آجر یکی از مصالح ساختمانی پرکاربرد در سراسر جهان است که از دیرباز برای ساخت و ساز مورد استفاده قرار گرفته است. مقاومت فشاری آجر ، یکی از مهمترین پارامتر های کیفی ، نقش حیاتی در استحکام و پایداری سازه ایفا می کند. در این مقاله به بررسی مقاومت فشاری انواع مختلف آجر و عوامل مؤثر بر آن می پردازیم.
تعریف مقاومت فشاری
مقاومت فشاری آجر، حداکثر فشاری است که یک آجر می تواند قبل از شکستن تحمل کند. این پارامتر با واحد نیوتن بر میلیمتر مربع (N/mm²) یا کیلوگرم بر سانتیمتر مربع (kg/cm²) بیان می شود. هرچه مقاومت آجر بیشتر باشد، می توان از آن در سازه های با بار های سنگین تر استفاده کرد.
انواع مقاومت فشاری آجر ها
مقاومت فشاری آجر به عوامل مختلفی از جمله نوع مواد اولیه، روش پخت و نوع آجر بستگی دارد. در ادامه به بررسی مقاومت فشاری برخی از انواع رایج آجر می پردازیم:
1- آجر:
- این نوع آجر از خاک رس پخته شده تهیه میشود و مقاومت فشاری آن بین 3 تا 10 N/mm² است.
- آجر فخاری به دلیل قیمت مناسب و سهولت تولید، پرکاربرد ترین نوع آجر در ایران است.
- با توجه به مقاومت فشاری نسبتاً پایین، استفاده از این نوع آجر در سازه های با طبقات زیاد توصیه نمی شود.
2- آجر سیمانی:
- این نوع آجرها از مخلوط سیمان، آب و ماسه تهیه می شود و مقاومت فشاری آن بین 5 تا 15 N/mm² است.
- آجر سیمانی به دلیل مقاومت فشاری بالاتر و عایق حرارتی بهتر نسبت به آجر فخاری، در برخی از موارد جایگزین مناسبی برای آن است.
3- آجر نسوز:
- این نوع آجرها از خاک نسوز و مواد افزودنی خاص تولید می شود و مقاومت فشاری آن بین 10 تا 40 N/mm² است.
- آجر نسوز به دلیل مقاومت حرارتی بالا، در ساخت کوره ها و دودکش ها کاربرد دارد.
4- آجر های لعابی:
- این نوع آجرها از بدنه آجری و لعاب پوششی تشکیل شده و مقاومت فشاری آن بین 5 تا 10 N/mm² است.
- آجر های لعابی بیشتر جنبه تزئینی دارند و در نمای ساختمان ها مورد استفاده قرار می گیرند.
5- آجر سیلیکاتی:
از مخلوط آهک و ماسه ساخته میشود و مقاومت فشاری آن بین 5 تا 15 مگاپاسکال است.
6- آجر هبلکس:
این نوع آجر از مخلوط آهک، ماسه و مواد افزودنی مانند پودر آلومینیوم ساخته می شود. به دلیل وزن کم و عایق حرارتی بودن، در ساخت و ساز مدرن کاربرد دارد. مقاومت فشاری آجر هبلکس به طور کلی بین 3 تا 5 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع است.
عوامل مؤثر بر مقاومت فشاری آجر
عوامل مختلفی می توانند بر مقاومت آجر تاثیر بگذارند، از جمله:
- نوع مواد اولیه: کیفیت خاک رس، سیمان و ماسه نقش مهمی در مقاومت فشاری آجر دارد.
- روش پخت: دما، زمان و نحوه پخت آجر بر کیفیت آن تاثیر می گذارد.
- نوع: آجرهای فخاری، سیمانی، نسوز و لعابی هر کدام مقاومت فشاری خاص خود را دارند.
- ابعاد و اندازه: هرچه ابعاد و اندازه آجرها کوچکتر باشد، مقاومت فشاری آن بیشتر خواهد بود.
استاندارد های مقاومت فشاری آجر
- استاندارد ملی ایران 606: حداقل مقاومت فشاری آجرهای فخاری را برای مصارف مختلف ساختمانی مشخص میکند.
- استاندارد ASTM C67: حداقل مقاومت فشاری انواع مختلف آجرها را در American Society for Testing and Materials (ASTM) تعریف می کند.
- استاندارد EN 771-1: حداقل مقاومت فشاری آجرهای ساختمانی را در European Committee for Standardization (CEN) ارائه میدهد.
آزمایش مقاومت فشاری
آزمایش مقاومت فشاری آجر برای تعیین حداکثر فشاری که یک آجر می تواند قبل از شکستن تحمل کند انجام می شود. این آزمایش به دو روش کلی انجام می شود:
1- روش سنتی:
مراحل انجام آزمایش:
- انتخاب نمونه: تعدادی آجر سالم و بدون ترک و شکستگی از بین نمونه های تصادفی انتخاب می شود.
- اندازهگیری ابعاد: طول، عرض و ارتفاع هر آجر با دقت اندازهگیری میشود.
- آمادهسازی سطح: برای اعمال فشار یکنواخت، سطوح جانبی آجر صاف می شود. این کار به دو روش انجام می شود:
- سایش: سطوح جانبی آجر با سمباده یا دستگاه فرز صاف می شود.
- روکش: از موادی مانند گچ یا گوگرد مذاب برای ایجاد سطح صاف استفاده می شود.
- قرارگیری در دستگاه: آجر بین دو صفحه صاف دستگاه پرس قرار داده می شود.
- اعمال بار: بار به تدریج و به طور پیوسته بر آجر اعمال می شود.
- ثبت نتایج: مقدار بار وارده در لحظه شکستن آجر ثبت می شود.
محاسبه مقاومت فشاری:
مقاومت فشاری (R) با استفاده از رابطه زیر محاسبه میشود:
R = F / A
در این رابطه:
- R: مقاومت فشاری بر حسب نیوتن بر میلیمتر مربع (N/mm²) یا کیلوگرم بر سانتیمتر مربع (kg/cm²)
- F: بار وارده بر آجر بر حسب نیوتن (N) یا کیلوگرم (kg)
- A: مساحت سطح مقطع آجر بر حسب میلیمتر مربع (mm²) یا سانتیمتر مربع (cm²)
2- روش التراسونیک:
در این روش از امواج فراصوت برای تعیین مقاومت فشاری آجر استفاده می شود. این روش سریع تر و کمدردسر تر از روش سنتی است، اما به تجهیزات تخصصی و اپراتور ماهر نیاز دارد.
مزایای روش التراسونیک:
- سرعت بالا
- عدم نیاز به صاف کردن سطوح آجر
- امکان آزمایش آجر در محل
معایب روش التراسونیک:
- نیاز به تجهیزات تخصصی
- دقت کمتر نسبت به روش سنتی
- نیاز به اپراتور ماهر
نکات مهم:
- برای حصول نتایج دقیق، باید از آجرهای سالم و بدون ترک و شکستگی استفاده شود.
- سطوح جانبی آجر باید کاملاً صاف باشد تا فشار به طور یکنواخت اعمال شود.
- بار باید به تدریج و به طور پیوسته بر آجر اعمال شود.
- آزمایش باید حداقل بر روی 5 نمونه آجر انجام شود.
سخن پایانی
مقاومت فشاری یکی از فاکتور های مهم در انتخاب آجرها مناسب برای هر پروژه است. با توجه به تنوع آجر ها و مقاومت متفاوت آنها، انتخاب آجر مناسب با در نظر گرفتن نوع سازه، بار های وارده و شرایط محیطی الزامی است.
