نوشته های مشابه

انواع مختلف رده بندي توده سنگ در تونل

دی ۲۵, ۱۴۰۲

فولاد در ساختمان سازی و خواص و کاربرد فولاد

تیر ۷, ۱۴۰۲

سنگ ساختمانی و تمام معیارهای مهم انتخاب سنگ ساختمانی

خرداد ۲۹, ۱۴۰۲

کاربرد آهک در ساختمان

سنگ آهک بدون شک یکی از قدیمی ترین موادی است که از زمانهای دور مورد استفاده واقع شده است ضمناً گمان می رود سنگ آهک را چادرنشینان کشف کرده باشند. در دودمانهای چادر نشین که در جستجوی چراگاه به مناطق سردسیر وگرمسیر می رفتند با سنگ وگل اجاق می ساختند و در آن آتش می افروختند تمام یا قسمتی از سنگهای آهکی که در ساختن اجاق به مصرف می رسید، می پخته وبه آهک زنده تبدیل می‌گشته و شیر آهک جسمهای پیرامون خود رابه همدیگر چسبانیده است علاوه براین به استفاده آهک در ساروج (ملات آهک وخاکستر) در سازه های بسیار قدیمی از جمله زیگورات چغازنبیل و….می توان اشاره کرد. پختن آهک را روسها از یونانیان و یونانیان از ایرانیان آموختند زیراقدیمی ترین ملات آهکی در ایران یافت شده است. شناخت واستفاده از آهك وشفته آهك در ايران از سه هزار سال پيش آغاز شده است گوره هاي چمباتمهاي كه در ناحيه حسنلو پيدا شده داراي سه متر عمق بوده كه از شفته آهك پرشده بوده است كه تاريخ اين تمدن مربوط به سده هاي هفتم وهشتم ميباشد . كف كاخ هاي تخت جمشيد (سده ششم پيش از ميلاد) از ملاتي سرخ رنگ كه در آن آهك بكار رفته بوده پوشيده شده است. آهک ، جسمی است سفیدرنگ ، که در ایران از زمانهای بسیار قدیم استفاده از آن در ساخت ملات متداول بوده است. آهک در گذشته به عنوان بهترین چسباننده آبی و هوایی در ساختمان‌سازی و راهسازی کاربرد وسیعی داشته است. بررسیهای به عمل آمده نشان می دهد که ایرانیان از اولین کسانی هستند که به خصوصیات و ویژگیهای آهک پی برده و نسبت به پخت آن اقدام کرده‌اند. در حال حاضر نیز آهک در صنایع مختلف از قبیل قندسازی ، شیشه‌سازی ، تولید فولاد و همچنین در صنعت ساختمان برای تولید سیمان ، آجر ماسه آهکی ، شفته و سایر ملاتهای آهکی مورد استفاده قرار می گیرد. آهک زنده (CaO) از پختن سنگ آهک (CaCO3) در حرارت ۹۵۰ تا ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد طبق واکنش زیر به دست می آید.

CaCO3                        CaO + CO2

آهک زنده یا هوایی جسمی است که دارای ۹۵ تا ۱۰۰ درصد CaO است خیلی زود با آب ترکیب شده و مطابق واکنش زیر شکفته می شود و در موقع شکفته شدن دمای زیادی آزاد می کند.

CAO + H2O ® + Ca(OH)2 +

شدت این واکنش بسته به درجه حرارتی است که سنگ آهک در آن پخته می شود. چنانچه سنگ آهک در درجه حرارت بیش از ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد پخته می شود ، آهک به دست آمده با آب به کندی ترکیب شده و شکفتن آن کند می شود. آهک مورد استفاده در کارهای ساختمانی آهک شکفته یا هیدراته Ca(OH)2 است ، که بعد از اینکه CO2 موجود در هوا را جذب کرد مطابق واکنش زیر تبدیل به سنگ آهک می شود، این عمل را کربناته شدن و یا سخت شدن می نامند.

CO2 + H2O ® H2CO

• برای انجام واکنش فوق باید هوا مرطوب باشد در غیر اینصورت ، بايد ملات را نمناک نگهداشت. و در صورتیکه در روزهای اولیه رطوبت به ملات نرسد ، ملات میسوزد ، و دیگر نمی گیرد.گرفتن ملات آهک شکفته با خاک رس، بخصوص در پی‌ها ، از ترکیب شدن آهک با سیلیس خاک رس می باشد که ، سیلیکات کلسیم به وجود می آید. به دلیل عدم نفوذ گاز کربنیک هوا در پی واکنش بالا به طور مؤثر صورت نمی گیرد.

 سنگ آهک

ماده اولیه در تهیه آهک ساختمانی سنگ آهک است که علاوه بر کربنات کلسیم دارای مقادیر جزئی از کربنات منیزیم ، مواد رسی و سیلیسی است. سنگ آهک خالص بلوری و بی‌رنگ است و در بیشتر موارد به واسطه وجود مقادیر کمی از مواد خارجی ، رنگ این نوع از سنگها ، تیره می شود. رنگ قرمز سنگ آهک به دلیل وجود مقدار کمی ترکیبات آهن‌دار در این نوع از سنگ ها است. سنگ آهکی که تا ۹۹/۵ درصد کربنات کلسیم داشته باشد ، سنگ آهک خالص نامیده می شود. درجه سختی سنگ آهک خالص ۳ و وزن مخصوص آن ۲/۷۱ تن بر مترمکعب است.

انواع سنگ های آهکی که در تهیه آهک می توان از آنها استفاده کرد ، عبارتند از:

۱- سنگ آهک رسوبی: این سنگ در اکثر نقاط زمین یافت می شود ، وعموماً دارای کربنات کلسیم و بعضی ناخالصی ها ، از قبیل سیلیس ، خاک رس و … است. مرغوبیت آهک به دست آمده از پخت آن بستگی به میزان خلوص آن دارد.

۲- سنگ آهک دولومیتی: سنگ آهک دولومیتی در صورتی که دارای کربنات منیزیم کمی باشد ، برای تهیه آهک مورد استفاده قرار می گیرد. آهک به دست آمده از پخت این سنگ به رنگ مایل به خاکستری است.

۳- سایر سنگهای آهکی: سایر سنگهای آهکی از قبیل ، سنگ آهکهای مرجانی ، سنگ مرمرها ، سنگ تراورتن و نظایر اینها را نیز می توان در ساخت آهک استفاده کرد. کیفیت ویژگی های آهک تولیدی بستگی به میزان کربنات کلسیم موجود در اینگونه سنگها و نوع ناخالصیهای آنها دارد.

آشنایی

سنگ آهک کربنات کلسیم(CaCO₃) به ندرت به صورت آهک خالص در طبیعت پیدا می‌شود. این سنگ بیشتر به صورت آهک رسی ، آهک ماسه‌ای و دولومیت یافت می‌گردد. ناخالصیهای مهم سنگ آهک شامل منیزیم ، سلیس ، آلومینیم و منگنز است.

• نحوه تشکیل

سنگهای آهکی از نظر ژنتیکی و نحوه تشکیل به دو گروه عمده و بزرگ آهکهای برجا و آهکهای نابرجا تقسیم می‌شوند. آهکهای برجا شامل کلیه سنگ آهکهای ستونهایی می‌گردد که طی فرآیندهای شیمیایی و بیوشیمیایی در محلی که وجود دارند، تشکیل گردیده‌اند. اصولا تشکیل در جای رسوبات آهکی مربوط به فعالیتهای بیولوژیکی بوده و از منشا بیوشیمیایی می‌باشند. مانند تراورتن و ستونهای آهکی. آهکهای نابرجا آهکهایی را شامل می‌گردد که از نظر بافتی به سنگهای کلاسیک شباهت داشته ، ولی از نظر منشا تشکیلاتشان کاملا مربوط به فرآیندهای شیمیایی است. مانند آهکهای تخریبی و ماسه‌ای.

• شکل و گسترش سنگ‌های کربناته

رسوبات کربناته جدید در محیطهای رسوبی مختلفی تشکیل شده و به اشکال گوناگون گسترش دارند. با وجود تنوع زیادی که در محیط رسوبی کربناتها وجوددارد، بطور کلی این محیطها را می‌توان در دو گروه بزرگ زیر مطالعه نمود.

کربناتها در محیط‌های عمیق

سنگهای کربناته که در محیطهای عمیق دریایی عصر حاضر تشکیل می‌گردند، در دو گروه به شرح زیر مشخص می‌شوند.

گروه اول :

آهکهایی هستند که از مناطق کم عمق تر حوضه رسوبی توسط جریانهای زیر دریایی یا جریانهای توربیدیتی به مناطق عمیق منتقل شده و به تدریج بر حسب اندازه و وزن مخصوصشان رسوب کرده‌اند. این مواد منتقل شده ، طبعا ریز دانه و از بقایا و اسکلت جانوران  و ارگانیسم های دریایی هستند که از آن جمله می‌توان جلبک های آهکی  را نام برد.

 گروه دوم :

آهکهایی هستند که منشا آنها ، صدف و پوسته فرامینفرها و پلانکتونهایی نظیر گلوبیژرینا می‌باشد. تشکیل لجنهای گلوبیژرینا در اعماق زیادتر یعنی حدود ۴۰۰۰ متر به پایین به علت نا‌پایداری پوسته آهکی و حل شدن آنها در آب دریا ، متوقف می‌گردد

• کربناتها در محیطهای کم عمق

معمولا محیطهای کم عمق ، در حاشیه و سواحل دریاهای آزاد گسترش داشته و این سواحل محل مناسبی برای تشکیل آهکهای مربوط به این محیطها هستند.

• ساخت سنگهای آهکی

ساخت سنگهای آهکی اعم از انواع برجا و یا آهکهای نابرجای تخریبی شامل بعضی یا تمام بخشهای زیر است.

1. دامنه‌هایی تخریبی از تمام منشا شیمیایی یا اکوکمها.
2. مواد پرکننده بسیار دانه ریز به صورت گل کربناته که فضاهای خالی بین دانه و درون دانه‌ها را پر کرده است.
3. سیمان کربنات کلسیم که در اغلب قریب به اتفاق موارد ، کلسیتی است و بعد از نهشتگی تشکیل می‌گردد. این نیز نقش پرکننده فضاهای خالی بین و درون دانه‌ها را ایفا می‌کند.

• آهک پزی

پختن آهک در قديم در كوره هاي صورت ميگرفته است كه در آن با ساختن تاقي از سنگ آهك جايگاهي در زير كوره درست ميكردند وروي تاق را تا سر كوره پر از سنگ آهك مي نمودند آنگاه سوخت را در آن جايگاه قرار داده وبمدت چهار شبانه روز به سنگ آهك حرارت ميدادند تا بپزد وآهك زود گير بدست آيد.
كاربرد ملات آهك در ساختمان هاي سنگي وآجري به عنوان ملات ونيز روكش ديوار از زمان اشكانيان معمول بوده است بهره گيري از آهك در عصر ساسانيان تيز ادامه يافت.

مردمان قديم ويژگي هاي شيميائي ومكانيكي آهك وآميزه آن با ديگر مواد را خوب مي شناختند آنان باتجربه دريافته بودند كه چگونه ميتوان با آميختن خاك رس با آهك و ديگر مواد مصالحي مقاوم  و يا ملاتهاي غير قابل نفوذ ساخت.

طرز تهیه آهک

۱– روش سنتی

۲- روش صنعتی(ماشینی)

تولید آهک یکی از قدیمی ترین فرایند های شیمیائی شناخته شده تاریخ بشری است آهک در گذشته به شیوه سنتی تولید میگردید.اما امروز با استفاده تکنولوژی و دستاوردهای صنعتی با شیوه نوین وبا بهره گیری از کوره های صنعتی تولید میگردد.

ماده اصلی تولید آهک . سنگ آهک یا کربنات کلسیم (CaCO₃)میباشد که با حرارت دادن در انواع کوره های پخت گازCO₂ از آن خارج ودر نتیجه اکسید کلسیم (CaO) و یا آهک زنده حاصل میگردد.

چنانچه سنگ آهک ، خرد و آسیاب شود ، گرد آن میل ترکیبی با آب ندارد ، و در صورتی که آن را با آب مخلوط کنیم ، هیچ واکنشی صورت نمی گیرد ، و از گرد سنگ آهک نمی‌توان در کارهای ساختمان به عنوان چسباننده استفاده کرد ، ولی در صورتی که سنگ آهک با استفاده از گرما ، در کوره پخته شود و کربنات کلسیم موجود در آن به اکسیدکلسیم و یا آهک زنده تبدیل شود ، گرد آهک به سرعت با آب ترکیب شده و آهک  شکفته و یا هیدراته تولید می شود.

عمل آهک پزی یا کلسینه کردن سنگ آهک ،  گرفتن گاز کربنیک ، کربنات کلسیم موجود در سنگ آهک به کمک گرما است.

• روشهای تهیه آهک‌

روش تهیه کلی آهک ، همان حرارت دادن سنگ آهک (کربنات کلسیم) تا دمای ۱۰۰۰ تا ۱۲۰۰ درجه سانتی‌گراد است. البته، هر چه دما بالاتر باشد و گاز دی اکسیدکربن حاصل، بهتر از محیط خارج شود، عمل تجزیه سنگ آهک بهتر صورت می‌پذیرد. اما بطور کلی ، تهیه انواع آهک متفاوت است که در اینجا به چند نمونه اشاره می‌شود.

• تهیه آهک معمولی

برای تهیه این نوع آهک ، از کوره‌های ثابت و غیره پیوسته یا از کوره‌های مکانیکی استفاده می‌شود.

¯کوره‌های ثابت و غیر پیوسته:

در این کوره‌ها که به روش سنتی کار می‌کنند، خرده‌های سنگ آهک را در اندازه‌های تقریبی ۱۰ سانتیمتر روی هم می‌چینند و سطح آن را با کاه گل می‌پوشانند. سپس از قسمت پایین با کمک سوخت (بوته ، چوب ، زغال یا نفت سیاه) تا دمای ۱۰۰۰ درجه سانتی‌گراد به آن گرما می‌دهند، پس از زمان معینی گرما دادن را قطع کرده ، بعد از آنکه کوره سرد شد، آهک زنده حاصل را خارج می‌کنند (چون در زمان خالی کردن ، آهک کوره کار نمی‌کند، از اینرو ، آن را کوره ثابت و غیر پیوسته می‌گویند.

کوره‌های گردان:

این کوره‌ها مشابه کوره پخت سیمان هستند. بازدهی این نوع کوره‌ها از انواع دیگر بالاتر است.

• انواع آهک

معمولا از سه نوع آهک در کارهای ساختمانی استفاده می‌شود.

آهک چرب یا پر قوه

این نوع آهک ، حدود چهار درصد ناخالصی همراه دارد و مهمترین ویژگی آن این است که در تماس با آب به‌شدت شکفته می‌شود و حجم آن تا حدود۲/۵برابر مقدار اولیه‌اش افزایش می‌یابد. مخلوط آن با شن در تماس با گاز کربنیک به‌سرعت خود را می‌گیرد و سفت می‌شود، (به مدت ۱۵ روز در مجاورت هوا). از اینرو ، آهک چرب را آهک هوایی نیز می‌گویند.

آهک‌های کم قوه

این نوع آهک از سنگ آهک‌هایی که ۵ تا ۶ درصد آهک دارند، تولید می‌شود و ناخالصی‌های عمده آن را اکسید آهن((II)گل اُخری) ، اکسید سیلیسیم (سیلیس) و اکسید آلومینیوم (آلومین) تشکیل می‌دهد. از ویژگیهای این نوع آهک آن است که به‌کندی شکفته می‌شود و ملاط حاصل از مخلوط آن با شن ، به‌آرامی‌ در هوا سفت می‌شود.

آهک‌های آبی

این نوع آهک ، معمولا از سنگ آهک‌هایی که حدود ۶ تا ۲۲ درصد گل رس دارند، تهیه می‌شود. از ویژگیهای مهم این نوع آهک آن است که دور از هوا و حتی در زیر آب ، به آهستگی سفت می‌شود، در تماس با آب خیلی شکفته می‌شوند و با آب خمیر کم‌چسب تولید می‌کند. بطور کلی ، می‌توان این نوع آهک‌ها را حد واسط بین آهک‌های هوایی و سیمان دانست.

• مراحل تهیه آهک‌های آبی

برای تهیه این نوع آهک مراحل زیر به ترتیب انجام می‌گیرد.

تجزیه سنگ آهک

در این مرحله ، به روشی که برای تهیه آهک گفته شد، عمل می‌شود. با این تفاوت که سنگ آهک انتخاب شده است، باید مقدار قابل ملاحظه‌ای خاک رس همراه داشته باشد.

شکفته کردن

در این مرحله با دقت و مهارت کافی ، آن اندازه آب به آهک زنده اضافه می‌شود که فقط اکسید کلسیم هیدراته شود و سیلیکات‌ها و آلومینات کلسیم آب جذب نکنند و به صورت بلورهای هیدراته در نیایند. برای این منظور اضافه کردن آب را باید در دمای ۲۵۰ تا ۴۰۰ درجه سانتی‌گراد انجام داد، زیرا در این دما ، سیلیکات‌ها ، آب جذب نمی‌کنند.

t مراحل تهیه آهک‌ شکفته یا هیدراته

همانطور که توضیح داده شده ، آهک زنده به صورت کلوخه ، که از آهک‌پزی بدست می آید،‌ مستقیماً در کارهای ساختمانی قابل استفاده نیست و باید قبل از استفاده شکفته شود. آهک زنده بسرعت با آب ترکیب می شود و آهک شکفته  یا هیدراته تولید می شود.

این عمل با شکفته و منبسط شدن آهک و ایجاد حرارت همراه است. در صورتی که این عمل با مقدار کمی آب (حدود ۲۲ درصد وزن آهک) صورت گیرد ، آهک پخته و شکفته شده به صورت پودر درمی‌آید و چنانچه مقدار آب افزایش یابد ، ابتدا خمیر و یا دوغاب آهک تشکیل می شود و در صورت استفاده از آب زیادتر شیر آهک به وجود می آید.

آهک زنده را به روشهای مختلف شکفته می کنند ، که رایج‌ترین این روشها که به صورت دستی و یا صنعتی انجام می شود ، عبارتند از روش تر ، روش خشک و روش شکفتن آهک زیر فشار بخار آب.

در روش تر ، روی کلوخه آهک زنده مرتباً آب می پاشند و برای آنکه آهک زنده بهتر با آب ترکیب شود ، آن را مرتباً می زنند تا به صورت شیر آهک در آید. شیر آهک را برای مدتی در گودال باقی می گذارند ، تا آهک شکفته ته‌نشین شود و آب زیادی آن تبخیر شده و یا به زمین ، دور و کف گودال فرو رود. پس از آنکه آهک شکفته به حال خمیر سفت درآمد ، آن را استفاده می کنند.

در روش خشک ، کلوخه آهک زنده را در لایه های ۲۰ تا ۳۰ سانتیمتری پخش کرده و روی آن آب می پاشند و آن را خوب زیر و رو می کنند ، تا آهک بشکفد و این کار برای لایه های بعدی نیز ادامه می یابد. پس از آنکه آهک به ارتفاع حدود یک متر روی هم انباشته شد ، روی آن را به وسیله ملات کاه‌گل اندود می‌کنند ، تا گرمای تولید شده در اثر شکفتن آهک آب درون آن را بخار کرده و تمام آهک زنده شکفته شده و همچنین آهک شکفته شده به صورت گرد درآید.

• در روش شکفتن آهک زیر فشار بخار آب ، که به صورت صنعتی ، آهک شکفته می‌شود. ابتدا کلوخه آهک زنده را در واگن ریخته و آن را در استوانه‌های مخصوص این کار قرار می دهند و در آن را می بندند. سپس بخار آب با فشار ۳ تا ۴ اتمسفر به داخل استوانه فولادی دمیده می شود. آهک زنده پس از اینکه ۳ تا ۴ ساعت زیر فشار بخار آب باقی ماند ، می شکفد و گرد آهک شکفته به دست می آید. آهک شکفته را می توان ، انبار و بسته‌بندی و نگهداری کرد و حمل و نقل آن آسانتر از آهک آزاد است.

الک کردن

آهک را پس از شکفته شدن باید از الکهای ویژه‌ای عبور داد و بر اساس اندازه ذرات ، آن را به صورت زیر دسته‌بندی کرد:

 آهک سبک : که نرم‌ترین قسمت آن است و درجه خلوص آن نیز بالا است.

آهک هیدرولیک معمولی : که از الک رد نشده است و باید آن را دوباره آسیاب و بوجاری کرد.

 آهک‌های سنگین : که دانه‌های آنها دارای ماهیت سیمان است و مقدار سیلیکات آن  زیاد است.

 نخاله آهک : شامل سنگ آهک‌های نپخته است که در برابر آب شکفته نمی‌شود و حاوی مقدار زیادی سیلیکات است.

• خواص و ویژگیهای آهک

آهک مورد استفاده در کارهای ساختمانی به صورت زنده یا شکفته دارای خواص و ویژگی های زیر است:

۱- آهک زنده در اثر ترکیب با آب شکفته و منبسط می شود ، و حرارت زیادی تولید می کند ، هر چه مقدار CaO  در آهک زنده زیادتر باشد ، بیشتر با آب ترکیب می شود و حجم آهک شکفته نیز بیشتر می شود. حجم آهکهای پرمایه پس از شکفتن ۲ تا ۳/۵ برابر و آهکهای کم مایه ۱/۵ تا ۲ برابر افزایش می یابد.

۲- ذرات گرد آهک شکفته باید ریزتر از ۰/۲ میلیمتر باشد ، به علت نرم بودن ذرات آهک و تولید خمیر با آب ، در تهیه ملات برای بنایی و شفته‌ریزی به کار می‌رود.

۳- حجم ملات ماسه آهک و شفته آهکی ثابت است. و پس از اینکه ، این ملاتها گرفت و سفت و سخت شد. ازدیاد و یا کاهش حجم پیدا نمی کند (باد نمی کند و جمع نمی شود).

۴- خمیر آهک و یا آبهای آهکدار ، فلزها به ویژه سرب ، روی و آلومینیوم را در خود حل می کند ، از این رو باید لوله های فلزی و بخصو لوله های آهن سفید (فولاد روی اندود شده) را قبل از قرار دادن در مجاورت و یا در داخل ملاتهای آهک و یا ملات سیمان و آهک (باتارد) قیراندود کرد.

۵- آهک در محیطهای مرطوب ، گاز کربنیک هوا را جذب کرده و تشکیل کربنات کلسیم می دهد ، و یا تحت شرایطی با سیلیس ترکیب می شود و تشکیل ، هیدروسیلیکات کلسیم می دهد ، که در فشار زیاد و حرارت ناشی از بخارآب می‌توان آجر ماسه آهکی تهیه کرد.

۶- ملات آهک شکفته و ماسه ، در برابر هوا با جذب CO₂ تبدیل به کربنات کلسیم می شود. این عمل در صورتی که هوا نمناک باشد و یا ملات نمناک نگه داشته شود صورت می گیرد. اگر در روزهای نخست پس از مصرف ، ملات ماسه و آهک ، به آن رطوبت نرسد گیرش ملات آهکی از بین می رود و اصطلاحاً می گویند که ملات سوخته است. در گرفتن و سفت و سخت شدن ملات آهک شکفته با خاک رس نیازی به CO₂ هوا نیست ، بلکه آهک با سیلیس خاک رس ترکیب شده و سیلیکات کلسیم ، تشکیل می شود.

مقاومت فشاری ملاتهای آهکی بسته به نسبت آهک مصرفی و نوع خاک مصرفی ، عمر ملات مصرفی و درجه حرارت محیط متغیر است. در جدول زیر تاب فشاری انواع ملاتهای آهکی نشان داده شده است.

تاب فشاری و نسبتهای حجمی ملاتهای آهکی

تاب فشاری ۲۸ روزه برحسب کیلوگرم بر سانتیمترمربع	ماسه در حالت مرطوب و غیرمتراکم	نسبت حجمی از آهک آبدیده و شکفته	نسبت حجمی از سیمان پرتلند	نوع ملات
۱۷۵	۱۲	۱	۴	B1 (باتارد ۱:۴:۱۲)
۱۲۵	۱۰	۱	۳	B2 (باتارد ۱:۳:۱۰)
۵۰	۸	۱	۲	B3 (باتارد ۱:۲:۸)
۲۵	۶	۱	۱	B4 (باتارد ۱:۱:۶)

 

موارد استفاده از آهک در ساختمان‌سازی

آهک ساختمانی به عنوان یک ماده چسباننده ، هم در مجاورت هوا (با جذب گاز کربنیک هوا) می گیرد و سفت و سخت می شود و هم در مجاورت رطوبت و در محل هایی که هوا وجود ندارد با انجام واکنش با سیلیس موجود در خاک رس می گیرد و سفت و سخت می شود. از این رو این ماده در ساخت انواع ملاتهای آهکی ، ساخت آجرهای ماسه آهکی و تثبیت خاک و شن در پی‌سازی و راهسازی به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد.

 ملاتهای آهکی

برای روشن شدن نقش آهک و سایر چسباننده ها مانند سیمان در ملاتهای ساختمانی لازم است ، نقش و نحوه عمل ملات در کارهای ساختمانی به اختصار توضیح داده شود.

تعريف ملات:

• ملات جسمی است خمیری که از مخلوط کردن کامل یک جسم چسبنده مانند گل رس ، دوغاب آهک ، دوغاب گچ ، دوغاب سیمان ، قیر و … و یک جسم پرکننده مانند خاک رس ، ماسه و … ساخته می شود. ملات برای اندود کردن سطح دیوار ، طاق ، کف ، پشت‌بام ، پی و همچنین در بنایی با سنگ و آجر و نظایر اینها به عنوان چسباننده قطعات سنگ ، آجر و … به همدیگرو تبدیل آنها به یک جسم یکپارچه و نیز برای بندکشی لای درز ساختمانهای سنگی و آجری و از این قبیل به کار می رود.

گیرش و سخت شدن ملاتها ، تغییرات فیزیکی و یا شیمیایی است که به علت های زیر پیش می آید. عمل آبگیری اجسامی که ملات را می سازند ، از دست دادن و تبخیر آب ملات ، واکنش متقابل مواد متشکله ملات ، جذب گاز کربنیک و دوباره بلوری شدن. ملاتها باید دارای قابلیت نگهداری آب لازم برای مکش یا تبخیر باشند و بتوانند توانایی کارکرد و روانی ملات را تامین نمایند. ملاتی از نظر توانایی دارای کارکرد مناسب است ، که بتوان آن را بدون جدا شدن آب با سایر مصالح سازنده آن اندود کرد و به کار برد. انواع ملات ها به دو دسته تقسیم می شوند. اول ، ملاتهای هوایی که به طریق فیزیکی در هوا خشک می شوند و آب زیادی آنها بخار می شود ، مانند ملات گل و کاه گل و یا اینکه گیرش آنها به طریق شیمیایی در برابر هوا انجام می شود مانند ملات گچ و ملات آهک هوایی ، دسته دوم ملاتهای آبی است که گیرش آنها در برابر هوا و جایی که هوا نباشد (زیر آب) به طریق شیمیایی صورت می گیرد ، مانند ملات آهک آبی و ملات سیمان. انواع ملاتهای آهکی ، عبارتند از ملات آهک شکفته و ماسه ، ملات آهک شکفته و خاک رس ، ملات باتارد ، ملات ساروج و ملات شفته آهکی.

الف ـ ملات ماسه و آهک

ملات ماسه و آهک یک ملات هوایی است که از مخلوط آهک شکفته ، ماسه و آب به نسبت های مختلف به دست می آید. ملات ماسه آهکی ، با مخلوط کردن یک قسمت آهک شکفته به صورت دوغاب ، با سه قسمت یا پنج قسمت ماسه ساخته می‌شود. این مخلوط کم کم از هوا گاز کربنیک جذب می کند و به کربنات کلسیم تبدیل می شود. ماسه موجود در ملات باعث می شود که هوا به داخل ملات راه یابد و آهک بهتر CO₂ هوا را جذب کند. معمولاً در کارهای بنایی که از ملات ماسه و آهک استفاده می شود یک قسمت آهک شکفته به صورت دوغاب با سه قسمت ماسه مخلوط می شود. از این ملات بیشتر برای اندود استفاده می کنند ، ملات ماسه‌ آهکی برای کارهای آجری و سنگی که امکان جذب گاز کربنیک هوا توسط ملات وجود ندارد ، مناسب نیست.

ب ـ ملات آهک شکفته و خاک رس

این ملات ، مانند ملاتهای آبی است و گرفتن و سفت و سخت شدن آن نیز همانند ملاتهای آبی است. آهک شکفته با سیلیس خاک رس ترکیب می شود و سیلیکات کلسیم به وجود می آید. برای گرفتن و سفت و سخت شدن ملات احتیاجی به CO₂ هوا ندارد ، برای ساختن این ملات ، آهک شکفته و خاک رس را به نسبت ۱ به ۳ با مقدار لازم آب مخلوط می کنند و خوب هم می زنند تا ملات آهک شکفته و خاک رس به دست آید. جنس خاک رس و شکل بلوردانه های خاک رس در ترکیب شدن آن با دوغاب آهک مؤثر است و هر چه دانه های پولکی خاک رس ، یکنواخت‌تر در خاک پخش شده باشد و دانه های آن نیز ریزدانه‌تر باشد ، مقاومت ملات آهک شکفته و خاک رس افزایش می یابد.

ج ـ ملات ساروج

قبل از ساخت سیمان و معمول شدن ملات سیمان و ماسه برای اندود و آب‌بندی کردن مخازن و انبارهای آب از ملات ساروج استفاده می‌شده است.  ساروج از مخلوط کردن دوغاب آهک شکفته و گرد خاکستر و یا از کوبیدن مخلوط کامل و همگن گرد آهک شکفته ، خاکستر ریزدانه و خاک رس و آب ساخته می شود ، ولی امروزه این ملات کاربرد زیادی ندارد و برای اندود و آب‌بندی کردن از ملات ماسه و سیمان استفاده می شود.

د ـ ملات شفته آهکی

شفته آهکی ، ملات آبی است که از هزاران سال پیش تاکنون در ساختن پی بناها ، پله ‌ها ، آبگیرها و مانند اینها و نیز برای پایدار کردن زمینها سست و ساختن زیر پی ساختمان و پی راه از آن استفاده می کنند. گرفتن و سفت و سخت شدن ملات شفته آهکی همانند ملات آهک شکفته و خاک رس است ، سیلیس موجود در خاک رس و دوغاب آهک به کندی با همدیگر ترکیب و به سیلیکات کلسیم تبدیل می شوند. مقاومت شفته آهکی نیز بستگی به جنس و مقدار آهک شکفته ، جنس خاک و دانه‌بندی آن و به ویژه مقدار خاک رس موجود در خاک و بخش آن در خاک و همچنین روش ساخت و عمل آوردن شفته آهکی دارد. به طور کلی شفته آهکی را می توان با هر خاکی که دارای خاک رس باشد ساخت ، اما بهترین خاک برای ساختن شفته آهکی ، خاک برگرفته از زمین شنی با دانه‌بندی پیوسته است. شفته آهکی همانند ملات آهک شکفته و خاک رس در هوای گرم بهتر و زودتر می گیرد و سفت و سخت می‌شود، از این رو شفته آهکی در جاهای گرم زودتر از مناطق سردسیر می‌گیرد و مناسب‌تر است.

ه‍ ـ ملات باتارد

این ملات ترکیبی است از آهک و سیمان و ماسه و آب به نسبت معین ، طرز تهیه این ملات همانند ملات ماسه آهک است با این تفاوت که برای تسریع زمان گیرش و افزایش مقاومت ملات ، مقداری سیمان به ترکیب اضافه می شود. ملات باتارد ، بویژه در بنایی با سنگ کاربرد بیشتری دارد و معمولاً یک قسمت از آهک با یک و یا دو و یا سه قسمت سیمان و شش و یا هشت و یا ده قسمت ماسه مخلوط می گردد و آب به مقدار لازم به آن اضافه می شود تا ملات باتارد به دست آید.

• کاربردهای مهم آهک

آهک کاربردهای زیادی در کارهای ساختمان‌سازی و تهیه فرآورده های صنعتی و شیمیایی دارد که به بعضي از آنها اشاره می‌کنیم:

تهیه ظرفهای چینی

چینی ها در واقع از انواع سرامیک محسوب می شوند و به دو دسته چینیهای اصل یا چینی های سخت و چینی های بدلی تقسیم می شوند.

تهیه شیشه‌های معمولی

عمدتاً شامل سیلیس ، کربنات کلسیم (با آهک) ، کربنات سدیم و زغال کک است.

قندسازی

می توان از ریشه گیاه چغندر ، قند استخراج کرد.

دباغی پوست

قبل از دباغی پوست باید عملیات آماده سازی را به منظور حذف ضایعات باقیمانده بر روی پوست ، بر روی آن انجام داد.

صنايع شيميايي

یکی دیگر از مصارف عمده آهک در صنایع شیمیایی و در آزمایشگاههای شیمی، تهیه هیدروکسید سدیم از کربنات سدیم و هیدروکسیدآمونیوم از کلرید آمونیوم است.

• کاربرد ساختمانی و سرامیک

به عنوان ملات، روكش داخل ساختمان و در شيشه سازي به عنوان كمك ذوب از آهك بهره مي گيرند. در ديرگدازهاي دولوميتي آهك نيز به كار مي رود. در تهيه سيمان نيز آهك، ماده اصلي و عمده را تشكيل مي دهد. سنگ‌ آهك، دولوميت (به ندرت مرمر) را خرد كرده، به عنوان مصالح ساختماني در شن‌ريزي و پركننده بكار مي‌رود كه اين براساس مقاومت و سختي، اندازة ذرات، خواص شيميايي وجود يا عدم وجود غبار، رس، نمك و خاك صورت مي‌گيرد. به ‌طور كلي از آهك در زيرسازي بزرگراه‌ها كمتر استفاده مي‌شود. سنگ آهك مي‌تواند به دقت دانه‌بندي شود و به عنوان پركننده در محصولات صنعتي بيشماري بكار رود. استانداردهاي آن از پركننده‌هاي خام و ارزان مانند آسفالت و سيمان تا نوع دانه متوسط (بتونه) و بسيار دانه‌ريز را شامل مي‌شود.

پركننده:

بیشترین كاربرد كربنات كلسيم خاكي و كربنات كلسيم ته‌نشيني (Precipitated) در كاغذ، پلاستيك و رنگسازي است. كاغذ از شبكة سلولزي تشكيل شده كه فيبرهاي آن با ذرات كاني دانه‌ريز پر مي‌شود، موادي پوششي براي افزايش كيفيت چاپ برروي كاغذ در كاغذسازي استفاده مي‌شوند كه كربنات كلسيم مي‌تواند ۵۰-۵% آن را تشكيل دهند. كربنات كلسيم مي‌تواند به عنوان رنگدانه و كاهندة نياز به پليمر عمل كند، لذا در ورقه‌ها، لوله‌ها و پنجره‌هاي PVC، ۵ تا ۳۵% از تركيب را به خود اختصاص مي‌دهد. در رنگسازي ۳۵-۱۰% از حجم را امولسيون‌هاي آبي يا حلال‌ها را مي‌تواند كربنات كلسيم شامل شود تا از مقدار TiO₂ مصرفي بكاهد.