراي نما بسيار مؤثر خواهد بود.

در زير ويژگي¬هاي برخي از انواع نما هايي که اخيراً به کار مي¬روند به طور خلاصه بيان شده است.
نماهاي تماماً شيشه
نماهاي تماماً شيشه از دوران معماري مدرن به عنوان پوشش ساختمان¬ها به کار مي¬رفتند. هدف از اجراي نماي تماماً شيشه عبار تند از (رضايي حريري و فياض،1382):

کاهش بار مرده ساختمان ¬هاي بلند

سرعت بخشيدن به اجرا

تأمين ديد يکپارچه از مناظر بيرون براي ساکنين داخل

ايجاد احساس سبکي و ظرافت در ساختمان از ديد يک ناظر شهري

نمايش زندگي درون ساختمان از بيرون به دنبال روشن و خاموش شدن چراغ¬هاي داخلي در طول شبانه روز

نماهاي تماماً شيشه به علت ضخامت کم و مقاومت حرارتي اندک، مشکلات فراواني را براي ساکنين فراهم مي¬آورند. اين مشکلات عبارتند از:
1.   افزايش بيش از حد دماي داخلي ساختمان در فصول گرم و معتدل سال
نماهاي تماماً شيشه در صورتي¬که سايبان خارجي مناسب براي آنها پيش¬بيني نشده باشد، در اوقات گرم و معتدل سال به علت تابش آفتاب به فضاي داخل، سبب افزايش بيش از حد دماي داخل مي-شوند.
2.   احساس عدم آسايش حرارتي در فصول سرد سال
دماي سطح نماي شيشه¬اي به علت مقاومت حرارتي کم، در فصول سرد سال نزديک به دماي محيط خارج بوده و بدن افراد مستقر در نزديکي نما از طريق تشعشع با نما تبادل حرارت کرده و ساکنين احساس عدم آسايش حرارتي خواهند نمود.
3.   مصرف زياد انرژي و آلودگي هوا
در نماهاي شيشه¬اي در اثر تبادل حرارت از طريق جابجايي بين هواي گرم داخل اتاق و سطح سرد شيشه، دماي داخل کاهش يافته و براي حفظ دما در حد آسايش، نياز به مصرف زياد انرژي خواهد بود. اگرچه انواع گوناگون شيشه¬هايي ساخته شده¬اند که جاذب حرارت بوده و از ورود تابش خورشيد به داخل جلوگيري مي¬کنند، و يا شيشه¬هاي دو جداره¬اي وجود دارند که مقاومت هدايت حرارتي بهتري نسبت به شيشه¬هاي يک جداره دارند، اما با اين حال هنوز هم نماهاي شيشه¬اي نسبت به ساير مصالح ساختماني داراي ضريب هدايت حرارتي زياد بوده و باعث اتلاف حرارت زياد مي¬شوند. اتلاف حرارتي بسيار زياد و مصرف زياد انرژي جهت تأمين گرمايش و سرمايش در نماهاي شيشه¬اي لاجرم باعث آلودگي بيشتر هوا مي¬گردد.

مقايسه نماهاي آجر، شيشه يک جداره و شيشه دو جداره با يکديگر از نظر ويژگي-هاي حرارتي
در يک آزمايش به منظور مقايسه نماي آجري، شيشه يک جداره و شيشه دو جداره با يکديگر از نظر ويژگي¬هاي حرارتي دماي خارج ساختمان براي هر سه نما صفر و دماي داخل در حد 20 درجه حفظ شد. اختلاف دما بين سطح داخلي و خارجي ومقايسه ضريب انتقال حرارت براي هر کدام از نماهاي شيشه يک¬جداره، شيشه دو جداره و ديوار آجري 22 سانتي¬متري در شکل 1 نشان داده شده است. هرچه ضريب هدايت حرارت کاهش يابد اختلاف دماي بين دو سطح افزايش مييابد ( شکل 2). بنابراين اگر براي گرم کردن فضاي داخل، انرژی مصرف نشود، دماي سطح داخلي براي شيشه يک جداره 4/.، براي شيشه دو جداره 3/9 و براي ديوار آجري 7/12 خواهد بود. به اين ترتيب مشاهده مي¬شود که شيشه دو جداره علي¬رغم داشتن وضعيت حرارتي بهتر نسبت به يک شيشه يک جداره از نظر تأمين شرايط حرارتي فضاي داخل نسببت به نماي آجري مناسب نيست (رضايي حريري و فياض، 1382).

شکل 1- مقايسه ضريب هدايت حرارتي(W/m2k)و نوسان دما (°C)در شيشه يک جداره، دو جداره و ديوار آجري (رضايي حريري و فياض،1382).

شکل2- رابطه معکوس ضريب انتقال حرارت و اختلاف دما بين دو سطح در ديوار آجري، شيشه دو جداره و شيشه يک جداره(رضايي حريري و فياض،1382).

نماي کامپوزيتي:
کامپوزيت¬ها يک کلاس منحصر به فرد از مواد هستند که از ترکيب دو يا چند ماده جداگانه تشکيل شده اند که ماده حاصل نسبت به هر کدام از اجزاي تشکيل دهنده استحکام و دوام بيشتري دارد. امروزه از کامپوزيت¬ها براي نماي بيروني ساختمان استفاده مي¬شود. ورق هاي کامپوزيت متشکل از دو لايه آلومينيوم و يک هسته از جنس پلاستيک يا يک ماده معدني پرکننده مي¬باشند کهدر بين اين دو لايه قرار مي گيرد. از آنجا که نمي توان ماده‌اي يافت که همه خواص مورد نظر را دارا باشد، بايد بهدنبال چاره‌اي ديگر بود. کليد اين مشکل، استفاده از کامپوزيتها است. خواص کامپوزيتها در مجموع از هرکدام از اجزاي تشکيل دهنده¬ي آنها بهتر است و اجزايمختلف، کارايي يکديگر را بهبود مي‌بخشند و اين يکي از مزيت¬هاي کامپوزيتها محسوب مي¬شود، از مزاياي ديگر کامپوزيتها مي¬توان سبک بودن، سهولت در مونتاژ، تعمير و نگهداري را نام برد با اين وجود کامپوزيتها از نظر انعطاف¬پذيري در اجرا، در سطح ضعيفي عمل مي¬کنند.

نماي بايراميکس:
بایرامیکس يک سيستم پوشاننده تزييني است که براي نماهاي داخلي و خارجي استفاده مي¬شود. اين محصول مي¬تواند بر روي ديوارهاي رنگ شده، سنگ، سيمان، چوب، مقواي نازک، پلاستيک، فلز و شيشه به کار رود. بايراميکس که امروزه به عنوان نمای تزئینی داخل و خارج ساختمان به کار مي¬رود براي اولين بار در سال 1993 میلادی توسط یک گروه در ترکیه تولید و به دنیا عرضه شد. محصول حاضر به صورت ملات بوده و متشکل از مخلوط دانه های گرانیتی و مرمر سرامیزه با تنوع رنگ فراوان و دانه بندی های متعدد، رزین های طبیعی و مصنوعی و سایر افزودنی ها می باشد. بايراميكس بعد از اجرا و خشک شدن، نمای سنگ تزئینی به خود می گیرد. این نما روي سطوح چرب، غبار آلود، ناهموار، مرطوب و همچنين مواقعی که هوا طوفانی و دارای گرد و غبار می باشد قابل اجرا نيست.مزاياي کاربرد بايراميکس عبارتند از:

تنوع رنگ

کاربرد آسان

نگهداري و تعمير آسان

انعطاف¬پذيري

قابليت شست و شو با آب

بايراميکس به راحتي مي¬تواند ناهمواري¬هاي حاصل از گچ¬کاري را بپوشاند.

نمای بایرامیکس علی¬رغم مزایایی که دارد مورد استقبال جامعه مهندسین و پیمانکاران ساخت و ساز قرار نگرفته است چرا که این نما با بافت فرهنگی و سلیقه¬های ایرانی همخوانی ندارد و جلوه و زیبایی خود را ظرف مدت کوتاهی از دست می¬دهد.
نماي سنگ
دو گروه از سنگ¬هاي طبيعي که در نماي ساختمان به کار مي¬روند سنگ¬هاي آهکي و سنگ¬هاي آذرين هستند.سنگ¬هاي آهکي معمولاً به دليل وجود رگه¬هايي که در آنها ديده مي¬شود استحکام چنداني ندارند. و مشکل سنگ¬هاي آذرين معمولاً جذب آب پايين و عدم چسبندگي با بدنه ساختمان است.نماي ساختمان به دليل قرار گرفتن در معرض شرايط جوي (باران، يخبندان، آفتاب و آلاينده ها) از اهميت خاصي برخوردار است. سنگ نما بايد ويژگيهاي خاصي داشته باشد تا بتواند در برابر اين عوامل دوام بياورد. بنابراين سنگي که جهت نما استفاده مي¬شود بايد شرايط زير را داشته باشد:
1.   متناسب باآب و هواي منطقه باشد
سنگ بايد متناسب با شرايط اقليمي انتخاب گردد مثلاً در مناطق سرد و مرطوب، سنگ بايد داراي تخلخل بسيار کم باشد وگرنه ممکن است بر اثر يخبندان متلاشي شود يا در مکانهايي که امکان وزش طوفان شن وجود دارد، سنگ در معرض سايش بوده و بايد مقاومت به سايش بالا داشته باشد.
2.   قابليت صيقل خوردن و برش را داشته باشد.
3.   مقاومتهاي کششي و خمشي نسبتا خوبي را دارا باشد.
4.   ترکيبات کاني شناسي آن بايد در نظر گرفته شود
کانيهاي مضر (کانيهاي آهن) در برابر آب و هوا اکسيده شده و در نتيجه فرسودگي زودرس را به وجود مي آورند. وجود ناخالصي به صورت مجتمع در يک نقطه و يا يک امتداد، نقطه ضعف بوده و مي¬تواند باعث تخريب سنگ شود .
5.   سنگ انتخابي بايد چسبندگي خوبي را با ملات داشته باشد (داراي جذب آب مناسب باشد.)
6.   رنگ آن با ثبات باشد و در برابر بخارها و گازها و پرتو آفتاب پايدار باشد.

نمای سرامیک
با توجه به قیمت بالای سنگ و باری که سنگ به ساختمان تحمیل می کند، جهت نماي ساختمان در بعضي کشورهااستفاده از سرامیک رواج قابل ملاحظه ایی پیدا کرده است. نمایسرامیک مشکل وزن را تا حدود یک چهارم وزن سنگ حل کرده است ولی مشکل پیوستگی سراميک و نما بجز در موارد اندکی حل نشده است و با استفاده از روشهای نصب سعی در حل مشکل پیوستگی اجزای نما وجود دارد. این نماها با توجه بهطراحی قابل کنترل می توانند زیبایی خاص خود را به بيننده تقدیم کنند. از جمله معايب نماهاي سراميکي عايق نبودن آن به سرما و گرما و صدا مي¬باشد همچنين نماهاي سراميکي به دليل بازتاب شديد نور در مکان¬هاي شلوغ به کار نمي¬روند.
نماي آجر
يکي ديگر از انواع نماها، نماهاي آجري هستند که شامل آجرهاي رسي و آجرهاي شيلي مي¬شوند. نماهاي آجر علاوه بر زيبايي، تنوع و ثبات رنگ، به دليل ضريب انتقال حرارت پايين آجر، نقش يک عايق حرارتي و برودتي را براي ساختمان ايفا مي کنند و درنتيجه از هدر رفتن انرژي توسط سيستم گرمايشي و سرمايشي ساختمان جلوگيري مي¬کنند. نماهاي آجر بر حسب جنس و رنگ خود باعث دفع و انعکاس گرما در فصل تابستان و جذب انرژي خورشيدي و گرم شدن ساختمان در فصل زمستان مي¬شوند.
نماي خشک:
درسيستم نماي خشک براي اتصال آجرها به يکديگر از ملات استفاده نمي¬شود. براي اتصال آجرهاي مخصوصي که در اين سيستم به کار مي¬روند از تجهيزات فلزي مانند ريل استفاده مي¬شود.
مزاياي سيستم نماي خشک با آجر عبار تند از:
1.   عدم نياز به کارگر حرفه¬اي جهت نصب
در سيستم نماي خشک نصب آجر و ريل¬ها تنها به صورت مکانيکي است بنابراين اجراي اين سيستم نياز به کارگر حرفه¬اي ندارد.
2.   سرعت اجراي بالا
در نماي خشک به دليل استفاده از چهارجوب ¬هاي فلزي که خود قالب و الگوي اجرای نما محسوب مي¬شوند و نيز به دليل امکان آماده¬سازي نما در طبقه همکف و عدم استفاده از داربست، سرعت اجراي نما به طور چشمگيري افزايش مي¬يابد.
3.   عدم ايجاد ضايعات ساختمانی و سرو صدا
سيستم نماي خشک بدون برداشتن سطح ديوار موجود، مستقيماً بر روي ديوار قابل اجرا بوده وبنابراين اجراي اين سيستم بدون ايجاد ضايعات و زباله¬هاي ساختمانی معمول و همچنين بدون ايجاد سرو صدامي¬باشد.
4.   کاهش اتلاف انرژي
درسيستم نماي خشک ابتدا يک عايق حرارتي به طور مستقل با اتصال مکانيکي يا چسب به بدنه ساختمان محکم مي¬شود سپس چهارچوب يا اسکلت نگه¬دارنده که از جنس چوب، فولاد يا آلومينيوم مي¬باشد به ساختمان متصل شده تا نماي خشک با رعايت فاصله از عايق حرارتي بر روي چهارچوب نگه¬دارنده قرار گيرد. فضاي خالي که بين نما و عايق قرار دارد خود بهترين عايق حرارتي مي¬باشد لذا اين سيستم نقش بسزايي در کاهش اتلاف انرژي دارد.
5.   آساني اجرا براي ساختمان¬هاي مرتفع
اجراي اين سيستم به دليل عدم استفاده از ملات، درقسمت¬هاي مرتفع ساختمان بسيار سريعتر و آسان¬تر از ساير نماها مانند نماي آجر مي¬باشد همچنين در اين سيستم دسترسي براي مراقبت¬هاي دوره¬اي به خصوص در ساختمان¬هاي مرتفع وجود دارد ولي اين سيستم براي خانه¬هاي مسکوني کم ارتفاع، پر هزينه است و معمولاً مورد استفاده قرار نمي¬گيرد.
با توجه به مطالب گفته شده، مقايسه ضرايب هدايت حرارتي برخي ازمصالحي که در ساخت نما به کار مي-روند (جدول 1)و همچنين با استناد به پرسش نامه اي که توسط برخي از نماکاران و صاحب نظران دراين مورد پر شده است و نماهاي بالا را از نظر ويژگي¬هايي شامل سرعت اجرا، قيمت تمام شده به ازاي هر متر مربع، مقاومت در برابر ضربه، مقاومت در برابر يخ زدگي،مقاومت در برابر آتش¬سوزي، مقاومت در برابر زلزله و ريزش، انعطاف پذير بودن در اجرا، قابليت اجرا در ارتفاعات بالا، عايق بودن نسبت به سرما و گرما، عايق بودن نسبت به صدا، سبک بودن و کاهش وزن ساختمان، همخواني باهنر معماري ايراني و مقاومت در برابر آلاينده¬هاي موجود در هوا مورد مقايسه قرار داده¬اندمي¬توان نتيجه گرفت که در مجموع آجر ساخته شده از سنگ سیل و سنگ معدن مصالحي است که براي کاربرد در نما نسبت به ساير مصالح مي¬تواند در اولويت باشد.
جدول 1- مقايسه ضريب هدايت حرارتي برخي از مصالحي که در ساخت نما به کار مي¬روند

مصالح ساختماني

هوا

آجرشيلي

آجر رسي

شيشه

سراميک

سيمان

سنگ

آلومينيوم

ضريب انتقال حرارت

(W/mK)

02/0

3/1 -8/0

7/0-5/0

4/1- 9/0

06/1

73/1

7-2

237

منابع:
1. پاکزاد ،ج. 1382. پديدار شناسي نماي ساختمان¬هاي مسکوني و سير تکويني توقعات از آن. مجله هنرهاي زيبا. جلد شماره¬ي جهاردهم.
2. رضايي حريري، م و فياض، ر. تأثير نماهاي شيشه¬اي دو جداره بر شرايط حرارتي داخل ساختمان. مجله هنرهاي زيبا. جلد شماره¬ي ششم.

+ نوشته شده در شنبه بیست و یکم اردیبهشت ۱۳۹۲ ساعت 14:10 توسط مهندس ایمان رستگار |

مقايسه مزايا و معايب انواع نماهاي ساختمان

دوشنبه ، 7 آذر 1390 ، 13:15 | آخرین بروز رسانی مطلب در | نوشته شده توسط Administrator |

|

مقايسه مزايا و معايب انواع نماهاي ساختمان
مرکز تحقیق و توسعه کارخانه آجر نماچین

نماي ساختمان يکي از اجزاي بسيار مهم ساختمان است. برخي از عملکردهاي نما و عوامل مؤثر در نما سازي در زير به طور خلاصه بيان شده است:

1.   نما و حفاظت
ابتدايي¬ترين و حتي از لحاظ قدمت اولين وظيفه¬اي که نما عهده¬دار گرديد، وظيفه حفاظت بود. انسان¬ها براي حفاظت از عوامل جوي و اقليمي، براي خود فضايي را به نام خانه ايجاد کردند. عدم وجود منفذ در ساختمان گرچه جلوي باد، باران، گرما و سرما را مي¬گرفت، ولي ساختمان را از نور و تهويه لازم محروم مي-کرد. هرچه نياز به اين مواهب زيادتر شد نیاز به ايجاد روزنه در ديواره ساختمان افزايش يافتو در نتيجه نياز به پوسته ديگري به نام نما جهت حفاظت بيشتر، به وجود آمد (پاکزاد، 1386).
نماي ساختمان به عنوان يک محافظ بايد مشخصه هاي فني زير را داشته باشد:

1-1- عايق بودن نسبت به سرما، گرما
مصالح مختلف ساختماني ضريب انتقال حرارت و ظرفيت گرمايي ويژه مختلفی دارند و در نتيجه عملکرد حرارتي متفاوتي خواهند داشت. يک سيستم نماي موفق، نمايي است که زيبايي و بهره-وري انرژي را باهم داشته باشد. داشتن نمايي که عملکرد حرارتي خوبي داشته باشد مستقيماً مصرف انرژي را تحت تأثير قرار مي¬دهد لذا در نماي ساختمان، استفاده از مصالحي که ضريب انتقال حرارتي کمتري دارند، بايد مورد توجه قرار گيرد.

1-2-   عايق بودن نسبت به صوت
نماي ساختمان مي¬تواند بعنوان يک عایق صوتی ایده‌ال و مناسب عمل کند. توجه به اين ويژگي به خصوص براي ساختمان¬هايي که در شهرهاي بزرگ صنعتي و تجاري و يا در کنار مسير گذراصلي واقع شده¬اند از اهمييت ويژه¬اي برخوردار مي¬باشد.
1-3- مقاومت در برابر زلزله
1-4- مقاومت در برابر ضربه
1-5- مقاومت در برابر يخ زدگي
1-6- مقاومت در برابر آتش سوزي
1-7- مقاومت در برابر ريزش
1-8- انعطاف پذير بودن در اجراي نما
1-9- سبک بودن
1-10-   قابل اجرا بودن در ساختمانهاي مرتفع
2.   نما به عنوان رابط
نماي ساختمان بايد به شکلي طراحي شود که علي¬رغم حفاظت محيط داخل از بيرون، ارتباط فضاي بيرون را با محيط داخل ساختمان به خوبي برقرار کند. مثلاً امکان تابش نور به داخل و يا امکان استفاده از چشم-انداز بيرون وجود داشته باشد (پاکزاد، 1386).

3.   نما به عنوان يک معرف
همان¬طور که که لباس فرد، معرف شخصيت وي مي¬باشد، خانه نيز به مانند لباس دوم ميبايست معرف شخصيت و مقام اجتماعي مالک خود باشد. در معماري غرب نما داراي حالت نمايش است، بدين صورت که در همان وهله اول کسي را که پشت آن زندگي مي¬کند، نشان مي¬دهد. در واقع نما معرف شخصيت خانوادگي و طبقه اجتماعي صاحبخانه است (پاکزاد، 1386). نما علاوه بر معرفي شخصيت مالک، معرف موقعيت مکاني ملک و نوع کاربري ساختمان نيز مي¬باشد.

4.   نما ي هر ساختمان به عنوان عنصري از نماي مجموعه شهري
ما در فضاي شهري با يک ساختمان روبرو نيستيم، در واقع هر ساختمان جزئي از فضاي شهري محسوب مي¬شود که زشتي آن بر فضاهاي عمومي تأثير گذار است و زيبايي آن منوط به هماهنگي با ساير عناصر آن مکان است. ساختمان يک موجود منزوي و خود بسنده نيست که بتواند تمام توجه طراح و مالک را به خود جلب کند ، بلکه مي¬بايست با حفظ شخصيت و اعتبار خود، عنصري از يک جامعه وحدت يافته باشد (پاکزاد، 1386) .

5.   زيبايي نما
نما صورت ظاهر و منظره خارجي هر ساختمان است و پوششي مخفي و به دور از انتظار عموم نيست. نما همواره مورد توجه عموم قرار مي¬گيرد، لذا زيبايي جزء جدايي ناپذير هر نما مي¬باشد همچنين زيبايي و چگونگي نما معرف هنر و کيفيت کار مهندس معمار و طراح ساختمان نيز مي¬باشد.

6.   نماي ساختمان و شرايط محيطي
نماي هر واحد مسکوني بسته به شرايط محيطي از جمله آب و هوا، باد و طوفان، زلزله و ميزان آلاينده-هاي هوا در مناطق مختلف، متفاوت مي¬باشند. مصالحي که در نماهاي شهرهاي بزرگ و صنعتي که آلايند¬گي بالا دارند، به کار مي¬رود در مقايسه با مصالح کاربردي براي نماي شهرهاي کوچک که هواي پاک دارند متفاوت است همچنين نماي ساختمان در مناطق سردسير به لحاظ ميزان مقاومت در برابر يخزدگي يا عايق بودن نسبت به سرما و گرما با نماي قابل کاربرد در مناطق گرمسير متفاوت مي¬باشد.

7.   قيمت تمام شده نما
يکي از شاخصه¬هاي بسيار مهم در انتخاب نما، قيمت تمام شده نما است. هرچه قيمت نما افزايش يابد، قدرت خريد کاهش يافته و دايره مصرف¬کنندگان آن نما محدودتر خواهد شد.

8.   سرعت اجراي نما
با توجه به اينکه طولاني شدن در بهره¬برداري از هر پروژه ساختماني مي¬تواند عامل افزايش هزينه¬ها و افت ارزش پول شود، لذا سرعت در اجراي نما بسيار مؤثر خواهد بود.

در زير ويژگي¬هاي برخي از انواع نما هايي که اخيراً به کار مي¬روند به طور خلاصه بيان شده است.
نماهاي تماماً شيشه
نماهاي تماماً شيشه از دوران معماري مدرن به عنوان پوشش ساختمان¬ها به کار مي¬رفتند. هدف از اجراي نماي تماماً شيشه عبار تند از (رضايي حريري و فياض،1382):

کاهش بار مرده ساختمان ¬هاي بلند

سرعت بخشيدن به اجرا

تأمين ديد يکپارچه از مناظر بيرون براي ساکنين داخل

ايجاد احساس سبکي و ظرافت در ساختمان از ديد يک ناظر شهري

نمايش زندگي درون ساختمان از بيرون به دنبال روشن و خاموش شدن چراغ¬هاي داخلي در طول شبانه روز

نماهاي تماماً شيشه به علت ضخامت کم و مقاومت حرارتي اندک، مشکلات فراواني را براي ساکنين فراهم مي¬آورند. اين مشکلات عبارتند از:
1.   افزايش بيش از حد دماي داخلي ساختمان در فصول گرم و معتدل سال
نماهاي تماماً شيشه در صورتي¬که سايبان خارجي مناسب براي آنها پيش¬بيني نشده باشد، در اوقات گرم و معتدل سال به علت تابش آفتاب به فضاي داخل، سبب افزايش بيش از حد دماي داخل مي-شوند.
2.   احساس عدم آسايش حرارتي در فصول سرد سال
دماي سطح نماي شيشه¬اي به علت مقاومت حرارتي کم، در فصول سرد سال نزديک به دماي محيط خارج بوده و بدن افراد مستقر در نزديکي نما از طريق تشعشع با نما تبادل حرارت کرده و ساکنين احساس عدم آسايش حرارتي خواهند نمود.
3.   مصرف زياد انرژي و آلودگي هوا
در نماهاي شيشه¬اي در اثر تبادل حرارت از طريق جابجايي بين هواي گرم داخل اتاق و سطح سرد شيشه، دماي داخل کاهش يافته و براي حفظ دما در حد آسايش، نياز به مصرف زياد انرژي خواهد بود. اگرچه انواع گوناگون شيشه¬هايي ساخته شده¬اند که جاذب حرارت بوده و از ورود تابش خورشيد به داخل جلوگيري مي¬کنند، و يا شيشه¬هاي دو جداره¬اي وجود دارند که مقاومت هدايت حرارتي بهتري نسبت به شيشه¬هاي يک جداره دارند، اما با اين حال هنوز هم نماهاي شيشه¬اي نسبت به ساير مصالح ساختماني داراي ضريب هدايت حرارتي زياد بوده و باعث اتلاف حرارت زياد مي¬شوند. اتلاف حرارتي بسيار زياد و مصرف زياد انرژي جهت تأمين گرمايش و سرمايش در نماهاي شيشه¬اي لاجرم باعث آلودگي بيشتر هوا مي¬گردد.

مقايسه نماهاي آجر، شيشه يک جداره و شيشه دو جداره با يکديگر از نظر ويژگي-هاي حرارتي
در يک آزمايش به منظور مقايسه نماي آجري، شيشه يک جداره و شيشه دو جداره با يکديگر از نظر ويژگي¬هاي حرارتي دماي خارج ساختمان براي هر سه نما صفر و دماي داخل در حد 20 درجه حفظ شد. اختلاف دما بين سطح داخلي و خارجي ومقايسه ضريب انتقال حرارت براي هر کدام از نماهاي شيشه يک¬جداره، شيشه دو جداره و ديوار آجري 22 سانتي¬متري در شکل 1 نشان داده شده است. هرچه ضريب هدايت حرارت کاهش يابد اختلاف دماي بين دو سطح افزايش مييابد ( شکل 2). بنابراين اگر براي گرم کردن فضاي داخل، انرژی مصرف نشود، دماي سطح داخلي براي شيشه يک جداره 4/.، براي شيشه دو جداره 3/9 و براي ديوار آجري 7/12 خواهد بود. به اين ترتيب مشاهده مي¬شود که شيشه دو جداره علي¬رغم داشتن وضعيت حرارتي بهتر نسبت به يک شيشه يک جداره از نظر تأمين شرايط حرارتي فضاي داخل نسببت به نماي آجري مناسب نيست (رضايي حريري و فياض، 1382).

شکل 1- مقايسه ضريب هدايت حرارتي(W/m2k)و نوسان دما (°C)در شيشه يک جداره، دو جداره و ديوار آجري (رضايي حريري و فياض،1382).

شکل2- رابطه معکوس ضريب انتقال حرارت و اختلاف دما بين دو سطح در ديوار آجري، شيشه دو جداره و شيشه يک جداره(رضايي حريري و فياض،1382).

نماي کامپوزيتي:
کامپوزيت¬ها يک کلاس منحصر به فرد از مواد هستند که از ترکيب دو يا چند ماده جداگانه تشکيل شده اند که ماده حاصل نسبت به هر کدام از اجزاي تشکيل دهنده استحکام و دوام بيشتري دارد. امروزه از کامپوزيت¬ها براي نماي بيروني ساختمان استفاده مي¬شود. ورق هاي کامپوزيت متشکل از دو لايه آلومينيوم و يک هسته از جنس پلاستيک يا يک ماده معدني پرکننده مي¬باشند کهدر بين اين دو لايه قرار مي گيرد. از آنجا که نمي توان ماده‌اي يافت که همه خواص مورد نظر را دارا باشد، بايد بهدنبال چاره‌اي ديگر بود. کليد اين مشکل، استفاده از کامپوزيتها است. خواص کامپوزيتها در مجموع از هرکدام از اجزاي تشکيل دهنده¬ي آنها بهتر است و اجزايمختلف، کارايي يکديگر را بهبود مي‌بخشند و اين يکي از مزيت¬هاي کامپوزيتها محسوب مي¬شود، از مزاياي ديگر کامپوزيتها مي¬توان سبک بودن، سهولت در مونتاژ، تعمير و نگهداري را نام برد با اين وجود کامپوزيتها از نظر انعطاف¬پذيري در اجرا، در سطح ضعيفي عمل مي¬کنند.

نماي بايراميکس:
بایرامیکس يک سيستم پوشاننده تزييني است که براي نماهاي داخلي و خارجي استفاده مي¬شود. اين محصول مي¬تواند بر روي ديوارهاي رنگ شده، سنگ، سيمان، چوب، مقواي نازک، پلاستيک، فلز و شيشه به کار رود. بايراميکس که امروزه به عنوان نمای تزئینی داخل و خارج ساختمان به کار مي¬رود براي اولين بار در سال 1993 میلادی توسط یک گروه در ترکیه تولید و به دنیا عرضه شد. محصول حاضر به صورت ملات بوده و متشکل از مخلوط دانه های گرانیتی و مرمر سرامیزه با تنوع رنگ فراوان و دانه بندی های متعدد، رزین های طبیعی و مصنوعی و سایر افزودنی ها می باشد. بايراميكس بعد از اجرا و خشک شدن، نمای سنگ تزئینی به خود می گیرد. این نما روي سطوح چرب، غبار آلود، ناهموار، مرطوب و همچنين مواقعی که هوا طوفانی و دارای گرد و غبار می باشد قابل اجرا نيست.مزاياي کاربرد بايراميکس عبارتند از:

تنوع رنگ

کاربرد آسان

نگهداري و تعمير آسان

انعطاف¬پذيري

قابليت شست و شو با آب

بايراميکس به راحتي مي¬تواند ناهمواري¬هاي حاصل از گچ¬کاري را بپوشاند.

نمای بایرامیکس علی¬رغم مزایایی که دارد مورد استقبال جامعه مهندسین و پیمانکاران ساخت و ساز قرار نگرفته است چرا که این نما با بافت فرهنگی و سلیقه¬های ایرانی همخوانی ندارد و جلوه و زیبایی خود را ظرف مدت کوتاهی از دست می¬دهد.
نماي سنگ
دو گروه از سنگ¬هاي طبيعي که در نماي ساختمان به کار مي¬روند سنگ¬هاي آهکي و سنگ¬هاي آذرين هستند.سنگ¬هاي آهکي معمولاً به دليل وجود رگه¬هايي که در آنها ديده مي¬شود استحکام چنداني ندارند. و مشکل سنگ¬هاي آذرين معمولاً جذب آب پايين و عدم چسبندگي با بدنه ساختمان است.نماي ساختمان به دليل قرار گرفتن در معرض شرايط جوي (باران، يخبندان، آفتاب و آلاينده ها) از اهميت خاصي برخوردار است. سنگ نما بايد ويژگيهاي خاصي داشته باشد تا بتواند در برابر اين عوامل دوام بياورد. بنابراين سنگي که جهت نما استفاده مي¬شود بايد شرايط زير را داشته باشد:
1.   متناسب باآب و هواي منطقه باشد
سنگ بايد متناسب با شرايط اقليمي انتخاب گردد مثلاً در مناطق سرد و مرطوب، سنگ بايد داراي تخلخل بسيار کم باشد وگرنه ممکن است بر اثر يخبندان متلاشي شود يا در مکانهايي که امکان وزش طوفان شن وجود دارد، سنگ در معرض سايش بوده و بايد مقاومت به سايش بالا داشته باشد.
2.   قابليت صيقل خوردن و برش را داشته باشد.
3.   مقاومتهاي کششي و خمشي نسبتا خوبي را دارا باشد.
4.   ترکيبات کاني شناسي آن بايد در نظر گرفته شود
کانيهاي مضر (کانيهاي آهن) در برابر آب و هوا اکسيده شده و در نتيجه فرسودگي زودرس را به وجود مي آورند. وجود ناخالصي به صورت مجتمع در يک نقطه و يا يک امتداد، نقطه ضعف بوده و مي¬تواند باعث تخريب سنگ شود .
5.   سنگ انتخابي بايد چسبندگي خوبي را با ملات داشته باشد (داراي جذب آب مناسب باشد.)
6.   رنگ آن با ثبات باشد و در برابر بخارها و گازها و پرتو آفتاب پايدار باشد.

نمای سرامیک
با توجه به قیمت بالای سنگ و باری که سنگ به ساختمان تحمیل می کند، جهت نماي ساختمان در بعضي کشورهااستفاده از سرامیک رواج قابل ملاحظه ایی پیدا کرده است. نمایسرامیک مشکل وزن را تا حدود یک چهارم وزن سنگ حل کرده است ولی مشکل پیوستگی سراميک و نما بجز در موارد اندکی حل نشده است و با استفاده از روشهای نصب سعی در حل مشکل پیوستگی اجزای نما وجود دارد. این نماها با توجه بهطراحی قابل کنترل می توانند زیبایی خاص خود را به بيننده تقدیم کنند. از جمله معايب نماهاي سراميکي عايق نبودن آن به سرما و گرما و صدا مي¬باشد همچنين نماهاي سراميکي به دليل بازتاب شديد نور در مکان¬هاي شلوغ به کار نمي¬روند.
نماي آجر
يکي ديگر از انواع نماها، نماهاي آجري هستند که شامل آجرهاي رسي و آجرهاي شيلي مي¬شوند. نماهاي آجر علاوه بر زيبايي، تنوع و ثبات رنگ، به دليل ضريب انتقال حرارت پايين آجر، نقش يک عايق حرارتي و برودتي را براي ساختمان ايفا مي کنند و درنتيجه از هدر رفتن انرژي توسط سيستم گرمايشي و سرمايشي ساختمان جلوگيري مي¬کنند. نماهاي آجر بر حسب جنس و رنگ خود باعث دفع و انعکاس گرما در فصل تابستان و جذب انرژي خورشيدي و گرم شدن ساختمان در فصل زمستان مي¬شوند.
نماي خشک:
درسيستم نماي خشک براي اتصال آجرها به يکديگر از ملات استفاده نمي¬شود. براي اتصال آجرهاي مخصوصي که در اين سيستم به کار مي¬روند از تجهيزات فلزي مانند ريل استفاده مي¬شود.
مزاياي سيستم نماي خشک با آجر عبار تند از:
1.   عدم نياز به کارگر حرفه¬اي جهت نصب
در سيستم نماي خشک نصب آجر و ريل¬ها تنها به صورت مکانيکي است بنابراين اجراي اين سيستم نياز به کارگر حرفه¬اي ندارد.
2.   سرعت اجراي بالا
در نماي خشک به دليل استفاده از چهارجوب ¬هاي فلزي که خود قالب و الگوي اجرای نما محسوب مي¬شوند و نيز به دليل امکان آماده¬سازي نما در طبقه همکف و عدم استفاده از داربست، سرعت اجراي نما به طور چشمگيري افزايش مي¬يابد.
3.   عدم ايجاد ضايعات ساختمانی و سرو صدا
سيستم نماي خشک بدون برداشتن سطح ديوار موجود، مستقيماً بر روي ديوار قابل اجرا بوده وبنابراين اجراي اين سيستم بدون ايجاد ضايعات و زباله¬هاي ساختمانی معمول و همچنين بدون ايجاد سرو صدامي¬باشد.
4.   کاهش اتلاف انرژي
درسيستم نماي خشک ابتدا يک عايق حرارتي به طور مستقل با اتصال مکانيکي يا چسب به بدنه ساختمان محکم مي¬شود سپس چهارچوب يا اسکلت نگه¬دارنده که از جنس چوب، فولاد يا آلومينيوم مي¬باشد به ساختمان متصل شده تا نماي خشک با رعايت فاصله از عايق حرارتي بر روي چهارچوب نگه¬دارنده قرار گيرد. فضاي خالي که بين نما و عايق قرار دارد خود بهترين عايق حرارتي مي¬باشد لذا اين سيستم نقش بسزايي در کاهش اتلاف انرژي دارد.
5.   آساني اجرا براي ساختمان¬هاي مرتفع
اجراي اين سيستم به دليل عدم استفاده از ملات، درقسمت¬هاي مرتفع ساختمان بسيار سريعتر و آسان¬تر از ساير نماها مانند نماي آجر مي¬باشد همچنين در اين سيستم دسترسي براي مراقبت¬هاي دوره¬اي به خصوص در ساختمان¬هاي مرتفع وجود دارد ولي اين سيستم براي خانه¬هاي مسکوني کم ارتفاع، پر هزينه است و معمولاً مورد استفاده قرار نمي¬گيرد.
با توجه به مطالب گفته شده، مقايسه ضرايب هدايت حرارتي برخي ازمصالحي که در ساخت نما به کار مي-روند (جدول 1)و همچنين با استناد به پرسش نامه اي که توسط برخي از نماکاران و صاحب نظران دراين مورد پر شده است و نماهاي بالا را از نظر ويژگي¬هايي شامل سرعت اجرا، قيمت تمام شده به ازاي هر متر مربع، مقاومت در برابر ضربه، مقاومت در برابر يخ زدگي،مقاومت در برابر آتش¬سوزي، مقاومت در برابر زلزله و ريزش، انعطاف پذير بودن در اجرا، قابليت اجرا در ارتفاعات بالا، عايق بودن نسبت به سرما و گرما، عايق بودن نسبت به صدا، سبک بودن و کاهش وزن ساختمان، همخواني باهنر معماري ايراني و مقاومت در برابر آلاينده¬هاي موجود در هوا مورد مقايسه قرار داده¬اندمي¬توان نتيجه گرفت که در مجموع آجر ساخته شده از سنگ سیل و سنگ معدن مصالحي است که براي کاربرد در نما نسبت به ساير مصالح مي¬تواند در اولويت باشد.
جدول 1- مقايسه ضريب هدايت حرارتي برخي از مصالحي که در ساخت نما به کار مي¬روند

مصالح ساختماني

هوا

آجرشيلي

آجر رسي

شيشه

سراميک

سيمان

سنگ

آلومينيوم

ضريب انتقال حرارت

(W/mK)

02/0

3/1 -8/0

7/0-5/0

4/1- 9/0

06/1

73/1

7-2

237

منابع:
1. پاکزاد ،ج. 1382. پديدار شناسي نماي ساختمان¬هاي مسکوني و سير تکويني توقعات از آن. مجله هنرهاي زيبا. جلد شماره¬ي جهاردهم.
2. رضايي حريري، م و فياض، ر. تأثير نماهاي شيشه¬اي دو جداره بر شرايط حرارتي داخل ساختمان. مجله هنرهاي زيبا. جلد شماره¬ي ششم.

+ نوشته شده در شنبه بیست و یکم اردیبهشت ۱۳۹۲ ساعت 14:10 توسط مهندس ایمان رستگار |

مقايسه مزايا و معايب انواع نماهاي ساختمان

دوشنبه ، 7 آذر 1390 ، 13:15 | آخرین بروز رسانی مطلب در | نوشته شده توسط Administrator |

|

مقايسه مزايا و معايب انواع نماهاي ساختمان
مرکز تحقیق و توسعه کارخانه آجر نماچین

نماي ساختمان يکي از اجزاي بسيار مهم ساختمان است. برخي از عملکردهاي نما و عوامل مؤثر در نما سازي در زير به طور خلاصه بيان شده است:

1.   نما و حفاظت
ابتدايي¬ترين و حتي از لحاظ قدمت اولين وظيفه¬اي که نما عهده¬دار گرديد، وظيفه حفاظت بود. انسان¬ها براي حفاظت از عوامل جوي و اقليمي، براي خود فضايي را به نام خانه ايجاد کردند. عدم وجود منفذ در ساختمان گرچه جلوي باد، باران، گرما و سرما را مي¬گرفت، ولي ساختمان را از نور و تهويه لازم محروم مي-کرد. هرچه نياز به اين مواهب زيادتر شد نیاز به ايجاد روزنه در ديواره ساختمان افزايش يافتو در نتيجه نياز به پوسته ديگري به نام نما جهت حفاظت بيشتر، به وجود آمد (پاکزاد، 1386).
نماي ساختمان به عنوان يک محافظ بايد مشخصه هاي فني زير را داشته باشد:

1-1- عايق بودن نسبت به سرما، گرما
مصالح مختلف ساختماني ضريب انتقال حرارت و ظرفيت گرمايي ويژه مختلفی دارند و در نتيجه عملکرد حرارتي متفاوتي خواهند داشت. يک سيستم نماي موفق، نمايي است که زيبايي و بهره-وري انرژي را باهم داشته باشد. داشتن نمايي که عملکرد حرارتي خوبي داشته باشد مستقيماً مصرف انرژي را تحت تأثير قرار مي¬دهد لذا در نماي ساختمان، استفاده از مصالحي که ضريب انتقال حرارتي کمتري دارند، بايد مورد توجه قرار گيرد.

1-2-   عايق بودن نسبت به صوت
نماي ساختمان مي¬تواند بعنوان يک عایق صوتی ایده‌ال و مناسب عمل کند. توجه به اين ويژگي به خصوص براي ساختمان¬هايي که در شهرهاي بزرگ صنعتي و تجاري و يا در کنار مسير گذراصلي واقع شده¬اند از اهمييت ويژه¬اي برخوردار مي¬باشد.
1-3- مقاومت در برابر زلزله
1-4- مقاومت در برابر ضربه
1-5- مقاومت در برابر يخ زدگي
1-6- مقاومت در برابر آتش سوزي
1-7- مقاومت در برابر ريزش
1-8- انعطاف پذير بودن در اجراي نما
1-9- سبک بودن
1-10-   قابل اجرا بودن در ساختمانهاي مرتفع
2.   نما به عنوان رابط
نماي ساختمان بايد به شکلي طراحي شود که علي¬رغم حفاظت محيط داخل از بيرون، ارتباط فضاي بيرون را با محيط داخل ساختمان به خوبي برقرار کند. مثلاً امکان تابش نور به داخل و يا امکان استفاده از چشم-انداز بيرون وجود داشته باشد (پاکزاد، 1386).

3.   نما به عنوان يک معرف
همان¬طور که که لباس فرد، معرف شخصيت وي مي¬باشد، خانه نيز به مانند لباس دوم ميبايست معرف شخصيت و مقام اجتماعي مالک خود باشد. در معماري غرب نما داراي حالت نمايش است، بدين صورت که در همان وهله اول کسي را که پشت آن زندگي مي¬کند، نشان مي¬دهد. در واقع نما معرف شخصيت خانوادگي و طبقه اجتماعي صاحبخانه است (پاکزاد، 1386). نما علاوه بر معرفي شخصيت مالک، معرف موقعيت مکاني ملک و نوع کاربري ساختمان نيز مي¬باشد.

4.   نما ي هر ساختمان به عنوان عنصري از نماي مجموعه شهري
ما در فضاي شهري با يک ساختمان روبرو نيستيم، در واقع هر ساختمان جزئي از فضاي شهري محسوب مي¬شود که زشتي آن بر فضاهاي عمومي تأثير گذار است و زيبايي آن منوط به هماهنگي با ساير عناصر آن مکان است. ساختمان يک موجود منزوي و خود بسنده نيست که بتواند تمام توجه طراح و مالک را به خود جلب کند ، بلکه مي¬بايست با حفظ شخصيت و اعتبار خود، عنصري از يک جامعه وحدت يافته باشد (پاکزاد، 1386) .

5.   زيبايي نما
نما صورت ظاهر و منظره خارجي هر ساختمان است و پوششي مخفي و به دور از انتظار عموم نيست. نما همواره مورد توجه عموم قرار مي¬گيرد، لذا زيبايي جزء جدايي ناپذير هر نما مي¬باشد همچنين زيبايي و چگونگي نما معرف هنر و کيفيت کار مهندس معمار و طراح ساختمان نيز مي¬باشد.

6.   نماي ساختمان و شرايط محيطي
نماي هر واحد مسکوني بسته به شرايط محيطي از جمله آب و هوا، باد و طوفان، زلزله و ميزان آلاينده-هاي هوا در مناطق مختلف، متفاوت مي¬باشند. مصالحي که در نماهاي شهرهاي بزرگ و صنعتي که آلايند¬گي بالا دارند، به کار مي¬رود در مقايسه با مصالح کاربردي براي نماي شهرهاي کوچک که هواي پاک دارند متفاوت است همچنين نماي ساختمان در مناطق سردسير به لحاظ ميزان مقاومت در برابر يخزدگي يا عايق بودن نسبت به سرما و گرما با نماي قابل کاربرد در مناطق گرمسير متفاوت مي¬باشد.

7.   قيمت تمام شده نما
يکي از شاخصه¬هاي بسيار مهم در انتخاب نما، قيمت تمام شده نما است. هرچه قيمت نما افزايش يابد، قدرت خريد کاهش يافته و دايره مصرف¬کنندگان آن نما محدودتر خواهد شد.

8.   سرعت اجراي نما
با توجه به اينکه طولاني شدن در بهره¬برداري از هر پروژه ساختماني مي¬تواند عامل افزايش هزينه¬ها و افت ارزش پول شود، لذا سرعت در اجراي نما بسيار مؤثر خواهد بود.

در زير ويژگي¬هاي برخي از انواع نما هايي که اخيراً به کار مي¬روند به طور خلاصه بيان شده است.
نماهاي تماماً شيشه
نماهاي تماماً شيشه از دوران معماري مدرن به عنوان پوشش ساختمان¬ها به کار مي¬رفتند. هدف از اجراي نماي تماماً شيشه عبار تند از (رضايي حريري و فياض،1382):

کاهش بار مرده ساختمان ¬هاي بلند

سرعت بخشيدن به اجرا

تأمين ديد يکپارچه از مناظر بيرون براي ساکنين داخل

ايجاد احساس سبکي و ظرافت در ساختمان از ديد يک ناظر شهري

نمايش زندگي درون ساختمان از بيرون به دنبال روشن و خاموش شدن چراغ¬هاي داخلي در طول شبانه روز

نماهاي تماماً شيشه به علت ضخامت کم و مقاومت حرارتي اندک، مشکلات فراواني را براي ساکنين فراهم مي¬آورند. اين مشکلات عبارتند از:
1.   افزايش بيش از حد دماي داخلي ساختمان در فصول گرم و معتدل سال
نماهاي تماماً شيشه در صورتي¬که سايبان خارجي مناسب براي آنها پيش¬بيني نشده باشد، در اوقات گرم و معتدل سال به علت تابش آفتاب به فضاي داخل، سبب افزايش بيش از حد دماي داخل مي-شوند.
2.   احساس عدم آسايش حرارتي در فصول سرد سال
دماي سطح نماي شيشه¬اي به علت مقاومت حرارتي کم، در فصول سرد سال نزديک به دماي محيط خارج بوده و بدن افراد مستقر در نزديکي نما از طريق تشعشع با نما تبادل حرارت کرده و ساکنين احساس عدم آسايش حرارتي خواهند نمود.
3.   مصرف زياد انرژي و آلودگي هوا
در نماهاي شيشه¬اي در اثر تبادل حرارت از طريق جابجايي بين هواي گرم داخل اتاق و سطح سرد شيشه، دماي داخل کاهش يافته و براي حفظ دما در حد آسايش، نياز به مصرف زياد انرژي خواهد بود. اگرچه انواع گوناگون شيشه¬هايي ساخته شده¬اند که جاذب حرارت بوده و از ورود تابش خورشيد به داخل جلوگيري مي¬کنند، و يا شيشه¬هاي دو جداره¬اي وجود دارند که مقاومت هدايت حرارتي بهتري نسبت به شيشه¬هاي يک جداره دارند، اما با اين حال هنوز هم نماهاي شيشه¬اي نسبت به ساير مصالح ساختماني داراي ضريب هدايت حرارتي زياد بوده و باعث اتلاف حرارت زياد مي¬شوند. اتلاف حرارتي بسيار زياد و مصرف زياد انرژي جهت تأمين گرمايش و سرمايش در نماهاي شيشه¬اي لاجرم باعث آلودگي بيشتر هوا مي¬گردد.

مقايسه نماهاي آجر، شيشه يک جداره و شيشه دو جداره با يکديگر از نظر ويژگي-هاي حرارتي
در يک آزمايش به منظور مقايسه نماي آجري، شيشه يک جداره و شيشه دو جداره با يکديگر از نظر ويژگي¬هاي حرارتي دماي خارج ساختمان براي هر سه نما صفر و دماي داخل در حد 20 درجه حفظ شد. اختلاف دما بين سطح داخلي و خارجي ومقايسه ضريب انتقال حرارت براي هر کدام از نماهاي شيشه يک¬جداره، شيشه دو جداره و ديوار آجري 22 سانتي¬متري در شکل 1 نشان داده شده است. هرچه ضريب هدايت حرارت کاهش يابد اختلاف دماي بين دو سطح افزايش مييابد ( شکل 2). بنابراين اگر براي گرم کردن فضاي داخل، انرژی مصرف نشود، دماي سطح داخلي براي شيشه يک جداره 4/.، براي شيشه دو جداره 3/9 و براي ديوار آجري 7/12 خواهد بود. به اين ترتيب مشاهده مي¬شود که شيشه دو جداره علي¬رغم داشتن وضعيت حرارتي بهتر نسبت به يک شيشه يک جداره از نظر تأمين شرايط حرارتي فضاي داخل نسببت به نماي آجري مناسب نيست (رضايي حريري و فياض، 1382).

شکل 1- مقايسه ضريب هدايت حرارتي(W/m2k)و نوسان دما (°C)در شيشه يک جداره، دو جداره و ديوار آجري (رضايي حريري و فياض،1382).

شکل2- رابطه معکوس ضريب انتقال حرارت و اختلاف دما بين دو سطح در ديوار آجري، شيشه دو جداره و شيشه يک جداره(رضايي حريري و فياض،1382).

نماي کامپوزيتي:
کامپوزيت¬ها يک کلاس منحصر به فرد از مواد هستند که از ترکيب دو يا چند ماده جداگانه تشکيل شده اند که ماده حاصل نسبت به هر کدام از اجزاي تشکيل دهنده استحکام و دوام بيشتري دارد. امروزه از کامپوزيت¬ها براي نماي بيروني ساختمان استفاده مي¬شود. ورق هاي کامپوزيت متشکل از دو لايه آلومينيوم و يک هسته از جنس پلاستيک يا يک ماده معدني پرکننده مي¬باشند کهدر بين اين دو لايه قرار مي گيرد. از آنجا که نمي توان ماده‌اي يافت که همه خواص مورد نظر را دارا باشد، بايد بهدنبال چاره‌اي ديگر بود. کليد اين مشکل، استفاده از کامپوزيتها است. خواص کامپوزيتها در مجموع از هرکدام از اجزاي تشکيل دهنده¬ي آنها بهتر است و اجزايمختلف، کارايي يکديگر را بهبود مي‌بخشند و اين يکي از مزيت¬هاي کامپوزيتها محسوب مي¬شود، از مزاياي ديگر کامپوزيتها مي¬توان سبک بودن، سهولت در مونتاژ، تعمير و نگهداري را نام برد با اين وجود کامپوزيتها از نظر انعطاف¬پذيري در اجرا، در سطح ضعيفي عمل مي¬کنند.

نماي بايراميکس:
بایرامیکس يک سيستم پوشاننده تزييني است که براي نماهاي داخلي و خارجي استفاده مي¬شود. اين محصول مي¬تواند بر روي ديوارهاي رنگ شده، سنگ، سيمان، چوب، مقواي نازک، پلاستيک، فلز و شيشه به کار رود. بايراميکس که امروزه به عنوان نمای تزئینی داخل و خارج ساختمان به کار مي¬رود براي اولين بار در سال 1993 میلادی توسط یک گروه در ترکیه تولید و به دنیا عرضه شد. محصول حاضر به صورت ملات بوده و متشکل از مخلوط دانه های گرانیتی و مرمر سرامیزه با تنوع رنگ فراوان و دانه بندی های متعدد، رزین های طبیعی و مصنوعی و سایر افزودنی ها می باشد. بايراميكس بعد از اجرا و خشک شدن، نمای سنگ تزئینی به خود می گیرد. این نما روي سطوح چرب، غبار آلود، ناهموار، مرطوب و همچنين مواقعی که هوا طوفانی و دارای گرد و غبار می باشد قابل اجرا نيست.مزاياي کاربرد بايراميکس عبارتند از:

تنوع رنگ

کاربرد آسان

نگهداري و تعمير آسان

انعطاف¬پذيري

قابليت شست و شو با آب

بايراميکس به راحتي مي¬تواند ناهمواري¬هاي حاصل از گچ¬کاري را بپوشاند.

نمای بایرامیکس علی¬رغم مزایایی که دارد مورد استقبال جامعه مهندسین و پیمانکاران ساخت و ساز قرار نگرفته است چرا که این نما با بافت فرهنگی و سلیقه¬های ایرانی همخوانی ندارد و جلوه و زیبایی خود را ظرف مدت کوتاهی از دست می¬دهد.
نماي سنگ
دو گروه از سنگ¬هاي طبيعي که در نماي ساختمان به کار مي¬روند سنگ¬هاي آهکي و سنگ¬هاي آذرين هستند.سنگ¬هاي آهکي معمولاً به دليل وجود رگه¬هايي که در آنها ديده مي¬شود استحکام چنداني ندارند. و مشکل سنگ¬هاي آذرين معمولاً جذب آب پايين و عدم چسبندگي با بدنه ساختمان است.نماي ساختمان به دليل قرار گرفتن در معرض شرايط جوي (باران، يخبندان، آفتاب و آلاينده ها) از اهميت خاصي برخوردار است. سنگ نما بايد ويژگيهاي خاصي داشته باشد تا بتواند در برابر اين عوامل دوام بياورد. بنابراين سنگي که جهت نما استفاده مي¬شود بايد شرايط زير را داشته باشد:
1.   متناسب باآب و هواي منطقه باشد
سنگ بايد متناسب با شرايط اقليمي انتخاب گردد مثلاً در مناطق سرد و مرطوب، سنگ بايد داراي تخلخل بسيار کم باشد وگرنه ممکن است بر اثر يخبندان متلاشي شود يا در مکانهايي که امکان وزش طوفان شن وجود دارد، سنگ در معرض سايش بوده و بايد مقاومت به سايش بالا داشته باشد.
2.   قابليت صيقل خوردن و برش را داشته باشد.
3.   مقاومتهاي کششي و خمشي نسبتا خوبي را دارا باشد.
4.   ترکيبات کاني شناسي آن بايد در نظر گرفته شود
کانيهاي مضر (کانيهاي آهن) در برابر آب و هوا اکسيده شده و در نتيجه فرسودگي زودرس را به وجود مي آورند. وجود ناخالصي به صورت مجتمع در يک نقطه و يا يک امتداد، نقطه ضعف بوده و مي¬تواند باعث تخريب سنگ شود .
5.   سنگ انتخابي بايد چسبندگي خوبي را با ملات داشته باشد (داراي جذب آب مناسب باشد.)
6.   رنگ آن با ثبات باشد و در برابر بخارها و گازها و پرتو آفتاب پايدار باشد.

نمای سرامیک
با توجه به قیمت بالای سنگ و باری که سنگ به ساختمان تحمیل می کند، جهت نماي ساختمان در بعضي کشورهااستفاده از سرامیک رواج قابل ملاحظه ایی پیدا کرده است. نمایسرامیک مشکل وزن را تا حدود یک چهارم وزن سنگ حل کرده است ولی مشکل پیوستگی سراميک و نما بجز در موارد اندکی حل نشده است و با استفاده از روشهای نصب سعی در حل مشکل پیوستگی اجزای نما وجود دارد. این نماها با توجه بهطراحی قابل کنترل می توانند زیبایی خاص خود را به بيننده تقدیم کنند. از جمله معايب نماهاي سراميکي عايق نبودن آن به سرما و گرما و صدا مي¬باشد همچنين نماهاي سراميکي به دليل بازتاب شديد نور در مکان¬هاي شلوغ به کار نمي¬روند.
نماي آجر
يکي ديگر از انواع نماها، نماهاي آجري هستند که شامل آجرهاي رسي و آجرهاي شيلي مي¬شوند. نماهاي آجر علاوه بر زيبايي، تنوع و ثبات رنگ، به دليل ضريب انتقال حرارت پايين آجر، نقش يک عايق حرارتي و برودتي را براي ساختمان ايفا مي کنند و درنتيجه از هدر رفتن انرژي توسط سيستم گرمايشي و سرمايشي ساختمان جلوگيري مي¬کنند. نماهاي آجر بر حسب جنس و رنگ خود باعث دفع و انعکاس گرما در فصل تابستان و جذب انرژي خورشيدي و گرم شدن ساختمان در فصل زمستان مي¬شوند.
نماي خشک:
درسيستم نماي خشک براي اتصال آجرها به يکديگر از ملات استفاده نمي¬شود. براي اتصال آجرهاي مخصوصي که در اين سيستم به کار مي¬روند از تجهيزات فلزي مانند ريل استفاده مي¬شود.
مزاياي سيستم نماي خشک با آجر عبار تند از:
1.   عدم نياز به کارگر حرفه¬اي جهت نصب
در سيستم نماي خشک نصب آجر و ريل¬ها تنها به صورت مکانيکي است بنابراين اجراي اين سيستم نياز به کارگر حرفه¬اي ندارد.
2.   سرعت اجراي بالا
در نماي خشک به دليل استفاده از چهارجوب ¬هاي فلزي که خود قالب و الگوي اجرای نما محسوب مي¬شوند و نيز به دليل امکان آماده¬سازي نما در طبقه همکف و عدم استفاده از داربست، سرعت اجراي نما به طور چشمگيري افزايش مي¬يابد.
3.   عدم ايجاد ضايعات ساختمانی و سرو صدا
سيستم نماي خشک بدون برداشتن سطح ديوار موجود، مستقيماً بر روي ديوار قابل اجرا بوده وبنابراين اجراي اين سيستم بدون ايجاد ضايعات و زباله¬هاي ساختمانی معمول و همچنين بدون ايجاد سرو صدامي¬باشد.
4.   کاهش اتلاف انرژي
درسيستم نماي خشک ابتدا يک عايق حرارتي به طور مستقل با اتصال مکانيکي يا چسب به بدنه ساختمان محکم مي¬شود سپس چهارچوب يا اسکلت نگه¬دارنده که از جنس چوب، فولاد يا آلومينيوم مي¬باشد به ساختمان متصل شده تا نماي خشک با رعايت فاصله از عايق حرارتي بر روي چهارچوب نگه¬دارنده قرار گيرد. فضاي خالي که بين نما و عايق قرار دارد خود بهترين عايق حرارتي مي¬باشد لذا اين سيستم نقش بسزايي در کاهش اتلاف انرژي دارد.
5.   آساني اجرا براي ساختمان¬هاي مرتفع
اجراي اين سيستم به دليل عدم استفاده از ملات، درقسمت¬هاي مرتفع ساختمان بسيار سريعتر و آسان¬تر از ساير نماها مانند نماي آجر مي¬باشد همچنين در اين سيستم دسترسي براي مراقبت¬هاي دوره¬اي به خصوص در ساختمان¬هاي مرتفع وجود دارد ولي اين سيستم براي خانه¬هاي مسکوني کم ارتفاع، پر هزينه است و معمولاً مورد استفاده قرار نمي¬گيرد.
با توجه به مطالب گفته شده، مقايسه ضرايب هدايت حرارتي برخي ازمصالحي که در ساخت نما به کار مي-روند (جدول 1)و همچنين با استناد به پرسش نامه اي که توسط برخي از نماکاران و صاحب نظران دراين مورد پر شده است و نماهاي بالا را از نظر ويژگي¬هايي شامل سرعت اجرا، قيمت تمام شده به ازاي هر متر مربع، مقاومت در برابر ضربه، مقاومت در برابر يخ زدگي،مقاومت در برابر آتش¬سوزي، مقاومت در برابر زلزله و ريزش، انعطاف پذير بودن در اجرا، قابليت اجرا در ارتفاعات بالا، عايق بودن نسبت به سرما و گرما، عايق بودن نسبت به صدا، سبک بودن و کاهش وزن ساختمان، همخواني باهنر معماري ايراني و مقاومت در برابر آلاينده¬هاي موجود در هوا مورد مقايسه قرار داده¬اندمي¬توان نتيجه گرفت که در مجموع آجر ساخته شده از سنگ سیل و سنگ معدن مصالحي است که براي کاربرد در نما نسبت به ساير مصالح مي¬تواند در اولويت باشد.
جدول 1- مقايسه ضريب هدايت حرارتي برخي از مصالحي که در ساخت نما به کار مي¬روند

مصالح ساختماني

هوا

آجرشيلي

آجر رسي

شيشه

سراميک

سيمان

سنگ

آلومينيوم

ضريب انتقال حرارت

(W/mK)

02/0

3/1 -8/0

7/0-5/0

4/1- 9/0

06/1

73/1

7-2

237

منابع:
1. پاکزاد ،ج. 1382. پديدار شناسي نماي ساختمان¬هاي مسکوني و سير تکويني توقعات از آن. مجله هنرهاي زيبا. جلد شماره¬ي جهاردهم.
2. رضايي حريري، م و فياض، ر. تأثير نماهاي شيشه¬اي دو جداره بر شرايط حرارتي داخل ساختمان. مجله هنرهاي زيبا. جلد شماره¬ي ششم.

+ نوشته شده در شنبه بیست و یکم اردیبهشت ۱۳۹۲ ساعت 14:10 توسط مهندس ایمان رستگار |

مقايسه مزايا و معايب انواع نماهاي ساختمان

دوشنبه ، 7 آذر 1390 ، 13:15 | آخرین بروز رسانی مطلب در | نوشته شده توسط Administrator |

|

مقايسه مزايا و معايب انواع نماهاي ساختمان
مرکز تحقیق و توسعه کارخانه آجر نماچین

نماي ساختمان يکي از اجزاي بسيار مهم ساختمان است. برخي از عملکردهاي نما و عوامل مؤثر در نما سازي در زير به طور خلاصه بيان شده است:

1.   نما و حفاظت
ابتدايي¬ترين و حتي از لحاظ قدمت اولين وظيفه¬اي که نما عهده¬دار گرديد، وظيفه حفاظت بود. انسان¬ها براي حفاظت از عوامل جوي و اقليمي، براي خود فضايي را به نام خانه ايجاد کردند. عدم وجود منفذ در ساختمان گرچه جلوي باد، باران، گرما و سرما را مي¬گرفت، ولي ساختمان را از نور و تهويه لازم محروم مي-کرد. هرچه نياز به اين مواهب زيادتر شد نیاز به ايجاد روزنه در ديواره ساختمان افزايش يافتو در نتيجه نياز به پوسته ديگري به نام نما جهت حفاظت بيشتر، به وجود آمد (پاکزاد، 1386).
نماي ساختمان به عنوان يک محافظ بايد مشخصه هاي فني زير را داشته باشد:

1-1- عايق بودن نسبت به سرما، گرما
مصالح مختلف ساختماني ضريب انتقال حرارت و ظرفيت گرمايي ويژه مختلفی دارند و در نتيجه عملکرد حرارتي متفاوتي خواهند داشت. يک سيستم نماي موفق، نمايي است که زيبايي و بهره-وري انرژي را باهم داشته باشد. داشتن نمايي که عملکرد حرارتي خوبي داشته باشد مستقيماً مصرف انرژي را تحت تأثير قرار مي¬دهد لذا در نماي ساختمان، استفاده از مصالحي که ضريب انتقال حرارتي کمتري دارند، بايد مورد توجه قرار گيرد.

1-2-   عايق بودن نسبت به صوت
نماي ساختمان مي¬تواند بعنوان يک عایق صوتی ایده‌ال و مناسب عمل کند. توجه به اين ويژگي به خصوص براي ساختمان¬هايي که در شهرهاي بزرگ صنعتي و تجاري و يا در کنار مسير گذراصلي واقع شده¬اند از اهمييت ويژه¬اي برخوردار مي¬باشد.
1-3- مقاومت در برابر زلزله
1-4- مقاومت در برابر ضربه
1-5- مقاومت در برابر يخ زدگي
1-6- مقاومت در برابر آتش سوزي
1-7- مقاومت در برابر ريزش
1-8- انعطاف پذير بودن در اجراي نما
1-9- سبک بودن
1-10-   قابل اجرا بودن در ساختمانهاي مرتفع
2.   نما به عنوان رابط
نماي ساختمان بايد به شکلي طراحي شود که علي¬رغم حفاظت محيط داخل از بيرون، ارتباط فضاي بيرون را با محيط داخل ساختمان به خوبي برقرار کند. مثلاً امکان تابش نور به داخل و يا امکان استفاده از چشم-انداز بيرون وجود داشته باشد (پاکزاد، 1386).

3.   نما به عنوان يک معرف
همان¬طور که که لباس فرد، معرف شخصيت وي مي¬باشد، خانه نيز به مانند لباس دوم ميبايست معرف شخصيت و مقام اجتماعي مالک خود باشد. در معماري غرب نما داراي حالت نمايش است، بدين صورت که در همان وهله اول کسي را که پشت آن زندگي مي¬کند، نشان مي¬دهد. در واقع نما معرف شخصيت خانوادگي و طبقه اجتماعي صاحبخانه است (پاکزاد، 1386). نما علاوه بر معرفي شخصيت مالک، معرف موقعيت مکاني ملک و نوع کاربري ساختمان نيز مي¬باشد.

4.   نما ي هر ساختمان به عنوان عنصري از نماي مجموعه شهري
ما در فضاي شهري با يک ساختمان روبرو نيستيم، در واقع هر ساختمان جزئي از فضاي شهري محسوب مي¬شود که زشتي آن بر فضاهاي عمومي تأثير گذار است و زيبايي آن منوط به هماهنگي با ساير عناصر آن مکان است. ساختمان يک موجود منزوي و خود بسنده نيست که بتواند تمام توجه طراح و مالک را به خود جلب کند ، بلکه مي¬بايست با حفظ شخصيت و اعتبار خود، عنصري از يک جامعه وحدت يافته باشد (پاکزاد، 1386) .

5.   زيبايي نما
نما صورت ظاهر و منظره خارجي هر ساختمان است و پوششي مخفي و به دور از انتظار عموم نيست. نما همواره مورد توجه عموم قرار مي¬گيرد، لذا زيبايي جزء جدايي ناپذير هر نما مي¬باشد همچنين زيبايي و چگونگي نما معرف هنر و کيفيت کار مهندس معمار و طراح ساختمان نيز مي¬باشد.

6.   نماي ساختمان و شرايط محيطي
نماي هر واحد مسکوني بسته به شرايط محيطي از جمله آب و هوا، باد و طوفان، زلزله و ميزان آلاينده-هاي هوا در مناطق مختلف، متفاوت مي¬باشند. مصالحي که در نماهاي شهرهاي بزرگ و صنعتي که آلايند¬گي بالا دارند، به کار مي¬رود در مقايسه با مصالح کاربردي براي نماي شهرهاي کوچک که هواي پاک دارند متفاوت است همچنين نماي ساختمان در مناطق سردسير به لحاظ ميزان مقاومت در برابر يخزدگي يا عايق بودن نسبت به سرما و گرما با نماي قابل کاربرد در مناطق گرمسير متفاوت مي¬باشد.

7.   قيمت تمام شده نما
يکي از شاخصه¬هاي بسيار مهم در انتخاب نما، قيمت تمام شده نما است. هرچه قيمت نما افزايش يابد، قدرت خريد کاهش يافته و دايره مصرف¬کنندگان آن نما محدودتر خواهد شد.

8.   سرعت اجراي نما
با توجه به اينکه طولاني شدن در بهره¬برداري از هر پروژه ساختماني مي¬تواند عامل افزايش هزينه¬ها و افت ارزش پول شود، لذا سرعت در اجراي نما بسيار مؤثر خواهد بود.

در زير ويژگي¬هاي برخي از انواع نما هايي که اخيراً به کار مي¬روند به طور خلاصه بيان شده است.
نماهاي تماماً شيشه
نماهاي تماماً شيشه از دوران معماري مدرن به عنوان پوشش ساختمان¬ها به کار مي¬رفتند. هدف از اجراي نماي تماماً شيشه عبار تند از (رضايي حريري و فياض،1382):

کاهش بار مرده ساختمان ¬هاي بلند

سرعت بخشيدن به اجرا

تأمين ديد يکپارچه از مناظر بيرون براي ساکنين داخل

ايجاد احساس سبکي و ظرافت در ساختمان از ديد يک ناظر شهري

نمايش زندگي درون ساختمان از بيرون به دنبال روشن و خاموش شدن چراغ¬هاي داخلي در طول شبانه روز

نماهاي تماماً شيشه به علت ضخامت کم و مقاومت حرارتي اندک، مشکلات فراواني را براي ساکنين فراهم مي¬آورند. اين مشکلات عبارتند از:
1.   افزايش بيش از حد دماي داخلي ساختمان در فصول گرم و معتدل سال
نماهاي تماماً شيشه در صورتي¬که سايبان خارجي مناسب براي آنها پيش¬بيني نشده باشد، در اوقات گرم و معتدل سال به علت تابش آفتاب به فضاي داخل، سبب افزايش بيش از حد دماي داخل مي-شوند.
2.   احساس عدم آسايش حرارتي در فصول سرد سال
دماي سطح نماي شيشه¬اي به علت مقاومت حرارتي کم، در فصول سرد سال نزديک به دماي محيط خارج بوده و بدن افراد مستقر در نزديکي نما از طريق تشعشع با نما تبادل حرارت کرده و ساکنين احساس عدم آسايش حرارتي خواهند نمود.
3.   مصرف زياد انرژي و آلودگي هوا
در نماهاي شيشه¬اي در اثر تبادل حرارت از طريق جابجايي بين هواي گرم داخل اتاق و سطح سرد شيشه، دماي داخل کاهش يافته و براي حفظ دما در حد آسايش، نياز به مصرف زياد انرژي خواهد بود. اگرچه انواع گوناگون شيشه¬هايي ساخته شده¬اند که جاذب حرارت بوده و از ورود تابش خورشيد به داخل جلوگيري مي¬کنند، و يا شيشه¬هاي دو جداره¬اي وجود دارند که مقاومت هدايت حرارتي بهتري نسبت به شيشه¬هاي يک جداره دارند، اما با اين حال هنوز هم نماهاي شيشه¬اي نسبت به ساير مصالح ساختماني داراي ضريب هدايت حرارتي زياد بوده و باعث اتلاف حرارت زياد مي¬شوند. اتلاف حرارتي بسيار زياد و مصرف زياد انرژي جهت تأمين گرمايش و سرمايش در نماهاي شيشه¬اي لاجرم باعث آلودگي بيشتر هوا مي¬گردد.

مقايسه نماهاي آجر، شيشه يک جداره و شيشه دو جداره با يکديگر از نظر ويژگي-هاي حرارتي
در يک آزمايش به منظور مقايسه نماي آجري، شيشه يک جداره و شيشه دو جداره با يکديگر از نظر ويژگي¬هاي حرارتي دماي خارج ساختمان براي هر سه نما صفر و دماي داخل در حد 20 درجه حفظ شد. اختلاف دما بين سطح داخلي و خارجي ومقايسه ضريب انتقال حرارت براي هر کدام از نماهاي شيشه يک¬جداره، شيشه دو جداره و ديوار آجري 22 سانتي¬متري در شکل 1 نشان داده شده است. هرچه ضريب هدايت حرارت کاهش يابد اختلاف دماي بين دو سطح افزايش مييابد ( شکل 2). بنابراين اگر براي گرم کردن فضاي داخل، انرژی مصرف نشود، دماي سطح داخلي براي شيشه يک جداره 4/.، براي شيشه دو جداره 3/9 و براي ديوار آجري 7/12 خواهد بود. به اين ترتيب مشاهده مي¬شود که شيشه دو جداره علي¬رغم داشتن وضعيت حرارتي بهتر نسبت به يک شيشه يک جداره از نظر تأمين شرايط حرارتي فضاي داخل نسببت به نماي آجري مناسب نيست (رضايي حريري و فياض، 1382).

شکل 1- مقايسه ضريب هدايت حرارتي(W/m2k)و نوسان دما (°C)در شيشه يک جداره، دو جداره و ديوار آجري (رضايي حريري و فياض،1382).

شکل2- رابطه معکوس ضريب انتقال حرارت و اختلاف دما بين دو سطح در ديوار آجري، شيشه دو جداره و شيشه يک جداره(رضايي حريري و فياض،1382).

نماي کامپوزيتي:
کامپوزيت¬ها يک کلاس منحصر به فرد از مواد هستند که از ترکيب دو يا چند ماده جداگانه تشکيل شده اند که ماده حاصل نسبت به هر کدام از اجزاي تشکيل دهنده استحکام و دوام بيشتري دارد. امروزه از کامپوزيت¬ها براي نماي بيروني ساختمان استفاده مي¬شود. ورق هاي کامپوزيت متشکل از دو لايه آلومينيوم و يک هسته از جنس پلاستيک يا يک ماده معدني پرکننده مي¬باشند کهدر بين اين دو لايه قرار مي گيرد. از آنجا که نمي توان ماده‌اي يافت که همه خواص مورد نظر را دارا باشد، بايد بهدنبال چاره‌اي ديگر بود. کليد اين مشکل، استفاده از کامپوزيتها است. خواص کامپوزيتها در مجموع از هرکدام از اجزاي تشکيل دهنده¬ي آنها بهتر است و اجزايمختلف، کارايي يکديگر را بهبود مي‌بخشند و اين يکي از مزيت¬هاي کامپوزيتها محسوب مي¬شود، از مزاياي ديگر کامپوزيتها مي¬توان سبک بودن، سهولت در مونتاژ، تعمير و نگهداري را نام برد با اين وجود کامپوزيتها از نظر انعطاف¬پذيري در اجرا، در سطح ضعيفي عمل مي¬کنند.

نماي بايراميکس:
بایرامیکس يک سيستم پوشاننده تزييني است که براي نماهاي داخلي و خارجي استفاده مي¬شود. اين محصول مي¬تواند بر روي ديوارهاي رنگ شده، سنگ، سيمان، چوب، مقواي نازک، پلاستيک، فلز و شيشه به کار رود. بايراميکس که امروزه به عنوان نمای تزئینی داخل و خارج ساختمان به کار مي¬رود براي اولين بار در سال 1993 میلادی توسط یک گروه در ترکیه تولید و به دنیا عرضه شد. محصول حاضر به صورت ملات بوده و متشکل از مخلوط دانه های گرانیتی و مرمر سرامیزه با تنوع رنگ فراوان و دانه بندی های متعدد، رزین های طبیعی و مصنوعی و سایر افزودنی ها می باشد. بايراميكس بعد از اجرا و خشک شدن، نمای سنگ تزئینی به خود می گیرد. این نما روي سطوح چرب، غبار آلود، ناهموار، مرطوب و همچنين مواقعی که هوا طوفانی و دارای گرد و غبار می باشد قابل اجرا نيست.مزاياي کاربرد بايراميکس عبارتند از:

تنوع رنگ

کاربرد آسان

نگهداري و تعمير آسان

انعطاف¬پذيري

قابليت شست و شو با آب

بايراميکس به راحتي مي¬تواند ناهمواري¬هاي حاصل از گچ¬کاري را بپوشاند.

نمای بایرامیکس علی¬رغم مزایایی که دارد مورد استقبال جامعه مهندسین و پیمانکاران ساخت و ساز قرار نگرفته است چرا که این نما با بافت فرهنگی و سلیقه¬های ایرانی همخوانی ندارد و جلوه و زیبایی خود را ظرف مدت کوتاهی از دست می¬دهد.
نماي سنگ
دو گروه از سنگ¬هاي طبيعي که در نماي ساختمان به کار مي¬روند سنگ¬هاي آهکي و سنگ¬هاي آذرين هستند.سنگ¬هاي آهکي معمولاً به دليل وجود رگه¬هايي که در آنها ديده مي¬شود استحکام چنداني ندارند. و مشکل سنگ¬هاي آذرين معمولاً جذب آب پايين و عدم چسبندگي با بدنه ساختمان است.نماي ساختمان به دليل قرار گرفتن در معرض شرايط جوي (باران، يخبندان، آفتاب و آلاينده ها) از اهميت خاصي برخوردار است. سنگ نما بايد ويژگيهاي خاصي داشته باشد تا بتواند در برابر اين عوامل دوام بياورد. بنابراين سنگي که جهت نما استفاده مي¬شود بايد شرايط زير را داشته باشد:
1.   متناسب باآب و هواي منطقه باشد
سنگ بايد متناسب با شرايط اقليمي انتخاب گردد مثلاً در مناطق سرد و مرطوب، سنگ بايد داراي تخلخل بسيار کم باشد وگرنه ممکن است بر اثر يخبندان متلاشي شود يا در مکانهايي که امکان وزش طوفان شن وجود دارد، سنگ در معرض سايش بوده و بايد مقاومت به سايش بالا داشته باشد.
2.   قابليت صيقل خوردن و برش را داشته باشد.
3.   مقاومتهاي کششي و خمشي نسبتا خوبي را دارا باشد.
4.   ترکيبات کاني شناسي آن بايد در نظر گرفته شود
کانيهاي مضر (کانيهاي آهن) در برابر آب و هوا اکسيده شده و در نتيجه فرسودگي زودرس را به وجود مي آورند. وجود ناخالصي به صورت مجتمع در يک نقطه و يا يک امتداد، نقطه ضعف بوده و مي¬تواند باعث تخريب سنگ شود .
5.   سنگ انتخابي بايد چسبندگي خوبي را با ملات داشته باشد (داراي جذب آب مناسب باشد.)
6.   رنگ آن با ثبات باشد و در برابر بخارها و گازها و پرتو آفتاب پايدار باشد.

نمای سرامیک
با توجه به قیمت بالای سنگ و باری که سنگ به ساختمان تحمیل می کند، جهت نماي ساختمان در بعضي کشورهااستفاده از سرامیک رواج قابل ملاحظه ایی پیدا کرده است. نمایسرامیک مشکل وزن را تا حدود یک چهارم وزن سنگ حل کرده است ولی مشکل پیوستگی سراميک و نما بجز در موارد اندکی حل نشده است و با استفاده از روشهای نصب سعی در حل مشکل پیوستگی اجزای نما وجود دارد. این نماها با توجه بهطراحی قابل کنترل می توانند زیبایی خاص خود را به بيننده تقدیم کنند. از جمله معايب نماهاي سراميکي عايق نبودن آن به سرما و گرما و صدا مي¬باشد همچنين نماهاي سراميکي به دليل بازتاب شديد نور در مکان¬هاي شلوغ به کار نمي¬روند.
نماي آجر
يکي ديگر از انواع نماها، نماهاي آجري هستند که شامل آجرهاي رسي و آجرهاي شيلي مي¬شوند. نماهاي آجر علاوه بر زيبايي، تنوع و ثبات رنگ، به دليل ضريب انتقال حرارت پايين آجر، نقش يک عايق حرارتي و برودتي را براي ساختمان ايفا مي کنند و درنتيجه از هدر رفتن انرژي توسط سيستم گرمايشي و سرمايشي ساختمان جلوگيري مي¬کنند. نماهاي آجر بر حسب جنس و رنگ خود باعث دفع و انعکاس گرما در فصل تابستان و جذب انرژي خورشيدي و گرم شدن ساختمان در فصل زمستان مي¬شوند.
نماي خشک:
درسيستم نماي خشک براي اتصال آجرها به يکديگر از ملات استفاده نمي¬شود. براي اتصال آجرهاي مخصوصي که در اين سيستم به کار مي¬روند از تجهيزات فلزي مانند ريل استفاده مي¬شود.
مزاياي سيستم نماي خشک با آجر عبار تند از:
1.   عدم نياز به کارگر حرفه¬اي جهت نصب
در سيستم نماي خشک نصب آجر و ريل¬ها تنها به صورت مکانيکي است بنابراين اجراي اين سيستم نياز به کارگر حرفه¬اي ندارد.
2.   سرعت اجراي بالا
در نماي خشک به دليل استفاده از چهارجوب ¬هاي فلزي که خود قالب و الگوي اجرای نما محسوب مي¬شوند و نيز به دليل امکان آماده¬سازي نما در طبقه همکف و عدم استفاده از داربست، سرعت اجراي نما به طور چشمگيري افزايش مي¬يابد.
3.   عدم ايجاد ضايعات ساختمانی و سرو صدا
سيستم نماي خشک بدون برداشتن سطح ديوار موجود، مستقيماً بر روي ديوار قابل اجرا بوده وبنابراين اجراي اين سيستم بدون ايجاد ضايعات و زباله¬هاي ساختمانی معمول و همچنين بدون ايجاد سرو صدامي¬باشد.
4.   کاهش اتلاف انرژي
درسيستم نماي خشک ابتدا يک عايق حرارتي به طور مستقل با اتصال مکانيکي يا چسب به بدنه ساختمان محکم مي¬شود سپس چهارچوب يا اسکلت نگه¬دارنده که از جنس چوب، فولاد يا آلومينيوم مي¬باشد به ساختمان متصل شده تا نماي خشک با رعايت فاصله از عايق حرارتي بر روي چهارچوب نگه¬دارنده قرار گيرد. فضاي خالي که بين نما و عايق قرار دارد خود بهترين عايق حرارتي مي¬باشد لذا اين سيستم نقش بسزايي در کاهش اتلاف انرژي دارد.
5.   آساني اجرا براي ساختمان¬هاي مرتفع
اجراي اين سيستم به دليل عدم استفاده از ملات، درقسمت¬هاي مرتفع ساختمان بسيار سريعتر و آسان¬تر از ساير نماها مانند نماي آجر مي¬باشد همچنين در اين سيستم دسترسي براي مراقبت¬هاي دوره¬اي به خصوص در ساختمان¬هاي مرتفع وجود دارد ولي اين سيستم براي خانه¬هاي مسکوني کم ارتفاع، پر هزينه است و معمولاً مورد استفاده قرار نمي¬گيرد.
با توجه به مطالب گفته شده، مقايسه ضرايب هدايت حرارتي برخي ازمصالحي که در ساخت نما به کار مي-روند (جدول 1)و همچنين با استناد به پرسش نامه اي که توسط برخي از نماکاران و صاحب نظران دراين مورد پر شده است و نماهاي بالا را از نظر ويژگي¬هايي شامل سرعت اجرا، قيمت تمام شده به ازاي هر متر مربع، مقاومت در برابر ضربه، مقاومت در برابر يخ زدگي،مقاومت در برابر آتش¬سوزي، مقاومت در برابر زلزله و ريزش، انعطاف پذير بودن در اجرا، قابليت اجرا در ارتفاعات بالا، عايق بودن نسبت به سرما و گرما، عايق بودن نسبت به صدا، سبک بودن و کاهش وزن ساختمان، همخواني باهنر معماري ايراني و مقاومت در برابر آلاينده¬هاي موجود در هوا مورد مقايسه قرار داده¬اندمي¬توان نتيجه گرفت که در مجموع آجر ساخته شده از سنگ سیل و سنگ معدن مصالحي است که براي کاربرد در نما نسبت به ساير مصالح مي¬تواند در اولويت باشد.
جدول 1- مقايسه ضريب هدايت حرارتي برخي از مصالحي که در ساخت نما به کار مي¬روند

مصالح ساختماني

هوا

آجرشيلي

آجر رسي

شيشه

سراميک

سيمان

سنگ

آلومينيوم

ضريب انتقال حرارت

(W/mK)

02/0

3/1 -8/0

7/0-5/0

4/1- 9/0

06/1

73/1

7-2

237

منابع:
1. پاکزاد ،ج. 1382. پديدار شناسي نماي ساختمان¬هاي مسکوني و سير تکويني توقعات از آن. مجله هنرهاي زيبا. جلد شماره¬ي جهاردهم.
2. رضايي حريري، م و فياض، ر. تأثير نماهاي شيشه¬اي دو جداره بر شرايط حرارتي داخل ساختمان. مجله هنرهاي زيبا. جلد شماره¬ي ششم.

+ نوشته شده در شنبه بیست و یکم اردیبهشت ۱۳۹۲ ساعت 14:10 توسط مهندس ایمان رستگار |

مقايسه آجرهاي شيلي و آجرهاي رسي

دوشنبه ، 7 آذر 1390 ، 12:58 | آخرین بروز رسانی مطلب در دوشنبه ، 19 دی 1390 ، 08:29 | نوشته شده توسط Administrator |

|

کارخانه آجر نماچين

R& D
Research and Development

مقايسه آجرهاي شيلي و آجرهاي رسي
چکيده
اساسي¬ترين عامل در کيفيت محصول ماده اوليه است. از دير باز تا کنون خاک رس مهم ترين ماده اوليه براي توليد آجر شناخته شده است. اما آجرهاي توليد شده با خاک رس معمولاً داراي کيفيت پاييني هستند و حتي در برخي از ويژگي¬ها مانند درصد جذب آب مطابق با استانداردهاي ملي و بين المللي آجر نمي-باشند. لذا به تازگي براي توليد آجر به جاي خاک رس از مواد ديگري استفاده مي¬شود. هدف از اين مطالعه مقايسه بين برخي از خصوصيات آجرهاي رسي با آجرهاي شيلي و بررسي علل تفاوت بين آنها مي¬باشد. به اين منظور براي بررسي خصوصيات فيزيکي ماده اوليه مورد استفاده جهت توليد آجر، توزيع اندازه ذرات خاک رسي و شيل (پس از آسياب کردن) در دامنه قطر (2/1 تا 001/) ميلي متر توسط الک و هيدرومتر تعيين شد و به منظور بررسي خصوصيات شيميايي ماده اوليه درصد Fe2O3 ، SiO2، Al2O3 و LOI نيز در خاک رسي و خاک حاصل از شيل اندازه¬گيري شد سپس نمونه¬هايي از آجر رسي و آجر شيلي انتخاب و برخي از ويژگي¬ها شامل درصد جذب آب، مقاومت فشاري، درصد مواد محلول و تحمل سيکل يخ زدگي و تلرانس ابعاد براي هر کدام از نمونه¬ها تعيين شدند. نتايج نشان داد آجرهاي شيلي نسبت به آجرهاي رسي به طور معني¬داري درصد جذب آب کمتر و مقاومت فشاري بيشتري دارند همچنين آجرهاي شيلي مي¬توانند بيش از 50 سيکل يخ¬زدگي را تحمل کنند حال¬آنکه آجرهاي رسي توان کمتري نسبت به تحمل اين سيکل دارند. آناليز شيميايي خاک رس و خاک حاصل از شيل نشان داد در صد مجموع Fe2O3 ، SiO2و Al2O3در خاک شيل بيشتر از مجموع درصدFe2O3 ، SiO2و Al2O3در خاک¬هاي رس کشاورزي است همچنين بررسي توزيع اندازه ذرات مواد اوليه نشان داد در خاک حاصل از شيل بيشترين فراواني را ذراتي با قطر (2/1 تا 063/0) ميلي-متر ( ذرات شن و سيلت) و در خاک رس کشاورزي بيشترين فراواني را ذراتي با قطر کوچکتر از 005/0 ميلي¬متر ( ذرات رس) دارا هستند. به نظر مي¬رسد برتري آجرهاي شيلي نسبت به آجرهاي رسي از نظر برخي از ويژگي¬ها مانند جذب آب، تحدب و تقعر، تلرانس ابعاد، مقاومت فشاري و تحمل سيکل يخ¬زدگي مربوط به تفاوت در ويژگي¬هاي فيزيکي و شيميايي مواد اوليه مورد استفاده براي اين دو نوع آجر باشد. چناچه افزايش درصد اکسيدهاي آهن و آلومينيوم در شيل¬ها نسبت به خاک رس مي¬تواند يکي از دلايل افزايش مقاومت فشاري در آجرهاي شيلي باشد.

واژگان کليدي: آجر رسي، آجر شيلي، ويژگي¬هاي آجر و خصوصيات ماده اوليه

مقدمه
مهمترين دليل تنوع محصول را مواد اوليه مصرفي کارخانجات تشکيل مي دهد. در ايران از قديم آجر ها با خاک هاي رسي توليد مي¬شده¬اند اما از آنجا که خاک رسي مناسب در همه¬جا يافت نمي¬شود و خاک¬هاي رسي مورد استفاده معمولاً داراي مقادير زيادي آهک مي¬باشند، در نتيجه آجرهاي ساخته شده از اين خاک-ها مطابق با استاندارد ملي ايران و استاندارد هاي بين المللي نبوده و از کيفيت مناسبي در پوشش نما برخوردار نمي باشد. از چند سال پيش تاکنون در صنعت توليد آجر به تدريج مواد معدني ديگر از جمله شيل¬ها جايگزين رس شده¬اند. در زير برخي ويژگي¬هاي شيل و آجرهاي شيلي آورده شده است:

شيل و ترکيبات سازنده
شيل نوعي سنگ رسوبي است که عمدتاً از دانه¬هاي ريز تشکيل شده است. مشخصه شيل دارابودن صفحات موازي و لايه لايه¬اي است که به سهولت ورقه ورقه مي شوند و ضخامت هر ورقه کمتر ازيک سانتي¬متر است. شيل¬ها عمدتاً ترکيبي از کاني¬هاي رسي و دانه¬هاي کوارتز هستند و رس مهم¬ترين جزء سازنده آنها است. رنگ شيل¬ها معمولاً خاکستري است. ميزان ترکيبات سازنده شيل¬ها تعيين کننده رنگ آنها است. براي مثال شيل¬هاي سياه حاوي ترکيبات کربن¬دار بيشتري هستند. رنگ قرمز در شيل¬ها به علت وجود اکسيد آهن (هماتيت) است. هيدروکسيد¬هاي آهن از جمله گئوتيت و ليمونيت موجود درشيل¬ها به ترتيب باعث ايجاد رنگ قهوه¬اي و زرد مي¬شوند. کاني¬هاي کلريت، بيوتيت و ايلايت در شيل¬ها باعث به وجود آمدن رنگ سبز در آنها مي¬شود.

طبقه¬بندي شيل¬ها:
شيل¬ها را از روي کاني¬هاي موجود در آنها به چهار دسته زير طبقه¬بندي مي¬کنند:

شيل¬هاي سيليسي : قسمت عمده آن از دانه¬هاي ريز کوارتز تشکيل شده است. دانه¬هاي فلدسپات در اينگونه شيل¬ها به¬ندرت ديده مي¬شود ولي سيمان آنها ممکن است آهکي ، گلوکونيتي آهن¬دار و کربن¬دار باشد.

شيل¬هاي فلدسپاتي: اين شيل¬ها را گاهي شيل¬هاي کائولينيتي مي¬نامند و داراي بيش از 10 درصد فلدسپات مي¬باشند و ماتريکس آنها از کائولينيت يا کاني¬هاي رسي تشکيل شده است.

شيل¬هاي کلريتي: اين سنگ¬ها حاوي فلدسپات و کوارتز و ماتريکس کلريتي هستند.

شيل¬هاي ميکادار: در اين¬گونه سنگ¬ها مقدار زيادي ورقه¬هاي ميکا ديده مي¬شودکه غالباً با سريست همراه هستند. رنگ اين شيل¬ها معمولاً خاکستري تا قهوه¬اي است ولي گاهي به رنگ قرمز و سبز نيز ديده مي¬شوند.

محل تشکيل شيل¬ها و منابع آن در ايران
شيل¬ها در مکان¬هايي تشکيل مي¬شوند که سرعت حرکت آب آهسته است و رسوبگذاري به راحتي انجام مي-شود. بنابراين شيل¬ها را عمدتاً مي¬توان در درياچه¬ها، دلتاي رودخانه¬ها و دشت¬هاي رسوبي يافت.
شيل يکي از اصلي¬ترين سنگ¬هاي سازندهاي سنگي ايران است. گسترش واحدهاي شيلي تقريباً در تمام واحدهاي ساختاري کشور ديده مي¬شود. بيشترين گسترش واحدهاي شيلي در منطقه¬ي سنندج - سيرجان قرار دارند. ديگر واحدهاي ساختاري ايران که در آن شيل گسترش فراوان دارد عبارتند از منطقه البرز - آذربايجان و ايران مرکزي.

تفاوت شيل با سنگهاي معدني
تفاوت شيل با سنگهاي معدني در ريز دانه بودن شيل و نحوه تشکيل شيل است. شيل سنگ رسوبي و لايه لايه است که به راحتي اين لايه¬ها از هم جدا مي¬شوند و همچنين شيل¬ها داراي طيف رنگي گسترده¬اي هستند.

برخي ويژگي¬هاي آجرهاي شيلي
مطالعات نشان مي¬دهد آجرهاي شيلي داراي مقاومت فيزيکي و شيميايي بالا، دوام و پايداري، مقاومت حرارتي و دفع رطوبت مي¬باشند (هرندي و سبحاني، 1386) که در زير برخي از اين ويژگي¬ها توضطح داده شده است:

رنگ: رنگ از مهم¬ترين مزاياي آجرهاي شيلي است. مهم¬ترين ويژگي رنگ آجر شيلي طبيعي بودن آن است. لذا رنگ اين آجرها ثابت بوده و با گذشت زمان، افزايش يا کاهش دما و همچنين بارش باران و يا تابش خورشيد تغيير نمي¬کند. سنگ شيل در ابتدا خاکستري تا سياه است که پس از جذب حرارت در کوره به تدريج به رنگ نارنجي روشن و نهايتاً با بالارفتن دماي کوره به رنگ سياه متمايل مي¬شود.

عدم شوره زني: آجر شيلي به علت تفاوت در ترکيبات شيميايي نسبت به آجرهاي سنتي (آجرهاي رسي) جذب آب پاييني دارد، رطوبت را در خود نگه نمي¬دارد و سريعاً آن را دفع مي¬کند لذا احتمال شوره¬زني در اين آجرها کمتر است.

مقاومت فيزيکي و شيميايي: آجرهاي شيلي در برابر اسيدها، بازها، رطوبت، حرارت، سرماي زياد و انجماد کاملاً مقاوم هستند و از ثبات رنگ و کيفيت بالايي در برابر گازها و آلاينده¬هاي موجود در هوا برخوردار مي¬باشند.

هدف از اين مطالعه مقايسه برخي ويژگي¬هاي آجرهاي رسي و شيلي و بررسي اثر ويژگي¬هاي ماده اوليه مورد استفاده بر ويژگي¬هاي اين دو نوع آجر مي¬باشد.
مواد و روشها
به منظور بررسي خصوصيات شيميايي ماده اوليه درصد SiO2،Al2O3 ، Fe2O3، CaO، K2O، SO3 در خاک رسي و خاک حاصل از شيل با استفاده از روش XRF اندازه¬گيري شد. به منظور بررسي خصوصيات فيزيکي ماده اوليه مورد استفاده حهت توليد آجر، توزيع اندازه ذرات خاک رسي و شيل (پس ار آسياب کردن) در دامنه قطر (2/1 تا 001/) ميلي متر توسط الک و هيدرومتر تعيين شد. توزيع اندازه ذرات خاک (اجزاي کوچکتر از 2/1 ميلي¬متر) به روش هيدرومتري به صورت زير انجام گرفت (فيلگويرا و همکاران، 2006): ابتدا موادآلي توسط آب اکسيژنه حذف شد. سپس نمونه¬ها، با کالگون 5 درصد و همزن الکتريکي تيمار شدند و در استوانه¬هاي استاندارد ريخته شده و در زمان¬هاي 67/0، 1، 2، 4، 8، 15، 30، 60 ،120 ،240 ،480 ،720 ، 1440 دقيقه قرائت شدند. سپس قرائت¬ها نسبت به دما و کالگون تصحيح شدند. جهت کاهش خطا، قرائت هيدرومتر در زمان¬هاي 67/0، 1 و 2 دقيقه سه بار تکرار شد و ميانگين قرائت¬ها مورد استفاده قرار گرفت. قطر ذرات در زمان¬هايي که قرائت هيدرومتر صورت گرفته از رابطه¬ي زير محاسبه شد ( برزگر،1380):

(1)

در رابطه فوقd قطر ذره برحسب ميلي¬متر، L عمق مؤثر هيدرومتر برحسب سانتي¬متر، v وسکوزيته برحسب سانتي-پواز،RD جرم ويژه حقيقي خاک بر حسب گرم بر سانتي¬متر مکعب ، چگالي آب و tزمان ته¬نشيني برحسب دقيقه است. سپس 30 نمونه آجر رسي و 30 نمونه آجر شيلي انتخاب و برخي از ويژگي¬ها شامل درصد جذب آب، مقاومت فشاري، درصد مواد محلول، تلرانس ابعاد و تحمل سيکل يخ زدگي براي هر کدام از نمونه¬ها توسط روش¬هاي مؤسسه استاندارد و تحقيقات صنعتي ايران (1387) تعيين شدند.

بحث و نتيجه گيري
نتايج نشان داد آجرهاي شيلي نسبت به آجرهاي رسي به طور معني¬داري درصد جذب آب کمتر و مقاومت فشاري بيشتري دارند همچنين آجرهاي شيلي مي¬توانند بيش از 50 سيکل يخ¬زدگي را تحمل کنند حال¬آنکه آجرهاي رسي توان کمتري نسبت به تحمل اين سيکل دارند ( جدول 1).

جدول 1- مقايسه ميانگين درصد جذب آب، مقاومت فشاري، مواد محلول و تحمل سيکل يخ¬زدگي آجر رسي و آجر شيلي

شاخص کيفيت	آجر شيلي	آجر رسي
جذب آب (%)	16	23
مقاومت فشاري (kg/cm²)	350	230
مواد محلول (%)	4/0	6/0
تلرانس ابعاد (mm)	9/0	1/1
تحمل سيکل يخ زدگي	بيش از 50	کمتر از 50 سيکل

نتايج آناليز شيميايي نشان داد مجموع +AL2O3+ SiO2 Fe2O3در خاک¬هاي حاصل از سنگ¬هاي شيل بيشتر از خاک رس است (جدول 2).

جدول 2- مقايسه AL2O3+ SiO2)+ (CaO+ K2O+ SO3) , (Fe2O3و LOI

آناليز شيميايي XRF	خاکهاي رس	سنگهاي معدن و شيل ها
	(% )
AL₂O₃+ SiO₂ + Fe₂O₃	60	80
CaO+ K₂O+ SO₃	بیشتر از %15	کمتر از %9
LOI	15	9

به نظر مي¬رسد بالا بودن ميزان سيليس و آلومينيوم و پايين بودن LOI شيل¬ها نسبت به خاک رس (جدول 2) مهم¬ترين دليل برتري کيفيت آجرهاي شيلي نسبت به آجرهاي رسي است.

مقايسه توزيع اندازه ذرات خاک رس و خاک حاصل از شيل نشان داد در خاک حاصل از شيل بيشترين فراواني را ذراتي با قطر (2/1 تا 063/0) ميلي¬متر (ذرات شن و سيلت) و در خاک رس کشاورزي بيشترين فراواني را ذراتي با قطر کوچکتر از 005/0 ميلي¬متر (ذرات رس) دارا هستند. شکل 1و 2 به ترتيب توزيع اندازه ذرات خاک رسي و خاک حاصل از شيل را نشان مي¬دهند.

شکل1- نمودار ستوني توزيع اندازه ذرات خاکهاي رسي

شکل 2- نمودار ستوني توزيع اندازه ذرات خاک حاصل از شيل

به نظر مي¬رسد برتري آجرهاي شيلي نسبت به آجرهاي رسي از نظر برخي از ويژگي¬ها مانند جذب آب، مقاومت فشاري و تحمل سيکل يخ¬زدگي مربوط به تفاوت در ويژگي¬هاي شيميايي و ويژگي¬هاي فيزيکي از جمله توزيع اندازه ذرات مواد اوليه مورد استفاده براي اين دو نوع آجر باشد. چناچه افزايش درصد اکسيدهاي آهن و آلومينيوم در شيل¬ها نسبت به خاک رس مي¬تواند يکي از دلايل افزايش مقاومت فشاري در آجرهاي شيلي باشد.

کارخانه آجر نماچین با پشتوانه 40 سال تجربه در تولید آجر با استفاده از کادر فنی و مجرب و ماشین آلات و تجهیزات و کوره های اتوماتیک و آزمایشگاه مجهز و واحد تحيق و توسعه& D)   (Rبه عنوان بزرگترین کارخانه تولید کننده آجر نما و کف فرش در ابعاد و رنگهای مختلف و با نشان استاندارد ملی و بین المللی و نیز به عنوان واحد نمونه استاندارد و چهاردهمین برند برتر واحدهای تولیدی با تلاش مستمر و طی یک دوره کار تحقیقاتی موفق شد تا با تغییر مواد اولیه از خاک رس به سنگ های معدنی و شیل ها محصولات جدید خود را مطابق با استاندارد و مناسب جهت پوشش نما و کف فرش تولید نماید. جداول مربوط به ويژگي¬هاي آجرهاي نما، آجرهاي کف فرش و آجرهاي لعابي کارخانه نماچين به پيوست مي¬باشد.

منابع:
1.   برزگر ع. مباني فيزيک خاک. انتشارات. دانشگاه شهيد چمران اهواز. 1380

2.   جعفري هرندي ا و سبحاني ا. آجر شيلي، توليد و بهبود کيفيت محصول ارائه شده به بازار . اولين همايش آجر و بلوک¬هاي سفالي، دانشگاه صنعتي اصفهان. 1386. صفحات:137 تا 145.

3.   مؤسسه استاندارد و تحقيقات صنعتي ايرن. آجر رسي- ويژگي¬ها و روش¬هاي آزمون. 1378

4.   Filgueira R.R. Fournier L.L. Cecilia I.C. Crlati P. and Carcia M.GParticle-size distribution in

soils: A critical study of the fractal model validation. Geoderma 134. 2006.327-334.

5.   Specifications for and classification of brick. Technical notes on brick construction
6.   Standard specification for ceramic glazed structural clay facing tile, facing brick, and solid masonry units.
7.   Standard specification for pedestrian and light traffic paving brick.

جدول ويژگي¬هاي آجر هاي نماي کارخانه نماچين و مقايسه آن¬ها با استانداردهاي ملي ايران

	مقاومت فشاري Kg/cm²))	جذب آب جوش 5 ساعته	املاح محلول	چگالي	هدايت حرارت	تحمل سيکل یخزدگي
		(%)		(g/cm³)	(W/mK)	(تعداد)
فراز T	430	15	5/0	8/1	8/0	50
فراز p	300	14	5/0	2	1/1	50
استاندارد درجه يک	حداقل140	حداکثر18	حداکثر6/0	-	-	50
فرازA	650	9	4/0	2	1/1	50
فرازB	550	11	5/0	9/1	8/0	50
زرين قرمز	650	10	2/0	1/2	3/1	50
استاندارد مهندسي	حداقل350	حداکثر12	حداکثر 6/0	_	_	50
نگين زرد	280	23	5/0	5/1	63/0	50
نگين گلبهي	320	23	5/0	5/1	68/0	50
استاندارد ملي ايران	حداقل120	حداکثر18	حداکثر6/0	-	-	50

جدول ويژگي¬هاي آجر هاي کف¬فرش کارخانه نماچين و مقايسه آن¬ها با استانداردآجر کف فرش آمريکا

	مقاومت فشاري	جذب آب سرد	املاح محلول	چگالي	هدايت حرارتي	تحمل سيکل یخزدگي	ماکزيمم شاخص سايش	طول سايش با ماسه ريز	ضريب گسيختگي
	(Kg/cm²)	(%)		(g/cm³)	(W/mK)	(تعداد)		(mm)	(Kg/cm²)
نمونه استاندارد[1]	حداقل 5/492	حداکثر11	حداکثر 6/0	_	_	50	11/0	حداکثر27	4/103* حداقل
فراز T	800	11	5/0	8/1	8/0	50	09/0	13/20	493
فراز p	800	7/10	5/0	2	1/1	50	1/0	5/21	491
فرازA	950	1/8	4/0	2	1/1	50	07/0	7/14	750
فرازB	900	11	5/0	9/1	8/0	50	08/0	7/24	507
زرين قرمز	950	4/8	2/0	1/2	3/1	50	06/0	5/16	698

[1] مشخصات نمونه استاندارد ( به جز ضريب گسيختگي) از استاندارد آمريکا ) ASTM C 902-07) مربوط به آجر کففرش استخراج شده است.

مشخصات آجر کففرش بر اساس استاندارد آمريکا ) ASTM C 902-07)

حداقل مقاومت فشاري (Kg/cm² )

ماکزيمم شاخص سايش

ماکزيمم طول سايش (mm)

حداکثر جذب آب (%)

حداکثر ضریب اشباع

(A)

کلاس SX

5/492

نوع I

11/0

نوع I

17

کلاس SX

11

کلاس SX

8/0

کلاس MX

4/175

نوع II

25/0

نوع II

27

کلاس MX

17

کلاس MX

بدون محدوديت

کلاس NX

4/175

نوع III

5/0

نوع III

40

کلاس NX

بدون محدوديت

کلاس NX

بدون محدوديت

کلاس SX – آجري که براي استفاده در مکاني در نظر گرفته شده که امکان يخ زدگي آجر هنگام اشباع شدن با آب وجود دارد.

کلاس MX- آجري که براي استفاده در مکاني در نظر گرفته شده که مقاومت در برابر يخ زدگي يک فاکتور نيست. (مکانی که امکان يخ زدگي کمتر وجود دارد).

کلاس NX- آجري که براي استفاده در محيط بيروني در نظر گرفته نشده است و در محيط هاي داخلي ساختمان استفاده ميشود (جاي که هنگام مرطوب شدن از يخ زدگي محافظت ميشود).

نوع I : آجر ي که در معرض سایش شدید باشد.

نوع II- آجر ي که در در معرض سایش متوسط باشد.

نوع III- آجر ي که در در معرض سایش کم باشد.

* اطلاعات مربوط به ضريب گسيختگي نمونه استاندارد از استاندارد ملي ايران (سنگ گرانيت ساخنماني- ويژگيها) استخراج شده است و روش تعيين ضريب گسيختگي براي نمونههاي آجر مطابق با استاندارد ملي ايران (سنگهاي ساختماني_روش آزمون ضريب گسيختگي) ميباشد.

جدول ويژگيهاي آجر لعابي دوبار پخت نماچين و مقايسه آن با استاندارد آجر نما و آجر لعابي آمريکا

		مقاومت فشاري	جذب آب	ضريب اشباع	املاح محلول	تحمل سيکل یخزدگي	چگالي	هدايت حرارت
		(Kg/Cm²)	(%)	(%)	(%)	(تعداد)	(g/cm³)	(W/mK)
آجر نما مطابق با استاندارد آمريکا (ASTM C216)	SW	حداقل 08/211	حداکثر 17	حداکثر 78/0	_	50	_	_
آجر نما مطابق با استاندارد آمريکا (ASTM C216)	MW	حداقل 40/175	حداکثر 22	حداکثر 88/0	_	50	_	_
آجر لعابي مطابق با استاندارد آمريکا(ASTM C126)	Vert.	حداقل 08/211	_	_	_	_	_	_
آجر لعابي مطابق با استاندارد آمريکا(ASTM C126)	Horiz.	حداقل 72/140	_	_	_	_	_	_
آجر لعابي نماچين (دوبار پخت)		550	12	8/0	4/0	50	2	1/1

آجر لعابي دو بار پخت بايد منطبق با استاندارد آجر نما (ASTM C216) و همچنين منطبق با استاندارد آجر لعابي (ASTM C126)باشد.

Sw آجري که در معرض هواديدگي شديد باشد.

Mw آجري که در معرض هواديدگي متوسط باشد.

Vert آجري که به صورت عمودي به کار ميرود و Horiz. آجري که به صورت افقي به کار ميرود.

+ نوشته شده در شنبه بیست و یکم اردیبهشت ۱۳۹۲ ساعت 14:9 توسط مهندس ایمان رستگار |

مقايسه آجرهاي شيلي و آجرهاي رسي

دوشنبه ، 7 آذر 1390 ، 12:58 | آخرین بروز رسانی مطلب در دوشنبه ، 19 دی 1390 ، 08:29 | نوشته شده توسط Administrator |

|

کارخانه آجر نماچين

R& D
Research and Development

مقايسه آجرهاي شيلي و آجرهاي رسي
چکيده
اساسي¬ترين عامل در کيفيت محصول ماده اوليه است. از دير باز تا کنون خاک رس مهم ترين ماده اوليه براي توليد آجر شناخته شده است. اما آجرهاي توليد شده با خاک رس معمولاً داراي کيفيت پاييني هستند و حتي در برخي از ويژگي¬ها مانند درصد جذب آب مطابق با استانداردهاي ملي و بين المللي آجر نمي-باشند. لذا به تازگي براي توليد آجر به جاي خاک رس از مواد ديگري استفاده مي¬شود. هدف از اين مطالعه مقايسه بين برخي از خصوصيات آجرهاي رسي با آجرهاي شيلي و بررسي علل تفاوت بين آنها مي¬باشد. به اين منظور براي بررسي خصوصيات فيزيکي ماده اوليه مورد استفاده جهت توليد آجر، توزيع اندازه ذرات خاک رسي و شيل (پس از آسياب کردن) در دامنه قطر (2/1 تا 001/) ميلي متر توسط الک و هيدرومتر تعيين شد و به منظور بررسي خصوصيات شيميايي ماده اوليه درصد Fe2O3 ، SiO2، Al2O3 و LOI نيز در خاک رسي و خاک حاصل از شيل اندازه¬گيري شد سپس نمونه¬هايي از آجر رسي و آجر شيلي انتخاب و برخي از ويژگي¬ها شامل درصد جذب آب، مقاومت فشاري، درصد مواد محلول و تحمل سيکل يخ زدگي و تلرانس ابعاد براي هر کدام از نمونه¬ها تعيين شدند. نتايج نشان داد آجرهاي شيلي نسبت به آجرهاي رسي به طور معني¬داري درصد جذب آب کمتر و مقاومت فشاري بيشتري دارند همچنين آجرهاي شيلي مي¬توانند بيش از 50 سيکل يخ¬زدگي را تحمل کنند حال¬آنکه آجرهاي رسي توان کمتري نسبت به تحمل اين سيکل دارند. آناليز شيميايي خاک رس و خاک حاصل از شيل نشان داد در صد مجموع Fe2O3 ، SiO2و Al2O3در خاک شيل بيشتر از مجموع درصدFe2O3 ، SiO2و Al2O3در خاک¬هاي رس کشاورزي است همچنين بررسي توزيع اندازه ذرات مواد اوليه نشان داد در خاک حاصل از شيل بيشترين فراواني را ذراتي با قطر (2/1 تا 063/0) ميلي-متر ( ذرات شن و سيلت) و در خاک رس کشاورزي بيشترين فراواني را ذراتي با قطر کوچکتر از 005/0 ميلي¬متر ( ذرات رس) دارا هستند. به نظر مي¬رسد برتري آجرهاي شيلي نسبت به آجرهاي رسي از نظر برخي از ويژگي¬ها مانند جذب آب، تحدب و تقعر، تلرانس ابعاد، مقاومت فشاري و تحمل سيکل يخ¬زدگي مربوط به تفاوت در ويژگي¬هاي فيزيکي و شيميايي مواد اوليه مورد استفاده براي اين دو نوع آجر باشد. چناچه افزايش درصد اکسيدهاي آهن و آلومينيوم در شيل¬ها نسبت به خاک رس مي¬تواند يکي از دلايل افزايش مقاومت فشاري در آجرهاي شيلي باشد.

واژگان کليدي: آجر رسي، آجر شيلي، ويژگي¬هاي آجر و خصوصيات ماده اوليه

مقدمه
مهمترين دليل تنوع محصول را مواد اوليه مصرفي کارخانجات تشکيل مي دهد. در ايران از قديم آجر ها با خاک هاي رسي توليد مي¬شده¬اند اما از آنجا که خاک رسي مناسب در همه¬جا يافت نمي¬شود و خاک¬هاي رسي مورد استفاده معمولاً داراي مقادير زيادي آهک مي¬باشند، در نتيجه آجرهاي ساخته شده از اين خاک-ها مطابق با استاندارد ملي ايران و استاندارد هاي بين المللي نبوده و از کيفيت مناسبي در پوشش نما برخوردار نمي باشد. از چند سال پيش تاکنون در صنعت توليد آجر به تدريج مواد معدني ديگر از جمله شيل¬ها جايگزين رس شده¬اند. در زير برخي ويژگي¬هاي شيل و آجرهاي شيلي آورده شده است:

شيل و ترکيبات سازنده
شيل نوعي سنگ رسوبي است که عمدتاً از دانه¬هاي ريز تشکيل شده است. مشخصه شيل دارابودن صفحات موازي و لايه لايه¬اي است که به سهولت ورقه ورقه مي شوند و ضخامت هر ورقه کمتر ازيک سانتي¬متر است. شيل¬ها عمدتاً ترکيبي از کاني¬هاي رسي و دانه¬هاي کوارتز هستند و رس مهم¬ترين جزء سازنده آنها است. رنگ شيل¬ها معمولاً خاکستري است. ميزان ترکيبات سازنده شيل¬ها تعيين کننده رنگ آنها است. براي مثال شيل¬هاي سياه حاوي ترکيبات کربن¬دار بيشتري هستند. رنگ قرمز در شيل¬ها به علت وجود اکسيد آهن (هماتيت) است. هيدروکسيد¬هاي آهن از جمله گئوتيت و ليمونيت موجود درشيل¬ها به ترتيب باعث ايجاد رنگ قهوه¬اي و زرد مي¬شوند. کاني¬هاي کلريت، بيوتيت و ايلايت در شيل¬ها باعث به وجود آمدن رنگ سبز در آنها مي¬شود.

طبقه¬بندي شيل¬ها:
شيل¬ها را از روي کاني¬هاي موجود در آنها به چهار دسته زير طبقه¬بندي مي¬کنند:

شيل¬هاي سيليسي : قسمت عمده آن از دانه¬هاي ريز کوارتز تشکيل شده است. دانه¬هاي فلدسپات در اينگونه شيل¬ها به¬ندرت ديده مي¬شود ولي سيمان آنها ممکن است آهکي ، گلوکونيتي آهن¬دار و کربن¬دار باشد.

شيل¬هاي فلدسپاتي: اين شيل¬ها را گاهي شيل¬هاي کائولينيتي مي¬نامند و داراي بيش از 10 درصد فلدسپات مي¬باشند و ماتريکس آنها از کائولينيت يا کاني¬هاي رسي تشکيل شده است.

شيل¬هاي کلريتي: اين سنگ¬ها حاوي فلدسپات و کوارتز و ماتريکس کلريتي هستند.

شيل¬هاي ميکادار: در اين¬گونه سنگ¬ها مقدار زيادي ورقه¬هاي ميکا ديده مي¬شودکه غالباً با سريست همراه هستند. رنگ اين شيل¬ها معمولاً خاکستري تا قهوه¬اي است ولي گاهي به رنگ قرمز و سبز نيز ديده مي¬شوند.

محل تشکيل شيل¬ها و منابع آن در ايران
شيل¬ها در مکان¬هايي تشکيل مي¬شوند که سرعت حرکت آب آهسته است و رسوبگذاري به راحتي انجام مي-شود. بنابراين شيل¬ها را عمدتاً مي¬توان در درياچه¬ها، دلتاي رودخانه¬ها و دشت¬هاي رسوبي يافت.
شيل يکي از اصلي¬ترين سنگ¬هاي سازندهاي سنگي ايران است. گسترش واحدهاي شيلي تقريباً در تمام واحدهاي ساختاري کشور ديده مي¬شود. بيشترين گسترش واحدهاي شيلي در منطقه¬ي سنندج - سيرجان قرار دارند. ديگر واحدهاي ساختاري ايران که در آن شيل گسترش فراوان دارد عبارتند از منطقه البرز - آذربايجان و ايران مرکزي.

تفاوت شيل با سنگهاي معدني
تفاوت شيل با سنگهاي معدني در ريز دانه بودن شيل و نحوه تشکيل شيل است. شيل سنگ رسوبي و لايه لايه است که به راحتي اين لايه¬ها از هم جدا مي¬شوند و همچنين شيل¬ها داراي طيف رنگي گسترده¬اي هستند.

برخي ويژگي¬هاي آجرهاي شيلي
مطالعات نشان مي¬دهد آجرهاي شيلي داراي مقاومت فيزيکي و شيميايي بالا، دوام و پايداري، مقاومت حرارتي و دفع رطوبت مي¬باشند (هرندي و سبحاني، 1386) که در زير برخي از اين ويژگي¬ها توضطح داده شده است:

رنگ: رنگ از مهم¬ترين مزاياي آجرهاي شيلي است. مهم¬ترين ويژگي رنگ آجر شيلي طبيعي بودن آن است. لذا رنگ اين آجرها ثابت بوده و با گذشت زمان، افزايش يا کاهش دما و همچنين بارش باران و يا تابش خورشيد تغيير نمي¬کند. سنگ شيل در ابتدا خاکستري تا سياه است که پس از جذب حرارت در کوره به تدريج به رنگ نارنجي روشن و نهايتاً با بالارفتن دماي کوره به رنگ سياه متمايل مي¬شود.

عدم شوره زني: آجر شيلي به علت تفاوت در ترکيبات شيميايي نسبت به آجرهاي سنتي (آجرهاي رسي) جذب آب پاييني دارد، رطوبت را در خود نگه نمي¬دارد و سريعاً آن را دفع مي¬کند لذا احتمال شوره¬زني در اين آجرها کمتر است.

مقاومت فيزيکي و شيميايي: آجرهاي شيلي در برابر اسيدها، بازها، رطوبت، حرارت، سرماي زياد و انجماد کاملاً مقاوم هستند و از ثبات رنگ و کيفيت بالايي در برابر گازها و آلاينده¬هاي موجود در هوا برخوردار مي¬باشند.

هدف از اين مطالعه مقايسه برخي ويژگي¬هاي آجرهاي رسي و شيلي و بررسي اثر ويژگي¬هاي ماده اوليه مورد استفاده بر ويژگي¬هاي اين دو نوع آجر مي¬باشد.
مواد و روشها
به منظور بررسي خصوصيات شيميايي ماده اوليه درصد SiO2،Al2O3 ، Fe2O3، CaO، K2O، SO3 در خاک رسي و خاک حاصل از شيل با استفاده از روش XRF اندازه¬گيري شد. به منظور بررسي خصوصيات فيزيکي ماده اوليه مورد استفاده حهت توليد آجر، توزيع اندازه ذرات خاک رسي و شيل (پس ار آسياب کردن) در دامنه قطر (2/1 تا 001/) ميلي متر توسط الک و هيدرومتر تعيين شد. توزيع اندازه ذرات خاک (اجزاي کوچکتر از 2/1 ميلي¬متر) به روش هيدرومتري به صورت زير انجام گرفت (فيلگويرا و همکاران، 2006): ابتدا موادآلي توسط آب اکسيژنه حذف شد. سپس نمونه¬ها، با کالگون 5 درصد و همزن الکتريکي تيمار شدند و در استوانه¬هاي استاندارد ريخته شده و در زمان¬هاي 67/0، 1، 2، 4، 8، 15، 30، 60 ،120 ،240 ،480 ،720 ، 1440 دقيقه قرائت شدند. سپس قرائت¬ها نسبت به دما و کالگون تصحيح شدند. جهت کاهش خطا، قرائت هيدرومتر در زمان¬هاي 67/0، 1 و 2 دقيقه سه بار تکرار شد و ميانگين قرائت¬ها مورد استفاده قرار گرفت. قطر ذرات در زمان¬هايي که قرائت هيدرومتر صورت گرفته از رابطه¬ي زير محاسبه شد ( برزگر،1380):

(1)

در رابطه فوقd قطر ذره برحسب ميلي¬متر، L عمق مؤثر هيدرومتر برحسب سانتي¬متر، v وسکوزيته برحسب سانتي-پواز،RD جرم ويژه حقيقي خاک بر حسب گرم بر سانتي¬متر مکعب ، چگالي آب و tزمان ته¬نشيني برحسب دقيقه است. سپس 30 نمونه آجر رسي و 30 نمونه آجر شيلي انتخاب و برخي از ويژگي¬ها شامل درصد جذب آب، مقاومت فشاري، درصد مواد محلول، تلرانس ابعاد و تحمل سيکل يخ زدگي براي هر کدام از نمونه¬ها توسط روش¬هاي مؤسسه استاندارد و تحقيقات صنعتي ايران (1387) تعيين شدند.

بحث و نتيجه گيري
نتايج نشان داد آجرهاي شيلي نسبت به آجرهاي رسي به طور معني¬داري درصد جذب آب کمتر و مقاومت فشاري بيشتري دارند همچنين آجرهاي شيلي مي¬توانند بيش از 50 سيکل يخ¬زدگي را تحمل کنند حال¬آنکه آجرهاي رسي توان کمتري نسبت به تحمل اين سيکل دارند ( جدول 1).

جدول 1- مقايسه ميانگين درصد جذب آب، مقاومت فشاري، مواد محلول و تحمل سيکل يخ¬زدگي آجر رسي و آجر شيلي

شاخص کيفيت	آجر شيلي	آجر رسي
جذب آب (%)	16	23
مقاومت فشاري (kg/cm²)	350	230
مواد محلول (%)	4/0	6/0
تلرانس ابعاد (mm)	9/0	1/1
تحمل سيکل يخ زدگي	بيش از 50	کمتر از 50 سيکل

نتايج آناليز شيميايي نشان داد مجموع +AL2O3+ SiO2 Fe2O3در خاک¬هاي حاصل از سنگ¬هاي شيل بيشتر از خاک رس است (جدول 2).

جدول 2- مقايسه AL2O3+ SiO2)+ (CaO+ K2O+ SO3) , (Fe2O3و LOI

آناليز شيميايي XRF	خاکهاي رس	سنگهاي معدن و شيل ها
	(% )
AL₂O₃+ SiO₂ + Fe₂O₃	60	80
CaO+ K₂O+ SO₃	بیشتر از %15	کمتر از %9
LOI	15	9

به نظر مي¬رسد بالا بودن ميزان سيليس و آلومينيوم و پايين بودن LOI شيل¬ها نسبت به خاک رس (جدول 2) مهم¬ترين دليل برتري کيفيت آجرهاي شيلي نسبت به آجرهاي رسي است.

مقايسه توزيع اندازه ذرات خاک رس و خاک حاصل از شيل نشان داد در خاک حاصل از شيل بيشترين فراواني را ذراتي با قطر (2/1 تا 063/0) ميلي¬متر (ذرات شن و سيلت) و در خاک رس کشاورزي بيشترين فراواني را ذراتي با قطر کوچکتر از 005/0 ميلي¬متر (ذرات رس) دارا هستند. شکل 1و 2 به ترتيب توزيع اندازه ذرات خاک رسي و خاک حاصل از شيل را نشان مي¬دهند.

شکل1- نمودار ستوني توزيع اندازه ذرات خاکهاي رسي

شکل 2- نمودار ستوني توزيع اندازه ذرات خاک حاصل از شيل

به نظر مي¬رسد برتري آجرهاي شيلي نسبت به آجرهاي رسي از نظر برخي از ويژگي¬ها مانند جذب آب، مقاومت فشاري و تحمل سيکل يخ¬زدگي مربوط به تفاوت در ويژگي¬هاي شيميايي و ويژگي¬هاي فيزيکي از جمله توزيع اندازه ذرات مواد اوليه مورد استفاده براي اين دو نوع آجر باشد. چناچه افزايش درصد اکسيدهاي آهن و آلومينيوم در شيل¬ها نسبت به خاک رس مي¬تواند يکي از دلايل افزايش مقاومت فشاري در آجرهاي شيلي باشد.

کارخانه آجر نماچین با پشتوانه 40 سال تجربه در تولید آجر با استفاده از کادر فنی و مجرب و ماشین آلات و تجهیزات و کوره های اتوماتیک و آزمایشگاه مجهز و واحد تحيق و توسعه& D)   (Rبه عنوان بزرگترین کارخانه تولید کننده آجر نما و کف فرش در ابعاد و رنگهای مختلف و با نشان استاندارد ملی و بین المللی و نیز به عنوان واحد نمونه استاندارد و چهاردهمین برند برتر واحدهای تولیدی با تلاش مستمر و طی یک دوره کار تحقیقاتی موفق شد تا با تغییر مواد اولیه از خاک رس به سنگ های معدنی و شیل ها محصولات جدید خود را مطابق با استاندارد و مناسب جهت پوشش نما و کف فرش تولید نماید. جداول مربوط به ويژگي¬هاي آجرهاي نما، آجرهاي کف فرش و آجرهاي لعابي کارخانه نماچين به پيوست مي¬باشد.

منابع:
1.   برزگر ع. مباني فيزيک خاک. انتشارات. دانشگاه شهيد چمران اهواز. 1380

2.   جعفري هرندي ا و سبحاني ا. آجر شيلي، توليد و بهبود کيفيت محصول ارائه شده به بازار . اولين همايش آجر و بلوک¬هاي سفالي، دانشگاه صنعتي اصفهان. 1386. صفحات:137 تا 145.

3.   مؤسسه استاندارد و تحقيقات صنعتي ايرن. آجر رسي- ويژگي¬ها و روش¬هاي آزمون. 1378

4.   Filgueira R.R. Fournier L.L. Cecilia I.C. Crlati P. and Carcia M.GParticle-size distribution in

soils: A critical study of the fractal model validation. Geoderma 134. 2006.327-334.

5.   Specifications for and classification of brick. Technical notes on brick construction
6.   Standard specification for ceramic glazed structural clay facing tile, facing brick, and solid masonry units.
7.   Standard specification for pedestrian and light traffic paving brick.

جدول ويژگي¬هاي آجر هاي نماي کارخانه نماچين و مقايسه آن¬ها با استانداردهاي ملي ايران

	مقاومت فشاري Kg/cm²))	جذب آب جوش 5 ساعته	املاح محلول	چگالي	هدايت حرارت	تحمل سيکل یخزدگي
		(%)		(g/cm³)	(W/mK)	(تعداد)
فراز T	430	15	5/0	8/1	8/0	50
فراز p	300	14	5/0	2	1/1	50
استاندارد درجه يک	حداقل140	حداکثر18	حداکثر6/0	-	-	50
فرازA	650	9	4/0	2	1/1	50
فرازB	550	11	5/0	9/1	8/0	50
زرين قرمز	650	10	2/0	1/2	3/1	50
استاندارد مهندسي	حداقل350	حداکثر12	حداکثر 6/0	_	_	50
نگين زرد	280	23	5/0	5/1	63/0	50
نگين گلبهي	320	23	5/0	5/1	68/0	50
استاندارد ملي ايران	حداقل120	حداکثر18	حداکثر6/0	-	-	50

جدول ويژگي¬هاي آجر هاي کف¬فرش کارخانه نماچين و مقايسه آن¬ها با استانداردآجر کف فرش آمريکا

	مقاومت فشاري	جذب آب سرد	املاح محلول	چگالي	هدايت حرارتي	تحمل سيکل یخزدگي	ماکزيمم شاخص سايش	طول سايش با ماسه ريز	ضريب گسيختگي
	(Kg/cm²)	(%)		(g/cm³)	(W/mK)	(تعداد)		(mm)	(Kg/cm²)
نمونه استاندارد[1]	حداقل 5/492	حداکثر11	حداکثر 6/0	_	_	50	11/0	حداکثر27	4/103* حداقل
فراز T	800	11	5/0	8/1	8/0	50	09/0	13/20	493
فراز p	800	7/10	5/0	2	1/1	50	1/0	5/21	491
فرازA	950	1/8	4/0	2	1/1	50	07/0	7/14	750
فرازB	900	11	5/0	9/1	8/0	50	08/0	7/24	507
زرين قرمز	950	4/8	2/0	1/2	3/1	50	06/0	5/16	698

[1] مشخصات نمونه استاندارد ( به جز ضريب گسيختگي) از استاندارد آمريکا ) ASTM C 902-07) مربوط به آجر کففرش استخراج شده است.

مشخصات آجر کففرش بر اساس استاندارد آمريکا ) ASTM C 902-07)

حداقل مقاومت فشاري (Kg/cm² )

ماکزيمم شاخص سايش

ماکزيمم طول سايش (mm)

حداکثر جذب آب (%)

حداکثر ضریب اشباع

(A)

کلاس SX

5/492

نوع I

11/0

نوع I

17

کلاس SX

11

کلاس SX

8/0

کلاس MX

4/175

نوع II

25/0

نوع II

27

کلاس MX

17

کلاس MX

بدون محدوديت

کلاس NX

4/175

نوع III

5/0

نوع III

40

کلاس NX

بدون محدوديت

کلاس NX

بدون محدوديت

کلاس SX – آجري که براي استفاده در مکاني در نظر گرفته شده که امکان يخ زدگي آجر هنگام اشباع شدن با آب وجود دارد.

کلاس MX- آجري که براي استفاده در مکاني در نظر گرفته شده که مقاومت در برابر يخ زدگي يک فاکتور نيست. (مکانی که امکان يخ زدگي کمتر وجود دارد).

کلاس NX- آجري که براي استفاده در محيط بيروني در نظر گرفته نشده است و در محيط هاي داخلي ساختمان استفاده ميشود (جاي که هنگام مرطوب شدن از يخ زدگي محافظت ميشود).

نوع I : آجر ي که در معرض سایش شدید باشد.

نوع II- آجر ي که در در معرض سایش متوسط باشد.

نوع III- آجر ي که در در معرض سایش کم باشد.

* اطلاعات مربوط به ضريب گسيختگي نمونه استاندارد از استاندارد ملي ايران (سنگ گرانيت ساخنماني- ويژگيها) استخراج شده است و روش تعيين ضريب گسيختگي براي نمونههاي آجر مطابق با استاندارد ملي ايران (سنگهاي ساختماني_روش آزمون ضريب گسيختگي) ميباشد.

جدول ويژگيهاي آجر لعابي دوبار پخت نماچين و مقايسه آن با استاندارد آجر نما و آجر لعابي آمريکا

		مقاومت فشاري	جذب آب	ضريب اشباع	املاح محلول	تحمل سيکل یخزدگي	چگالي	هدايت حرارت
		(Kg/Cm²)	(%)	(%)	(%)	(تعداد)	(g/cm³)	(W/mK)
آجر نما مطابق با استاندارد آمريکا (ASTM C216)	SW	حداقل 08/211	حداکثر 17	حداکثر 78/0	_	50	_	_
آجر نما مطابق با استاندارد آمريکا (ASTM C216)	MW	حداقل 40/175	حداکثر 22	حداکثر 88/0	_	50	_	_
آجر لعابي مطابق با استاندارد آمريکا(ASTM C126)	Vert.	حداقل 08/211	_	_	_	_	_	_
آجر لعابي مطابق با استاندارد آمريکا(ASTM C126)	Horiz.	حداقل 72/140	_	_	_	_	_	_
آجر لعابي نماچين (دوبار پخت)		550	12	8/0	4/0	50	2	1/1

آجر لعابي دو بار پخت بايد منطبق با استاندارد آجر نما (ASTM C216) و همچنين منطبق با استاندارد آجر لعابي (ASTM C126)باشد.

Sw آجري که در معرض هواديدگي شديد باشد.

Mw آجري که در معرض هواديدگي متوسط باشد.

Vert آجري که به صورت عمودي به کار ميرود و Horiz. آجري که به صورت افقي به کار ميرود.

+ نوشته شده در شنبه بیست و یکم اردیبهشت ۱۳۹۲ ساعت 14:9 توسط مهندس ایمان رستگار |

مقايسه آجرهاي شيلي و آجرهاي رسي

دوشنبه ، 7 آذر 1390 ، 12:58 | آخرین بروز رسانی مطلب در دوشنبه ، 19 دی 1390 ، 08:29 | نوشته شده توسط Administrator |

|

کارخانه آجر نماچين

R& D
Research and Development

مقايسه آجرهاي شيلي و آجرهاي رسي
چکيده
اساسي¬ترين عامل در کيفيت محصول ماده اوليه است. از دير باز تا کنون خاک رس مهم ترين ماده اوليه براي توليد آجر شناخته شده است. اما آجرهاي توليد شده با خاک رس معمولاً داراي کيفيت پاييني هستند و حتي در برخي از ويژگي¬ها مانند درصد جذب آب مطابق با استانداردهاي ملي و بين المللي آجر نمي-باشند. لذا به تازگي براي توليد آجر به جاي خاک رس از مواد ديگري استفاده مي¬شود. هدف از اين مطالعه مقايسه بين برخي از خصوصيات آجرهاي رسي با آجرهاي شيلي و بررسي علل تفاوت بين آنها مي¬باشد. به اين منظور براي بررسي خصوصيات فيزيکي ماده اوليه مورد استفاده جهت توليد آجر، توزيع اندازه ذرات خاک رسي و شيل (پس از آسياب کردن) در دامنه قطر (2/1 تا 001/) ميلي متر توسط الک و هيدرومتر تعيين شد و به منظور بررسي خصوصيات شيميايي ماده اوليه درصد Fe2O3 ، SiO2، Al2O3 و LOI نيز در خاک رسي و خاک حاصل از شيل اندازه¬گيري شد سپس نمونه¬هايي از آجر رسي و آجر شيلي انتخاب و برخي از ويژگي¬ها شامل درصد جذب آب، مقاومت فشاري، درصد مواد محلول و تحمل سيکل يخ زدگي و تلرانس ابعاد براي هر کدام از نمونه¬ها تعيين شدند. نتايج نشان داد آجرهاي شيلي نسبت به آجرهاي رسي به طور معني¬داري درصد جذب آب کمتر و مقاومت فشاري بيشتري دارند همچنين آجرهاي شيلي مي¬توانند بيش از 50 سيکل يخ¬زدگي را تحمل کنند حال¬آنکه آجرهاي رسي توان کمتري نسبت به تحمل اين سيکل دارند. آناليز شيميايي خاک رس و خاک حاصل از شيل نشان داد در صد مجموع Fe2O3 ، SiO2و Al2O3در خاک شيل بيشتر از مجموع درصدFe2O3 ، SiO2و Al2O3در خاک¬هاي رس کشاورزي است همچنين بررسي توزيع اندازه ذرات مواد اوليه نشان داد در خاک حاصل از شيل بيشترين فراواني را ذراتي با قطر (2/1 تا 063/0) ميلي-متر ( ذرات شن و سيلت) و در خاک رس کشاورزي بيشترين فراواني را ذراتي با قطر کوچکتر از 005/0 ميلي¬متر ( ذرات رس) دارا هستند. به نظر مي¬رسد برتري آجرهاي شيلي نسبت به آجرهاي رسي از نظر برخي از ويژگي¬ها مانند جذب آب، تحدب و تقعر، تلرانس ابعاد، مقاومت فشاري و تحمل سيکل يخ¬زدگي مربوط به تفاوت در ويژگي¬هاي فيزيکي و شيميايي مواد اوليه مورد استفاده براي اين دو نوع آجر باشد. چناچه افزايش درصد اکسيدهاي آهن و آلومينيوم در شيل¬ها نسبت به خاک رس مي¬تواند يکي از دلايل افزايش مقاومت فشاري در آجرهاي شيلي باشد.

واژگان کليدي: آجر رسي، آجر شيلي، ويژگي¬هاي آجر و خصوصيات ماده اوليه

مقدمه
مهمترين دليل تنوع محصول را مواد اوليه مصرفي کارخانجات تشکيل مي دهد. در ايران از قديم آجر ها با خاک هاي رسي توليد مي¬شده¬اند اما از آنجا که خاک رسي مناسب در همه¬جا يافت نمي¬شود و خاک¬هاي رسي مورد استفاده معمولاً داراي مقادير زيادي آهک مي¬باشند، در نتيجه آجرهاي ساخته شده از اين خاک-ها مطابق با استاندارد ملي ايران و استاندارد هاي بين المللي نبوده و از کيفيت مناسبي در پوشش نما برخوردار نمي باشد. از چند سال پيش تاکنون در صنعت توليد آجر به تدريج مواد معدني ديگر از جمله شيل¬ها جايگزين رس شده¬اند. در زير برخي ويژگي¬هاي شيل و آجرهاي شيلي آورده شده است:

شيل و ترکيبات سازنده
شيل نوعي سنگ رسوبي است که عمدتاً از دانه¬هاي ريز تشکيل شده است. مشخصه شيل دارابودن صفحات موازي و لايه لايه¬اي است که به سهولت ورقه ورقه مي شوند و ضخامت هر ورقه کمتر ازيک سانتي¬متر است. شيل¬ها عمدتاً ترکيبي از کاني¬هاي رسي و دانه¬هاي کوارتز هستند و رس مهم¬ترين جزء سازنده آنها است. رنگ شيل¬ها معمولاً خاکستري است. ميزان ترکيبات سازنده شيل¬ها تعيين کننده رنگ آنها است. براي مثال شيل¬هاي سياه حاوي ترکيبات کربن¬دار بيشتري هستند. رنگ قرمز در شيل¬ها به علت وجود اکسيد آهن (هماتيت) است. هيدروکسيد¬هاي آهن از جمله گئوتيت و ليمونيت موجود درشيل¬ها به ترتيب باعث ايجاد رنگ قهوه¬اي و زرد مي¬شوند. کاني¬هاي کلريت، بيوتيت و ايلايت در شيل¬ها باعث به وجود آمدن رنگ سبز در آنها مي¬شود.

طبقه¬بندي شيل¬ها:
شيل¬ها را از روي کاني¬هاي موجود در آنها به چهار دسته زير طبقه¬بندي مي¬کنند:

شيل¬هاي سيليسي : قسمت عمده آن از دانه¬هاي ريز کوارتز تشکيل شده است. دانه¬هاي فلدسپات در اينگونه شيل¬ها به¬ندرت ديده مي¬شود ولي سيمان آنها ممکن است آهکي ، گلوکونيتي آهن¬دار و کربن¬دار باشد.

شيل¬هاي فلدسپاتي: اين شيل¬ها را گاهي شيل¬هاي کائولينيتي مي¬نامند و داراي بيش از 10 درصد فلدسپات مي¬باشند و ماتريکس آنها از کائولينيت يا کاني¬هاي رسي تشکيل شده است.

شيل¬هاي کلريتي: اين سنگ¬ها حاوي فلدسپات و کوارتز و ماتريکس کلريتي هستند.

شيل¬هاي ميکادار: در اين¬گونه سنگ¬ها مقدار زيادي ورقه¬هاي ميکا ديده مي¬شودکه غالباً با سريست همراه هستند. رنگ اين شيل¬ها معمولاً خاکستري تا قهوه¬اي است ولي گاهي به رنگ قرمز و سبز نيز ديده مي¬شوند.

محل تشکيل شيل¬ها و منابع آن در ايران
شيل¬ها در مکان¬هايي تشکيل مي¬شوند که سرعت حرکت آب آهسته است و رسوبگذاري به راحتي انجام مي-شود. بنابراين شيل¬ها را عمدتاً مي¬توان در درياچه¬ها، دلتاي رودخانه¬ها و دشت¬هاي رسوبي يافت.
شيل يکي از اصلي¬ترين سنگ¬هاي سازندهاي سنگي ايران است. گسترش واحدهاي شيلي تقريباً در تمام واحدهاي ساختاري کشور ديده مي¬شود. بيشترين گسترش واحدهاي شيلي در منطقه¬ي سنندج - سيرجان قرار دارند. ديگر واحدهاي ساختاري ايران که در آن شيل گسترش فراوان دارد عبارتند از منطقه البرز - آذربايجان و ايران مرکزي.

تفاوت شيل با سنگهاي معدني
تفاوت شيل با سنگهاي معدني در ريز دانه بودن شيل و نحوه تشکيل شيل است. شيل سنگ رسوبي و لايه لايه است که به راحتي اين لايه¬ها از هم جدا مي¬شوند و همچنين شيل¬ها داراي طيف رنگي گسترده¬اي هستند.

برخي ويژگي¬هاي آجرهاي شيلي
مطالعات نشان مي¬دهد آجرهاي شيلي داراي مقاومت فيزيکي و شيميايي بالا، دوام و پايداري، مقاومت حرارتي و دفع رطوبت مي¬باشند (هرندي و سبحاني، 1386) که در زير برخي از اين ويژگي¬ها توضطح داده شده است:

رنگ: رنگ از مهم¬ترين مزاياي آجرهاي شيلي است. مهم¬ترين ويژگي رنگ آجر شيلي طبيعي بودن آن است. لذا رنگ اين آجرها ثابت بوده و با گذشت زمان، افزايش يا کاهش دما و همچنين بارش باران و يا تابش خورشيد تغيير نمي¬کند. سنگ شيل در ابتدا خاکستري تا سياه است که پس از جذب حرارت در کوره به تدريج به رنگ نارنجي روشن و نهايتاً با بالارفتن دماي کوره به رنگ سياه متمايل مي¬شود.

عدم شوره زني: آجر شيلي به علت تفاوت در ترکيبات شيميايي نسبت به آجرهاي سنتي (آجرهاي رسي) جذب آب پاييني دارد، رطوبت را در خود نگه نمي¬دارد و سريعاً آن را دفع مي¬کند لذا احتمال شوره¬زني در اين آجرها کمتر است.

مقاومت فيزيکي و شيميايي: آجرهاي شيلي در برابر اسيدها، بازها، رطوبت، حرارت، سرماي زياد و انجماد کاملاً مقاوم هستند و از ثبات رنگ و کيفيت بالايي در برابر گازها و آلاينده¬هاي موجود در هوا برخوردار مي¬باشند.

هدف از اين مطالعه مقايسه برخي ويژگي¬هاي آجرهاي رسي و شيلي و بررسي اثر ويژگي¬هاي ماده اوليه مورد استفاده بر ويژگي¬هاي اين دو نوع آجر مي¬باشد.
مواد و روشها
به منظور بررسي خصوصيات شيميايي ماده اوليه درصد SiO2،Al2O3 ، Fe2O3، CaO، K2O، SO3 در خاک رسي و خاک حاصل از شيل با استفاده از روش XRF اندازه¬گيري شد. به منظور بررسي خصوصيات فيزيکي ماده اوليه مورد استفاده حهت توليد آجر، توزيع اندازه ذرات خاک رسي و شيل (پس ار آسياب کردن) در دامنه قطر (2/1 تا 001/) ميلي متر توسط الک و هيدرومتر تعيين شد. توزيع اندازه ذرات خاک (اجزاي کوچکتر از 2/1 ميلي¬متر) به روش هيدرومتري به صورت زير انجام گرفت (فيلگويرا و همکاران، 2006): ابتدا موادآلي توسط آب اکسيژنه حذف شد. سپس نمونه¬ها، با کالگون 5 درصد و همزن الکتريکي تيمار شدند و در استوانه¬هاي استاندارد ريخته شده و در زمان¬هاي 67/0، 1، 2، 4، 8، 15، 30، 60 ،120 ،240 ،480 ،720 ، 1440 دقيقه قرائت شدند. سپس قرائت¬ها نسبت به دما و کالگون تصحيح شدند. جهت کاهش خطا، قرائت هيدرومتر در زمان¬هاي 67/0، 1 و 2 دقيقه سه بار تکرار شد و ميانگين قرائت¬ها مورد استفاده قرار گرفت. قطر ذرات در زمان¬هايي که قرائت هيدرومتر صورت گرفته از رابطه¬ي زير محاسبه شد ( برزگر،1380):

(1)

در رابطه فوقd قطر ذره برحسب ميلي¬متر، L عمق مؤثر هيدرومتر برحسب سانتي¬متر، v وسکوزيته برحسب سانتي-پواز،RD جرم ويژه حقيقي خاک بر حسب گرم بر سانتي¬متر مکعب ، چگالي آب و tزمان ته¬نشيني برحسب دقيقه است. سپس 30 نمونه آجر رسي و 30 نمونه آجر شيلي انتخاب و برخي از ويژگي¬ها شامل درصد جذب آب، مقاومت فشاري، درصد مواد محلول، تلرانس ابعاد و تحمل سيکل يخ زدگي براي هر کدام از نمونه¬ها توسط روش¬هاي مؤسسه استاندارد و تحقيقات صنعتي ايران (1387) تعيين شدند.

بحث و نتيجه گيري
نتايج نشان داد آجرهاي شيلي نسبت به آجرهاي رسي به طور معني¬داري درصد جذب آب کمتر و مقاومت فشاري بيشتري دارند همچنين آجرهاي شيلي مي¬توانند بيش از 50 سيکل يخ¬زدگي را تحمل کنند حال¬آنکه آجرهاي رسي توان کمتري نسبت به تحمل اين سيکل دارند ( جدول 1).

جدول 1- مقايسه ميانگين درصد جذب آب، مقاومت فشاري، مواد محلول و تحمل سيکل يخ¬زدگي آجر رسي و آجر شيلي

شاخص کيفيت	آجر شيلي	آجر رسي
جذب آب (%)	16	23
مقاومت فشاري (kg/cm²)	350	230
مواد محلول (%)	4/0	6/0
تلرانس ابعاد (mm)	9/0	1/1
تحمل سيکل يخ زدگي	بيش از 50	کمتر از 50 سيکل

نتايج آناليز شيميايي نشان داد مجموع +AL2O3+ SiO2 Fe2O3در خاک¬هاي حاصل از سنگ¬هاي شيل بيشتر از خاک رس است (جدول 2).

جدول 2- مقايسه AL2O3+ SiO2)+ (CaO+ K2O+ SO3) , (Fe2O3و LOI

آناليز شيميايي XRF	خاکهاي رس	سنگهاي معدن و شيل ها
	(% )
AL₂O₃+ SiO₂ + Fe₂O₃	60	80
CaO+ K₂O+ SO₃	بیشتر از %15	کمتر از %9
LOI	15	9

به نظر مي¬رسد بالا بودن ميزان سيليس و آلومينيوم و پايين بودن LOI شيل¬ها نسبت به خاک رس (جدول 2) مهم¬ترين دليل برتري کيفيت آجرهاي شيلي نسبت به آجرهاي رسي است.

مقايسه توزيع اندازه ذرات خاک رس و خاک حاصل از شيل نشان داد در خاک حاصل از شيل بيشترين فراواني را ذراتي با قطر (2/1 تا 063/0) ميلي¬متر (ذرات شن و سيلت) و در خاک رس کشاورزي بيشترين فراواني را ذراتي با قطر کوچکتر از 005/0 ميلي¬متر (ذرات رس) دارا هستند. شکل 1و 2 به ترتيب توزيع اندازه ذرات خاک رسي و خاک حاصل از شيل را نشان مي¬دهند.

شکل1- نمودار ستوني توزيع اندازه ذرات خاکهاي رسي

شکل 2- نمودار ستوني توزيع اندازه ذرات خاک حاصل از شيل

به نظر مي¬رسد برتري آجرهاي شيلي نسبت به آجرهاي رسي از نظر برخي از ويژگي¬ها مانند جذب آب، مقاومت فشاري و تحمل سيکل يخ¬زدگي مربوط به تفاوت در ويژگي¬هاي شيميايي و ويژگي¬هاي فيزيکي از جمله توزيع اندازه ذرات مواد اوليه مورد استفاده براي اين دو نوع آجر باشد. چناچه افزايش درصد اکسيدهاي آهن و آلومينيوم در شيل¬ها نسبت به خاک رس مي¬تواند يکي از دلايل افزايش مقاومت فشاري در آجرهاي شيلي باشد.

کارخانه آجر نماچین با پشتوانه 40 سال تجربه در تولید آجر با استفاده از کادر فنی و مجرب و ماشین آلات و تجهیزات و کوره های اتوماتیک و آزمایشگاه مجهز و واحد تحيق و توسعه& D)   (Rبه عنوان بزرگترین کارخانه تولید کننده آجر نما و کف فرش در ابعاد و رنگهای مختلف و با نشان استاندارد ملی و بین المللی و نیز به عنوان واحد نمونه استاندارد و چهاردهمین برند برتر واحدهای تولیدی با تلاش مستمر و طی یک دوره کار تحقیقاتی موفق شد تا با تغییر مواد اولیه از خاک رس به سنگ های معدنی و شیل ها محصولات جدید خود را مطابق با استاندارد و مناسب جهت پوشش نما و کف فرش تولید نماید. جداول مربوط به ويژگي¬هاي آجرهاي نما، آجرهاي کف فرش و آجرهاي لعابي کارخانه نماچين به پيوست مي¬باشد.

منابع:
1.   برزگر ع. مباني فيزيک خاک. انتشارات. دانشگاه شهيد چمران اهواز. 1380

2.   جعفري هرندي ا و سبحاني ا. آجر شيلي، توليد و بهبود کيفيت محصول ارائه شده به بازار . اولين همايش آجر و بلوک¬هاي سفالي، دانشگاه صنعتي اصفهان. 1386. صفحات:137 تا 145.

3.   مؤسسه استاندارد و تحقيقات صنعتي ايرن. آجر رسي- ويژگي¬ها و روش¬هاي آزمون. 1378

4.   Filgueira R.R. Fournier L.L. Cecilia I.C. Crlati P. and Carcia M.GParticle-size distribution in

soils: A critical study of the fractal model validation. Geoderma 134. 2006.327-334.

5.   Specifications for and classification of brick. Technical notes on brick construction
6.   Standard specification for ceramic glazed structural clay facing tile, facing brick, and solid masonry units.
7.   Standard specification for pedestrian and light traffic paving brick.

جدول ويژگي¬هاي آجر هاي نماي کارخانه نماچين و مقايسه آن¬ها با استانداردهاي ملي ايران

	مقاومت فشاري Kg/cm²))	جذب آب جوش 5 ساعته	املاح محلول	چگالي	هدايت حرارت	تحمل سيکل یخزدگي
		(%)		(g/cm³)	(W/mK)	(تعداد)
فراز T	430	15	5/0	8/1	8/0	50
فراز p	300	14	5/0	2	1/1	50
استاندارد درجه يک	حداقل140	حداکثر18	حداکثر6/0	-	-	50
فرازA	650	9	4/0	2	1/1	50
فرازB	550	11	5/0	9/1	8/0	50
زرين قرمز	650	10	2/0	1/2	3/1	50
استاندارد مهندسي	حداقل350	حداکثر12	حداکثر 6/0	_	_	50
نگين زرد	280	23	5/0	5/1	63/0	50
نگين گلبهي	320	23	5/0	5/1	68/0	50
استاندارد ملي ايران	حداقل120	حداکثر18	حداکثر6/0	-	-	50

جدول ويژگي¬هاي آجر هاي کف¬فرش کارخانه نماچين و مقايسه آن¬ها با استانداردآجر کف فرش آمريکا

	مقاومت فشاري	جذب آب سرد	املاح محلول	چگالي	هدايت حرارتي	تحمل سيکل یخزدگي	ماکزيمم شاخص سايش	طول سايش با ماسه ريز	ضريب گسيختگي
	(Kg/cm²)	(%)		(g/cm³)	(W/mK)	(تعداد)		(mm)	(Kg/cm²)
نمونه استاندارد[1]	حداقل 5/492	حداکثر11	حداکثر 6/0	_	_	50	11/0	حداکثر27	4/103* حداقل
فراز T	800	11	5/0	8/1	8/0	50	09/0	13/20	493
فراز p	800	7/10	5/0	2	1/1	50	1/0	5/21	491
فرازA	950	1/8	4/0	2	1/1	50	07/0	7/14	750
فرازB	900	11	5/0	9/1	8/0	50	08/0	7/24	507
زرين قرمز	950	4/8	2/0	1/2	3/1	50	06/0	5/16	698

[1] مشخصات نمونه استاندارد ( به جز ضريب گسيختگي) از استاندارد آمريکا ) ASTM C 902-07) مربوط به آجر کففرش استخراج شده است.

مشخصات آجر کففرش بر اساس استاندارد آمريکا ) ASTM C 902-07)

حداقل مقاومت فشاري (Kg/cm² )

ماکزيمم شاخص سايش

ماکزيمم طول سايش (mm)

حداکثر جذب آب (%)

حداکثر ضریب اشباع

(A)

کلاس SX

5/492

نوع I

11/0

نوع I

17

کلاس SX

11

کلاس SX

8/0

کلاس MX

4/175

نوع II

25/0

نوع II

27

کلاس MX

17

کلاس MX

بدون محدوديت

کلاس NX

4/175

نوع III

5/0

نوع III

40

کلاس NX

بدون محدوديت

کلاس NX

بدون محدوديت

کلاس SX – آجري که براي استفاده در مکاني در نظر گرفته شده که امکان يخ زدگي آجر هنگام اشباع شدن با آب وجود دارد.

کلاس MX- آجري که براي استفاده در مکاني در نظر گرفته شده که مقاومت در برابر يخ زدگي يک فاکتور نيست. (مکانی که امکان يخ زدگي کمتر وجود دارد).

کلاس NX- آجري که براي استفاده در محيط بيروني در نظر گرفته نشده است و در محيط هاي داخلي ساختمان استفاده ميشود (جاي که هنگام مرطوب شدن از يخ زدگي محافظت ميشود).

نوع I : آجر ي که در معرض سایش شدید باشد.

نوع II- آجر ي که در در معرض سایش متوسط باشد.

نوع III- آجر ي که در در معرض سایش کم باشد.

* اطلاعات مربوط به ضريب گسيختگي نمونه استاندارد از استاندارد ملي ايران (سنگ گرانيت ساخنماني- ويژگيها) استخراج شده است و روش تعيين ضريب گسيختگي براي نمونههاي آجر مطابق با استاندارد ملي ايران (سنگهاي ساختماني_روش آزمون ضريب گسيختگي) ميباشد.

جدول ويژگيهاي آجر لعابي دوبار پخت نماچين و مقايسه آن با استاندارد آجر نما و آجر لعابي آمريکا

		مقاومت فشاري	جذب آب	ضريب اشباع	املاح محلول	تحمل سيکل یخزدگي	چگالي	هدايت حرارت
		(Kg/Cm²)	(%)	(%)	(%)	(تعداد)	(g/cm³)	(W/mK)
آجر نما مطابق با استاندارد آمريکا (ASTM C216)	SW	حداقل 08/211	حداکثر 17	حداکثر 78/0	_	50	_	_
آجر نما مطابق با استاندارد آمريکا (ASTM C216)	MW	حداقل 40/175	حداکثر 22	حداکثر 88/0	_	50	_	_
آجر لعابي مطابق با استاندارد آمريکا(ASTM C126)	Vert.	حداقل 08/211	_	_	_	_	_	_
آجر لعابي مطابق با استاندارد آمريکا(ASTM C126)	Horiz.	حداقل 72/140	_	_	_	_	_	_
آجر لعابي نماچين (دوبار پخت)		550	12	8/0	4/0	50	2	1/1

آجر لعابي دو بار پخت بايد منطبق با استاندارد آجر نما (ASTM C216) و همچنين منطبق با استاندارد آجر لعابي (ASTM C126)باشد.

Sw آجري که در معرض هواديدگي شديد باشد.

Mw آجري که در معرض هواديدگي متوسط باشد.

Vert آجري که به صورت عمودي به کار ميرود و Horiz. آجري که به صورت افقي به کار ميرود.

+ نوشته شده در شنبه بیست و یکم اردیبهشت ۱۳۹۲ ساعت 14:9 توسط مهندس ایمان رستگار |

مقايسه آجرهاي شيلي و آجرهاي رسي

دوشنبه ، 7 آذر 1390 ، 12:58 | آخرین بروز رسانی مطلب در دوشنبه ، 19 دی 1390 ، 08:29 | نوشته شده توسط Administrator |

|

کارخانه آجر نماچين

R& D
Research and Development

مقايسه آجرهاي شيلي و آجرهاي رسي
چکيده
اساسي¬ترين عامل در کيفيت محصول ماده اوليه است. از دير باز تا کنون خاک رس مهم ترين ماده اوليه براي توليد آجر شناخته شده است. اما آجرهاي توليد شده با خاک رس معمولاً داراي کيفيت پاييني هستند و حتي در برخي از ويژگي¬ها مانند درصد جذب آب مطابق با استانداردهاي ملي و بين المللي آجر نمي-باشند. لذا به تازگي براي توليد آجر به جاي خاک رس از مواد ديگري استفاده مي¬شود. هدف از اين مطالعه مقايسه بين برخي از خصوصيات آجرهاي رسي با آجرهاي شيلي و بررسي علل تفاوت بين آنها مي¬باشد. به اين منظور براي بررسي خصوصيات فيزيکي ماده اوليه مورد استفاده جهت توليد آجر، توزيع اندازه ذرات خاک رسي و شيل (پس از آسياب کردن) در دامنه قطر (2/1 تا 001/) ميلي متر توسط الک و هيدرومتر تعيين شد و به منظور بررسي خصوصيات شيميايي ماده اوليه درصد Fe2O3 ، SiO2، Al2O3 و LOI نيز در خاک رسي و خاک حاصل از شيل اندازه¬گيري شد سپس نمونه¬هايي از آجر رسي و آجر شيلي انتخاب و برخي از ويژگي¬ها شامل درصد جذب آب، مقاومت فشاري، درصد مواد محلول و تحمل سيکل يخ زدگي و تلرانس ابعاد براي هر کدام از نمونه¬ها تعيين شدند. نتايج نشان داد آجرهاي شيلي نسبت به آجرهاي رسي به طور معني¬داري درصد جذب آب کمتر و مقاومت فشاري بيشتري دارند همچنين آجرهاي شيلي مي¬توانند بيش از 50 سيکل يخ¬زدگي را تحمل کنند حال¬آنکه آجرهاي رسي توان کمتري نسبت به تحمل اين سيکل دارند. آناليز شيميايي خاک رس و خاک حاصل از شيل نشان داد در صد مجموع Fe2O3 ، SiO2و Al2O3در خاک شيل بيشتر از مجموع درصدFe2O3 ، SiO2و Al2O3در خاک¬هاي رس کشاورزي است همچنين بررسي توزيع اندازه ذرات مواد اوليه نشان داد در خاک حاصل از شيل بيشترين فراواني را ذراتي با قطر (2/1 تا 063/0) ميلي-متر ( ذرات شن و سيلت) و در خاک رس کشاورزي بيشترين فراواني را ذراتي با قطر کوچکتر از 005/0 ميلي¬متر ( ذرات رس) دارا هستند. به نظر مي¬رسد برتري آجرهاي شيلي نسبت به آجرهاي رسي از نظر برخي از ويژگي¬ها مانند جذب آب، تحدب و تقعر، تلرانس ابعاد، مقاومت فشاري و تحمل سيکل يخ¬زدگي مربوط به تفاوت در ويژگي¬هاي فيزيکي و شيميايي مواد اوليه مورد استفاده براي اين دو نوع آجر باشد. چناچه افزايش درصد اکسيدهاي آهن و آلومينيوم در شيل¬ها نسبت به خاک رس مي¬تواند يکي از دلايل افزايش مقاومت فشاري در آجرهاي شيلي باشد.

واژگان کليدي: آجر رسي، آجر شيلي، ويژگي¬هاي آجر و خصوصيات ماده اوليه

مقدمه
مهمترين دليل تنوع محصول را مواد اوليه مصرفي کارخانجات تشکيل مي دهد. در ايران از قديم آجر ها با خاک هاي رسي توليد مي¬شده¬اند اما از آنجا که خاک رسي مناسب در همه¬جا يافت نمي¬شود و خاک¬هاي رسي مورد استفاده معمولاً داراي مقادير زيادي آهک مي¬باشند، در نتيجه آجرهاي ساخته شده از اين خاک-ها مطابق با استاندارد ملي ايران و استاندارد هاي بين المللي نبوده و از کيفيت مناسبي در پوشش نما برخوردار نمي باشد. از چند سال پيش تاکنون در صنعت توليد آجر به تدريج مواد معدني ديگر از جمله شيل¬ها جايگزين رس شده¬اند. در زير برخي ويژگي¬هاي شيل و آجرهاي شيلي آورده شده است:

شيل و ترکيبات سازنده
شيل نوعي سنگ رسوبي است که عمدتاً از دانه¬هاي ريز تشکيل شده است. مشخصه شيل دارابودن صفحات موازي و لايه لايه¬اي است که به سهولت ورقه ورقه مي شوند و ضخامت هر ورقه کمتر ازيک سانتي¬متر است. شيل¬ها عمدتاً ترکيبي از کاني¬هاي رسي و دانه¬هاي کوارتز هستند و رس مهم¬ترين جزء سازنده آنها است. رنگ شيل¬ها معمولاً خاکستري است. ميزان ترکيبات سازنده شيل¬ها تعيين کننده رنگ آنها است. براي مثال شيل¬هاي سياه حاوي ترکيبات کربن¬دار بيشتري هستند. رنگ قرمز در شيل¬ها به علت وجود اکسيد آهن (هماتيت) است. هيدروکسيد¬هاي آهن از جمله گئوتيت و ليمونيت موجود درشيل¬ها به ترتيب باعث ايجاد رنگ قهوه¬اي و زرد مي¬شوند. کاني¬هاي کلريت، بيوتيت و ايلايت در شيل¬ها باعث به وجود آمدن رنگ سبز در آنها مي¬شود.

طبقه¬بندي شيل¬ها:
شيل¬ها را از روي کاني¬هاي موجود در آنها به چهار دسته زير طبقه¬بندي مي¬کنند:

شيل¬هاي سيليسي : قسمت عمده آن از دانه¬هاي ريز کوارتز تشکيل شده است. دانه¬هاي فلدسپات در اينگونه شيل¬ها به¬ندرت ديده مي¬شود ولي سيمان آنها ممکن است آهکي ، گلوکونيتي آهن¬دار و کربن¬دار باشد.

شيل¬هاي فلدسپاتي: اين شيل¬ها را گاهي شيل¬هاي کائولينيتي مي¬نامند و داراي بيش از 10 درصد فلدسپات مي¬باشند و ماتريکس آنها از کائولينيت يا کاني¬هاي رسي تشکيل شده است.

شيل¬هاي کلريتي: اين سنگ¬ها حاوي فلدسپات و کوارتز و ماتريکس کلريتي هستند.

شيل¬هاي ميکادار: در اين¬گونه سنگ¬ها مقدار زيادي ورقه¬هاي ميکا ديده مي¬شودکه غالباً با سريست همراه هستند. رنگ اين شيل¬ها معمولاً خاکستري تا قهوه¬اي است ولي گاهي به رنگ قرمز و سبز نيز ديده مي¬شوند.

محل تشکيل شيل¬ها و منابع آن در ايران
شيل¬ها در مکان¬هايي تشکيل مي¬شوند که سرعت حرکت آب آهسته است و رسوبگذاري به راحتي انجام مي-شود. بنابراين شيل¬ها را عمدتاً مي¬توان در درياچه¬ها، دلتاي رودخانه¬ها و دشت¬هاي رسوبي يافت.
شيل يکي از اصلي¬ترين سنگ¬هاي سازندهاي سنگي ايران است. گسترش واحدهاي شيلي تقريباً در تمام واحدهاي ساختاري کشور ديده مي¬شود. بيشترين گسترش واحدهاي شيلي در منطقه¬ي سنندج - سيرجان قرار دارند. ديگر واحدهاي ساختاري ايران که در آن شيل گسترش فراوان دارد عبارتند از منطقه البرز - آذربايجان و ايران مرکزي.

تفاوت شيل با سنگهاي معدني
تفاوت شيل با سنگهاي معدني در ريز دانه بودن شيل و نحوه تشکيل شيل است. شيل سنگ رسوبي و لايه لايه است که به راحتي اين لايه¬ها از هم جدا مي¬شوند و همچنين شيل¬ها داراي طيف رنگي گسترده¬اي هستند.

برخي ويژگي¬هاي آجرهاي شيلي
مطالعات نشان مي¬دهد آجرهاي شيلي داراي مقاومت فيزيکي و شيميايي بالا، دوام و پايداري، مقاومت حرارتي و دفع رطوبت مي¬باشند (هرندي و سبحاني، 1386) که در زير برخي از اين ويژگي¬ها توضطح داده شده است:

رنگ: رنگ از مهم¬ترين مزاياي آجرهاي شيلي است. مهم¬ترين ويژگي رنگ آجر شيلي طبيعي بودن آن است. لذا رنگ اين آجرها ثابت بوده و با گذشت زمان، افزايش يا کاهش دما و همچنين بارش باران و يا تابش خورشيد تغيير نمي¬کند. سنگ شيل در ابتدا خاکستري تا سياه است که پس از جذب حرارت در کوره به تدريج به رنگ نارنجي روشن و نهايتاً با بالارفتن دماي کوره به رنگ سياه متمايل مي¬شود.

عدم شوره زني: آجر شيلي به علت تفاوت در ترکيبات شيميايي نسبت به آجرهاي سنتي (آجرهاي رسي) جذب آب پاييني دارد، رطوبت را در خود نگه نمي¬دارد و سريعاً آن را دفع مي¬کند لذا احتمال شوره¬زني در اين آجرها کمتر است.

مقاومت فيزيکي و شيميايي: آجرهاي شيلي در برابر اسيدها، بازها، رطوبت، حرارت، سرماي زياد و انجماد کاملاً مقاوم هستند و از ثبات رنگ و کيفيت بالايي در برابر گازها و آلاينده¬هاي موجود در هوا برخوردار مي¬باشند.

هدف از اين مطالعه مقايسه برخي ويژگي¬هاي آجرهاي رسي و شيلي و بررسي اثر ويژگي¬هاي ماده اوليه مورد استفاده بر ويژگي¬هاي اين دو نوع آجر مي¬باشد.
مواد و روشها
به منظور بررسي خصوصيات شيميايي ماده اوليه درصد SiO2،Al2O3 ، Fe2O3، CaO، K2O، SO3 در خاک رسي و خاک حاصل از شيل با استفاده از روش XRF اندازه¬گيري شد. به منظور بررسي خصوصيات فيزيکي ماده اوليه مورد استفاده حهت توليد آجر، توزيع اندازه ذرات خاک رسي و شيل (پس ار آسياب کردن) در دامنه قطر (2/1 تا 001/) ميلي متر توسط الک و هيدرومتر تعيين شد. توزيع اندازه ذرات خاک (اجزاي کوچکتر از 2/1 ميلي¬متر) به روش هيدرومتري به صورت زير انجام گرفت (فيلگويرا و همکاران، 2006): ابتدا موادآلي توسط آب اکسيژنه حذف شد. سپس نمونه¬ها، با کالگون 5 درصد و همزن الکتريکي تيمار شدند و در استوانه¬هاي استاندارد ريخته شده و در زمان¬هاي 67/0، 1، 2، 4، 8، 15، 30، 60 ،120 ،240 ،480 ،720 ، 1440 دقيقه قرائت شدند. سپس قرائت¬ها نسبت به دما و کالگون تصحيح شدند. جهت کاهش خطا، قرائت هيدرومتر در زمان¬هاي 67/0، 1 و 2 دقيقه سه بار تکرار شد و ميانگين قرائت¬ها مورد استفاده قرار گرفت. قطر ذرات در زمان¬هايي که قرائت هيدرومتر صورت گرفته از رابطه¬ي زير محاسبه شد ( برزگر،1380):

(1)

در رابطه فوقd قطر ذره برحسب ميلي¬متر، L عمق مؤثر هيدرومتر برحسب سانتي¬متر، v وسکوزيته برحسب سانتي-پواز،RD جرم ويژه حقيقي خاک بر حسب گرم بر سانتي¬متر مکعب ، چگالي آب و tزمان ته¬نشيني برحسب دقيقه است. سپس 30 نمونه آجر رسي و 30 نمونه آجر شيلي انتخاب و برخي از ويژگي¬ها شامل درصد جذب آب، مقاومت فشاري، درصد مواد محلول، تلرانس ابعاد و تحمل سيکل يخ زدگي براي هر کدام از نمونه¬ها توسط روش¬هاي مؤسسه استاندارد و تحقيقات صنعتي ايران (1387) تعيين شدند.

بحث و نتيجه گيري
نتايج نشان داد آجرهاي شيلي نسبت به آجرهاي رسي به طور معني¬داري درصد جذب آب کمتر و مقاومت فشاري بيشتري دارند همچنين آجرهاي شيلي مي¬توانند بيش از 50 سيکل يخ¬زدگي را تحمل کنند حال¬آنکه آجرهاي رسي توان کمتري نسبت به تحمل اين سيکل دارند ( جدول 1).

جدول 1- مقايسه ميانگين درصد جذب آب، مقاومت فشاري، مواد محلول و تحمل سيکل يخ¬زدگي آجر رسي و آجر شيلي

شاخص کيفيت	آجر شيلي	آجر رسي
جذب آب (%)	16	23
مقاومت فشاري (kg/cm²)	350	230
مواد محلول (%)	4/0	6/0
تلرانس ابعاد (mm)	9/0	1/1
تحمل سيکل يخ زدگي	بيش از 50	کمتر از 50 سيکل

نتايج آناليز شيميايي نشان داد مجموع +AL2O3+ SiO2 Fe2O3در خاک¬هاي حاصل از سنگ¬هاي شيل بيشتر از خاک رس است (جدول 2).

جدول 2- مقايسه AL2O3+ SiO2)+ (CaO+ K2O+ SO3) , (Fe2O3و LOI

آناليز شيميايي XRF	خاکهاي رس	سنگهاي معدن و شيل ها
	(% )
AL₂O₃+ SiO₂ + Fe₂O₃	60	80
CaO+ K₂O+ SO₃	بیشتر از %15	کمتر از %9
LOI	15	9

به نظر مي¬رسد بالا بودن ميزان سيليس و آلومينيوم و پايين بودن LOI شيل¬ها نسبت به خاک رس (جدول 2) مهم¬ترين دليل برتري کيفيت آجرهاي شيلي نسبت به آجرهاي رسي است.

مقايسه توزيع اندازه ذرات خاک رس و خاک حاصل از شيل نشان داد در خاک حاصل از شيل بيشترين فراواني را ذراتي با قطر (2/1 تا 063/0) ميلي¬متر (ذرات شن و سيلت) و در خاک رس کشاورزي بيشترين فراواني را ذراتي با قطر کوچکتر از 005/0 ميلي¬متر (ذرات رس) دارا هستند. شکل 1و 2 به ترتيب توزيع اندازه ذرات خاک رسي و خاک حاصل از شيل را نشان مي¬دهند.

شکل1- نمودار ستوني توزيع اندازه ذرات خاکهاي رسي

شکل 2- نمودار ستوني توزيع اندازه ذرات خاک حاصل از شيل

به نظر مي¬رسد برتري آجرهاي شيلي نسبت به آجرهاي رسي از نظر برخي از ويژگي¬ها مانند جذب آب، مقاومت فشاري و تحمل سيکل يخ¬زدگي مربوط به تفاوت در ويژگي¬هاي شيميايي و ويژگي¬هاي فيزيکي از جمله توزيع اندازه ذرات مواد اوليه مورد استفاده براي اين دو نوع آجر باشد. چناچه افزايش درصد اکسيدهاي آهن و آلومينيوم در شيل¬ها نسبت به خاک رس مي¬تواند يکي از دلايل افزايش مقاومت فشاري در آجرهاي شيلي باشد.

کارخانه آجر نماچین با پشتوانه 40 سال تجربه در تولید آجر با استفاده از کادر فنی و مجرب و ماشین آلات و تجهیزات و کوره های اتوماتیک و آزمایشگاه مجهز و واحد تحيق و توسعه& D)   (Rبه عنوان بزرگترین کارخانه تولید کننده آجر نما و کف فرش در ابعاد و رنگهای مختلف و با نشان استاندارد ملی و بین المللی و نیز به عنوان واحد نمونه استاندارد و چهاردهمین برند برتر واحدهای تولیدی با تلاش مستمر و طی یک دوره کار تحقیقاتی موفق شد تا با تغییر مواد اولیه از خاک رس به سنگ های معدنی و شیل ها محصولات جدید خود را مطابق با استاندارد و مناسب جهت پوشش نما و کف فرش تولید نماید. جداول مربوط به ويژگي¬هاي آجرهاي نما، آجرهاي کف فرش و آجرهاي لعابي کارخانه نماچين به پيوست مي¬باشد.

منابع:
1.   برزگر ع. مباني فيزيک خاک. انتشارات. دانشگاه شهيد چمران اهواز. 1380

2.   جعفري هرندي ا و سبحاني ا. آجر شيلي، توليد و بهبود کيفيت محصول ارائه شده به بازار . اولين همايش آجر و بلوک¬هاي سفالي، دانشگاه صنعتي اصفهان. 1386. صفحات:137 تا 145.

3.   مؤسسه استاندارد و تحقيقات صنعتي ايرن. آجر رسي- ويژگي¬ها و روش¬هاي آزمون. 1378

4.   Filgueira R.R. Fournier L.L. Cecilia I.C. Crlati P. and Carcia M.GParticle-size distribution in

soils: A critical study of the fractal model validation. Geoderma 134. 2006.327-334.

5.   Specifications for and classification of brick. Technical notes on brick construction
6.   Standard specification for ceramic glazed structural clay facing tile, facing brick, and solid masonry units.
7.   Standard specification for pedestrian and light traffic paving brick.

جدول ويژگي¬هاي آجر هاي نماي کارخانه نماچين و مقايسه آن¬ها با استانداردهاي ملي ايران

	مقاومت فشاري Kg/cm²))	جذب آب جوش 5 ساعته	املاح محلول	چگالي	هدايت حرارت	تحمل سيکل یخزدگي
		(%)		(g/cm³)	(W/mK)	(تعداد)
فراز T	430	15	5/0	8/1	8/0	50
فراز p	300	14	5/0	2	1/1	50
استاندارد درجه يک	حداقل140	حداکثر18	حداکثر6/0	-	-	50
فرازA	650	9	4/0	2	1/1	50
فرازB	550	11	5/0	9/1	8/0	50
زرين قرمز	650	10	2/0	1/2	3/1	50
استاندارد مهندسي	حداقل350	حداکثر12	حداکثر 6/0	_	_	50
نگين زرد	280	23	5/0	5/1	63/0	50
نگين گلبهي	320	23	5/0	5/1	68/0	50
استاندارد ملي ايران	حداقل120	حداکثر18	حداکثر6/0	-	-	50

جدول ويژگي¬هاي آجر هاي کف¬فرش کارخانه نماچين و مقايسه آن¬ها با استانداردآجر کف فرش آمريکا

	مقاومت فشاري	جذب آب سرد	املاح محلول	چگالي	هدايت حرارتي	تحمل سيکل یخزدگي	ماکزيمم شاخص سايش	طول سايش با ماسه ريز	ضريب گسيختگي
	(Kg/cm²)	(%)		(g/cm³)	(W/mK)	(تعداد)		(mm)	(Kg/cm²)
نمونه استاندارد[1]	حداقل 5/492	حداکثر11	حداکثر 6/0	_	_	50	11/0	حداکثر27	4/103* حداقل
فراز T	800	11	5/0	8/1	8/0	50	09/0	13/20	493
فراز p	800	7/10	5/0	2	1/1	50	1/0	5/21	491
فرازA	950	1/8	4/0	2	1/1	50	07/0	7/14	750
فرازB	900	11	5/0	9/1	8/0	50	08/0	7/24	507
زرين قرمز	950	4/8	2/0	1/2	3/1	50	06/0	5/16	698

[1] مشخصات نمونه استاندارد ( به جز ضريب گسيختگي) از استاندارد آمريکا ) ASTM C 902-07) مربوط به آجر کففرش استخراج شده است.

مشخصات آجر کففرش بر اساس استاندارد آمريکا ) ASTM C 902-07)

حداقل مقاومت فشاري (Kg/cm² )

ماکزيمم شاخص سايش

ماکزيمم طول سايش (mm)

حداکثر جذب آب (%)

حداکثر ضریب اشباع

(A)

کلاس SX

5/492

نوع I

11/0

نوع I

17

کلاس SX

11

کلاس SX

8/0

کلاس MX

4/175

نوع II

25/0

نوع II

27

کلاس MX

17

کلاس MX

بدون محدوديت

کلاس NX

4/175

نوع III

5/0

نوع III

40

کلاس NX

بدون محدوديت

کلاس NX

بدون محدوديت

کلاس SX – آجري که براي استفاده در مکاني در نظر گرفته شده که امکان يخ زدگي آجر هنگام اشباع شدن با آب وجود دارد.

کلاس MX- آجري که براي استفاده در مکاني در نظر گرفته شده که مقاومت در برابر يخ زدگي يک فاکتور نيست. (مکانی که امکان يخ زدگي کمتر وجود دارد).

کلاس NX- آجري که براي استفاده در محيط بيروني در نظر گرفته نشده است و در محيط هاي داخلي ساختمان استفاده ميشود (جاي که هنگام مرطوب شدن از يخ زدگي محافظت ميشود).

نوع I : آجر ي که در معرض سایش شدید باشد.

نوع II- آجر ي که در در معرض سایش متوسط باشد.

نوع III- آجر ي که در در معرض سایش کم باشد.

* اطلاعات مربوط به ضريب گسيختگي نمونه استاندارد از استاندارد ملي ايران (سنگ گرانيت ساخنماني- ويژگيها) استخراج شده است و روش تعيين ضريب گسيختگي براي نمونههاي آجر مطابق با استاندارد ملي ايران (سنگهاي ساختماني_روش آزمون ضريب گسيختگي) ميباشد.

جدول ويژگيهاي آجر لعابي دوبار پخت نماچين و مقايسه آن با استاندارد آجر نما و آجر لعابي آمريکا

		مقاومت فشاري	جذب آب	ضريب اشباع	املاح محلول	تحمل سيکل یخزدگي	چگالي	هدايت حرارت
		(Kg/Cm²)	(%)	(%)	(%)	(تعداد)	(g/cm³)	(W/mK)
آجر نما مطابق با استاندارد آمريکا (ASTM C216)	SW	حداقل 08/211	حداکثر 17	حداکثر 78/0	_	50	_	_
آجر نما مطابق با استاندارد آمريکا (ASTM C216)	MW	حداقل 40/175	حداکثر 22	حداکثر 88/0	_	50	_	_
آجر لعابي مطابق با استاندارد آمريکا(ASTM C126)	Vert.	حداقل 08/211	_	_	_	_	_	_
آجر لعابي مطابق با استاندارد آمريکا(ASTM C126)	Horiz.	حداقل 72/140	_	_	_	_	_	_
آجر لعابي نماچين (دوبار پخت)		550	12	8/0	4/0	50	2	1/1

آجر لعابي دو بار پخت بايد منطبق با استاندارد آجر نما (ASTM C216) و همچنين منطبق با استاندارد آجر لعابي (ASTM C126)باشد.

Sw آجري که در معرض هواديدگي شديد باشد.

Mw آجري که در معرض هواديدگي متوسط باشد.

Vert آجري که به صورت عمودي به کار ميرود و Horiz. آجري که به صورت افقي به کار ميرود.

+ نوشته شده در شنبه بیست و یکم اردیبهشت ۱۳۹۲ ساعت 14:9 توسط مهندس ایمان رستگار |

مقايسه آجرهاي شيلي و آجرهاي رسي

دوشنبه ، 7 آذر 1390 ، 12:58 | آخرین بروز رسانی مطلب در دوشنبه ، 19 دی 1390 ، 08:29 | نوشته شده توسط Administrator |

|

کارخانه آجر نماچين

R& D
Research and Development

مقايسه آجرهاي شيلي و آجرهاي رسي
چکيده
اساسي¬ترين عامل در کيفيت محصول ماده اوليه است. از دير باز تا کنون خاک رس مهم ترين ماده اوليه براي توليد آجر شناخته شده است. اما آجرهاي توليد شده با خاک رس معمولاً داراي کيفيت پاييني هستند و حتي در برخي از ويژگي¬ها مانند درصد جذب آب مطابق با استانداردهاي ملي و بين المللي آجر نمي-باشند. لذا به تازگي براي توليد آجر به جاي خاک رس از مواد ديگري استفاده مي¬شود. هدف از اين مطالعه مقايسه بين برخي از خصوصيات آجرهاي رسي با آجرهاي شيلي و بررسي علل تفاوت بين آنها مي¬باشد. به اين منظور براي بررسي خصوصيات فيزيکي ماده اوليه مورد استفاده جهت توليد آجر، توزيع اندازه ذرات خاک رسي و شيل (پس از آسياب کردن) در دامنه قطر (2/1 تا 001/) ميلي متر توسط الک و هيدرومتر تعيين شد و به منظور بررسي خصوصيات شيميايي ماده اوليه درصد Fe2O3 ، SiO2، Al2O3 و LOI نيز در خاک رسي و خاک حاصل از شيل اندازه¬گيري شد سپس نمونه¬هايي از آجر رسي و آجر شيلي انتخاب و برخي از ويژگي¬ها شامل درصد جذب آب، مقاومت فشاري، درصد مواد محلول و تحمل سيکل يخ زدگي و تلرانس ابعاد براي هر کدام از نمونه¬ها تعيين شدند. نتايج نشان داد آجرهاي شيلي نسبت به آجرهاي رسي به طور معني¬داري درصد جذب آب کمتر و مقاومت فشاري بيشتري دارند همچنين آجرهاي شيلي مي¬توانند بيش از 50 سيکل يخ¬زدگي را تحمل کنند حال¬آنکه آجرهاي رسي توان کمتري نسبت به تحمل اين سيکل دارند. آناليز شيميايي خاک رس و خاک حاصل از شيل نشان داد در صد مجموع Fe2O3 ، SiO2و Al2O3در خاک شيل بيشتر از مجموع درصدFe2O3 ، SiO2و Al2O3در خاک¬هاي رس کشاورزي است همچنين بررسي توزيع اندازه ذرات مواد اوليه نشان داد در خاک حاصل از شيل بيشترين فراواني را ذراتي با قطر (2/1 تا 063/0) ميلي-متر ( ذرات شن و سيلت) و در خاک رس کشاورزي بيشترين فراواني را ذراتي با قطر کوچکتر از 005/0 ميلي¬متر ( ذرات رس) دارا هستند. به نظر مي¬رسد برتري آجرهاي شيلي نسبت به آجرهاي رسي از نظر برخي از ويژگي¬ها مانند جذب آب، تحدب و تقعر، تلرانس ابعاد، مقاومت فشاري و تحمل سيکل يخ¬زدگي مربوط به تفاوت در ويژگي¬هاي فيزيکي و شيميايي مواد اوليه مورد استفاده براي اين دو نوع آجر باشد. چناچه افزايش درصد اکسيدهاي آهن و آلومينيوم در شيل¬ها نسبت به خاک رس مي¬تواند يکي از دلايل افزايش مقاومت فشاري در آجرهاي شيلي باشد.

واژگان کليدي: آجر رسي، آجر شيلي، ويژگي¬هاي آجر و خصوصيات ماده اوليه

مقدمه
مهمترين دليل تنوع محصول را مواد اوليه مصرفي کارخانجات تشکيل مي دهد. در ايران از قديم آجر ها با خاک هاي رسي توليد مي¬شده¬اند اما از آنجا که خاک رسي مناسب در همه¬جا يافت نمي¬شود و خاک¬هاي رسي مورد استفاده معمولاً داراي مقادير زيادي آهک مي¬باشند، در نتيجه آجرهاي ساخته شده از اين خاک-ها مطابق با استاندارد ملي ايران و استاندارد هاي بين المللي نبوده و از کيفيت مناسبي در پوشش نما برخوردار نمي باشد. از چند سال پيش تاکنون در صنعت توليد آجر به تدريج مواد معدني ديگر از جمله شيل¬ها جايگزين رس شده¬اند. در زير برخي ويژگي¬هاي شيل و آجرهاي شيلي آورده شده است:

شيل و ترکيبات سازنده
شيل نوعي سنگ رسوبي است که عمدتاً از دانه¬هاي ريز تشکيل شده است. مشخصه شيل دارابودن صفحات موازي و لايه لايه¬اي است که به سهولت ورقه ورقه مي شوند و ضخامت هر ورقه کمتر ازيک سانتي¬متر است. شيل¬ها عمدتاً ترکيبي از کاني¬هاي رسي و دانه¬هاي کوارتز هستند و رس مهم¬ترين جزء سازنده آنها است. رنگ شيل¬ها معمولاً خاکستري است. ميزان ترکيبات سازنده شيل¬ها تعيين کننده رنگ آنها است. براي مثال شيل¬هاي سياه حاوي ترکيبات کربن¬دار بيشتري هستند. رنگ قرمز در شيل¬ها به علت وجود اکسيد آهن (هماتيت) است. هيدروکسيد¬هاي آهن از جمله گئوتيت و ليمونيت موجود درشيل¬ها به ترتيب باعث ايجاد رنگ قهوه¬اي و زرد مي¬شوند. کاني¬هاي کلريت، بيوتيت و ايلايت در شيل¬ها باعث به وجود آمدن رنگ سبز در آنها مي¬شود.

طبقه¬بندي شيل¬ها:
شيل¬ها را از روي کاني¬هاي موجود در آنها به چهار دسته زير طبقه¬بندي مي¬کنند:

شيل¬هاي سيليسي : قسمت عمده آن از دانه¬هاي ريز کوارتز تشکيل شده است. دانه¬هاي فلدسپات در اينگونه شيل¬ها به¬ندرت ديده مي¬شود ولي سيمان آنها ممکن است آهکي ، گلوکونيتي آهن¬دار و کربن¬دار باشد.

شيل¬هاي فلدسپاتي: اين شيل¬ها را گاهي شيل¬هاي کائولينيتي مي¬نامند و داراي بيش از 10 درصد فلدسپات مي¬باشند و ماتريکس آنها از کائولينيت يا کاني¬هاي رسي تشکيل شده است.

شيل¬هاي کلريتي: اين سنگ¬ها حاوي فلدسپات و کوارتز و ماتريکس کلريتي هستند.

شيل¬هاي ميکادار: در اين¬گونه سنگ¬ها مقدار زيادي ورقه¬هاي ميکا ديده مي¬شودکه غالباً با سريست همراه هستند. رنگ اين شيل¬ها معمولاً خاکستري تا قهوه¬اي است ولي گاهي به رنگ قرمز و سبز نيز ديده مي¬شوند.

محل تشکيل شيل¬ها و منابع آن در ايران
شيل¬ها در مکان¬هايي تشکيل مي¬شوند که سرعت حرکت آب آهسته است و رسوبگذاري به راحتي انجام مي-شود. بنابراين شيل¬ها را عمدتاً مي¬توان در درياچه¬ها، دلتاي رودخانه¬ها و دشت¬هاي رسوبي يافت.
شيل يکي از اصلي¬ترين سنگ¬هاي سازندهاي سنگي ايران است. گسترش واحدهاي شيلي تقريباً در تمام واحدهاي ساختاري کشور ديده مي¬شود. بيشترين گسترش واحدهاي شيلي در منطقه¬ي سنندج - سيرجان قرار دارند. ديگر واحدهاي ساختاري ايران که در آن شيل گسترش فراوان دارد عبارتند از منطقه البرز - آذربايجان و ايران مرکزي.

تفاوت شيل با سنگهاي معدني
تفاوت شيل با سنگهاي معدني در ريز دانه بودن شيل و نحوه تشکيل شيل است. شيل سنگ رسوبي و لايه لايه است که به راحتي اين لايه¬ها از هم جدا مي¬شوند و همچنين شيل¬ها داراي طيف رنگي گسترده¬اي هستند.

برخي ويژگي¬هاي آجرهاي شيلي
مطالعات نشان مي¬دهد آجرهاي شيلي داراي مقاومت فيزيکي و شيميايي بالا، دوام و پايداري، مقاومت حرارتي و دفع رطوبت مي¬باشند (هرندي و سبحاني، 1386) که در زير برخي از اين ويژگي¬ها توضطح داده شده است:

رنگ: رنگ از مهم¬ترين مزاياي آجرهاي شيلي است. مهم¬ترين ويژگي رنگ آجر شيلي طبيعي بودن آن است. لذا رنگ اين آجرها ثابت بوده و با گذشت زمان، افزايش يا کاهش دما و همچنين بارش باران و يا تابش خورشيد تغيير نمي¬کند. سنگ شيل در ابتدا خاکستري تا سياه است که پس از جذب حرارت در کوره به تدريج به رنگ نارنجي روشن و نهايتاً با بالارفتن دماي کوره به رنگ سياه متمايل مي¬شود.

عدم شوره زني: آجر شيلي به علت تفاوت در ترکيبات شيميايي نسبت به آجرهاي سنتي (آجرهاي رسي) جذب آب پاييني دارد، رطوبت را در خود نگه نمي¬دارد و سريعاً آن را دفع مي¬کند لذا احتمال شوره¬زني در اين آجرها کمتر است.

مقاومت فيزيکي و شيميايي: آجرهاي شيلي در برابر اسيدها، بازها، رطوبت، حرارت، سرماي زياد و انجماد کاملاً مقاوم هستند و از ثبات رنگ و کيفيت بالايي در برابر گازها و آلاينده¬هاي موجود در هوا برخوردار مي¬باشند.

هدف از اين مطالعه مقايسه برخي ويژگي¬هاي آجرهاي رسي و شيلي و بررسي اثر ويژگي¬هاي ماده اوليه مورد استفاده بر ويژگي¬هاي اين دو نوع آجر مي¬باشد.
مواد و روشها
به منظور بررسي خصوصيات شيميايي ماده اوليه درصد SiO2،Al2O3 ، Fe2O3، CaO، K2O، SO3 در خاک رسي و خاک حاصل از شيل با استفاده از روش XRF اندازه¬گيري شد. به منظور بررسي خصوصيات فيزيکي ماده اوليه مورد استفاده حهت توليد آجر، توزيع اندازه ذرات خاک رسي و شيل (پس ار آسياب کردن) در دامنه قطر (2/1 تا 001/) ميلي متر توسط الک و هيدرومتر تعيين شد. توزيع اندازه ذرات خاک (اجزاي کوچکتر از 2/1 ميلي¬متر) به روش هيدرومتري به صورت زير انجام گرفت (فيلگويرا و همکاران، 2006): ابتدا موادآلي توسط آب اکسيژنه حذف شد. سپس نمونه¬ها، با کالگون 5 درصد و همزن الکتريکي تيمار شدند و در استوانه¬هاي استاندارد ريخته شده و در زمان¬هاي 67/0، 1، 2، 4، 8، 15، 30، 60 ،120 ،240 ،480 ،720 ، 1440 دقيقه قرائت شدند. سپس قرائت¬ها نسبت به دما و کالگون تصحيح شدند. جهت کاهش خطا، قرائت هيدرومتر در زمان¬هاي 67/0، 1 و 2 دقيقه سه بار تکرار شد و ميانگين قرائت¬ها مورد استفاده قرار گرفت. قطر ذرات در زمان¬هايي که قرائت هيدرومتر صورت گرفته از رابطه¬ي زير محاسبه شد ( برزگر،1380):

(1)

در رابطه فوقd قطر ذره برحسب ميلي¬متر، L عمق مؤثر هيدرومتر برحسب سانتي¬متر، v وسکوزيته برحسب سانتي-پواز،RD جرم ويژه حقيقي خاک بر حسب گرم بر سانتي¬متر مکعب ، چگالي آب و tزمان ته¬نشيني برحسب دقيقه است. سپس 30 نمونه آجر رسي و 30 نمونه آجر شيلي انتخاب و برخي از ويژگي¬ها شامل درصد جذب آب، مقاومت فشاري، درصد مواد محلول، تلرانس ابعاد و تحمل سيکل يخ زدگي براي هر کدام از نمونه¬ها توسط روش¬هاي مؤسسه استاندارد و تحقيقات صنعتي ايران (1387) تعيين شدند.

بحث و نتيجه گيري
نتايج نشان داد آجرهاي شيلي نسبت به آجرهاي رسي به طور معني¬داري درصد جذب آب کمتر و مقاومت فشاري بيشتري دارند همچنين آجرهاي شيلي مي¬توانند بيش از 50 سيکل يخ¬زدگي را تحمل کنند حال¬آنکه آجرهاي رسي توان کمتري نسبت به تحمل اين سيکل دارند ( جدول 1).

جدول 1- مقايسه ميانگين درصد جذب آب، مقاومت فشاري، مواد محلول و تحمل سيکل يخ¬زدگي آجر رسي و آجر شيلي

شاخص کيفيت	آجر شيلي	آجر رسي
جذب آب (%)	16	23
مقاومت فشاري (kg/cm²)	350	230
مواد محلول (%)	4/0	6/0
تلرانس ابعاد (mm)	9/0	1/1
تحمل سيکل يخ زدگي	بيش از 50	کمتر از 50 سيکل

نتايج آناليز شيميايي نشان داد مجموع +AL2O3+ SiO2 Fe2O3در خاک¬هاي حاصل از سنگ¬هاي شيل بيشتر از خاک رس است (جدول 2).

جدول 2- مقايسه AL2O3+ SiO2)+ (CaO+ K2O+ SO3) , (Fe2O3و LOI

آناليز شيميايي XRF	خاکهاي رس	سنگهاي معدن و شيل ها
	(% )
AL₂O₃+ SiO₂ + Fe₂O₃	60	80
CaO+ K₂O+ SO₃	بیشتر از %15	کمتر از %9
LOI	15	9

به نظر مي¬رسد بالا بودن ميزان سيليس و آلومينيوم و پايين بودن LOI شيل¬ها نسبت به خاک رس (جدول 2) مهم¬ترين دليل برتري کيفيت آجرهاي شيلي نسبت به آجرهاي رسي است.

مقايسه توزيع اندازه ذرات خاک رس و خاک حاصل از شيل نشان داد در خاک حاصل از شيل بيشترين فراواني را ذراتي با قطر (2/1 تا 063/0) ميلي¬متر (ذرات شن و سيلت) و در خاک رس کشاورزي بيشترين فراواني را ذراتي با قطر کوچکتر از 005/0 ميلي¬متر (ذرات رس) دارا هستند. شکل 1و 2 به ترتيب توزيع اندازه ذرات خاک رسي و خاک حاصل از شيل را نشان مي¬دهند.

شکل1- نمودار ستوني توزيع اندازه ذرات خاکهاي رسي

شکل 2- نمودار ستوني توزيع اندازه ذرات خاک حاصل از شيل

به نظر مي¬رسد برتري آجرهاي شيلي نسبت به آجرهاي رسي از نظر برخي از ويژگي¬ها مانند جذب آب، مقاومت فشاري و تحمل سيکل يخ¬زدگي مربوط به تفاوت در ويژگي¬هاي شيميايي و ويژگي¬هاي فيزيکي از جمله توزيع اندازه ذرات مواد اوليه مورد استفاده براي اين دو نوع آجر باشد. چناچه افزايش درصد اکسيدهاي آهن و آلومينيوم در شيل¬ها نسبت به خاک رس مي¬تواند يکي از دلايل افزايش مقاومت فشاري در آجرهاي شيلي باشد.

کارخانه آجر نماچین با پشتوانه 40 سال تجربه در تولید آجر با استفاده از کادر فنی و مجرب و ماشین آلات و تجهیزات و کوره های اتوماتیک و آزمایشگاه مجهز و واحد تحيق و توسعه& D)   (Rبه عنوان بزرگترین کارخانه تولید کننده آجر نما و کف فرش در ابعاد و رنگهای مختلف و با نشان استاندارد ملی و بین المللی و نیز به عنوان واحد نمونه استاندارد و چهاردهمین برند برتر واحدهای تولیدی با تلاش مستمر و طی یک دوره کار تحقیقاتی موفق شد تا با تغییر مواد اولیه از خاک رس به سنگ های معدنی و شیل ها محصولات جدید خود را مطابق با استاندارد و مناسب جهت پوشش نما و کف فرش تولید نماید. جداول مربوط به ويژگي¬هاي آجرهاي نما، آجرهاي کف فرش و آجرهاي لعابي کارخانه نماچين به پيوست مي¬باشد.

منابع:
1.   برزگر ع. مباني فيزيک خاک. انتشارات. دانشگاه شهيد چمران اهواز. 1380

2.   جعفري هرندي ا و سبحاني ا. آجر شيلي، توليد و بهبود کيفيت محصول ارائه شده به بازار . اولين همايش آجر و بلوک¬هاي سفالي، دانشگاه صنعتي اصفهان. 1386. صفحات:137 تا 145.

3.   مؤسسه استاندارد و تحقيقات صنعتي ايرن. آجر رسي- ويژگي¬ها و روش¬هاي آزمون. 1378

4.   Filgueira R.R. Fournier L.L. Cecilia I.C. Crlati P. and Carcia M.GParticle-size distribution in

soils: A critical study of the fractal model validation. Geoderma 134. 2006.327-334.

5.   Specifications for and classification of brick. Technical notes on brick construction
6.   Standard specification for ceramic glazed structural clay facing tile, facing brick, and solid masonry units.
7.   Standard specification for pedestrian and light traffic paving brick.

جدول ويژگي¬هاي آجر هاي نماي کارخانه نماچين و مقايسه آن¬ها با استانداردهاي ملي ايران

	مقاومت فشاري Kg/cm²))	جذب آب جوش 5 ساعته	املاح محلول	چگالي	هدايت حرارت	تحمل سيکل یخزدگي
		(%)		(g/cm³)	(W/mK)	(تعداد)
فراز T	430	15	5/0	8/1	8/0	50
فراز p	300	14	5/0	2	1/1	50
استاندارد درجه يک	حداقل140	حداکثر18	حداکثر6/0	-	-	50
فرازA	650	9	4/0	2	1/1	50
فرازB	550	11	5/0	9/1	8/0	50
زرين قرمز	650	10	2/0	1/2	3/1	50
استاندارد مهندسي	حداقل350	حداکثر12	حداکثر 6/0	_	_	50
نگين زرد	280	23	5/0	5/1	63/0	50
نگين گلبهي	320	23	5/0	5/1	68/0	50
استاندارد ملي ايران	حداقل120	حداکثر18	حداکثر6/0	-	-	50

جدول ويژگي¬هاي آجر هاي کف¬فرش کارخانه نماچين و مقايسه آن¬ها با استانداردآجر کف فرش آمريکا

	مقاومت فشاري	جذب آب سرد	املاح محلول	چگالي	هدايت حرارتي	تحمل سيکل یخزدگي	ماکزيمم شاخص سايش	طول سايش با ماسه ريز	ضريب گسيختگي
	(Kg/cm²)	(%)		(g/cm³)	(W/mK)	(تعداد)		(mm)	(Kg/cm²)
نمونه استاندارد[1]	حداقل 5/492	حداکثر11	حداکثر 6/0	_	_	50	11/0	حداکثر27	4/103* حداقل
فراز T	800	11	5/0	8/1	8/0	50	09/0	13/20	493
فراز p	800	7/10	5/0	2	1/1	50	1/0	5/21	491
فرازA	950	1/8	4/0	2	1/1	50	07/0	7/14	750
فرازB	900	11	5/0	9/1	8/0	50	08/0	7/24	507
زرين قرمز	950	4/8	2/0	1/2	3/1	50	06/0	5/16	698

[1] مشخصات نمونه استاندارد ( به جز ضريب گسيختگي) از استاندارد آمريکا ) ASTM C 902-07) مربوط به آجر کففرش استخراج شده است.

مشخصات آجر کففرش بر اساس استاندارد آمريکا ) ASTM C 902-07)

حداقل مقاومت فشاري (Kg/cm² )

ماکزيمم شاخص سايش

ماکزيمم طول سايش (mm)

حداکثر جذب آب (%)

حداکثر ضریب اشباع

(A)

کلاس SX

5/492

نوع I

11/0

نوع I

17

کلاس SX

11

کلاس SX

8/0

کلاس MX

4/175

نوع II

25/0

نوع II

27

کلاس MX

17

کلاس MX

بدون محدوديت

کلاس NX

4/175

نوع III

5/0

نوع III

40

کلاس NX

بدون محدوديت

کلاس NX

بدون محدوديت

کلاس SX – آجري که براي استفاده در مکاني در نظر گرفته شده که امکان يخ زدگي آجر هنگام اشباع شدن با آب وجود دارد.

کلاس MX- آجري که براي استفاده در مکاني در نظر گرفته شده که مقاومت در برابر يخ زدگي يک فاکتور نيست. (مکانی که امکان يخ زدگي کمتر وجود دارد).

کلاس NX- آجري که براي استفاده در محيط بيروني در نظر گرفته نشده است و در محيط هاي داخلي ساختمان استفاده ميشود (جاي که هنگام مرطوب شدن از يخ زدگي محافظت ميشود).

نوع I : آجر ي که در معرض سایش شدید باشد.

نوع II- آجر ي که در در معرض سایش متوسط باشد.

نوع III- آجر ي که در در معرض سایش کم باشد.

* اطلاعات مربوط به ضريب گسيختگي نمونه استاندارد از استاندارد ملي ايران (سنگ گرانيت ساخنماني- ويژگيها) استخراج شده است و روش تعيين ضريب گسيختگي براي نمونههاي آجر مطابق با استاندارد ملي ايران (سنگهاي ساختماني_روش آزمون ضريب گسيختگي) ميباشد.

جدول ويژگيهاي آجر لعابي دوبار پخت نماچين و مقايسه آن با استاندارد آجر نما و آجر لعابي آمريکا

		مقاومت فشاري	جذب آب	ضريب اشباع	املاح محلول	تحمل سيکل یخزدگي	چگالي	هدايت حرارت
		(Kg/Cm²)	(%)	(%)	(%)	(تعداد)	(g/cm³)	(W/mK)
آجر نما مطابق با استاندارد آمريکا (ASTM C216)	SW	حداقل 08/211	حداکثر 17	حداکثر 78/0	_	50	_	_
آجر نما مطابق با استاندارد آمريکا (ASTM C216)	MW	حداقل 40/175	حداکثر 22	حداکثر 88/0	_	50	_	_
آجر لعابي مطابق با استاندارد آمريکا(ASTM C126)	Vert.	حداقل 08/211	_	_	_	_	_	_
آجر لعابي مطابق با استاندارد آمريکا(ASTM C126)	Horiz.	حداقل 72/140	_	_	_	_	_	_
آجر لعابي نماچين (دوبار پخت)		550	12	8/0	4/0	50	2	1/1

آجر لعابي دو بار پخت بايد منطبق با استاندارد آجر نما (ASTM C216) و همچنين منطبق با استاندارد آجر لعابي (ASTM C126)باشد.

Sw آجري که در معرض هواديدگي شديد باشد.

Mw آجري که در معرض هواديدگي متوسط باشد.

Vert آجري که به صورت عمودي به کار ميرود و Horiz. آجري که به صورت افقي به کار ميرود.

+ نوشته شده در شنبه بیست و یکم اردیبهشت ۱۳۹۲ ساعت 14:9 توسط مهندس ایمان رستگار |

مقايسه آجرهاي شيلي و آجرهاي رسي

دوشنبه ، 7 آذر 1390 ، 12:58 | آخرین بروز رسانی مطلب در دوشنبه ، 19 دی 1390 ، 08:29 | نوشته شده توسط Administrator |

|

کارخانه آجر نماچين

R& D
Research and Development

مقايسه آجرهاي شيلي و آجرهاي رسي
چکيده
اساسي¬ترين عامل در کيفيت محصول ماده اوليه است. از دير باز تا کنون خاک رس مهم ترين ماده اوليه براي توليد آجر شناخته شده است. اما آجرهاي توليد شده با خاک رس معمولاً داراي کيفيت پاييني هستند و حتي در برخي از ويژگي¬ها مانند درصد جذب آب مطابق با استانداردهاي ملي و بين المللي آجر نمي-باشند. لذا به تازگي براي توليد آجر به جاي خاک رس از مواد ديگري استفاده مي¬شود. هدف از اين مطالعه مقايسه بين برخي از خصوصيات آجرهاي رسي با آجرهاي شيلي و بررسي علل تفاوت بين آنها مي¬باشد. به اين منظور براي بررسي خصوصيات فيزيکي ماده اوليه مورد استفاده جهت توليد آجر، توزيع اندازه ذرات خاک رسي و شيل (پس از آسياب کردن) در دامنه قطر (2/1 تا 001/) ميلي متر توسط الک و هيدرومتر تعيين شد و به منظور بررسي خصوصيات شيميايي ماده اوليه درصد Fe2O3 ، SiO2، Al2O3 و LOI نيز در خاک رسي و خاک حاصل از شيل اندازه¬گيري شد سپس نمونه¬هايي از آجر رسي و آجر شيلي انتخاب و برخي از ويژگي¬ها شامل درصد جذب آب، مقاومت فشاري، درصد مواد محلول و تحمل سيکل يخ زدگي و تلرانس ابعاد براي هر کدام از نمونه¬ها تعيين شدند. نتايج نشان داد آجرهاي شيلي نسبت به آجرهاي رسي به طور معني¬داري درصد جذب آب کمتر و مقاومت فشاري بيشتري دارند همچنين آجرهاي شيلي مي¬توانند بيش از 50 سيکل يخ¬زدگي را تحمل کنند حال¬آنکه آجرهاي رسي توان کمتري نسبت به تحمل اين سيکل دارند. آناليز شيميايي خاک رس و خاک حاصل از شيل نشان داد در صد مجموع Fe2O3 ، SiO2و Al2O3در خاک شيل بيشتر از مجموع درصدFe2O3 ، SiO2و Al2O3در خاک¬هاي رس کشاورزي است همچنين بررسي توزيع اندازه ذرات مواد اوليه نشان داد در خاک حاصل از شيل بيشترين فراواني را ذراتي با قطر (2/1 تا 063/0) ميلي-متر ( ذرات شن و سيلت) و در خاک رس کشاورزي بيشترين فراواني را ذراتي با قطر کوچکتر از 005/0 ميلي¬متر ( ذرات رس) دارا هستند. به نظر مي¬رسد برتري آجرهاي شيلي نسبت به آجرهاي رسي از نظر برخي از ويژگي¬ها مانند جذب آب، تحدب و تقعر، تلرانس ابعاد، مقاومت فشاري و تحمل سيکل يخ¬زدگي مربوط به تفاوت در ويژگي¬هاي فيزيکي و شيميايي مواد اوليه مورد استفاده براي اين دو نوع آجر باشد. چناچه افزايش درصد اکسيدهاي آهن و آلومينيوم در شيل¬ها نسبت به خاک رس مي¬تواند يکي از دلايل افزايش مقاومت فشاري در آجرهاي شيلي باشد.

واژگان کليدي: آجر رسي، آجر شيلي، ويژگي¬هاي آجر و خصوصيات ماده اوليه

مقدمه
مهمترين دليل تنوع محصول را مواد اوليه مصرفي کارخانجات تشکيل مي دهد. در ايران از قديم آجر ها با خاک هاي رسي توليد مي¬شده¬اند اما از آنجا که خاک رسي مناسب در همه¬جا يافت نمي¬شود و خاک¬هاي رسي مورد استفاده معمولاً داراي مقادير زيادي آهک مي¬باشند، در نتيجه آجرهاي ساخته شده از اين خاک-ها مطابق با استاندارد ملي ايران و استاندارد هاي بين المللي نبوده و از کيفيت مناسبي در پوشش نما برخوردار نمي باشد. از چند سال پيش تاکنون در صنعت توليد آجر به تدريج مواد معدني ديگر از جمله شيل¬ها جايگزين رس شده¬اند. در زير برخي ويژگي¬هاي شيل و آجرهاي شيلي آورده شده است:

شيل و ترکيبات سازنده
شيل نوعي سنگ رسوبي است که عمدتاً از دانه¬هاي ريز تشکيل شده است. مشخصه شيل دارابودن صفحات موازي و لايه لايه¬اي است که به سهولت ورقه ورقه مي شوند و ضخامت هر ورقه کمتر ازيک سانتي¬متر است. شيل¬ها عمدتاً ترکيبي از کاني¬هاي رسي و دانه¬هاي کوارتز هستند و رس مهم¬ترين جزء سازنده آنها است. رنگ شيل¬ها معمولاً خاکستري است. ميزان ترکيبات سازنده شيل¬ها تعيين کننده رنگ آنها است. براي مثال شيل¬هاي سياه حاوي ترکيبات کربن¬دار بيشتري هستند. رنگ قرمز در شيل¬ها به علت وجود اکسيد آهن (هماتيت) است. هيدروکسيد¬هاي آهن از جمله گئوتيت و ليمونيت موجود درشيل¬ها به ترتيب باعث ايجاد رنگ قهوه¬اي و زرد مي¬شوند. کاني¬هاي کلريت، بيوتيت و ايلايت در شيل¬ها باعث به وجود آمدن رنگ سبز در آنها مي¬شود.

طبقه¬بندي شيل¬ها:
شيل¬ها را از روي کاني¬هاي موجود در آنها به چهار دسته زير طبقه¬بندي مي¬کنند:

شيل¬هاي سيليسي : قسمت عمده آن از دانه¬هاي ريز کوارتز تشکيل شده است. دانه¬هاي فلدسپات در اينگونه شيل¬ها به¬ندرت ديده مي¬شود ولي سيمان آنها ممکن است آهکي ، گلوکونيتي آهن¬دار و کربن¬دار باشد.

شيل¬هاي فلدسپاتي: اين شيل¬ها را گاهي شيل¬هاي کائولينيتي مي¬نامند و داراي بيش از 10 درصد فلدسپات مي¬باشند و ماتريکس آنها از کائولينيت يا کاني¬هاي رسي تشکيل شده است.

شيل¬هاي کلريتي: اين سنگ¬ها حاوي فلدسپات و کوارتز و ماتريکس کلريتي هستند.

شيل¬هاي ميکادار: در اين¬گونه سنگ¬ها مقدار زيادي ورقه¬هاي ميکا ديده مي¬شودکه غالباً با سريست همراه هستند. رنگ اين شيل¬ها معمولاً خاکستري تا قهوه¬اي است ولي گاهي به رنگ قرمز و سبز نيز ديده مي¬شوند.

محل تشکيل شيل¬ها و منابع آن در ايران
شيل¬ها در مکان¬هايي تشکيل مي¬شوند که سرعت حرکت آب آهسته است و رسوبگذاري به راحتي انجام مي-شود. بنابراين شيل¬ها را عمدتاً مي¬توان در درياچه¬ها، دلتاي رودخانه¬ها و دشت¬هاي رسوبي يافت.
شيل يکي از اصلي¬ترين سنگ¬هاي سازندهاي سنگي ايران است. گسترش واحدهاي شيلي تقريباً در تمام واحدهاي ساختاري کشور ديده مي¬شود. بيشترين گسترش واحدهاي شيلي در منطقه¬ي سنندج - سيرجان قرار دارند. ديگر واحدهاي ساختاري ايران که در آن شيل گسترش فراوان دارد عبارتند از منطقه البرز - آذربايجان و ايران مرکزي.

تفاوت شيل با سنگهاي معدني
تفاوت شيل با سنگهاي معدني در ريز دانه بودن شيل و نحوه تشکيل شيل است. شيل سنگ رسوبي و لايه لايه است که به راحتي اين لايه¬ها از هم جدا مي¬شوند و همچنين شيل¬ها داراي طيف رنگي گسترده¬اي هستند.

برخي ويژگي¬هاي آجرهاي شيلي
مطالعات نشان مي¬دهد آجرهاي شيلي داراي مقاومت فيزيکي و شيميايي بالا، دوام و پايداري، مقاومت حرارتي و دفع رطوبت مي¬باشند (هرندي و سبحاني، 1386) که در زير برخي از اين ويژگي¬ها توضطح داده شده است:

رنگ: رنگ از مهم¬ترين مزاياي آجرهاي شيلي است. مهم¬ترين ويژگي رنگ آجر شيلي طبيعي بودن آن است. لذا رنگ اين آجرها ثابت بوده و با گذشت زمان، افزايش يا کاهش دما و همچنين بارش باران و يا تابش خورشيد تغيير نمي¬کند. سنگ شيل در ابتدا خاکستري تا سياه است که پس از جذب حرارت در کوره به تدريج به رنگ نارنجي روشن و نهايتاً با بالارفتن دماي کوره به رنگ سياه متمايل مي¬شود.

عدم شوره زني: آجر شيلي به علت تفاوت در ترکيبات شيميايي نسبت به آجرهاي سنتي (آجرهاي رسي) جذب آب پاييني دارد، رطوبت را در خود نگه نمي¬دارد و سريعاً آن را دفع مي¬کند لذا احتمال شوره¬زني در اين آجرها کمتر است.

مقاومت فيزيکي و شيميايي: آجرهاي شيلي در برابر اسيدها، بازها، رطوبت، حرارت، سرماي زياد و انجماد کاملاً مقاوم هستند و از ثبات رنگ و کيفيت بالايي در برابر گازها و آلاينده¬هاي موجود در هوا برخوردار مي¬باشند.

هدف از اين مطالعه مقايسه برخي ويژگي¬هاي آجرهاي رسي و شيلي و بررسي اثر ويژگي¬هاي ماده اوليه مورد استفاده بر ويژگي¬هاي اين دو نوع آجر مي¬باشد.
مواد و روشها
به منظور بررسي خصوصيات شيميايي ماده اوليه درصد SiO2،Al2O3 ، Fe2O3، CaO، K2O، SO3 در خاک رسي و خاک حاصل از شيل با استفاده از روش XRF اندازه¬گيري شد. به منظور بررسي خصوصيات فيزيکي ماده اوليه مورد استفاده حهت توليد آجر، توزيع اندازه ذرات خاک رسي و شيل (پس ار آسياب کردن) در دامنه قطر (2/1 تا 001/) ميلي متر توسط الک و هيدرومتر تعيين شد. توزيع اندازه ذرات خاک (اجزاي کوچکتر از 2/1 ميلي¬متر) به روش هيدرومتري به صورت زير انجام گرفت (فيلگويرا و همکاران، 2006): ابتدا موادآلي توسط آب اکسيژنه حذف شد. سپس نمونه¬ها، با کالگون 5 درصد و همزن الکتريکي تيمار شدند و در استوانه¬هاي استاندارد ريخته شده و در زمان¬هاي 67/0، 1، 2، 4، 8، 15، 30، 60 ،120 ،240 ،480 ،720 ، 1440 دقيقه قرائت شدند. سپس قرائت¬ها نسبت به دما و کالگون تصحيح شدند. جهت کاهش خطا، قرائت هيدرومتر در زمان¬هاي 67/0، 1 و 2 دقيقه سه بار تکرار شد و ميانگين قرائت¬ها مورد استفاده قرار گرفت. قطر ذرات در زمان¬هايي که قرائت هيدرومتر صورت گرفته از رابطه¬ي زير محاسبه شد ( برزگر،1380):

(1)

در رابطه فوقd قطر ذره برحسب ميلي¬متر، L عمق مؤثر هيدرومتر برحسب سانتي¬متر، v وسکوزيته برحسب سانتي-پواز،RD جرم ويژه حقيقي خاک بر حسب گرم بر سانتي¬متر مکعب ، چگالي آب و tزمان ته¬نشيني برحسب دقيقه است. سپس 30 نمونه آجر رسي و 30 نمونه آجر شيلي انتخاب و برخي از ويژگي¬ها شامل درصد جذب آب، مقاومت فشاري، درصد مواد محلول، تلرانس ابعاد و تحمل سيکل يخ زدگي براي هر کدام از نمونه¬ها توسط روش¬هاي مؤسسه استاندارد و تحقيقات صنعتي ايران (1387) تعيين شدند.

بحث و نتيجه گيري
نتايج نشان داد آجرهاي شيلي نسبت به آجرهاي رسي به طور معني¬داري درصد جذب آب کمتر و مقاومت فشاري بيشتري دارند همچنين آجرهاي شيلي مي¬توانند بيش از 50 سيکل يخ¬زدگي را تحمل کنند حال¬آنکه آجرهاي رسي توان کمتري نسبت به تحمل اين سيکل دارند ( جدول 1).

جدول 1- مقايسه ميانگين درصد جذب آب، مقاومت فشاري، مواد محلول و تحمل سيکل يخ¬زدگي آجر رسي و آجر شيلي

شاخص کيفيت	آجر شيلي	آجر رسي
جذب آب (%)	16	23
مقاومت فشاري (kg/cm²)	350	230
مواد محلول (%)	4/0	6/0
تلرانس ابعاد (mm)	9/0	1/1
تحمل سيکل يخ زدگي	بيش از 50	کمتر از 50 سيکل

نتايج آناليز شيميايي نشان داد مجموع +AL2O3+ SiO2 Fe2O3در خاک¬هاي حاصل از سنگ¬هاي شيل بيشتر از خاک رس است (جدول 2).

جدول 2- مقايسه AL2O3+ SiO2)+ (CaO+ K2O+ SO3) , (Fe2O3و LOI

آناليز شيميايي XRF	خاکهاي رس	سنگهاي معدن و شيل ها
	(% )
AL₂O₃+ SiO₂ + Fe₂O₃	60	80
CaO+ K₂O+ SO₃	بیشتر از %15	کمتر از %9
LOI	15	9

به نظر مي¬رسد بالا بودن ميزان سيليس و آلومينيوم و پايين بودن LOI شيل¬ها نسبت به خاک رس (جدول 2) مهم¬ترين دليل برتري کيفيت آجرهاي شيلي نسبت به آجرهاي رسي است.

مقايسه توزيع اندازه ذرات خاک رس و خاک حاصل از شيل نشان داد در خاک حاصل از شيل بيشترين فراواني را ذراتي با قطر (2/1 تا 063/0) ميلي¬متر (ذرات شن و سيلت) و در خاک رس کشاورزي بيشترين فراواني را ذراتي با قطر کوچکتر از 005/0 ميلي¬متر (ذرات رس) دارا هستند. شکل 1و 2 به ترتيب توزيع اندازه ذرات خاک رسي و خاک حاصل از شيل را نشان مي¬دهند.

شکل1- نمودار ستوني توزيع اندازه ذرات خاکهاي رسي

شکل 2- نمودار ستوني توزيع اندازه ذرات خاک حاصل از شيل

به نظر مي¬رسد برتري آجرهاي شيلي نسبت به آجرهاي رسي از نظر برخي از ويژگي¬ها مانند جذب آب، مقاومت فشاري و تحمل سيکل يخ¬زدگي مربوط به تفاوت در ويژگي¬هاي شيميايي و ويژگي¬هاي فيزيکي از جمله توزيع اندازه ذرات مواد اوليه مورد استفاده براي اين دو نوع آجر باشد. چناچه افزايش درصد اکسيدهاي آهن و آلومينيوم در شيل¬ها نسبت به خاک رس مي¬تواند يکي از دلايل افزايش مقاومت فشاري در آجرهاي شيلي باشد.

کارخانه آجر نماچین با پشتوانه 40 سال تجربه در تولید آجر با استفاده از کادر فنی و مجرب و ماشین آلات و تجهیزات و کوره های اتوماتیک و آزمایشگاه مجهز و واحد تحيق و توسعه& D)   (Rبه عنوان بزرگترین کارخانه تولید کننده آجر نما و کف فرش در ابعاد و رنگهای مختلف و با نشان استاندارد ملی و بین المللی و نیز به عنوان واحد نمونه استاندارد و چهاردهمین برند برتر واحدهای تولیدی با تلاش مستمر و طی یک دوره کار تحقیقاتی موفق شد تا با تغییر مواد اولیه از خاک رس به سنگ های معدنی و شیل ها محصولات جدید خود را مطابق با استاندارد و مناسب جهت پوشش نما و کف فرش تولید نماید. جداول مربوط به ويژگي¬هاي آجرهاي نما، آجرهاي کف فرش و آجرهاي لعابي کارخانه نماچين به پيوست مي¬باشد.

منابع:
1.   برزگر ع. مباني فيزيک خاک. انتشارات. دانشگاه شهيد چمران اهواز. 1380

2.   جعفري هرندي ا و سبحاني ا. آجر شيلي، توليد و بهبود کيفيت محصول ارائه شده به بازار . اولين همايش آجر و بلوک¬هاي سفالي، دانشگاه صنعتي اصفهان. 1386. صفحات:137 تا 145.

3.   مؤسسه استاندارد و تحقيقات صنعتي ايرن. آجر رسي- ويژگي¬ها و روش¬هاي آزمون. 1378

4.   Filgueira R.R. Fournier L.L. Cecilia I.C. Crlati P. and Carcia M.GParticle-size distribution in

soils: A critical study of the fractal model validation. Geoderma 134. 2006.327-334.

5.   Specifications for and classification of brick. Technical notes on brick construction
6.   Standard specification for ceramic glazed structural clay facing tile, facing brick, and solid masonry units.
7.   Standard specification for pedestrian and light traffic paving brick.

جدول ويژگي¬هاي آجر هاي نماي کارخانه نماچين و مقايسه آن¬ها با استانداردهاي ملي ايران

	مقاومت فشاري Kg/cm²))	جذب آب جوش 5 ساعته	املاح محلول	چگالي	هدايت حرارت	تحمل سيکل یخزدگي
		(%)		(g/cm³)	(W/mK)	(تعداد)
فراز T	430	15	5/0	8/1	8/0	50
فراز p	300	14	5/0	2	1/1	50
استاندارد درجه يک	حداقل140	حداکثر18	حداکثر6/0	-	-	50
فرازA	650	9	4/0	2	1/1	50
فرازB	550	11	5/0	9/1	8/0	50
زرين قرمز	650	10	2/0	1/2	3/1	50
استاندارد مهندسي	حداقل350	حداکثر12	حداکثر 6/0	_	_	50
نگين زرد	280	23	5/0	5/1	63/0	50
نگين گلبهي	320	23	5/0	5/1	68/0	50
استاندارد ملي ايران	حداقل120	حداکثر18	حداکثر6/0	-	-	50

جدول ويژگي¬هاي آجر هاي کف¬فرش کارخانه نماچين و مقايسه آن¬ها با استانداردآجر کف فرش آمريکا

	مقاومت فشاري	جذب آب سرد	املاح محلول	چگالي	هدايت حرارتي	تحمل سيکل یخزدگي	ماکزيمم شاخص سايش	طول سايش با ماسه ريز	ضريب گسيختگي
	(Kg/cm²)	(%)		(g/cm³)	(W/mK)	(تعداد)		(mm)	(Kg/cm²)
نمونه استاندارد[1]	حداقل 5/492	حداکثر11	حداکثر 6/0	_	_	50	11/0	حداکثر27	4/103* حداقل
فراز T	800	11	5/0	8/1	8/0	50	09/0	13/20	493
فراز p	800	7/10	5/0	2	1/1	50	1/0	5/21	491
فرازA	950	1/8	4/0	2	1/1	50	07/0	7/14	750
فرازB	900	11	5/0	9/1	8/0	50	08/0	7/24	507
زرين قرمز	950	4/8	2/0	1/2	3/1	50	06/0	5/16	698

[1] مشخصات نمونه استاندارد ( به جز ضريب گسيختگي) از استاندارد آمريکا ) ASTM C 902-07) مربوط به آجر کففرش استخراج شده است.

مشخصات آجر کففرش بر اساس استاندارد آمريکا ) ASTM C 902-07)

حداقل مقاومت فشاري (Kg/cm² )

ماکزيمم شاخص سايش

ماکزيمم طول سايش (mm)

حداکثر جذب آب (%)

حداکثر ضریب اشباع

(A)

کلاس SX

5/492

نوع I

11/0

نوع I

17

کلاس SX

11

کلاس SX

8/0

کلاس MX

4/175

نوع II

25/0

نوع II

27

کلاس MX

17

کلاس MX

بدون محدوديت

کلاس NX

4/175

نوع III

5/0

نوع III

40

کلاس NX

بدون محدوديت

کلاس NX

بدون محدوديت

کلاس SX – آجري که براي استفاده در مکاني در نظر گرفته شده که امکان يخ زدگي آجر هنگام اشباع شدن با آب وجود دارد.

کلاس MX- آجري که براي استفاده در مکاني در نظر گرفته شده که مقاومت در برابر يخ زدگي يک فاکتور نيست. (مکانی که امکان يخ زدگي کمتر وجود دارد).

کلاس NX- آجري که براي استفاده در محيط بيروني در نظر گرفته نشده است و در محيط هاي داخلي ساختمان استفاده ميشود (جاي که هنگام مرطوب شدن از يخ زدگي محافظت ميشود).

نوع I : آجر ي که در معرض سایش شدید باشد.

نوع II- آجر ي که در در معرض سایش متوسط باشد.

نوع III- آجر ي که در در معرض سایش کم باشد.

* اطلاعات مربوط به ضريب گسيختگي نمونه استاندارد از استاندارد ملي ايران (سنگ گرانيت ساخنماني- ويژگيها) استخراج شده است و روش تعيين ضريب گسيختگي براي نمونههاي آجر مطابق با استاندارد ملي ايران (سنگهاي ساختماني_روش آزمون ضريب گسيختگي) ميباشد.

جدول ويژگيهاي آجر لعابي دوبار پخت نماچين و مقايسه آن با استاندارد آجر نما و آجر لعابي آمريکا

		مقاومت فشاري	جذب آب	ضريب اشباع	املاح محلول	تحمل سيکل یخزدگي	چگالي	هدايت حرارت
		(Kg/Cm²)	(%)	(%)	(%)	(تعداد)	(g/cm³)	(W/mK)
آجر نما مطابق با استاندارد آمريکا (ASTM C216)	SW	حداقل 08/211	حداکثر 17	حداکثر 78/0	_	50	_	_
آجر نما مطابق با استاندارد آمريکا (ASTM C216)	MW	حداقل 40/175	حداکثر 22	حداکثر 88/0	_	50	_	_
آجر لعابي مطابق با استاندارد آمريکا(ASTM C126)	Vert.	حداقل 08/211	_	_	_	_	_	_
آجر لعابي مطابق با استاندارد آمريکا(ASTM C126)	Horiz.	حداقل 72/140	_	_	_	_	_	_
آجر لعابي نماچين (دوبار پخت)		550	12	8/0	4/0	50	2	1/1

آجر لعابي دو بار پخت بايد منطبق با استاندارد آجر نما (ASTM C216) و همچنين منطبق با استاندارد آجر لعابي (ASTM C126)باشد.

Sw آجري که در معرض هواديدگي شديد باشد.

Mw آجري که در معرض هواديدگي متوسط باشد.

Vert آجري که به صورت عمودي به کار ميرود و Horiz. آجري که به صورت افقي به کار ميرود.

+ نوشته شده در شنبه بیست و یکم اردیبهشت ۱۳۹۲ ساعت 14:9 توسط مهندس ایمان رستگار |

مقايسه آجرهاي شيلي و آجرهاي رسي

دوشنبه ، 7 آذر 1390 ، 12:58 | آخرین بروز رسانی مطلب در دوشنبه ، 19 دی 1390 ، 08:29 | نوشته شده توسط Administrator |

|

کارخانه آجر نماچين

R& D
Research and Development

مقايسه آجرهاي شيلي و آجرهاي رسي
چکيده
اساسي¬ترين عامل در کيفيت محصول ماده اوليه است. از دير باز تا کنون خاک رس مهم ترين ماده اوليه براي توليد آجر شناخته شده است. اما آجرهاي توليد شده با خاک رس معمولاً داراي کيفيت پاييني هستند و حتي در برخي از ويژگي¬ها مانند درصد جذب آب مطابق با استانداردهاي ملي و بين المللي آجر نمي-باشند. لذا به تازگي براي توليد آجر به جاي خاک رس از مواد ديگري استفاده مي¬شود. هدف از اين مطالعه مقايسه بين برخي از خصوصيات آجرهاي رسي با آجرهاي شيلي و بررسي علل تفاوت بين آنها مي¬باشد. به اين منظور براي بررسي خصوصيات فيزيکي ماده اوليه مورد استفاده جهت توليد آجر، توزيع اندازه ذرات خاک رسي و شيل (پس از آسياب کردن) در دامنه قطر (2/1 تا 001/) ميلي متر توسط الک و هيدرومتر تعيين شد و به منظور بررسي خصوصيات شيميايي ماده اوليه درصد Fe2O3 ، SiO2، Al2O3 و LOI نيز در خاک رسي و خاک حاصل از شيل اندازه¬گيري شد سپس نمونه¬هايي از آجر رسي و آجر شيلي انتخاب و برخي از ويژگي¬ها شامل درصد جذب آب، مقاومت فشاري، درصد مواد محلول و تحمل سيکل يخ زدگي و تلرانس ابعاد براي هر کدام از نمونه¬ها تعيين شدند. نتايج نشان داد آجرهاي شيلي نسبت به آجرهاي رسي به طور معني¬داري درصد جذب آب کمتر و مقاومت فشاري بيشتري دارند همچنين آجرهاي شيلي مي¬توانند بيش از 50 سيکل يخ¬زدگي را تحمل کنند حال¬آنکه آجرهاي رسي توان کمتري نسبت به تحمل اين سيکل دارند. آناليز شيميايي خاک رس و خاک حاصل از شيل نشان داد در صد مجموع Fe2O3 ، SiO2و Al2O3در خاک شيل بيشتر از مجموع درصدFe2O3 ، SiO2و Al2O3در خاک¬هاي رس کشاورزي است همچنين بررسي توزيع اندازه ذرات مواد اوليه نشان داد در خاک حاصل از شيل بيشترين فراواني را ذراتي با قطر (2/1 تا 063/0) ميلي-متر ( ذرات شن و سيلت) و در خاک رس کشاورزي بيشترين فراواني را ذراتي با قطر کوچکتر از 005/0 ميلي¬متر ( ذرات رس) دارا هستند. به نظر مي¬رسد برتري آجرهاي شيلي نسبت به آجرهاي رسي از نظر برخي از ويژگي¬ها مانند جذب آب، تحدب و تقعر، تلرانس ابعاد، مقاومت فشاري و تحمل سيکل يخ¬زدگي مربوط به تفاوت در ويژگي¬هاي فيزيکي و شيميايي مواد اوليه مورد استفاده براي اين دو نوع آجر باشد. چناچه افزايش درصد اکسيدهاي آهن و آلومينيوم در شيل¬ها نسبت به خاک رس مي¬تواند يکي از دلايل افزايش مقاومت فشاري در آجرهاي شيلي باشد.

واژگان کليدي: آجر رسي، آجر شيلي، ويژگي¬هاي آجر و خصوصيات ماده اوليه

مقدمه
مهمترين دليل تنوع محصول را مواد اوليه مصرفي کارخانجات تشکيل مي دهد. در ايران از قديم آجر ها با خاک هاي رسي توليد مي¬شده¬اند اما از آنجا که خاک رسي مناسب در همه¬جا يافت نمي¬شود و خاک¬هاي رسي مورد استفاده معمولاً داراي مقادير زيادي آهک مي¬باشند، در نتيجه آجرهاي ساخته شده از اين خاک-ها مطابق با استاندارد ملي ايران و استاندارد هاي بين المللي نبوده و از کيفيت مناسبي در پوشش نما برخوردار نمي باشد. از چند سال پيش تاکنون در صنعت توليد آجر به تدريج مواد معدني ديگر از جمله شيل¬ها جايگزين رس شده¬اند. در زير برخي ويژگي¬هاي شيل و آجرهاي شيلي آورده شده است:

شيل و ترکيبات سازنده
شيل نوعي سنگ رسوبي است که عمدتاً از دانه¬هاي ريز تشکيل شده است. مشخصه شيل دارابودن صفحات موازي و لايه لايه¬اي است که به سهولت ورقه ورقه مي شوند و ضخامت هر ورقه کمتر ازيک سانتي¬متر است. شيل¬ها عمدتاً ترکيبي از کاني¬هاي رسي و دانه¬هاي کوارتز هستند و رس مهم¬ترين جزء سازنده آنها است. رنگ شيل¬ها معمولاً خاکستري است. ميزان ترکيبات سازنده شيل¬ها تعيين کننده رنگ آنها است. براي مثال شيل¬هاي سياه حاوي ترکيبات کربن¬دار بيشتري هستند. رنگ قرمز در شيل¬ها به علت وجود اکسيد آهن (هماتيت) است. هيدروکسيد¬هاي آهن از جمله گئوتيت و ليمونيت موجود درشيل¬ها به ترتيب باعث ايجاد رنگ قهوه¬اي و زرد مي¬شوند. کاني¬هاي کلريت، بيوتيت و ايلايت در شيل¬ها باعث به وجود آمدن رنگ سبز در آنها مي¬شود.

طبقه¬بندي شيل¬ها:
شيل¬ها را از روي کاني¬هاي موجود در آنها به چهار دسته زير طبقه¬بندي مي¬کنند:

شيل¬هاي سيليسي : قسمت عمده آن از دانه¬هاي ريز کوارتز تشکيل شده است. دانه¬هاي فلدسپات در اينگونه شيل¬ها به¬ندرت ديده مي¬شود ولي سيمان آنها ممکن است آهکي ، گلوکونيتي آهن¬دار و کربن¬دار باشد.

شيل¬هاي فلدسپاتي: اين شيل¬ها را گاهي شيل¬هاي کائولينيتي مي¬نامند و داراي بيش از 10 درصد فلدسپات مي¬باشند و ماتريکس آنها از کائولينيت يا کاني¬هاي رسي تشکيل شده است.

شيل¬هاي کلريتي: اين سنگ¬ها حاوي فلدسپات و کوارتز و ماتريکس کلريتي هستند.

شيل¬هاي ميکادار: در اين¬گونه سنگ¬ها مقدار زيادي ورقه¬هاي ميکا ديده مي¬شودکه غالباً با سريست همراه هستند. رنگ اين شيل¬ها معمولاً خاکستري تا قهوه¬اي است ولي گاهي به رنگ قرمز و سبز نيز ديده مي¬شوند.

محل تشکيل شيل¬ها و منابع آن در ايران
شيل¬ها در مکان¬هايي تشکيل مي¬شوند که سرعت حرکت آب آهسته است و رسوبگذاري به راحتي انجام مي-شود. بنابراين شيل¬ها را عمدتاً مي¬توان در درياچه¬ها، دلتاي رودخانه¬ها و دشت¬هاي رسوبي يافت.
شيل يکي از اصلي¬ترين سنگ¬هاي سازندهاي سنگي ايران است. گسترش واحدهاي شيلي تقريباً در تمام واحدهاي ساختاري کشور ديده مي¬شود. بيشترين گسترش واحدهاي شيلي در منطقه¬ي سنندج - سيرجان قرار دارند. ديگر واحدهاي ساختاري ايران که در آن شيل گسترش فراوان دارد عبارتند از منطقه البرز - آذربايجان و ايران مرکزي.

تفاوت شيل با سنگهاي معدني
تفاوت شيل با سنگهاي معدني در ريز دانه بودن شيل و نحوه تشکيل شيل است. شيل سنگ رسوبي و لايه لايه است که به راحتي اين لايه¬ها از هم جدا مي¬شوند و همچنين شيل¬ها داراي طيف رنگي گسترده¬اي هستند.

برخي ويژگي¬هاي آجرهاي شيلي
مطالعات نشان مي¬دهد آجرهاي شيلي داراي مقاومت فيزيکي و شيميايي بالا، دوام و پايداري، مقاومت حرارتي و دفع رطوبت مي¬باشند (هرندي و سبحاني، 1386) که در زير برخي از اين ويژگي¬ها توضطح داده شده است:

رنگ: رنگ از مهم¬ترين مزاياي آجرهاي شيلي است. مهم¬ترين ويژگي رنگ آجر شيلي طبيعي بودن آن است. لذا رنگ اين آجرها ثابت بوده و با گذشت زمان، افزايش يا کاهش دما و همچنين بارش باران و يا تابش خورشيد تغيير نمي¬کند. سنگ شيل در ابتدا خاکستري تا سياه است که پس از جذب حرارت در کوره به تدريج به رنگ نارنجي روشن و نهايتاً با بالارفتن دماي کوره به رنگ سياه متمايل مي¬شود.

عدم شوره زني: آجر شيلي به علت تفاوت در ترکيبات شيميايي نسبت به آجرهاي سنتي (آجرهاي رسي) جذب آب پاييني دارد، رطوبت را در خود نگه نمي¬دارد و سريعاً آن را دفع مي¬کند لذا احتمال شوره¬زني در اين آجرها کمتر است.

مقاومت فيزيکي و شيميايي: آجرهاي شيلي در برابر اسيدها، بازها، رطوبت، حرارت، سرماي زياد و انجماد کاملاً مقاوم هستند و از ثبات رنگ و کيفيت بالايي در برابر گازها و آلاينده¬هاي موجود در هوا برخوردار مي¬باشند.

هدف از اين مطالعه مقايسه برخي ويژگي¬هاي آجرهاي رسي و شيلي و بررسي اثر ويژگي¬هاي ماده اوليه مورد استفاده بر ويژگي¬هاي اين دو نوع آجر مي¬باشد.
مواد و روشها
به منظور بررسي خصوصيات شيميايي ماده اوليه درصد SiO2،Al2O3 ، Fe2O3، CaO، K2O، SO3 در خاک رسي و خاک حاصل از شيل با استفاده از روش XRF اندازه¬گيري شد. به منظور بررسي خصوصيات فيزيکي ماده اوليه مورد استفاده حهت توليد آجر، توزيع اندازه ذرات خاک رسي و شيل (پس ار آسياب کردن) در دامنه قطر (2/1 تا 001/) ميلي متر توسط الک و هيدرومتر تعيين شد. توزيع اندازه ذرات خاک (اجزاي کوچکتر از 2/1 ميلي¬متر) به روش هيدرومتري به صورت زير انجام گرفت (فيلگويرا و همکاران، 2006): ابتدا موادآلي توسط آب اکسيژنه حذف شد. سپس نمونه¬ها، با کالگون 5 درصد و همزن الکتريکي تيمار شدند و در استوانه¬هاي استاندارد ريخته شده و در زمان¬هاي 67/0، 1، 2، 4، 8، 15، 30، 60 ،120 ،240 ،480 ،720 ، 1440 دقيقه قرائت شدند. سپس قرائت¬ها نسبت به دما و کالگون تصحيح شدند. جهت کاهش خطا، قرائت هيدرومتر در زمان¬هاي 67/0، 1 و 2 دقيقه سه بار تکرار شد و ميانگين قرائت¬ها مورد استفاده قرار گرفت. قطر ذرات در زمان¬هايي که قرائت هيدرومتر صورت گرفته از رابطه¬ي زير محاسبه شد ( برزگر،1380):

(1)

در رابطه فوقd قطر ذره برحسب ميلي¬متر، L عمق مؤثر هيدرومتر برحسب سانتي¬متر، v وسکوزيته برحسب سانتي-پواز،RD جرم ويژه حقيقي خاک بر حسب گرم بر سانتي¬متر مکعب ، چگالي آب و tزمان ته¬نشيني برحسب دقيقه است. سپس 30 نمونه آجر رسي و 30 نمونه آجر شيلي انتخاب و برخي از ويژگي¬ها شامل درصد جذب آب، مقاومت فشاري، درصد مواد محلول، تلرانس ابعاد و تحمل سيکل يخ زدگي براي هر کدام از نمونه¬ها توسط روش¬هاي مؤسسه استاندارد و تحقيقات صنعتي ايران (1387) تعيين شدند.

بحث و نتيجه گيري
نتايج نشان داد آجرهاي شيلي نسبت به آجرهاي رسي به طور معني¬داري درصد جذب آب کمتر و مقاومت فشاري بيشتري دارند همچنين آجرهاي شيلي مي¬توانند بيش از 50 سيکل يخ¬زدگي را تحمل کنند حال¬آنکه آجرهاي رسي توان کمتري نسبت به تحمل اين سيکل دارند ( جدول 1).

جدول 1- مقايسه ميانگين درصد جذب آب، مقاومت فشاري، مواد محلول و تحمل سيکل يخ¬زدگي آجر رسي و آجر شيلي

شاخص کيفيت	آجر شيلي	آجر رسي
جذب آب (%)	16	23
مقاومت فشاري (kg/cm²)	350	230
مواد محلول (%)	4/0	6/0
تلرانس ابعاد (mm)	9/0	1/1
تحمل سيکل يخ زدگي	بيش از 50	کمتر از 50 سيکل

نتايج آناليز شيميايي نشان داد مجموع +AL2O3+ SiO2 Fe2O3در خاک¬هاي حاصل از سنگ¬هاي شيل بيشتر از خاک رس است (جدول 2).

جدول 2- مقايسه AL2O3+ SiO2)+ (CaO+ K2O+ SO3) , (Fe2O3و LOI

آناليز شيميايي XRF	خاکهاي رس	سنگهاي معدن و شيل ها
	(% )
AL₂O₃+ SiO₂ + Fe₂O₃	60	80
CaO+ K₂O+ SO₃	بیشتر از %15	کمتر از %9
LOI	15	9

به نظر مي¬رسد بالا بودن ميزان سيليس و آلومينيوم و پايين بودن LOI شيل¬ها نسبت به خاک رس (جدول 2) مهم¬ترين دليل برتري کيفيت آجرهاي شيلي نسبت به آجرهاي رسي است.

مقايسه توزيع اندازه ذرات خاک رس و خاک حاصل از شيل نشان داد در خاک حاصل از شيل بيشترين فراواني را ذراتي با قطر (2/1 تا 063/0) ميلي¬متر (ذرات شن و سيلت) و در خاک رس کشاورزي بيشترين فراواني را ذراتي با قطر کوچکتر از 005/0 ميلي¬متر (ذرات رس) دارا هستند. شکل 1و 2 به ترتيب توزيع اندازه ذرات خاک رسي و خاک حاصل از شيل را نشان مي¬دهند.

شکل1- نمودار ستوني توزيع اندازه ذرات خاکهاي رسي

شکل 2- نمودار ستوني توزيع اندازه ذرات خاک حاصل از شيل

به نظر مي¬رسد برتري آجرهاي شيلي نسبت به آجرهاي رسي از نظر برخي از ويژگي¬ها مانند جذب آب، مقاومت فشاري و تحمل سيکل يخ¬زدگي مربوط به تفاوت در ويژگي¬هاي شيميايي و ويژگي¬هاي فيزيکي از جمله توزيع اندازه ذرات مواد اوليه مورد استفاده براي اين دو نوع آجر باشد. چناچه افزايش درصد اکسيدهاي آهن و آلومينيوم در شيل¬ها نسبت به خاک رس مي¬تواند يکي از دلايل افزايش مقاومت فشاري در آجرهاي شيلي باشد.

کارخانه آجر نماچین با پشتوانه 40 سال تجربه در تولید آجر با استفاده از کادر فنی و مجرب و ماشین آلات و تجهیزات و کوره های اتوماتیک و آزمایشگاه مجهز و واحد تحيق و توسعه& D)   (Rبه عنوان بزرگترین کارخانه تولید کننده آجر نما و کف فرش در ابعاد و رنگهای مختلف و با نشان استاندارد ملی و بین المللی و نیز به عنوان واحد نمونه استاندارد و چهاردهمین برند برتر واحدهای تولیدی با تلاش مستمر و طی یک دوره کار تحقیقاتی موفق شد تا با تغییر مواد اولیه از خاک رس به سنگ های معدنی و شیل ها محصولات جدید خود را مطابق با استاندارد و مناسب جهت پوشش نما و کف فرش تولید نماید. جداول مربوط به ويژگي¬هاي آجرهاي نما، آجرهاي کف فرش و آجرهاي لعابي کارخانه نماچين به پيوست مي¬باشد.

منابع:
1.   برزگر ع. مباني فيزيک خاک. انتشارات. دانشگاه شهيد چمران اهواز. 1380

2.   جعفري هرندي ا و سبحاني ا. آجر شيلي، توليد و بهبود کيفيت محصول ارائه شده به بازار . اولين همايش آجر و بلوک¬هاي سفالي، دانشگاه صنعتي اصفهان. 1386. صفحات:137 تا 145.

3.   مؤسسه استاندارد و تحقيقات صنعتي ايرن. آجر رسي- ويژگي¬ها و روش¬هاي آزمون. 1378

4.   Filgueira R.R. Fournier L.L. Cecilia I.C. Crlati P. and Carcia M.GParticle-size distribution in

soils: A critical study of the fractal model validation. Geoderma 134. 2006.327-334.

5.   Specifications for and classification of brick. Technical notes on brick construction
6.   Standard specification for ceramic glazed structural clay facing tile, facing brick, and solid masonry units.
7.   Standard specification for pedestrian and light traffic paving brick.

جدول ويژگي¬هاي آجر هاي نماي کارخانه نماچين و مقايسه آن¬ها با استانداردهاي ملي ايران

	مقاومت فشاري Kg/cm²))	جذب آب جوش 5 ساعته	املاح محلول	چگالي	هدايت حرارت	تحمل سيکل یخزدگي
		(%)		(g/cm³)	(W/mK)	(تعداد)
فراز T	430	15	5/0	8/1	8/0	50
فراز p	300	14	5/0	2	1/1	50
استاندارد درجه يک	حداقل140	حداکثر18	حداکثر6/0	-	-	50
فرازA	650	9	4/0	2	1/1	50
فرازB	550	11	5/0	9/1	8/0	50
زرين قرمز	650	10	2/0	1/2	3/1	50
استاندارد مهندسي	حداقل350	حداکثر12	حداکثر 6/0	_	_	50
نگين زرد	280	23	5/0	5/1	63/0	50
نگين گلبهي	320	23	5/0	5/1	68/0	50
استاندارد ملي ايران	حداقل120	حداکثر18	حداکثر6/0	-	-	50

جدول ويژگي¬هاي آجر هاي کف¬فرش کارخانه نماچين و مقايسه آن¬ها با استانداردآجر کف فرش آمريکا

	مقاومت فشاري	جذب آب سرد	املاح محلول	چگالي	هدايت حرارتي	تحمل سيکل یخزدگي	ماکزيمم شاخص سايش	طول سايش با ماسه ريز	ضريب گسيختگي
	(Kg/cm²)	(%)		(g/cm³)	(W/mK)	(تعداد)		(mm)	(Kg/cm²)
نمونه استاندارد[1]	حداقل 5/492	حداکثر11	حداکثر 6/0	_	_	50	11/0	حداکثر27	4/103* حداقل
فراز T	800	11	5/0	8/1	8/0	50	09/0	13/20	493
فراز p	800	7/10	5/0	2	1/1	50	1/0	5/21	491
فرازA	950	1/8	4/0	2	1/1	50	07/0	7/14	750
فرازB	900	11	5/0	9/1	8/0	50	08/0	7/24	507
زرين قرمز	950	4/8	2/0	1/2	3/1	50	06/0	5/16	698

[1] مشخصات نمونه استاندارد ( به جز ضريب گسيختگي) از استاندارد آمريکا ) ASTM C 902-07) مربوط به آجر کففرش استخراج شده است.

مشخصات آجر کففرش بر اساس استاندارد آمريکا ) ASTM C 902-07)

حداقل مقاومت فشاري (Kg/cm² )

ماکزيمم شاخص سايش

ماکزيمم طول سايش (mm)

حداکثر جذب آب (%)

حداکثر ضریب اشباع

(A)

کلاس SX

5/492

نوع I

11/0

نوع I

17

کلاس SX

11

کلاس SX

8/0

کلاس MX

4/175

نوع II

25/0

نوع II

27

کلاس MX

17

کلاس MX

بدون محدوديت

کلاس NX

4/175

نوع III

5/0

نوع III

40

کلاس NX

بدون محدوديت

کلاس NX

بدون محدوديت

کلاس SX – آجري که براي استفاده در مکاني در نظر گرفته شده که امکان يخ زدگي آجر هنگام اشباع شدن با آب وجود دارد.

کلاس MX- آجري که براي استفاده در مکاني در نظر گرفته شده که مقاومت در برابر يخ زدگي يک فاکتور نيست. (مکانی که امکان يخ زدگي کمتر وجود دارد).

کلاس NX- آجري که براي استفاده در محيط بيروني در نظر گرفته نشده است و در محيط هاي داخلي ساختمان استفاده ميشود (جاي که هنگام مرطوب شدن از يخ زدگي محافظت ميشود).

نوع I : آجر ي که در معرض سایش شدید باشد.

نوع II- آجر ي که در در معرض سایش متوسط باشد.

نوع III- آجر ي که در در معرض سایش کم باشد.

* اطلاعات مربوط به ضريب گسيختگي نمونه استاندارد از استاندارد ملي ايران (سنگ گرانيت ساخنماني- ويژگيها) استخراج شده است و روش تعيين ضريب گسيختگي براي نمونههاي آجر مطابق با استاندارد ملي ايران (سنگهاي ساختماني_روش آزمون ضريب گسيختگي) ميباشد.

جدول ويژگيهاي آجر لعابي دوبار پخت نماچين و مقايسه آن با استاندارد آجر نما و آجر لعابي آمريکا

		مقاومت فشاري	جذب آب	ضريب اشباع	املاح محلول	تحمل سيکل یخزدگي	چگالي	هدايت حرارت
		(Kg/Cm²)	(%)	(%)	(%)	(تعداد)	(g/cm³)	(W/mK)
آجر نما مطابق با استاندارد آمريکا (ASTM C216)	SW	حداقل 08/211	حداکثر 17	حداکثر 78/0	_	50	_	_
آجر نما مطابق با استاندارد آمريکا (ASTM C216)	MW	حداقل 40/175	حداکثر 22	حداکثر 88/0	_	50	_	_
آجر لعابي مطابق با استاندارد آمريکا(ASTM C126)	Vert.	حداقل 08/211	_	_	_	_	_	_
آجر لعابي مطابق با استاندارد آمريکا(ASTM C126)	Horiz.	حداقل 72/140	_	_	_	_	_	_
آجر لعابي نماچين (دوبار پخت)		550	12	8/0	4/0	50	2	1/1

آجر لعابي دو بار پخت بايد منطبق با استاندارد آجر نما (ASTM C216) و همچنين منطبق با استاندارد آجر لعابي (ASTM C126)باشد.

Sw آجري که در معرض هواديدگي شديد باشد.

Mw آجري که در معرض هواديدگي متوسط باشد.

Vert آجري که به صورت عمودي به کار ميرود و Horiz. آجري که به صورت افقي به کار ميرود.

+ نوشته شده در شنبه بیست و یکم اردیبهشت ۱۳۹۲ ساعت 14:9 توسط مهندس ایمان رستگار |

مقايسه آجرهاي شيلي و آجرهاي رسي

دوشنبه ، 7 آذر 1390 ، 12:58 | آخرین بروز رسانی مطلب در دوشنبه ، 19 دی 1390 ، 08:29 | نوشته شده توسط Administrator |

|

کارخانه آجر نماچين

R& D
Research and Development

مقايسه آجرهاي شيلي و آجرهاي رسي
چکيده
اساسي¬ترين عامل در کيفيت محصول ماده اوليه است. از دير باز تا کنون خاک رس مهم ترين ماده اوليه براي توليد آجر شناخته شده است. اما آجرهاي توليد شده با خاک رس معمولاً داراي کيفيت پاييني هستند و حتي در برخي از ويژگي¬ها مانند درصد جذب آب مطابق با استانداردهاي ملي و بين المللي آجر نمي-باشند. لذا به تازگي براي توليد آجر به جاي خاک رس از مواد ديگري استفاده مي¬شود. هدف از اين مطالعه مقايسه بين برخي از خصوصيات آجرهاي رسي با آجرهاي شيلي و بررسي علل تفاوت بين آنها مي¬باشد. به اين منظور براي بررسي خصوصيات فيزيکي ماده اوليه مورد استفاده جهت توليد آجر، توزيع اندازه ذرات خاک رسي و شيل (پس از آسياب کردن) در دامنه قطر (2/1 تا 001/) ميلي متر توسط الک و هيدرومتر تعيين شد و به منظور بررسي خصوصيات شيميايي ماده اوليه درصد Fe2O3 ، SiO2، Al2O3 و LOI نيز در خاک رسي و خاک حاصل از شيل اندازه¬گيري شد سپس نمونه¬هايي از آجر رسي و آجر شيلي انتخاب و برخي از ويژگي¬ها شامل درصد جذب آب، مقاومت فشاري، درصد مواد محلول و تحمل سيکل يخ زدگي و تلرانس ابعاد براي هر کدام از نمونه¬ها تعيين شدند. نتايج نشان داد آجرهاي شيلي نسبت به آجرهاي رسي به طور معني¬داري درصد جذب آب کمتر و مقاومت فشاري بيشتري دارند همچنين آجرهاي شيلي مي¬توانند بيش از 50 سيکل يخ¬زدگي را تحمل کنند حال¬آنکه آجرهاي رسي توان کمتري نسبت به تحمل اين سيکل دارند. آناليز شيميايي خاک رس و خاک حاصل از شيل نشان داد در صد مجموع Fe2O3 ، SiO2و Al2O3در خاک شيل بيشتر از مجموع درصدFe2O3 ، SiO2و Al2O3در خاک¬هاي رس کشاورزي است همچنين بررسي توزيع اندازه ذرات مواد اوليه نشان داد در خاک حاصل از شيل بيشترين فراواني را ذراتي با قطر (2/1 تا 063/0) ميلي-متر ( ذرات شن و سيلت) و در خاک رس کشاورزي بيشترين فراواني را ذراتي با قطر کوچکتر از 005/0 ميلي¬متر ( ذرات رس) دارا هستند. به نظر مي¬رسد برتري آجرهاي شيلي نسبت به آجرهاي رسي از نظر برخي از ويژگي¬ها مانند جذب آب، تحدب و تقعر، تلرانس ابعاد، مقاومت فشاري و تحمل سيکل يخ¬زدگي مربوط به تفاوت در ويژگي¬هاي فيزيکي و شيميايي مواد اوليه مورد استفاده براي اين دو نوع آجر باشد. چناچه افزايش درصد اکسيدهاي آهن و آلومينيوم در شيل¬ها نسبت به خاک رس مي¬تواند يکي از دلايل افزايش مقاومت فشاري در آجرهاي شيلي باشد.

واژگان کليدي: آجر رسي، آجر شيلي، ويژگي¬هاي آجر و خصوصيات ماده اوليه

مقدمه
مهمترين دليل تنوع محصول را مواد اوليه مصرفي کارخانجات تشکيل مي دهد. در ايران از قديم آجر ها با خاک هاي رسي توليد مي¬شده¬اند اما از آنجا که خاک رسي مناسب در همه¬جا يافت نمي¬شود و خاک¬هاي رسي مورد استفاده معمولاً داراي مقادير زيادي آهک مي¬باشند، در نتيجه آجرهاي ساخته شده از اين خاک-ها مطابق با استاندارد ملي ايران و استاندارد هاي بين المللي نبوده و از کيفيت مناسبي در پوشش نما برخوردار نمي باشد. از چند سال پيش تاکنون در صنعت توليد آجر به تدريج مواد معدني ديگر از جمله شيل¬ها جايگزين رس شده¬اند. در زير برخي ويژگي¬هاي شيل و آجرهاي شيلي آورده شده است:

شيل و ترکيبات سازنده
شيل نوعي سنگ رسوبي است که عمدتاً از دانه¬هاي ريز تشکيل شده است. مشخصه شيل دارابودن صفحات موازي و لايه لايه¬اي است که به سهولت ورقه ورقه مي شوند و ضخامت هر ورقه کمتر ازيک سانتي¬متر است. شيل¬ها عمدتاً ترکيبي از کاني¬هاي رسي و دانه¬هاي کوارتز هستند و رس مهم¬ترين جزء سازنده آنها است. رنگ شيل¬ها معمولاً خاکستري است. ميزان ترکيبات سازنده شيل¬ها تعيين کننده رنگ آنها است. براي مثال شيل¬هاي سياه حاوي ترکيبات کربن¬دار بيشتري هستند. رنگ قرمز در شيل¬ها به علت وجود اکسيد آهن (هماتيت) است. هيدروکسيد¬هاي آهن از جمله گئوتيت و ليمونيت موجود درشيل¬ها به ترتيب باعث ايجاد رنگ قهوه¬اي و زرد مي¬شوند. کاني¬هاي کلريت، بيوتيت و ايلايت در شيل¬ها باعث به وجود آمدن رنگ سبز در آنها مي¬شود.

طبقه¬بندي شيل¬ها:
شيل¬ها را از روي کاني¬هاي موجود در آنها به چهار دسته زير طبقه¬بندي مي¬کنند:

شيل¬هاي سيليسي : قسمت عمده آن از دانه¬هاي ريز کوارتز تشکيل شده است. دانه¬هاي فلدسپات در اينگونه شيل¬ها به¬ندرت ديده مي¬شود ولي سيمان آنها ممکن است آهکي ، گلوکونيتي آهن¬دار و کربن¬دار باشد.

شيل¬هاي فلدسپاتي: اين شيل¬ها را گاهي شيل¬هاي کائولينيتي مي¬نامند و داراي بيش از 10 درصد فلدسپات مي¬باشند و ماتريکس آنها از کائولينيت يا کاني¬هاي رسي تشکيل شده است.

شيل¬هاي کلريتي: اين سنگ¬ها حاوي فلدسپات و کوارتز و ماتريکس کلريتي هستند.

شيل¬هاي ميکادار: در اين¬گونه سنگ¬ها مقدار زيادي ورقه¬هاي ميکا ديده مي¬شودکه غالباً با سريست همراه هستند. رنگ اين شيل¬ها معمولاً خاکستري تا قهوه¬اي است ولي گاهي به رنگ قرمز و سبز نيز ديده مي¬شوند.

محل تشکيل شيل¬ها و منابع آن در ايران
شيل¬ها در مکان¬هايي تشکيل مي¬شوند که سرعت حرکت آب آهسته است و رسوبگذاري به راحتي انجام مي-شود. بنابراين شيل¬ها را عمدتاً مي¬توان در درياچه¬ها، دلتاي رودخانه¬ها و دشت¬هاي رسوبي يافت.
شيل يکي از اصلي¬ترين سنگ¬هاي سازندهاي سنگي ايران است. گسترش واحدهاي شيلي تقريباً در تمام واحدهاي ساختاري کشور ديده مي¬شود. بيشترين گسترش واحدهاي شيلي در منطقه¬ي سنندج - سيرجان قرار دارند. ديگر واحدهاي ساختاري ايران که در آن شيل گسترش فراوان دارد عبارتند از منطقه البرز - آذربايجان و ايران مرکزي.

تفاوت شيل با سنگهاي معدني
تفاوت شيل با سنگهاي معدني در ريز دانه بودن شيل و نحوه تشکيل شيل است. شيل سنگ رسوبي و لايه لايه است که به راحتي اين لايه¬ها از هم جدا مي¬شوند و همچنين شيل¬ها داراي طيف رنگي گسترده¬اي هستند.

برخي ويژگي¬هاي آجرهاي شيلي
مطالعات نشان مي¬دهد آجرهاي شيلي داراي مقاومت فيزيکي و شيميايي بالا، دوام و پايداري، مقاومت حرارتي و دفع رطوبت مي¬باشند (هرندي و سبحاني، 1386) که در زير برخي از اين ويژگي¬ها توضطح داده شده است:

رنگ: رنگ از مهم¬ترين مزاياي آجرهاي شيلي است. مهم¬ترين ويژگي رنگ آجر شيلي طبيعي بودن آن است. لذا رنگ اين آجرها ثابت بوده و با گذشت زمان، افزايش يا کاهش دما و همچنين بارش باران و يا تابش خورشيد تغيير نمي¬کند. سنگ شيل در ابتدا خاکستري تا سياه است که پس از جذب حرارت در کوره به تدريج به رنگ نارنجي روشن و نهايتاً با بالارفتن دماي کوره به رنگ سياه متمايل مي¬شود.

عدم شوره زني: آجر شيلي به علت تفاوت در ترکيبات شيميايي نسبت به آجرهاي سنتي (آجرهاي رسي) جذب آب پاييني دارد، رطوبت را در خود نگه نمي¬دارد و سريعاً آن را دفع مي¬کند لذا احتمال شوره¬زني در اين آجرها کمتر است.

مقاومت فيزيکي و شيميايي: آجرهاي شيلي در برابر اسيدها، بازها، رطوبت، حرارت، سرماي زياد و انجماد کاملاً مقاوم هستند و از ثبات رنگ و کيفيت بالايي در برابر گازها و آلاينده¬هاي موجود در هوا برخوردار مي¬باشند.

هدف از اين مطالعه مقايسه برخي ويژگي¬هاي آجرهاي رسي و شيلي و بررسي اثر ويژگي¬هاي ماده اوليه مورد استفاده بر ويژگي¬هاي اين دو نوع آجر مي¬باشد.
مواد و روشها
به منظور بررسي خصوصيات شيميايي ماده اوليه درصد SiO2،Al2O3 ، Fe2O3، CaO، K2O، SO3 در خاک رسي و خاک حاصل از شيل با استفاده از روش XRF اندازه¬گيري شد. به منظور بررسي خصوصيات فيزيکي ماده اوليه مورد استفاده حهت توليد آجر، توزيع اندازه ذرات خاک رسي و شيل (پس ار آسياب کردن) در دامنه قطر (2/1 تا 001/) ميلي متر توسط الک و هيدرومتر تعيين شد. توزيع اندازه ذرات خاک (اجزاي کوچکتر از 2/1 ميلي¬متر) به روش هيدرومتري به صورت زير انجام گرفت (فيلگويرا و همکاران، 2006): ابتدا موادآلي توسط آب اکسيژنه حذف شد. سپس نمونه¬ها، با کالگون 5 درصد و همزن الکتريکي تيمار شدند و در استوانه¬هاي استاندارد ريخته شده و در زمان¬هاي 67/0، 1، 2، 4، 8، 15، 30، 60 ،120 ،240 ،480 ،720 ، 1440 دقيقه قرائت شدند. سپس قرائت¬ها نسبت به دما و کالگون تصحيح شدند. جهت کاهش خطا، قرائت هيدرومتر در زمان¬هاي 67/0، 1 و 2 دقيقه سه بار تکرار شد و ميانگين قرائت¬ها مورد استفاده قرار گرفت. قطر ذرات در زمان¬هايي که قرائت هيدرومتر صورت گرفته از رابطه¬ي زير محاسبه شد ( برزگر،1380):

(1)

در رابطه فوقd قطر ذره برحسب ميلي¬متر، L عمق مؤثر هيدرومتر برحسب سانتي¬متر، v وسکوزيته برحسب سانتي-پواز،RD جرم ويژه حقيقي خاک بر حسب گرم بر سانتي¬متر مکعب ، چگالي آب و tزمان ته¬نشيني برحسب دقيقه است. سپس 30 نمونه آجر رسي و 30 نمونه آجر شيلي انتخاب و برخي از ويژگي¬ها شامل درصد جذب آب، مقاومت فشاري، درصد مواد محلول، تلرانس ابعاد و تحمل سيکل يخ زدگي براي هر کدام از نمونه¬ها توسط روش¬هاي مؤسسه استاندارد و تحقيقات صنعتي ايران (1387) تعيين شدند.

بحث و نتيجه گيري
نتايج نشان داد آجرهاي شيلي نسبت به آجرهاي رسي به طور معني¬داري درصد جذب آب کمتر و مقاومت فشاري بيشتري دارند همچنين آجرهاي شيلي مي¬توانند بيش از 50 سيکل يخ¬زدگي را تحمل کنند حال¬آنکه آجرهاي رسي توان کمتري نسبت به تحمل اين سيکل دارند ( جدول 1).

جدول 1- مقايسه ميانگين درصد جذب آب، مقاومت فشاري، مواد محلول و تحمل سيکل يخ¬زدگي آجر رسي و آجر شيلي

شاخص کيفيت	آجر شيلي	آجر رسي
جذب آب (%)	16	23
مقاومت فشاري (kg/cm²)	350	230
مواد محلول (%)	4/0	6/0
تلرانس ابعاد (mm)	9/0	1/1
تحمل سيکل يخ زدگي	بيش از 50	کمتر از 50 سيکل

نتايج آناليز شيميايي نشان داد مجموع +AL2O3+ SiO2 Fe2O3در خاک¬هاي حاصل از سنگ¬هاي شيل بيشتر از خاک رس است (جدول 2).

جدول 2- مقايسه AL2O3+ SiO2)+ (CaO+ K2O+ SO3) , (Fe2O3و LOI

آناليز شيميايي XRF	خاکهاي رس	سنگهاي معدن و شيل ها
	(% )
AL₂O₃+ SiO₂ + Fe₂O₃	60	80
CaO+ K₂O+ SO₃	بیشتر از %15	کمتر از %9
LOI	15	9

به نظر مي¬رسد بالا بودن ميزان سيليس و آلومينيوم و پايين بودن LOI شيل¬ها نسبت به خاک رس (جدول 2) مهم¬ترين دليل برتري کيفيت آجرهاي شيلي نسبت به آجرهاي رسي است.

مقايسه توزيع اندازه ذرات خاک رس و خاک حاصل از شيل نشان داد در خاک حاصل از شيل بيشترين فراواني را ذراتي با قطر (2/1 تا 063/0) ميلي¬متر (ذرات شن و سيلت) و در خاک رس کشاورزي بيشترين فراواني را ذراتي با قطر کوچکتر از 005/0 ميلي¬متر (ذرات رس) دارا هستند. شکل 1و 2 به ترتيب توزيع اندازه ذرات خاک رسي و خاک حاصل از شيل را نشان مي¬دهند.

شکل1- نمودار ستوني توزيع اندازه ذرات خاکهاي رسي

شکل 2- نمودار ستوني توزيع اندازه ذرات خاک حاصل از شيل

به نظر مي¬رسد برتري آجرهاي شيلي نسبت به آجرهاي رسي از نظر برخي از ويژگي¬ها مانند جذب آب، مقاومت فشاري و تحمل سيکل يخ¬زدگي مربوط به تفاوت در ويژگي¬هاي شيميايي و ويژگي¬هاي فيزيکي از جمله توزيع اندازه ذرات مواد اوليه مورد استفاده براي اين دو نوع آجر باشد. چناچه افزايش درصد اکسيدهاي آهن و آلومينيوم در شيل¬ها نسبت به خاک رس مي¬تواند يکي از دلايل افزايش مقاومت فشاري در آجرهاي شيلي باشد.

کارخانه آجر نماچین با پشتوانه 40 سال تجربه در تولید آجر با استفاده از کادر فنی و مجرب و ماشین آلات و تجهیزات و کوره های اتوماتیک و آزمایشگاه مجهز و واحد تحيق و توسعه& D)   (Rبه عنوان بزرگترین کارخانه تولید کننده آجر نما و کف فرش در ابعاد و رنگهای مختلف و با نشان استاندارد ملی و بین المللی و نیز به عنوان واحد نمونه استاندارد و چهاردهمین برند برتر واحدهای تولیدی با تلاش مستمر و طی یک دوره کار تحقیقاتی موفق شد تا با تغییر مواد اولیه از خاک رس به سنگ های معدنی و شیل ها محصولات جدید خود را مطابق با استاندارد و مناسب جهت پوشش نما و کف فرش تولید نماید. جداول مربوط به ويژگي¬هاي آجرهاي نما، آجرهاي کف فرش و آجرهاي لعابي کارخانه نماچين به پيوست مي¬باشد.

منابع:
1.   برزگر ع. مباني فيزيک خاک. انتشارات. دانشگاه شهيد چمران اهواز. 1380

2.   جعفري هرندي ا و سبحاني ا. آجر شيلي، توليد و بهبود کيفيت محصول ارائه شده به بازار . اولين همايش آجر و بلوک¬هاي سفالي، دانشگاه صنعتي اصفهان. 1386. صفحات:137 تا 145.

3.   مؤسسه استاندارد و تحقيقات صنعتي ايرن. آجر رسي- ويژگي¬ها و روش¬هاي آزمون. 1378

4.   Filgueira R.R. Fournier L.L. Cecilia I.C. Crlati P. and Carcia M.GParticle-size distribution in

soils: A critical study of the fractal model validation. Geoderma 134. 2006.327-334.

5.   Specifications for and classification of brick. Technical notes on brick construction
6.   Standard specification for ceramic glazed structural clay facing tile, facing brick, and solid masonry units.
7.   Standard specification for pedestrian and light traffic paving brick.

جدول ويژگي¬هاي آجر هاي نماي کارخانه نماچين و مقايسه آن¬ها با استانداردهاي ملي ايران

	مقاومت فشاري Kg/cm²))	جذب آب جوش 5 ساعته	املاح محلول	چگالي	هدايت حرارت	تحمل سيکل یخزدگي
		(%)		(g/cm³)	(W/mK)	(تعداد)
فراز T	430	15	5/0	8/1	8/0	50
فراز p	300	14	5/0	2	1/1	50
استاندارد درجه يک	حداقل140	حداکثر18	حداکثر6/0	-	-	50
فرازA	650	9	4/0	2	1/1	50
فرازB	550	11	5/0	9/1	8/0	50
زرين قرمز	650	10	2/0	1/2	3/1	50
استاندارد مهندسي	حداقل350	حداکثر12	حداکثر 6/0	_	_	50
نگين زرد	280	23	5/0	5/1	63/0	50
نگين گلبهي	320	23	5/0	5/1	68/0	50
استاندارد ملي ايران	حداقل120	حداکثر18	حداکثر6/0	-	-	50

جدول ويژگي¬هاي آجر هاي کف¬فرش کارخانه نماچين و مقايسه آن¬ها با استانداردآجر کف فرش آمريکا

	مقاومت فشاري	جذب آب سرد	املاح محلول	چگالي	هدايت حرارتي	تحمل سيکل یخزدگي	ماکزيمم شاخص سايش	طول سايش با ماسه ريز	ضريب گسيختگي
	(Kg/cm²)	(%)		(g/cm³)	(W/mK)	(تعداد)		(mm)	(Kg/cm²)
نمونه استاندارد[1]	حداقل 5/492	حداکثر11	حداکثر 6/0	_	_	50	11/0	حداکثر27	4/103* حداقل
فراز T	800	11	5/0	8/1	8/0	50	09/0	13/20	493
فراز p	800	7/10	5/0	2	1/1	50	1/0	5/21	491
فرازA	950	1/8	4/0	2	1/1	50	07/0	7/14	750
فرازB	900	11	5/0	9/1	8/0	50	08/0	7/24	507
زرين قرمز	950	4/8	2/0	1/2	3/1	50	06/0	5/16	698

[1] مشخصات نمونه استاندارد ( به جز ضريب گسيختگي) از استاندارد آمريکا ) ASTM C 902-07) مربوط به آجر کففرش استخراج شده است.

مشخصات آجر کففرش بر اساس استاندارد آمريکا ) ASTM C 902-07)

حداقل مقاومت فشاري (Kg/cm² )

ماکزيمم شاخص سايش

ماکزيمم طول سايش (mm)

حداکثر جذب آب (%)

حداکثر ضریب اشباع

(A)

کلاس SX

5/492

نوع I

11/0

نوع I

17

کلاس SX

11

کلاس SX

8/0

کلاس MX

4/175

نوع II

25/0

نوع II

27

کلاس MX

17

کلاس MX

بدون محدوديت

کلاس NX

4/175

نوع III

5/0

نوع III

40

کلاس NX

بدون محدوديت

کلاس NX

بدون محدوديت

کلاس SX – آجري که براي استفاده در مکاني در نظر گرفته شده که امکان يخ زدگي آجر هنگام اشباع شدن با آب وجود دارد.

کلاس MX- آجري که براي استفاده در مکاني در نظر گرفته شده که مقاومت در برابر يخ زدگي يک فاکتور نيست. (مکانی که امکان يخ زدگي کمتر وجود دارد).

کلاس NX- آجري که براي استفاده در محيط بيروني در نظر گرفته نشده است و در محيط هاي داخلي ساختمان استفاده ميشود (جاي که هنگام مرطوب شدن از يخ زدگي محافظت ميشود).

نوع I : آجر ي که در معرض سایش شدید باشد.

نوع II- آجر ي که در در معرض سایش متوسط باشد.

نوع III- آجر ي که در در معرض سایش کم باشد.

* اطلاعات مربوط به ضريب گسيختگي نمونه استاندارد از استاندارد ملي ايران (سنگ گرانيت ساخنماني- ويژگيها) استخراج شده است و روش تعيين ضريب گسيختگي براي نمونههاي آجر مطابق با استاندارد ملي ايران (سنگهاي ساختماني_روش آزمون ضريب گسيختگي) ميباشد.

جدول ويژگيهاي آجر لعابي دوبار پخت نماچين و مقايسه آن با استاندارد آجر نما و آجر لعابي آمريکا

		مقاومت فشاري	جذب آب	ضريب اشباع	املاح محلول	تحمل سيکل یخزدگي	چگالي	هدايت حرارت
		(Kg/Cm²)	(%)	(%)	(%)	(تعداد)	(g/cm³)	(W/mK)
آجر نما مطابق با استاندارد آمريکا (ASTM C216)	SW	حداقل 08/211	حداکثر 17	حداکثر 78/0	_	50	_	_
آجر نما مطابق با استاندارد آمريکا (ASTM C216)	MW	حداقل 40/175	حداکثر 22	حداکثر 88/0	_	50	_	_
آجر لعابي مطابق با استاندارد آمريکا(ASTM C126)	Vert.	حداقل 08/211	_	_	_	_	_	_
آجر لعابي مطابق با استاندارد آمريکا(ASTM C126)	Horiz.	حداقل 72/140	_	_	_	_	_	_
آجر لعابي نماچين (دوبار پخت)		550	12	8/0	4/0	50	2	1/1

آجر لعابي دو بار پخت بايد منطبق با استاندارد آجر نما (ASTM C216) و همچنين منطبق با استاندارد آجر لعابي (ASTM C126)باشد.

Sw آجري که در معرض هواديدگي شديد باشد.

Mw آجري که در معرض هواديدگي متوسط باشد.

Vert آجري که به صورت عمودي به کار ميرود و Horiz. آجري که به صورت افقي به کار ميرود.

+ نوشته شده در شنبه بیست و یکم اردیبهشت ۱۳۹۲ ساعت 14:9 توسط مهندس ایمان رستگار |

مقايسه آجرهاي شيلي و آجرهاي رسي

دوشنبه ، 7 آذر 1390 ، 12:58 | آخرین بروز رسانی مطلب در دوشنبه ، 19 دی 1390 ، 08:29 | نوشته شده توسط Administrator |

|

کارخانه آجر نماچين

R& D
Research and Development

مقايسه آجرهاي شيلي و آجرهاي رسي
چکيده
اساسي¬ترين عامل در کيفيت محصول ماده اوليه است. از دير باز تا کنون خاک رس مهم ترين ماده اوليه براي توليد آجر شناخته شده است. اما آجرهاي توليد شده با خاک رس معمولاً داراي کيفيت پاييني هستند و حتي در برخي از ويژگي¬ها مانند درصد جذب آب مطابق با استانداردهاي ملي و بين المللي آجر نمي-باشند. لذا به تازگي براي توليد آجر به جاي خاک رس از مواد ديگري استفاده مي¬شود. هدف از اين مطالعه مقايسه بين برخي از خصوصيات آجرهاي رسي با آجرهاي شيلي و بررسي علل تفاوت بين آنها مي¬باشد. به اين منظور براي بررسي خصوصيات فيزيکي ماده اوليه مورد استفاده جهت توليد آجر، توزيع اندازه ذرات خاک رسي و شيل (پس از آسياب کردن) در دامنه قطر (2/1 تا 001/) ميلي متر توسط الک و هيدرومتر تعيين شد و به منظور بررسي خصوصيات شيميايي ماده اوليه درصد Fe2O3 ، SiO2، Al2O3 و LOI نيز در خاک رسي و خاک حاصل از شيل اندازه¬گيري شد سپس نمونه¬هايي از آجر رسي و آجر شيلي انتخاب و برخي از ويژگي¬ها شامل درصد جذب آب، مقاومت فشاري، درصد مواد محلول و تحمل سيکل يخ زدگي و تلرانس ابعاد براي هر کدام از نمونه¬ها تعيين شدند. نتايج نشان داد آجرهاي شيلي نسبت به آجرهاي رسي به طور معني¬داري درصد جذب آب کمتر و مقاومت فشاري بيشتري دارند همچنين آجرهاي شيلي مي¬توانند بيش از 50 سيکل يخ¬زدگي را تحمل کنند حال¬آنکه آجرهاي رسي توان کمتري نسبت به تحمل اين سيکل دارند. آناليز شيميايي خاک رس و خاک حاصل از شيل نشان داد در صد مجموع Fe2O3 ، SiO2و Al2O3در خاک شيل بيشتر از مجموع درصدFe2O3 ، SiO2و Al2O3در خاک¬هاي رس کشاورزي است همچنين بررسي توزيع اندازه ذرات مواد اوليه نشان داد در خاک حاصل از شيل بيشترين فراواني را ذراتي با قطر (2/1 تا 063/0) ميلي-متر ( ذرات شن و سيلت) و در خاک رس کشاورزي بيشترين فراواني را ذراتي با قطر کوچکتر از 005/0 ميلي¬متر ( ذرات رس) دارا هستند. به نظر مي¬رسد برتري آجرهاي شيلي نسبت به آجرهاي رسي از نظر برخي از ويژگي¬ها مانند جذب آب، تحدب و تقعر، تلرانس ابعاد، مقاومت فشاري و تحمل سيکل يخ¬زدگي مربوط به تفاوت در ويژگي¬هاي فيزيکي و شيميايي مواد اوليه مورد استفاده براي اين دو نوع آجر باشد. چناچه افزايش درصد اکسيدهاي آهن و آلومينيوم در شيل¬ها نسبت به خاک رس مي¬تواند يکي از دلايل افزايش مقاومت فشاري در آجرهاي شيلي باشد.

واژگان کليدي: آجر رسي، آجر شيلي، ويژگي¬هاي آجر و خصوصيات ماده اوليه

مقدمه
مهمترين دليل تنوع محصول را مواد اوليه مصرفي کارخانجات تشکيل مي دهد. در ايران از قديم آجر ها با خاک هاي رسي توليد مي¬شده¬اند اما از آنجا که خاک رسي مناسب در همه¬جا يافت نمي¬شود و خاک¬هاي رسي مورد استفاده معمولاً داراي مقادير زيادي آهک مي¬باشند، در نتيجه آجرهاي ساخته شده از اين خاک-ها مطابق با استاندارد ملي ايران و استاندارد هاي بين المللي نبوده و از کيفيت مناسبي در پوشش نما برخوردار نمي باشد. از چند سال پيش تاکنون در صنعت توليد آجر به تدريج مواد معدني ديگر از جمله شيل¬ها جايگزين رس شده¬اند. در زير برخي ويژگي¬هاي شيل و آجرهاي شيلي آورده شده است:

شيل و ترکيبات سازنده
شيل نوعي سنگ رسوبي است که عمدتاً از دانه¬هاي ريز تشکيل شده است. مشخصه شيل دارابودن صفحات موازي و لايه لايه¬اي است که به سهولت ورقه ورقه مي شوند و ضخامت هر ورقه کمتر ازيک سانتي¬متر است. شيل¬ها عمدتاً ترکيبي از کاني¬هاي رسي و دانه¬هاي کوارتز هستند و رس مهم¬ترين جزء سازنده آنها است. رنگ شيل¬ها معمولاً خاکستري است. ميزان ترکيبات سازنده شيل¬ها تعيين کننده رنگ آنها است. براي مثال شيل¬هاي سياه حاوي ترکيبات کربن¬دار بيشتري هستند. رنگ قرمز در شيل¬ها به علت وجود اکسيد آهن (هماتيت) است. هيدروکسيد¬هاي آهن از جمله گئوتيت و ليمونيت موجود درشيل¬ها به ترتيب باعث ايجاد رنگ قهوه¬اي و زرد مي¬شوند. کاني¬هاي کلريت، بيوتيت و ايلايت در شيل¬ها باعث به وجود آمدن رنگ سبز در آنها مي¬شود.

طبقه¬بندي شيل¬ها:
شيل¬ها را از روي کاني¬هاي موجود در آنها به چهار دسته زير طبقه¬بندي مي¬کنند:

شيل¬هاي سيليسي : قسمت عمده آن از دانه¬هاي ريز کوارتز تشکيل شده است. دانه¬هاي فلدسپات در اينگونه شيل¬ها به¬ندرت ديده مي¬شود ولي سيمان آنها ممکن است آهکي ، گلوکونيتي آهن¬دار و کربن¬دار باشد.

شيل¬هاي فلدسپاتي: اين شيل¬ها را گاهي شيل¬هاي کائولينيتي مي¬نامند و داراي بيش از 10 درصد فلدسپات مي¬باشند و ماتريکس آنها از کائولينيت يا کاني¬هاي رسي تشکيل شده است.

شيل¬هاي کلريتي: اين سنگ¬ها حاوي فلدسپات و کوارتز و ماتريکس کلريتي هستند.

شيل¬هاي ميکادار: در اين¬گونه سنگ¬ها مقدار زيادي ورقه¬هاي ميکا ديده مي¬شودکه غالباً با سريست همراه هستند. رنگ اين شيل¬ها معمولاً خاکستري تا قهوه¬اي است ولي گاهي به رنگ قرمز و سبز نيز ديده مي¬شوند.

محل تشکيل شيل¬ها و منابع آن در ايران
شيل¬ها در مکان¬هايي تشکيل مي¬شوند که سرعت حرکت آب آهسته است و رسوبگذاري به راحتي انجام مي-شود. بنابراين شيل¬ها را عمدتاً مي¬توان در درياچه¬ها، دلتاي رودخانه¬ها و دشت¬هاي رسوبي يافت.
شيل يکي از اصلي¬ترين سنگ¬هاي سازندهاي سنگي ايران است. گسترش واحدهاي شيلي تقريباً در تمام واحدهاي ساختاري کشور ديده مي¬شود. بيشترين گسترش واحدهاي شيلي در منطقه¬ي سنندج - سيرجان قرار دارند. ديگر واحدهاي ساختاري ايران که در آن شيل گسترش فراوان دارد عبارتند از منطقه البرز - آذربايجان و ايران مرکزي.

تفاوت شيل با سنگهاي معدني
تفاوت شيل با سنگهاي معدني در ريز دانه بودن شيل و نحوه تشکيل شيل است. شيل سنگ رسوبي و لايه لايه است که به راحتي اين لايه¬ها از هم جدا مي¬شوند و همچنين شيل¬ها داراي طيف رنگي گسترده¬اي هستند.

برخي ويژگي¬هاي آجرهاي شيلي
مطالعات نشان مي¬دهد آجرهاي شيلي داراي مقاومت فيزيکي و شيميايي بالا، دوام و پايداري، مقاومت حرارتي و دفع رطوبت مي¬باشند (هرندي و سبحاني، 1386) که در زير برخي از اين ويژگي¬ها توضطح داده شده است:

رنگ: رنگ از مهم¬ترين مزاياي آجرهاي شيلي است. مهم¬ترين ويژگي رنگ آجر شيلي طبيعي بودن آن است. لذا رنگ اين آجرها ثابت بوده و با گذشت زمان، افزايش يا کاهش دما و همچنين بارش باران و يا تابش خورشيد تغيير نمي¬کند. سنگ شيل در ابتدا خاکستري تا سياه است که پس از جذب حرارت در کوره به تدريج به رنگ نارنجي روشن و نهايتاً با بالارفتن دماي کوره به رنگ سياه متمايل مي¬شود.

عدم شوره زني: آجر شيلي به علت تفاوت در ترکيبات شيميايي نسبت به آجرهاي سنتي (آجرهاي رسي) جذب آب پاييني دارد، رطوبت را در خود نگه نمي¬دارد و سريعاً آن را دفع مي¬کند لذا احتمال شوره¬زني در اين آجرها کمتر است.

مقاومت فيزيکي و شيميايي: آجرهاي شيلي در برابر اسيدها، بازها، رطوبت، حرارت، سرماي زياد و انجماد کاملاً مقاوم هستند و از ثبات رنگ و کيفيت بالايي در برابر گازها و آلاينده¬هاي موجود در هوا برخوردار مي¬باشند.

هدف از اين مطالعه مقايسه برخي ويژگي¬هاي آجرهاي رسي و شيلي و بررسي اثر ويژگي¬هاي ماده اوليه مورد استفاده بر ويژگي¬هاي اين دو نوع آجر مي¬باشد.
مواد و روشها
به منظور بررسي خصوصيات شيميايي ماده اوليه درصد SiO2،Al2O3 ، Fe2O3، CaO، K2O، SO3 در خاک رسي و خاک حاصل از شيل با استفاده از روش XRF اندازه¬گيري شد. به منظور بررسي خصوصيات فيزيکي ماده اوليه مورد استفاده حهت توليد آجر، توزيع اندازه ذرات خاک رسي و شيل (پس ار آسياب کردن) در دامنه قطر (2/1 تا 001/) ميلي متر توسط الک و هيدرومتر تعيين شد. توزيع اندازه ذرات خاک (اجزاي کوچکتر از 2/1 ميلي¬متر) به روش هيدرومتري به صورت زير انجام گرفت (فيلگويرا و همکاران، 2006): ابتدا موادآلي توسط آب اکسيژنه حذف شد. سپس نمونه¬ها، با کالگون 5 درصد و همزن الکتريکي تيمار شدند و در استوانه¬هاي استاندارد ريخته شده و در زمان¬هاي 67/0، 1، 2، 4، 8، 15، 30، 60 ،120 ،240 ،480 ،720 ، 1440 دقيقه قرائت شدند. سپس قرائت¬ها نسبت به دما و کالگون تصحيح شدند. جهت کاهش خطا، قرائت هيدرومتر در زمان¬هاي 67/0، 1 و 2 دقيقه سه بار تکرار شد و ميانگين قرائت¬ها مورد استفاده قرار گرفت. قطر ذرات در زمان¬هايي که قرائت هيدرومتر صورت گرفته از رابطه¬ي زير محاسبه شد ( برزگر،1380):

(1)

در رابطه فوقd قطر ذره برحسب ميلي¬متر، L عمق مؤثر هيدرومتر برحسب سانتي¬متر، v وسکوزيته برحسب سانتي-پواز،RD جرم ويژه حقيقي خاک بر حسب گرم بر سانتي¬متر مکعب ، چگالي آب و tزمان ته¬نشيني برحسب دقيقه است. سپس 30 نمونه آجر رسي و 30 نمونه آجر شيلي انتخاب و برخي از ويژگي¬ها شامل درصد جذب آب، مقاومت فشاري، درصد مواد محلول، تلرانس ابعاد و تحمل سيکل يخ زدگي براي هر کدام از نمونه¬ها توسط روش¬هاي مؤسسه استاندارد و تحقيقات صنعتي ايران (1387) تعيين شدند.

بحث و نتيجه گيري
نتايج نشان داد آجرهاي شيلي نسبت به آجرهاي رسي به طور معني¬داري درصد جذب آب کمتر و مقاومت فشاري بيشتري دارند همچنين آجرهاي شيلي مي¬توانند بيش از 50 سيکل يخ¬زدگي را تحمل کنند حال¬آنکه آجرهاي رسي توان کمتري نسبت به تحمل اين سيکل دارند ( جدول 1).

جدول 1- مقايسه ميانگين درصد جذب آب، مقاومت فشاري، مواد محلول و تحمل سيکل يخ¬زدگي آجر رسي و آجر شيلي

شاخص کيفيت	آجر شيلي	آجر رسي
جذب آب (%)	16	23
مقاومت فشاري (kg/cm²)	350	230
مواد محلول (%)	4/0	6/0
تلرانس ابعاد (mm)	9/0	1/1
تحمل سيکل يخ زدگي	بيش از 50	کمتر از 50 سيکل

نتايج آناليز شيميايي نشان داد مجموع +AL2O3+ SiO2 Fe2O3در خاک¬هاي حاصل از سنگ¬هاي شيل بيشتر از خاک رس است (جدول 2).

جدول 2- مقايسه AL2O3+ SiO2)+ (CaO+ K2O+ SO3) , (Fe2O3و LOI

آناليز شيميايي XRF	خاکهاي رس	سنگهاي معدن و شيل ها
	(% )
AL₂O₃+ SiO₂ + Fe₂O₃	60	80
CaO+ K₂O+ SO₃	بیشتر از %15	کمتر از %9
LOI	15	9

به نظر مي¬رسد بالا بودن ميزان سيليس و آلومينيوم و پايين بودن LOI شيل¬ها نسبت به خاک رس (جدول 2) مهم¬ترين دليل برتري کيفيت آجرهاي شيلي نسبت به آجرهاي رسي است.

مقايسه توزيع اندازه ذرات خاک رس و خاک حاصل از شيل نشان داد در خاک حاصل از شيل بيشترين فراواني را ذراتي با قطر (2/1 تا 063/0) ميلي¬متر (ذرات شن و سيلت) و در خاک رس کشاورزي بيشترين فراواني را ذراتي با قطر کوچکتر از 005/0 ميلي¬متر (ذرات رس) دارا هستند. شکل 1و 2 به ترتيب توزيع اندازه ذرات خاک رسي و خاک حاصل از شيل را نشان مي¬دهند.

شکل1- نمودار ستوني توزيع اندازه ذرات خاکهاي رسي

شکل 2- نمودار ستوني توزيع اندازه ذرات خاک حاصل از شيل

به نظر مي¬رسد برتري آجرهاي شيلي نسبت به آجرهاي رسي از نظر برخي از ويژگي¬ها مانند جذب آب، مقاومت فشاري و تحمل سيکل يخ¬زدگي مربوط به تفاوت در ويژگي¬هاي شيميايي و ويژگي¬هاي فيزيکي از جمله توزيع اندازه ذرات مواد اوليه مورد استفاده براي اين دو نوع آجر باشد. چناچه افزايش درصد اکسيدهاي آهن و آلومينيوم در شيل¬ها نسبت به خاک رس مي¬تواند يکي از دلايل افزايش مقاومت فشاري در آجرهاي شيلي باشد.

کارخانه آجر نماچین با پشتوانه 40 سال تجربه در تولید آجر با استفاده از کادر فنی و مجرب و ماشین آلات و تجهیزات و کوره های اتوماتیک و آزمایشگاه مجهز و واحد تحيق و توسعه& D)   (Rبه عنوان بزرگترین کارخانه تولید کننده آجر نما و کف فرش در ابعاد و رنگهای مختلف و با نشان استاندارد ملی و بین المللی و نیز به عنوان واحد نمونه استاندارد و چهاردهمین برند برتر واحدهای تولیدی با تلاش مستمر و طی یک دوره کار تحقیقاتی موفق شد تا با تغییر مواد اولیه از خاک رس به سنگ های معدنی و شیل ها محصولات جدید خود را مطابق با استاندارد و مناسب جهت پوشش نما و کف فرش تولید نماید. جداول مربوط به ويژگي¬هاي آجرهاي نما، آجرهاي کف فرش و آجرهاي لعابي کارخانه نماچين به پيوست مي¬باشد.

منابع:
1.   برزگر ع. مباني فيزيک خاک. انتشارات. دانشگاه شهيد چمران اهواز. 1380

2.   جعفري هرندي ا و سبحاني ا. آجر شيلي، توليد و بهبود کيفيت محصول ارائه شده به بازار . اولين همايش آجر و بلوک¬هاي سفالي، دانشگاه صنعتي اصفهان. 1386. صفحات:137 تا 145.

3.   مؤسسه استاندارد و تحقيقات صنعتي ايرن. آجر رسي- ويژگي¬ها و روش¬هاي آزمون. 1378

4.   Filgueira R.R. Fournier L.L. Cecilia I.C. Crlati P. and Carcia M.GParticle-size distribution in

soils: A critical study of the fractal model validation. Geoderma 134. 2006.327-334.

5.   Specifications for and classification of brick. Technical notes on brick construction
6.   Standard specification for ceramic glazed structural clay facing tile, facing brick, and solid masonry units.
7.   Standard specification for pedestrian and light traffic paving brick.

جدول ويژگي¬هاي آجر هاي نماي کارخانه نماچين و مقايسه آن¬ها با استانداردهاي ملي ايران

	مقاومت فشاري Kg/cm²))	جذب آب جوش 5 ساعته	املاح محلول	چگالي	هدايت حرارت	تحمل سيکل یخزدگي
		(%)		(g/cm³)	(W/mK)	(تعداد)
فراز T	430	15	5/0	8/1	8/0	50
فراز p	300	14	5/0	2	1/1	50
استاندارد درجه يک	حداقل140	حداکثر18	حداکثر6/0	-	-	50
فرازA	650	9	4/0	2	1/1	50
فرازB	550	11	5/0	9/1	8/0	50
زرين قرمز	650	10	2/0	1/2	3/1	50
استاندارد مهندسي	حداقل350	حداکثر12	حداکثر 6/0	_	_	50
نگين زرد	280	23	5/0	5/1	63/0	50
نگين گلبهي	320	23	5/0	5/1	68/0	50
استاندارد ملي ايران	حداقل120	حداکثر18	حداکثر6/0	-	-	50

جدول ويژگي¬هاي آجر هاي کف¬فرش کارخانه نماچين و مقايسه آن¬ها با استانداردآجر کف فرش آمريکا

	مقاومت فشاري	جذب آب سرد	املاح محلول	چگالي	هدايت حرارتي	تحمل سيکل یخزدگي	ماکزيمم شاخص سايش	طول سايش با ماسه ريز	ضريب گسيختگي
	(Kg/cm²)	(%)		(g/cm³)	(W/mK)	(تعداد)		(mm)	(Kg/cm²)
نمونه استاندارد[1]	حداقل 5/492	حداکثر11	حداکثر 6/0	_	_	50	11/0	حداکثر27	4/103* حداقل
فراز T	800	11	5/0	8/1	8/0	50	09/0	13/20	493
فراز p	800	7/10	5/0	2	1/1	50	1/0	5/21	491
فرازA	950	1/8	4/0	2	1/1	50	07/0	7/14	750
فرازB	900	11	5/0	9/1	8/0	50	08/0	7/24	507
زرين قرمز	950	4/8	2/0	1/2	3/1	50	06/0	5/16	698

[1] مشخصات نمونه استاندارد ( به جز ضريب گسيختگي) از استاندارد آمريکا ) ASTM C 902-07) مربوط به آجر کففرش استخراج شده است.

مشخصات آجر کففرش بر اساس استاندارد آمريکا ) ASTM C 902-07)

حداقل مقاومت فشاري (Kg/cm² )

ماکزيمم شاخص سايش

ماکزيمم طول سايش (mm)

حداکثر جذب آب (%)

حداکثر ضریب اشباع

(A)

کلاس SX

5/492

نوع I

11/0

نوع I

17

کلاس SX

11

کلاس SX

8/0

کلاس MX

4/175

نوع II

25/0

نوع II

27

کلاس MX

17

کلاس MX

بدون محدوديت

کلاس NX

4/175

نوع III

5/0

نوع III

40

کلاس NX

بدون محدوديت

کلاس NX

بدون محدوديت

کلاس SX – آجري که براي استفاده در مکاني در نظر گرفته شده که امکان يخ زدگي آجر هنگام اشباع شدن با آب وجود دارد.

کلاس MX- آجري که براي استفاده در مکاني در نظر گرفته شده که مقاومت در برابر يخ زدگي يک فاکتور نيست. (مکانی که امکان يخ زدگي کمتر وجود دارد).

کلاس NX- آجري که براي استفاده در محيط بيروني در نظر گرفته نشده است و در محيط هاي داخلي ساختمان استفاده ميشود (جاي که هنگام مرطوب شدن از يخ زدگي محافظت ميشود).

نوع I : آجر ي که در معرض سایش شدید باشد.

نوع II- آجر ي که در در معرض سایش متوسط باشد.

نوع III- آجر ي که در در معرض سایش کم باشد.

* اطلاعات مربوط به ضريب گسيختگي نمونه استاندارد از استاندارد ملي ايران (سنگ گرانيت ساخنماني- ويژگيها) استخراج شده است و روش تعيين ضريب گسيختگي براي نمونههاي آجر مطابق با استاندارد ملي ايران (سنگهاي ساختماني_روش آزمون ضريب گسيختگي) ميباشد.

جدول ويژگيهاي آجر لعابي دوبار پخت نماچين و مقايسه آن با استاندارد آجر نما و آجر لعابي آمريکا

		مقاومت فشاري	جذب آب	ضريب اشباع	املاح محلول	تحمل سيکل یخزدگي	چگالي	هدايت حرارت
		(Kg/Cm²)	(%)	(%)	(%)	(تعداد)	(g/cm³)	(W/mK)
آجر نما مطابق با استاندارد آمريکا (ASTM C216)	SW	حداقل 08/211	حداکثر 17	حداکثر 78/0	_	50	_	_
آجر نما مطابق با استاندارد آمريکا (ASTM C216)	MW	حداقل 40/175	حداکثر 22	حداکثر 88/0	_	50	_	_
آجر لعابي مطابق با استاندارد آمريکا(ASTM C126)	Vert.	حداقل 08/211	_	_	_	_	_	_
آجر لعابي مطابق با استاندارد آمريکا(ASTM C126)	Horiz.	حداقل 72/140	_	_	_	_	_	_
آجر لعابي نماچين (دوبار پخت)		550	12	8/0	4/0	50	2	1/1

آجر لعابي دو بار پخت بايد منطبق با استاندارد آجر نما (ASTM C216) و همچنين منطبق با استاندارد آجر لعابي (ASTM C126)باشد.

Sw آجري که در معرض هواديدگي شديد باشد.

Mw آجري که در معرض هواديدگي متوسط باشد.

Vert آجري که به صورت عمودي به کار ميرود و Horiz. آجري که به صورت افقي به کار ميرود.

+ نوشته شده در شنبه بیست و یکم اردیبهشت ۱۳۹۲ ساعت 14:9 توسط مهندس ایمان رستگار |

مقايسه آجرهاي شيلي و آجرهاي رسي

دوشنبه ، 7 آذر 1390 ، 12:58 | آخرین بروز رسانی مطلب در دوشنبه ، 19 دی 1390 ، 08:29 | نوشته شده توسط Administrator |

|

کارخانه آجر نماچين

R& D
Research and Development

مقايسه آجرهاي شيلي و آجرهاي رسي
چکيده
اساسي¬ترين عامل در کيفيت محصول ماده اوليه است. از دير باز تا کنون خاک رس مهم ترين ماده اوليه براي توليد آجر شناخته شده است. اما آجرهاي توليد شده با خاک رس معمولاً داراي کيفيت پاييني هستند و حتي در برخي از ويژگي¬ها مانند درصد جذب آب مطابق با استانداردهاي ملي و بين المللي آجر نمي-باشند. لذا به تازگي براي توليد آجر به جاي خاک رس از مواد ديگري استفاده مي¬شود. هدف از اين مطالعه مقايسه بين برخي از خصوصيات آجرهاي رسي با آجرهاي شيلي و بررسي علل تفاوت بين آنها مي¬باشد. به اين منظور براي بررسي خصوصيات فيزيکي ماده اوليه مورد استفاده جهت توليد آجر، توزيع اندازه ذرات خاک رسي و شيل (پس از آسياب کردن) در دامنه قطر (2/1 تا 001/) ميلي متر توسط الک و هيدرومتر تعيين شد و به منظور بررسي خصوصيات شيميايي ماده اوليه درصد Fe2O3 ، SiO2، Al2O3 و LOI نيز در خاک رسي و خاک حاصل از شيل اندازه¬گيري شد سپس نمونه¬هايي از آجر رسي و آجر شيلي انتخاب و برخي از ويژگي¬ها شامل درصد جذب آب، مقاومت فشاري، درصد مواد محلول و تحمل سيکل يخ زدگي و تلرانس ابعاد براي هر کدام از نمونه¬ها تعيين شدند. نتايج نشان داد آجرهاي شيلي نسبت به آجرهاي رسي به طور معني¬داري درصد جذب آب کمتر و مقاومت فشاري بيشتري دارند همچنين آجرهاي شيلي مي¬توانند بيش از 50 سيکل يخ¬زدگي را تحمل کنند حال¬آنکه آجرهاي رسي توان کمتري نسبت به تحمل اين سيکل دارند. آناليز شيميايي خاک رس و خاک حاصل از شيل نشان داد در صد مجموع Fe2O3 ، SiO2و Al2O3در خاک شيل بيشتر از مجموع درصدFe2O3 ، SiO2و Al2O3در خاک¬هاي رس کشاورزي است همچنين بررسي توزيع اندازه ذرات مواد اوليه نشان داد در خاک حاصل از شيل بيشترين فراواني را ذراتي با قطر (2/1 تا 063/0) ميلي-متر ( ذرات شن و سيلت) و در خاک رس کشاورزي بيشترين فراواني را ذراتي با قطر کوچکتر از 005/0 ميلي¬متر ( ذرات رس) دارا هستند. به نظر مي¬رسد برتري آجرهاي شيلي نسبت به آجرهاي رسي از نظر برخي از ويژگي¬ها مانند جذب آب، تحدب و تقعر، تلرانس ابعاد، مقاومت فشاري و تحمل سيکل يخ¬زدگي مربوط به تفاوت در ويژگي¬هاي فيزيکي و شيميايي مواد اوليه مورد استفاده براي اين دو نوع آجر باشد. چناچه افزايش درصد اکسيدهاي آهن و آلومينيوم در شيل¬ها نسبت به خاک رس مي¬تواند يکي از دلايل افزايش مقاومت فشاري در آجرهاي شيلي باشد.

واژگان کليدي: آجر رسي، آجر شيلي، ويژگي¬هاي آجر و خصوصيات ماده اوليه

مقدمه
مهمترين دليل تنوع محصول را مواد اوليه مصرفي کارخانجات تشکيل مي دهد. در ايران از قديم آجر ها با خاک هاي رسي توليد مي¬شده¬اند اما از آنجا که خاک رسي مناسب در همه¬جا يافت نمي¬شود و خاک¬هاي رسي مورد استفاده معمولاً داراي مقادير زيادي آهک مي¬باشند، در نتيجه آجرهاي ساخته شده از اين خاک-ها مطابق با استاندارد ملي ايران و استاندارد هاي بين المللي نبوده و از کيفيت مناسبي در پوشش نما برخوردار نمي باشد. از چند سال پيش تاکنون در صنعت توليد آجر به تدريج مواد معدني ديگر از جمله شيل¬ها جايگزين رس شده¬اند. در زير برخي ويژگي¬هاي شيل و آجرهاي شيلي آورده شده است:

شيل و ترکيبات سازنده
شيل نوعي سنگ رسوبي است که عمدتاً از دانه¬هاي ريز تشکيل شده است. مشخصه شيل دارابودن صفحات موازي و لايه لايه¬اي است که به سهولت ورقه ورقه مي شوند و ضخامت هر ورقه کمتر ازيک سانتي¬متر است. شيل¬ها عمدتاً ترکيبي از کاني¬هاي رسي و دانه¬هاي کوارتز هستند و رس مهم¬ترين جزء سازنده آنها است. رنگ شيل¬ها معمولاً خاکستري است. ميزان ترکيبات سازنده شيل¬ها تعيين کننده رنگ آنها است. براي مثال شيل¬هاي سياه حاوي ترکيبات کربن¬دار بيشتري هستند. رنگ قرمز در شيل¬ها به علت وجود اکسيد آهن (هماتيت) است. هيدروکسيد¬هاي آهن از جمله گئوتيت و ليمونيت موجود درشيل¬ها به ترتيب باعث ايجاد رنگ قهوه¬اي و زرد مي¬شوند. کاني¬هاي کلريت، بيوتيت و ايلايت در شيل¬ها باعث به وجود آمدن رنگ سبز در آنها مي¬شود.

طبقه¬بندي شيل¬ها:
شيل¬ها را از روي کاني¬هاي موجود در آنها به چهار دسته زير طبقه¬بندي مي¬کنند:

شيل¬هاي سيليسي : قسمت عمده آن از دانه¬هاي ريز کوارتز تشکيل شده است. دانه¬هاي فلدسپات در اينگونه شيل¬ها به¬ندرت ديده مي¬شود ولي سيمان آنها ممکن است آهکي ، گلوکونيتي آهن¬دار و کربن¬دار باشد.

شيل¬هاي فلدسپاتي: اين شيل¬ها را گاهي شيل¬هاي کائولينيتي مي¬نامند و داراي بيش از 10 درصد فلدسپات مي¬باشند و ماتريکس آنها از کائولينيت يا کاني¬هاي رسي تشکيل شده است.

شيل¬هاي کلريتي: اين سنگ¬ها حاوي فلدسپات و کوارتز و ماتريکس کلريتي هستند.

شيل¬هاي ميکادار: در اين¬گونه سنگ¬ها مقدار زيادي ورقه¬هاي ميکا ديده مي¬شودکه غالباً با سريست همراه هستند. رنگ اين شيل¬ها معمولاً خاکستري تا قهوه¬اي است ولي گاهي به رنگ قرمز و سبز نيز ديده مي¬شوند.

محل تشکيل شيل¬ها و منابع آن در ايران
شيل¬ها در مکان¬هايي تشکيل مي¬شوند که سرعت حرکت آب آهسته است و رسوبگذاري به راحتي انجام مي-شود. بنابراين شيل¬ها را عمدتاً مي¬توان در درياچه¬ها، دلتاي رودخانه¬ها و دشت¬هاي رسوبي يافت.
شيل يکي از اصلي¬ترين سنگ¬هاي سازندهاي سنگي ايران است. گسترش واحدهاي شيلي تقريباً در تمام واحدهاي ساختاري کشور ديده مي¬شود. بيشترين گسترش واحدهاي شيلي در منطقه¬ي سنندج - سيرجان قرار دارند. ديگر واحدهاي ساختاري ايران که در آن شيل گسترش فراوان دارد عبارتند از منطقه البرز - آذربايجان و ايران مرکزي.

تفاوت شيل با سنگهاي معدني
تفاوت شيل با سنگهاي معدني در ريز دانه بودن شيل و نحوه تشکيل شيل است. شيل سنگ رسوبي و لايه لايه است که به راحتي اين لايه¬ها از هم جدا مي¬شوند و همچنين شيل¬ها داراي طيف رنگي گسترده¬اي هستند.

برخي ويژگي¬هاي آجرهاي شيلي
مطالعات نشان مي¬دهد آجرهاي شيلي داراي مقاومت فيزيکي و شيميايي بالا، دوام و پايداري، مقاومت حرارتي و دفع رطوبت مي¬باشند (هرندي و سبحاني، 1386) که در زير برخي از اين ويژگي¬ها توضطح داده شده است:

رنگ: رنگ از مهم¬ترين مزاياي آجرهاي شيلي است. مهم¬ترين ويژگي رنگ آجر شيلي طبيعي بودن آن است. لذا رنگ اين آجرها ثابت بوده و با گذشت زمان، افزايش يا کاهش دما و همچنين بارش باران و يا تابش خورشيد تغيير نمي¬کند. سنگ شيل در ابتدا خاکستري تا سياه است که پس از جذب حرارت در کوره به تدريج به رنگ نارنجي روشن و نهايتاً با بالارفتن دماي کوره به رنگ سياه متمايل مي¬شود.

عدم شوره زني: آجر شيلي به علت تفاوت در ترکيبات شيميايي نسبت به آجرهاي سنتي (آجرهاي رسي) جذب آب پاييني دارد، رطوبت را در خود نگه نمي¬دارد و سريعاً آن را دفع مي¬کند لذا احتمال شوره¬زني در اين آجرها کمتر است.

مقاومت فيزيکي و شيميايي: آجرهاي شيلي در برابر اسيدها، بازها، رطوبت، حرارت، سرماي زياد و انجماد کاملاً مقاوم هستند و از ثبات رنگ و کيفيت بالايي در برابر گازها و آلاينده¬هاي موجود در هوا برخوردار مي¬باشند.

هدف از اين مطالعه مقايسه برخي ويژگي¬هاي آجرهاي رسي و شيلي و بررسي اثر ويژگي¬هاي ماده اوليه مورد استفاده بر ويژگي¬هاي اين دو نوع آجر مي¬باشد.
مواد و روشها
به منظور بررسي خصوصيات شيميايي ماده اوليه درصد SiO2،Al2O3 ، Fe2O3، CaO، K2O، SO3 در خاک رسي و خاک حاصل از شيل با استفاده از روش XRF اندازه¬گيري شد. به منظور بررسي خصوصيات فيزيکي ماده اوليه مورد استفاده حهت توليد آجر، توزيع اندازه ذرات خاک رسي و شيل (پس ار آسياب کردن) در دامنه قطر (2/1 تا 001/) ميلي متر توسط الک و هيدرومتر تعيين شد. توزيع اندازه ذرات خاک (اجزاي کوچکتر از 2/1 ميلي¬متر) به روش هيدرومتري به صورت زير انجام گرفت (فيلگويرا و همکاران، 2006): ابتدا موادآلي توسط آب اکسيژنه حذف شد. سپس نمونه¬ها، با کالگون 5 درصد و همزن الکتريکي تيمار شدند و در استوانه¬هاي استاندارد ريخته شده و در زمان¬هاي 67/0، 1، 2، 4، 8، 15، 30، 60 ،120 ،240 ،480 ،720 ، 1440 دقيقه قرائت شدند. سپس قرائت¬ها نسبت به دما و کالگون تصحيح شدند. جهت کاهش خطا، قرائت هيدرومتر در زمان¬هاي 67/0، 1 و 2 دقيقه سه بار تکرار شد و ميانگين قرائت¬ها مورد استفاده قرار گرفت. قطر ذرات در زمان¬هايي که قرائت هيدرومتر صورت گرفته از رابطه¬ي زير محاسبه شد ( برزگر،1380):

(1)

در رابطه فوقd قطر ذره برحسب ميلي¬متر، L عمق مؤثر هيدرومتر برحسب سانتي¬متر، v وسکوزيته برحسب سانتي-پواز،RD جرم ويژه حقيقي خاک بر حسب گرم بر سانتي¬متر مکعب ، چگالي آب و tزمان ته¬نشيني برحسب دقيقه است. سپس 30 نمونه آجر رسي و 30 نمونه آجر شيلي انتخاب و برخي از ويژگي¬ها شامل درصد جذب آب، مقاومت فشاري، درصد مواد محلول، تلرانس ابعاد و تحمل سيکل يخ زدگي براي هر کدام از نمونه¬ها توسط روش¬هاي مؤسسه استاندارد و تحقيقات صنعتي ايران (1387) تعيين شدند.

بحث و نتيجه گيري
نتايج نشان داد آجرهاي شيلي نسبت به آجرهاي رسي به طور معني¬داري درصد جذب آب کمتر و مقاومت فشاري بيشتري دارند همچنين آجرهاي شيلي مي¬توانند بيش از 50 سيکل يخ¬زدگي را تحمل کنند حال¬آنکه آجرهاي رسي توان کمتري نسبت به تحمل اين سيکل دارند ( جدول 1).

جدول 1- مقايسه ميانگين درصد جذب آب، مقاومت فشاري، مواد محلول و تحمل سيکل يخ¬زدگي آجر رسي و آجر شيلي

شاخص کيفيت	آجر شيلي	آجر رسي
جذب آب (%)	16	23
مقاومت فشاري (kg/cm²)	350	230
مواد محلول (%)	4/0	6/0
تلرانس ابعاد (mm)	9/0	1/1
تحمل سيکل يخ زدگي	بيش از 50	کمتر از 50 سيکل

نتايج آناليز شيميايي نشان داد مجموع +AL2O3+ SiO2 Fe2O3در خاک¬هاي حاصل از سنگ¬هاي شيل بيشتر از خاک رس است (جدول 2).

جدول 2- مقايسه AL2O3+ SiO2)+ (CaO+ K2O+ SO3) , (Fe2O3و LOI

آناليز شيميايي XRF	خاکهاي رس	سنگهاي معدن و شيل ها
	(% )
AL₂O₃+ SiO₂ + Fe₂O₃	60	80
CaO+ K₂O+ SO₃	بیشتر از %15	کمتر از %9
LOI	15	9

به نظر مي¬رسد بالا بودن ميزان سيليس و آلومينيوم و پايين بودن LOI شيل¬ها نسبت به خاک رس (جدول 2) مهم¬ترين دليل برتري کيفيت آجرهاي شيلي نسبت به آجرهاي رسي است.

مقايسه توزيع اندازه ذرات خاک رس و خاک حاصل از شيل نشان داد در خاک حاصل از شيل بيشترين فراواني را ذراتي با قطر (2/1 تا 063/0) ميلي¬متر (ذرات شن و سيلت) و در خاک رس کشاورزي بيشترين فراواني را ذراتي با قطر کوچکتر از 005/0 ميلي¬متر (ذرات رس) دارا هستند. شکل 1و 2 به ترتيب توزيع اندازه ذرات خاک رسي و خاک حاصل از شيل را نشان مي¬دهند.

شکل1- نمودار ستوني توزيع اندازه ذرات خاکهاي رسي

شکل 2- نمودار ستوني توزيع اندازه ذرات خاک حاصل از شيل

به نظر مي¬رسد برتري آجرهاي شيلي نسبت به آجرهاي رسي از نظر برخي از ويژگي¬ها مانند جذب آب، مقاومت فشاري و تحمل سيکل يخ¬زدگي مربوط به تفاوت در ويژگي¬هاي شيميايي و ويژگي¬هاي فيزيکي از جمله توزيع اندازه ذرات مواد اوليه مورد استفاده براي اين دو نوع آجر باشد. چناچه افزايش درصد اکسيدهاي آهن و آلومينيوم در شيل¬ها نسبت به خاک رس مي¬تواند يکي از دلايل افزايش مقاومت فشاري در آجرهاي شيلي باشد.

کارخانه آجر نماچین با پشتوانه 40 سال تجربه در تولید آجر با استفاده از کادر فنی و مجرب و ماشین آلات و تجهیزات و کوره های اتوماتیک و آزمایشگاه مجهز و واحد تحيق و توسعه& D)   (Rبه عنوان بزرگترین کارخانه تولید کننده آجر نما و کف فرش در ابعاد و رنگهای مختلف و با نشان استاندارد ملی و بین المللی و نیز به عنوان واحد نمونه استاندارد و چهاردهمین برند برتر واحدهای تولیدی با تلاش مستمر و طی یک دوره کار تحقیقاتی موفق شد تا با تغییر مواد اولیه از خاک رس به سنگ های معدنی و شیل ها محصولات جدید خود را مطابق با استاندارد و مناسب جهت پوشش نما و کف فرش تولید نماید. جداول مربوط به ويژگي¬هاي آجرهاي نما، آجرهاي کف فرش و آجرهاي لعابي کارخانه نماچين به پيوست مي¬باشد.

منابع:
1.   برزگر ع. مباني فيزيک خاک. انتشارات. دانشگاه شهيد چمران اهواز. 1380

2.   جعفري هرندي ا و سبحاني ا. آجر شيلي، توليد و بهبود کيفيت محصول ارائه شده به بازار . اولين همايش آجر و بلوک¬هاي سفالي، دانشگاه صنعتي اصفهان. 1386. صفحات:137 تا 145.

3.   مؤسسه استاندارد و تحقيقات صنعتي ايرن. آجر رسي- ويژگي¬ها و روش¬هاي آزمون. 1378

4.   Filgueira R.R. Fournier L.L. Cecilia I.C. Crlati P. and Carcia M.GParticle-size distribution in

soils: A critical study of the fractal model validation. Geoderma 134. 2006.327-334.

5.   Specifications for and classification of brick. Technical notes on brick construction
6.   Standard specification for ceramic glazed structural clay facing tile, facing brick, and solid masonry units.
7.   Standard specification for pedestrian and light traffic paving brick.

جدول ويژگي¬هاي آجر هاي نماي کارخانه نماچين و مقايسه آن¬ها با استانداردهاي ملي ايران

	مقاومت فشاري Kg/cm²))	جذب آب جوش 5 ساعته	املاح محلول	چگالي	هدايت حرارت	تحمل سيکل یخزدگي
		(%)		(g/cm³)	(W/mK)	(تعداد)
فراز T	430	15	5/0	8/1	8/0	50
فراز p	300	14	5/0	2	1/1	50
استاندارد درجه يک	حداقل140	حداکثر18	حداکثر6/0	-	-	50
فرازA	650	9	4/0	2	1/1	50
فرازB	550	11	5/0	9/1	8/0	50
زرين قرمز	650	10	2/0	1/2	3/1	50
استاندارد مهندسي	حداقل350	حداکثر12	حداکثر 6/0	_	_	50
نگين زرد	280	23	5/0	5/1	63/0	50
نگين گلبهي	320	23	5/0	5/1	68/0	50
استاندارد ملي ايران	حداقل120	حداکثر18	حداکثر6/0	-	-	50

جدول ويژگي¬هاي آجر هاي کف¬فرش کارخانه نماچين و مقايسه آن¬ها با استانداردآجر کف فرش آمريکا

	مقاومت فشاري	جذب آب سرد	املاح محلول	چگالي	هدايت حرارتي	تحمل سيکل یخزدگي	ماکزيمم شاخص سايش	طول سايش با ماسه ريز	ضريب گسيختگي
	(Kg/cm²)	(%)		(g/cm³)	(W/mK)	(تعداد)		(mm)	(Kg/cm²)
نمونه استاندارد[1]	حداقل 5/492	حداکثر11	حداکثر 6/0	_	_	50	11/0	حداکثر27	4/103* حداقل
فراز T	800	11	5/0	8/1	8/0	50	09/0	13/20	493
فراز p	800	7/10	5/0	2	1/1	50	1/0	5/21	491
فرازA	950	1/8	4/0	2	1/1	50	07/0	7/14	750
فرازB	900	11	5/0	9/1	8/0	50	08/0	7/24	507
زرين قرمز	950	4/8	2/0	1/2	3/1	50	06/0	5/16	698

[1] مشخصات نمونه استاندارد ( به جز ضريب گسيختگي) از استاندارد آمريکا ) ASTM C 902-07) مربوط به آجر کففرش استخراج شده است.

مشخصات آجر کففرش بر اساس استاندارد آمريکا ) ASTM C 902-07)

حداقل مقاومت فشاري (Kg/cm² )

ماکزيمم شاخص سايش

ماکزيمم طول سايش (mm)

حداکثر جذب آب (%)

حداکثر ضریب اشباع

(A)

کلاس SX

5/492

نوع I

11/0

نوع I

17

کلاس SX

11

کلاس SX

8/0

کلاس MX

4/175

نوع II

25/0

نوع II

27

کلاس MX

17

کلاس MX

بدون محدوديت

کلاس NX

4/175

نوع III

5/0

نوع III

40

کلاس NX

بدون محدوديت

کلاس NX

بدون محدوديت

کلاس SX – آجري که براي استفاده در مکاني در نظر گرفته شده که امکان يخ زدگي آجر هنگام اشباع شدن با آب وجود دارد.

کلاس MX- آجري که براي استفاده در مکاني در نظر گرفته شده که مقاومت در برابر يخ زدگي يک فاکتور نيست. (مکانی که امکان يخ زدگي کمتر وجود دارد).

کلاس NX- آجري که براي استفاده در محيط بيروني در نظر گرفته نشده است و در محيط هاي داخلي ساختمان استفاده ميشود (جاي که هنگام مرطوب شدن از يخ زدگي محافظت ميشود).

نوع I : آجر ي که در معرض سایش شدید باشد.

نوع II- آجر ي که در در معرض سایش متوسط باشد.

نوع III- آجر ي که در در معرض سایش کم باشد.

* اطلاعات مربوط به ضريب گسيختگي نمونه استاندارد از استاندارد ملي ايران (سنگ گرانيت ساخنماني- ويژگيها) استخراج شده است و روش تعيين ضريب گسيختگي براي نمونههاي آجر مطابق با استاندارد ملي ايران (سنگهاي ساختماني_روش آزمون ضريب گسيختگي) ميباشد.

جدول ويژگيهاي آجر لعابي دوبار پخت نماچين و مقايسه آن با استاندارد آجر نما و آجر لعابي آمريکا

		مقاومت فشاري	جذب آب	ضريب اشباع	املاح محلول	تحمل سيکل یخزدگي	چگالي	هدايت حرارت
		(Kg/Cm²)	(%)	(%)	(%)	(تعداد)	(g/cm³)	(W/mK)
آجر نما مطابق با استاندارد آمريکا (ASTM C216)	SW	حداقل 08/211	حداکثر 17	حداکثر 78/0	_	50	_	_
آجر نما مطابق با استاندارد آمريکا (ASTM C216)	MW	حداقل 40/175	حداکثر 22	حداکثر 88/0	_	50	_	_
آجر لعابي مطابق با استاندارد آمريکا(ASTM C126)	Vert.	حداقل 08/211	_	_	_	_	_	_
آجر لعابي مطابق با استاندارد آمريکا(ASTM C126)	Horiz.	حداقل 72/140	_	_	_	_	_	_
آجر لعابي نماچين (دوبار پخت)		550	12	8/0	4/0	50	2	1/1

آجر لعابي دو بار پخت بايد منطبق با استاندارد آجر نما (ASTM C216) و همچنين منطبق با استاندارد آجر لعابي (ASTM C126)باشد.

Sw آجري که در معرض هواديدگي شديد باشد.

Mw آجري که در معرض هواديدگي متوسط باشد.

Vert آجري که به صورت عمودي به کار ميرود و Horiz. آجري که به صورت افقي به کار ميرود.

+ نوشته شده در شنبه بیست و یکم اردیبهشت ۱۳۹۲ ساعت 14:9 توسط مهندس ایمان رستگار |