آجر و تاریخچه آن

آجر و تاریخچه آن

رس خاکی است طبیعی، مواد آن دانه ریز و عموماً از گروهی کانی های متبلور بنام کانی های رسی و آلومینوسیلیکات ها تشکیل شده است. بسیاری از رس ها با جذب آب شکل پذیری از خود نشان داده ولی برخی از رس ها مثل هالویژیت و رس فلنیت دار این خاصیت را ندارند. از جهت ابعاد دانه بندی ماکزیمم اندازه دانه های رس در طبقه بندی گوناگون مقادیری ناهمسان دارد. برخی از پژوهشگران ذرات ریز 2 میکرون را رس تعریف می کنند.

تقسیم بندی رس ها : رس ها را در 3 گروه کلی می توان طبقه بندی کرد : الف – رس های کائولینیتی و نسوز ب – رس های بنتونیتی ج – رس های معمولی الف – رس های کائولینیتی و نسوز به خاکه ائی گویند که قبل از رسیدن به درجه حرارت زیر 1520 درجه سلزیوس شکل خود را تغییر نداده و سیستم را حفط کنند و تغییر فاز ندهند. خانواده اصلی رس های نسوز کائولینیت، هالویژیت، دیکیت، ناکریت و پیروفیلیت است. ب – رس های بنتونیتی اینگونه رس ها آبگیری، چسبانکی، شکل پذیری و جذب آب زیاد دارد. بطوریکه پس از جذب آب وزن آن به چند برابر افزایش پیدا می کند و در سرامیک سازی مصرف می شود. مثل : بنتونیت (گل سرشو).

رس معمولی رس معمولی یا خاک رس خاکی است ریز دانه با ابعاد کوچکتر از 256÷1 میلی متر که به اندازه کافی برای تهیه قالب شکل پذیر است و با کانی های رسی، ایلیتی و کلریتی، کائولن و برخی از کانی های کلسیت – کوارتز و فلدسپات های تجزیه نشده، میکا و آلومین همراه است که در نتیجه تخریب، فرسایش و تجزیه شیمیائی سنگهای سیلیکاتی پدید آمده است. درصد عناصر و مواد تشکیل دهنده خاک رس به جنس سنگ مادر و طول مسیر حمل شده، شرایط اقلیمی و توپوگرافی منطقه بستگی دارد. برخی از ناخالصی های موجود در خاک رس مانند : هماتیت و لیمونیت به خاک رنگ قرمز یا قهوه ای روشن و زرد می دهد و مواد آلی موجود رنگ خاک را به خاکستری تبدیل می کند.

خاک رس آجرپزی آجر علاوه بر آنکه در زمره قدیمی ترین محصولات سرامیکی است در حال حاضر به دلایل گوناگون، از جمله فراوانی خاک رس در طبیعت، سهولت نسبی آن در شکل گیری در طول زمان های زمین شناسی، استحکام در هنگام خشک شدن و مقاومت در موقع پخت، از جمله مسالح ساختمانی است که مصرف آن روبه افزایش میرود. سنگهای بلورین، مانند گرانیت و گنایس که بخش بزرگی از پوسته زمین را تشکیل می دهند از عمده ترین منابع اولیه خاک رس می باشند. این سنگهای آمیزه ای است نامتجانس از فلدسپات، کوارتز، میکا و فراوانترین کانی آن فلدسپات می باشد. فلدسپات ها گروهی از کانی های آلومینو سیلیکاتی می باشند که فلدسپات پتاسیم (K2O.Al2O3.6SiO2) و فلدسپات سدیم (Na2O . Al2O3. 6SiO2) در بین فراوانترین آنها قرار دارند. سنگهای گرانیتی در معرض عوامل فیزیکی شیمیائی طبیعت از قبیل آب (اغلب کمی اسیدی)، یخبندان و باد (فرسایش و آلتره شدن) قرار می گیرند. مشخص ترین اثر فیزیکی : خرد شدن تدریجی سنگ اولیه (به ویژه در نزدیکی سطح خارجی که در تماس با عوامل فرسایش قرار دارند) است. قطعات خرد شده دارای سطح بسیار بزرگتری در واحد حجم هستند و آسیب پذیری آنها در برابر جمله شیمیائی بیشتر است. با توجه به شرایط آب و هوائی بسیار متتنوع در دوران های مختلف زمین شناسی و عوامل گوناگون دیگر از جمله فرایندهای تکتونیکی چنین واکنش های شیمیائی را نمی توان عیناً با نتایج آزمایش های شیمیائی در شرایط کنترل شده آزمایشگاهی مطابقت داد. اما حداقل یک واکنش را که آب حاوی دی اکسید کربن در تماس طولانی با فلدسپات پتاسیم انجام می دهد می توان بصورت زیر خلاصه نمود :K2O.Al2O3.6SiO2+ 2H2O + Co2 ……. Al2O3. 2SiO2. 2H2O + 4SiO2 + k2Co3 کربنات پتاسیم سیلیس رس آب حاوی دیاکسیدکربن فلدسپات پتاسیم ماده رسی ایجاد شده در واکنش بالا معمولترین نوع رس است اما تنها نوع آن نیست. کربنات پتاسیم که در آب محلول است با آب شسته و حمل می گردد و رس تولید شده مخلوط با سیلیس می باشد که چون سنگ مادر علاوه بر فلدسپات پتاسیم، میکا و مواد دیگر را با خود دارد. رس تولید شده همراه با مقادیر کمی از سایر ناخالصی ها (نظیر اکسیدهای آهن و دیاکسید تیتانیوم) و مواد متشکله سنگ مادر تولید می شود. بعضی از ناخالصی های غیر آلی رنگ های متفاوتی به ماده رس می دهند. مثلاً اکسید فریک Fe2O3 آن را به رنگ زرد نخودی در می آورد. علاوه بر ناخالصی های غیرآلی، بقایای موجودات حیوانی و گیاهی می توانند سهم قابل ملاحظه ای در داخل بعضی از رس ها داشته باشند و آنها را به رنگ خاکستری یا تقریباً سیاه بدل کنند. در تولید آجر، سوختن این ماده آلی در طی پخت می تواند گاهی در صرفه جوئی سوخت موثر واقع شود : اما احتمالاً از کیفیت خواص فیزیکی و مکانیکی آجر بعلت خالی ماندن فضای حاصل از سوختن مواد آلی کاسته خواهد شد و همچنین باید متذکر شد که رنگ آجر پخته شده مثل آن نخواهد بود. برای مثال Ball Clay که رس رسوبی و شدیداً خمیری است در حالت پخته تیره است ولی اگر پخته شود رنگ آن سفید یا کرم خواهد شد. رس هایی که در محل اولیه تشکیل خود یافت می شوند، رس های برجا یا اولیه نامیده می شوند. این رس ها فراوان نیستند و اغلب در اعماق زیرزمین تشکیل می شوند. تغییرات شیمیائی مورد لزوم برای تشکیل رس های فوق الذکر با تاثیر آب اسیدی بسیار گرم تحت فشار، که از پائین به بالا حرکت می کند، ایجاد می شود. معمولاً این نوع ذخایر رس با ضخامت زیادی که دارند (گاهی چند صد متر) شناخته می شوند. بطور مثال ذخیره رس در Corn Wall انگلستان از این نوع است. مهمترین مشخصه بارز این ذخایر وجود کانی های اولیه درشت دانه نظیر کوارتز، میکا، فلدسپات است. رس های رسوبی یا رس های حمل شده بسیار فراوانتر از رس های برجا هستند. رس های رسوبی بنا بر شرایط نقل مکان و عمر (زمان تشکیل) ترکیب بسیار متفاوتی دارند. رس هایی که توسط یخچال ها حرکت می کنند با ریگ یا شن مخلوط هستند وهمراه با آنها کلوخه BOULDER تشکیل می دهند. بخش غنی شده از این رس ها را در محل تشکیل در نهشته های فوقالذکر را بنام رس کلوخه ای می نامند. رودخانه های آرامی که دارای پیچ های شاخص بنام (Meander) هستند و باعث فرسایش کناره های خود شده و مسیرشان گاه گاهی تغییر کرده است می توانند تشکیل ذخیره رس بدهند. این ذخایر با مقادیر مختلفی از خاک و ماسه نرم در دو طرف رودخانه تشکیل می شود. ولی بعلت اینکه چنین نهشته هایی دارای تغییرات زیادی در ترکیب بوده و عمق و گسترش آنها کم می باشد (دارای ذخیره کم هستند) استخراج آنها از نظر اقتصادی بعنوان ماده اولیه آجر بندرت توصیه می شود.. رودخانه های با سرعت زیاد که قطعات سنگ به اندازه های متفاوت را حمل می کنند با توجه به دبی رودخانه و مدت زمان فعالیت آن ممکن است این قطعات را به محلی که معمولاً نزدیک مصعب رودخانه است برساند. در محل مصعب رودخانه شیب بستر رودخانه شدیداً کاهش می یابد و بهمین علت افت شدیدی در سرعت آب رودخانه در محل فوق پیدا خواهد شد و این باعث ته نشست ذرات ریز ماسه و سایر ذرات می گردد. ذخایر خاک رس ماسه داری که بدین ترتیب تشکیل و به جای می ماند اغلب به ویژه برای تولید آجر مناسب است. لایه های خاک رس به طور طبیعی دانه بندی شده بیشتر در جایی که رودخانه به دریاچه میریزد تشکیل می شود. بزرگترین ذرات خرده سنگ در نزدیکی خشکی و ذرات ریزتر در نزدیکی مرکز دریاچه ته نشین می شوند. این نهشته ها در یک طرف لایه های ضخیمی از شن و ماسه، در قسمت میانی لایه هایی به ضخامت متوسط از ماسه و رس و در انتهای دیگر لایه های نازکی از خاک رس خالص ریز دانه تشکیل می دهند.. ذخایر مشابه ولی با وسعت بیشتر، از خاک رس، در محل ورود رودخانه های قدیمی به دریاهایی که اکنون عقب نشینی کرده اند تشکیل شده است. در این موارد خاک رس تقریباً همیشه با مقادیر متفاوتی از گچ یا آهک (Chalk , Line) مخلوط است و احتمالاً بقایای صدف های دریایی کوچک در آن وجود دارد. اگر رسوب گذاری در اعماق کم عمق دریا صورت گیرد رسوبات تبخیری مانند نمک و بعضی از کلروها نیز رسوب خواهند کرد. اولین رس هایی که تشکیل شده اند مرتبط به دوره پرکامبرین بالائی می باشند که تحت فازهای مختلف تکتونیکی و فشار عظیم از رسوبات بعدی (سازندهای مختلف) قرار گرفته اند که بطور واضح هماکنون قابل تشخیص و طبقه بندی نیستند و بصورت سنگ لوح (State) درآمده اند. گونه دیگری از رسوبات رسی که رس های فلینت (Flint Clay) نامیده می شوند در طی دوره کربونیفر یعنی حدود 250 میلیون سال قبل تشکیل شده اند که این رس تحت فشار طولانی و عظیم که تحمل کرده اند عمدتاً بصورت سنگ می باشند. در دوره ترسیری رس های نرمتر و جوان تشکیل شده اند که عمده منابع خاک رس جهت مصرف و تولید آجر می باشند. و رس های کلوخ های در زمان یکی از یخبندان ها که در چند میلیون سال قبل اتفاق افتاده تشکیل شده اند و از منایع مهم ماده اولیه تولید آجر می باشند. بعضی از مواد مانند کائولن تجارتی بیش از 90 درصد مواد رسی دارند و برخی دیگر مانند بعضی خاک های رس آجرپزی تنها دارای 25-35 درصد رس هستند. کاربرد نام عمومی واحد برای همه رس ها بخاطر این است که آنها با توجه به بافت و خصوصیات فیزیکی و شیمیائی متفاوت در کل دارای کیفیت مهم مشخصی هستند یعنی اینکه همه آنها وقتی خیس هستند از خود حالت خمیری نشان می دهند و وقتی خشک می شوند سخت می گردند و چنانچه قبل از عمل پخت دوباره کاملاً خیس شوند حالت خمیری خود را باز می یابند، اگر پخته شوند بطور همیشگی حالت خمیری خود را از دست می دهند و از نظر مکانیکی و استحکام استوارتر می شوند.

مارن (گل آهک) مارن مخلوط خاک رس و گرد سنگ آهک است که معمولاً بدلیل دارا بودن ناخالصی های ترکیبات آهن دار و مواد آلی و سایر عناصر موجود رنگ خاکستری متمایل به سبز و کبود مایل به قهوه ای به خاک می بخشد. منابع شناخته شده مارنی در کشور فراوان است که البته همه آنها برای تولید آجر مناسب نمی باشند. در ایران بجز زون زاگرس مناطقی که دارای شرایط مناسب برای مواد اولیه (خاک آجر) باشد به اندازه کافی یافت می شود و لذا منابع خاکی فراوانی وجود دارد که تاکنون بخش اندک از آنها مطالعه شده است. بطوریکه علاوه بر خاک های رسی، دشت ها و کوهپایه ها منابع رسی و مارنی در سازندهای مختلف زمین شناسی برای تولید و فرآوری خاک آجر وجود دارد که بایستی مورد مطالعه قرار گیرند. تعدادی از این سازندها و تشکیلات عبارتند از : 1-قسمت هائی از بخش های مارنی سازند آغاجاری و میشان. 2-برخی از سازندهای شیلی و استیلی که در ایران گسترش وسیعی دارند مانند بخش هائی از شیل های سازند سلطانیه، و بخش شیلی سازند کرج. 3-بعضی از اسلیت ها و شیست های دگرگون. با توجه به اینکه تهیه آجر و سفال از همه بخش های مزبور به دلیل نبود درصد عناصر و مواد مناسب میسر نیست و از طرفی همانطور که ذکر گردید هر روز با پیشرفت و تنوع صنایع مورد استفاده از خاک های مزبور و شناخت بیشتر در استفاده روز افزون از آنها، لذا پیجوئی و اکتشاف خاک های رسی و مارنی با ذخایر و کیفیت مناسب برای استفاده صنایع حاضر و همچنین صنایع شناخته شده در آینده برای کشور امری الزامی است.شرایط تشکیل مارن مناسب خاک آجر و منابع موجود در ایران الف – وجود سنگهای دارای سیلیکات های آلومینیوم ب – وجود سنگهای کربناته و یا منابع آهکی ج – آب و هوای معتدل با بارش مناسب و در برخی نقاط آب و هوای خشک که دو فصل خشک و مرطوب را بطور متنابو دارا باشد. د – وجود شرایط مناسب توپوگرافی و مورفولوژی منطقه ه- زمان کافی برای دگرسانی، فرسایش و رسوبگذاری مارن ها در بیشتر مناطق کشور یافت می شود ولی مارن های مناسب خاک آجر که با شواهد بدست آمده بیانگر این است که استفاده های محلی در زمان های مختلف از آنها شده اندک می باشد، بطوریکه در بعضی مناطق که آثار آنها موجود است، قابلیت پیجوئی و اکتشاف مقدماتی آن را نشان می دهد از جمله : 1-در آذربایجان در نخستین رشته کوه شمالی استان مربوطه. 2-در خلیج فارس از خوزستان تا تنگه هرمز که در پیرامون بندر خمیر با آن آهک آبی (ساروج خمیر) می ریزند. 3-همچنین در شمال مشهد، دره هراز و تبریز و غیره.

کاربرد و مصارف خاک رس و مارن عمده ترین مصرف خاک مزبور در فرآوری آجر می باشد. در حال حاضر با وجود منابع فراوان خاک رس در کشور تولید آجر پاسخگوی نیاز کشور نیست. بر اساس آمار ایران تعداد 2000 کوره آجرپزی در ایران وجود داشته است که تولید 35 درصد آنها به روش سنتی و 64 درصد آنها کوره های هوفمن است و تنها یک درصد دارای سیستم تمام اتوماتیک با تاسیسات فرآوری و غیره است. فرآوری و تولید سالیانه همه این کوره ها در سطح کشور 11 میلیارد قطعه آجر است، در حالیکه بر پایه آمار سال 1367 برای سال 1370 آجر مورد نیاز150 میلیارد قطعه پیشبینی شده بود. در همان سال امکانات موجود، اجازه تولید 20 میلیارد آجر ای بیشتر نمی داد.

تعریف محصول آجر ماده ساختمانی سختی است که از پختن خشت خام بدست می آید، خشت کلی است که به آن شکل هندسی داده شده و از مخلوط کردن خاک با آب بدست می آید. جهت تهیه کل آب را در داخل خاک می ریزند و بعد از مخلوط نمودن آنرا مالش می دهند بطوریکه دانه های خاک با آب مخلوط شود. مواد خارجی و زائد نظیر سنگ ریزه، ریشه های گیاهان و … نبایستی در گلی که برای تولید خشت بکار می رود وجود داشته باشد و همچنین از نظر فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی ویژگی های خاص را بایستی دارا باشد که مشروح آن به ترتیب ذیل می باشد :

ویژگی های خاک در فرآوری آجر : تحقیقات انجام شده نشان می دهد که مجموعه ایده آل برای تهیه آجر و بطور کلی صنعت سرامیک شامل ترکیبات عمده رسی و ترکیبات مشابه آن می باشد که بطور کلی می توان از ترکیبات ذیل در اندازه های کوچکتر از 60 میکرون آجر تهیه کرد. اساسی ترین مواد اولیه صنعت آجر عبارتند از : 1-رس ها یا سیلیکات های هیدراته. 2-فلدسپات ها یا سیلیکات های قلیائی. 3-مارن ها یا مخلوط رس و آهک. 4-میکاها یا سیلیکات های مضاعف. 5-سیلیس. 6-بوکسیت. 7-آهک. لازم به ذکر است کیفیت خاک مورد نیاز برای آجر پایین تر از کیفیت خاک چینی و نسوز است. لذا انواع زیادی از ترکیب های مختلف را می توان برای تهیه آجر بکار برد.مواد داخلی خاک آجر عبارتند از : کائولینیت، ایلیت (شامل مواد معدنی میکا)، کلریت (شامل لایه های متناوب میکا)، بروسیت همراه با کوارتز، اکسیدهای مختلف، کربنات ها و مواد آلی که این مواد را می توان با ترکیب درصدهای مختلف در خاک آجر یافت. ممکن است ترکیبات مواد یک رگه از معدن در طول و عمق رگه تغییرات زیادی یابد. بطور کلی خاک آجر با مواد معدنی مختلفی همراه است از جمله : کوارتز، میکا، پیریت، اکسیدآن، کلسیت، کربنات مضاعف کلسیم منیزیم، گچ و اکسید تینان. در تولید آجر خواصی که از اهمیت ویژه ای برخوردارند عبارتند از : پلاستیسیته، سختی در حالت مرطوب، انقباض در زمان پخت، تقلیل حجم در زمان آبشخوری، میل به ترک خوردن و تاب برداشتن، دامنه تکوین فاز شیشه ای و رنگ پس از ریخت که خواص ذکر شده بستگی به مواد کانی و دانه بندی خاک مورد نظر دارد. بطور کلی در آزمایشگاه اکسیدها، عناصر و مواد زیر اندازه گیری می شوند. رس Al2O3 ، سیلیس SiO3 ، آهک CaO ، اکسیدآهن Fe2O3، اکسیدمنیزیم MgO، اکسیدهای سدیم و پتاسیم K2O , Na2O، کلرورهای محلول در آب، سولفات ها، و افت سرخ شدن. وجود ناخالصی های ذکر شدده در ترکیب شیشه ای و آتشخوری خاک ها موثر است. همچنین مقاومت و سختی در مقابل آتشخوری و انقباض خاک های رسی در زمان خشک شدن بستگی و رابطه مستقیم با ناخالصی های موجود در خاک رس دارد.

1- سیلیس SiO2 و ماسه سیلیس (SiO2) در ترکیب کلیه سیلیکات ها وجود دارد. این کانی از لحاظ فراوانی مهمترین مواد معدنی پوسته جامد زمین (لیتوسفر) می باشد. با مطالعاتیکه تا عمق 16 کیلومتری در پوسته جامد زمین صورت گرفته نشان می دهد که سنگهای سطح زمین به ترتیب فراوانی عبارتست از : 1-سنگهای آذرین 2-سنگهای دگرگونی 3-سنگهای رسوبی تجزیه شیمیائی نمونه های متعدد سنگها مقدار درصد عناصر موجود در قشر زمین را به صورت زیر نشان داده است : عنصر ،درصد جرم اکسیژن46% سیلیسیوم28% آلومینیوم1/8% آهن5% کلسیم6/3% سدیم76/2% پتاسیم6/2% منیزیم1/2% بقیه عناصر15/1% همانطور که جدول فوق نشان می دهد سیلیسیوم که عنصر اصلی تشکیل دهنده سیلیکات ها است بعد از اکسیژن فراوانترین عنصر موجود در سنگها می باشد. اندازه سیلیس خاک در سنگهای سیلیکات آلومینیوم بستگی به جنس خاک دارد و مقدار ماسه اگر بیش از حد باشد چسبندگی کم می شود و از طرفی دانه های سیلیس با بالا رفتن درجه حرارت هنگام پختن آجر دائماً حجم آن افزایش می یابد و با جمع شدن یکنواخت خشت هنگام پخت هماهنگی ندارد و در آجر دور دانه های سیلیس ترکه ای موئی ایجاد می شود. اگر مقدار آن زیادتر باشد موجب تردی و پوکی آجر شده و از مقاومت آن کاسته می شود. 2- آلومین AL2O3
حدود قابل قبول اکسید آلومینیوم 9 تا 21 درصد می باشد. (استاندارد شماره 848 ایران) و مناسبترین میزان نزدیک به 15 درصد ذکر گردیده است. (نبیان 1363)
اگر مقدار اکسید آلومینیوم بیش از مرز مجاز باشد هنگام خشک شن خشت خام ترک بر می دارد و در هنگام پخت آجر می شکند.3- آهک CaCo3
کربنات کلسیم به مقدار کم و به شکل پودر به آجر آسیب نمی رساند و آجر را سفید رنگ می کند ولی مقدار زیادتر از حد لزوم نقش گداز آور داشته و درجه ذوب شدن خاک رس را پایین می آورد و در گرمای کوره خشت خمیری شکل و ذوب می شود. ضمناً دانههای درشت سنگ آهک در کوره ریخته و به آهک زنده (Cao) تبدیل می شود و پس از حذف شدن آن آب ملات را جذب کرده و باد می کند و سبب ترکاندن آجر می شود که این عمل را آلوک زدن می گویند.اکسید آهن Fe2O3
اگر آهن بصورت سولفور در خاک باشد در کوره آجر به اکسیدآن و SO3 تجزیه می شود که اکسید تولید شده با عنصری چون MgO, CaO , K2O و Na2O ترکیب شده و سولفات این عناصر را می دهد و همانطور که گفته شد آجر پس از مصرف سفیدک می زند. اکسید آهن در آجر نقش گدازآور داشته (در گرمای بیش از 1000 درجه سانتیگراد) و مقدار آن تا 5 درصد وزن خاک موجب سرخی رنگ آجر می شود و در گرمای کم کوره، آجر نیمپز شده و آهن آن به FeO تبدیل شده و رنگ آجر کبود و پرک می شود.

سولفات ها
سولفات کلسیم، سدیم، پتاسیم و منیزیم که کم و بیش در رس ها وجود دارند مقدار بیش از حد معمول این مواد موجب سفیدک زدن آن پس از مصرف می شوند و علت آن جذب آب به وسیله سولفات های موجود در خاک رس است. اندازه سولفات منیزیم در خاک آجر تا 6 درصد وزن خاک قابل قبول است و بایستی حتی الامکان ذرات ریز دانه باشند و زیاد بودن مقدار آن در خاک باعث شکفتگی زودرس در آجر می شود.

سنگ گچ
سولفات سدیم و پتاسیم تا 4 درصد وزن خاک قابل قبول است. سنگ گچ در خاک آجر تا 5/2 درصد وزنش پذیرفته است و در گچ به دلیل وجود گوگرد در معرض آب باران قرار گرفته و تولید سولفات می کند.

نمک خوراکی (NaCl)
نمک خوراکی به خاک آسیب نمی رساند و سایر نمک ها تا 5/0 درصد مجاز می باشند زیرا با مقدار بیشتر تولید اسید می شود.

اکسید تیتان (TiO2)
اکسید تیتان به دلیل داشتن نقطه ذوب بالا در آجر مشکل ایجاد نمی کند.

مواد آلی
گیاهان موجود در خاک هنگام قرار گرفتن آجر در کوره می سوزند و محل آنها در آجر خالی می ماند و آجر پوک می شود. قابل ذکر است برای ساختن آجر سبک به گل خاک اره اضافه می کنند.

آب در خاک آجر : آب معمولاً به دو صورت در خاک یافت می شود : الف – آب بین دانه ای که معمولاً با فشار دادن از خاک جدا می شود. ب – آب بین ملکولی که در اثر تبخیر آزاد می شود. از خاک به علت داشتن نفوذناپذیری جهت آب بندی پشت بام ها استفاده می شود. برای اینکه خاک در موقع خشک شدن بعلت از دست دادن آب ترک نخورد به آن مقداری کاه و در بعضی مواقع مو اضافه می نمایند. پودر خاک تا خشک است خاصیت چسبندگی ندارد ولی موقعیکه بحالت گل درآید چسبناک می شود و با افزایش میزان آب خاصیت چسبندگی خود را از دست می دهد و بحال سیال در می اید.

دانه بندی خاک آجر : دانه بندی در رس ها حائز اهمیت است و اندازه دانه های رس معمولاً کمتر از 002/ میلیمتر است و دارای شکلی سوزنی، پولکی، صفحه ای، نواری و غیره است. خاصیت چسبندگی خاک رس بعلت دانه ریزی و شکل دانه های آن است، تماس دانه ها با همدیگر در یک سطح می باشد، معمولاً دانه های درشتتر از 06/0 میلی متر کروی شکل هستند و تماسشان با یکدیگر نقطه ای است. دانه های ریزتر از 002/ میلی متر در خاک رس مقدارش از 20 تا 30 درصد تجاوز کند برای آجر مناسب نیست زیرا آجر ترک بر می دارد. برای داشتن آجر مرغوب در صورتیکه مقدار ماسه آن کم باشد می بایستی مقداری ماسه بین 10 تا 15 درصد بخاک رس اضافه نمود، ماسه در این حالت نقش استخوان بندی آجر را دارد، فضای بین دانه های ماسه را خاک رس پر می کند.

تعریف : آجر طبق تعریف سنگی است مصنوعی و دگرگون شده که از پختن خشت خام بدست می آید و خشت گلی است که به آن شکل داده می شود و از ورزیدن خاک و آب بدست می آید. غالباً خاک مخصوص آجر از جنس رس و مواد رسی می باشد، اما می توان از خاک های مارن هم جهت این منظور استفاده نمود. هر چقدر که خاک اکسید آلومینیوم و سیلیکات کلسیم بیشتری داشته باشد برای آجرسازی مناسب تر است و از مواد خارجی و زائد نظیر سنگ ریزه ها و آهک و نمک، گچ و ریشه گیاهان باید در تولید آجر پرهیز نمود. جهت تولید آجر می توان از استانداردهای ایران به شماره 7 و 1162 استفاده نمود. همینطور استانداردهای شماره 3921 سال 1974 انگلستان، 216 آمریکا و 1250 ژاپن نیز از جمله استانداردهای معتبر برای تولید آجر می باشند.

تاریخچه استفاده از آجر آجر یکی از قدیمی ترین مصالح ساختمانی است که در ایران مورد استفاده قرار گرفته است. هزاران سال که بشر با نحوه پخت و ساخت آجر آشنا گردیده بناهای تاریخی ایران نشان می دهد که ایرانیان از آجر به شکل گسترده ای در ساختمان سازی های خود استفاده نموده اند. طبق آمار مربوط به سرشماری عمومی نفوس و مسکن سال 1365 مشخص است که بیش از 60 درصد واحدهای مسکونی معمولی در نقاط شهری ایران از آجر و آهن ساخته شده است و آمار بدست آمده حاکی از این است که بیش از 40 درصد واحدهای مسکونی معمولی کل کشور آجری است. علاوه بر کشور ایران، در کشورهای پیشرفته غربی هم از آجر بطور وسیعی در صنعت ساختمان استفاده می شود. در انگلستان هرساله متجاوز از 6000 میلیون قالب آجر ضرب می شود.

تاریخچه استفاده از آجر در ایران : ایرانیان از زمان های قدیم از آجر استفاده می کردند. با پختن و مصرف آن آشنا بوده اند. پختن آجر همزمان با پیدایش آجر ابداع شد. بدین صورت نیز نخستین بار از پخته شدن گل دیواره های اجاقها پی به این خاصیت بردند. در دوران ساسانیان مصرف آجر پیشرفت زیادی کرد و در آن زمان بناهای ساسانیان با آجرها به ابعاد 77 ×40 ×40 سانتیمتر ساخته می شده است. دالان مسجد جمعه اصفهان با آجرهای دوران ساسانیان فرش شده، این آجرها مربوط به آتشکده های ساسانیان است که بعد از خراب کردن از آجرهای آنها در ساختن و فرش نمودن مسجد استفاده کرده اند. ساختمان های بزرگ و زیبای آجری که از زمان های خیلی قدیم به جا مانده مانند طاق کسری، برج گنبد کاووس و پل های مختلف و بالاخره کاروانسراهای متعدد که در اغلب نقاط ایران هنوز هم مورد استفاده قرار می گیرد، نمونه هنر آجرکاری معماران ایرانی است. قبل از جنگ اول روس های تزاری در ساختن قزاقخانه های خود آجر با ابعاد 5 ×10 × 20 سانتی متر بکار بردند که بنام آجر قزاقی در ایران معروف است و با روش دستی تهیه شده است. نخستین کارخانه آجرپزی در ایران توسط حاج امین الضرب مهدوی در اواخر سلطنت ناصرالدین شاه در اطراف شهر ری ساخته شده که بعد از فوت نامبرده بحالت تعطیل درآمد. بعد از جنگ جهانی دوم با پیشرفت صنعت در ایران کارخانه های متعدد آجرپزی در نقاط مختلف کشور ساخته شده که عمده ترین فرآورده های آنها : 1- آجر فشاری 2- آجر سفال 3- آجر سقفی 4- آجر بهمنی می باشد.

سیر تکاملی آجر : احتمال داده شده است که در عصر پارینه سنگی با توجه به رد پای انسان ها بر روی گل توجه شکارچیان به استفاده از گل های (رسی) جلب شده است و در سیر تکاملی اولیه خود خشک کردن آن در آفتاب به اذهان انسان های آن زمان رسیده است و این سیر تکامل در عصر نوسنگی که شکارچیان به کشاورز تبدیل شدند پیشرفت نموده و نیاز به مسکن و سرپناه این تکامل در مورد استفاده از گل ها و خشک کردن آنها را سرعت بیشتری داد. دلیل عمده استفاده از گل ها و به خشت تبدیل کرن آنها، دو خصوصیت عمده گل ها (رس ها) بوده که یکی خمیری بودن خشت در هنگام تر بودن آن و دومی صلب بودن آن در زمان خشک شدن آن است. هنوز بطور دقیق مشخص نیست که پخت خشت های گلی در چه موقع و در چه مکانی شروع شد اما طبق نظر تاریخنویسان در 6500 سال پیش قصر کیش در سومر باستان توسط خشت های پخته شده یعنی آجر مفروش گردیده است. نحوه پخت این آجرها بسیار ابتدائی بوده است و روش کار بدین صورت بوده که چند لایه آجر پخته شده بر روی سطح زمین قرار داده می شده بطوری که مجراهائی در جاهای مختلف بین آنها برای قرار دادن سوخت وجود داشته است.سپس خشت های خشک شده را بر روی این پی آجری می چیدند. بین خشت ها فضاهائی را خالی می گذاشتند تا سوخت بیشتری در آنها جای داده شود. برای جلوگیری از اتلاف حرارت، کل کوره را با خاک رس یا آجر پخته شده پوشش می دادند. بعد از آن سوخت را آتش می زدند تا کاملاً بسوزد این عمل ممکن بود روزهای زیادی بطول انجامد بعد از پختن دوره انتظار طولانی تر برای خنک شدن کوره تا حدی که بتوان آجرهای جدیداً پخته شده را خارج نمود پیش می آمد.این نوع از کوره ها دمائی تا حدود 600 درجه سانتیگراد را تولید می کردند. چنین کوره هائی حدود 4000 سال پیش در مناطقی از خاورمیانه از جمله شهر سوخته سیستان مورد استفاده بوده است.اما بعد از آنها در قرن های اول و دوم میلادی این رومی ها بودند که کوره های خود را به درجه بالائی از پیچیدگی رسانده و از آنها در مقیاس بزرگ بهره برداری نمودند. در این نوع کوره که دارای ساختمانی آجری و سفالی بودند دو اتاقک وجود داشت. از اتاقک پائینی برای پخت و از اتاقک بالائی بعنوان گرمخانه استفاده می گردید.این کوره ها را غالباً در کنار تپه هائی رو به بادهای غالب منطقه می ساختند تا جریان هوای خوبی برای تونل پخت فراهم شود. تقریباً تمامی اتاقک پخت و همچنین بخشی از اتاقک گرمخانه در دامنه تپه جای می گرفت. بدین ترتیب نه تنها اتلاف حرارت کاهش می یافت، بلکه کوره نیز در برابر تنشه ای ایجاد شده توسط حرارت بالا مقاوم می گردید. گازهای داغ خارج شده از اتاقک پائینی از طریق هواکش های کف گرمخانه به داخل آن وارد می شد. قسمت جلوی گرمخانه در دامنه تپه به سطح زمین بسیار نزدیک بود تا بارگیری و تخلیه بار آسان باشد.روش کوره های دستی و قالب گیری دستی تا اوائل قرن نوزدهم ادامه داشت و بعد از ورود به قرن نوزدهم هم آهسته آهسته روش های دستی کنار گذاشته شد و با سرعت زیادی روش های ماشینی جایگزین روش های دستی شد. هم اکنون آجرهای دستی به اندازه های غیر معمول و شکل های پیچیده حتی در کشورهای پیشرفته هم تولید می شوند که بیشتر آنها کاربردهای خاص را دارند.

چگونگی تولید با ترکیب خاک مناسب (به میزان 95%) و مواد افزونی (داخلی) تولید آجر امکان پذیر است. ابتدا خاک محل استقرار کارخانه مورد برداشت و آزمایش قرار می گیرد. بعد از دستیابی به جواب های مورد نظر در حیطه استانداردها مواد اولیه به انبار خاک خشک توسط تسمه نقاله وارد آسیاب می شود و بعد از پودر شدن به غربال رفته و در آنجا ضایعات جدا گردیده و پودرهای مناسب به انبار خاک پودر شده، منتقل می گردد. بعد از این مرحله خاک پودر شده با آب داخل مخلوط کن شده تا گل مناسب پدید آید. این گل توسط نقاله به داخل اکسترودر، خلاء وارد شده و مجدداً مخلوط می شود و گل بصورت تکه تکه شده درآمده و به داخل محفظه خلاء رفته تا هوای اضافی داخل آن خارج شود. بعد از این مرحله گل موجود توسط اکسترودر متراکم شده و گل بصورت شمش از دستگاه اکسترودر خارج می شود. بعد از طی این مرحله و تولید شمش گل این شمش بطرف دستگاه برش خشک (توسط تسمه نقاله) حمل شده و به ابعاد مورد نظر برش داده می شود بعد از این مرحله خشک کردن خشت ها صورت می پذیرد و استفاده از یکی از روش های موجود نظیر خشککن اتاقکی، خشک کن تونلی و یا فضای باز، خشت ها خشک می گردند.بعد از خشک شدن خشت ها وارد کوره می شوند تا پخت آنها صورت پذیرد.

انواع آجرها از نظر نوع مصرف : آجر معمولی : آجرهائی هستند که برای کارهای عمومی ساختمان مناسب هستند و به روش دستی یا ماشینی تولید می شوند. آجرنما : بطریق خاصی ساخته می شود تا هنگام مصرف بدون نیاز به اندودکاری یا روکش های دیگر خود، دارای ظاهر مناسبی باشد، این نوع آجر هم می تواند به روش دستی (قزاقی) یا ماشینی تولید شود. آجر مهندسی مرغوب : این آجر دارای جسمی متراکم، پرقدرت و نیمه شیشه ای است و عمدتاً در سازه های با قدرت تحمل بار زیاد بکار برده می شود. این آجر منحصراً به روش ماشینی تولید می شود.

انواع آجرها از نظر کیفیت : آجر با کیفیت مناسب برای مصارف داخلی (توکار) : این آجر برای مصارف معمولی در داخل ساختمان بکار می رود. آجر با کیفیت معمولی: این نوع آجرها دارای دوامی کمتر از آجرهای با کیفیت ویژه ولیکن معمولاً در نماهای خارجی ساختمان دوام کافی را خواهد داشت. آجر با کیفیت ویژه : این نوع آجر در شرایط سخت و ویژه کاربرد دارد نظیر مناطقی که از آب اشباع شده یا یخ زدگی ممکن است رخ دهد نظیر : دیوارهای حائل، کانال های فاضلاب، فرش پیاده روها و غیره.درجه حرارت لازم برای پخت آجر بستگی به نوع خاک و تعداد عناصر معدنی موجود در خاک دارد. درجه حرارت مناسب بین 900 تا 1200 درجه می باشد.

انواع آجرها از نظر شکل : آجر توپر که در آن حجم سوراخ ها از 25 درصد حجم آجر (یا در حالت آجرهای پرسی، حجم فرورفتگی از 20 درصد آجر) تجاوز نمی کند. در این نوع آجر سوراخ ها کاملاً یا تقریباً از میان آجر عبور می کنند. آجر سوراخ دار : که در آن حجم سوراخ هائیکه از میان آجر می گذرد از 25% حجم آجر بیشتر باشد. آجر توخالی : که در آن حجم سوراخ هائیکه از میان آجر عبور می کنند از 25% حجم آن بیشتر است و هیچگونه محدودیتی در ابعاد سوراخ ها وجود ندارد. آجر متخلخل : که در آن حجم منافذ (سوراخ های بسته شده در یک انتها) بیش از 20% حجم آجر باشد. نکته مورد توجه این است که آجرهای متخلخل معمولاً با روش های پرسی تولید می شوند و آجرهای سوراخ دار و توخالی با استفاده از روش دکسترودر (برون رونده) ساخته می شوند. آجر با شکل مخصوص : که دارای شکل هندسی بغیر از مکعب مستطیل معمولی هستند.

روش تولید آجر : سه روش اصلی آجرپزی وجود دارد : 1- روش سیم برش خمیری 2- روش خمیری سفت 3- روش نیمه خشک یا پرس خشک یک کارخانه بزرگ و مدرن تولید آجر می تواند بین یکصد هزار تا یک میلیون آجر در روز داشته باشد، پس قبل از هر چیز روش تولید و قبل از آن میزان ذخیره خاک مورد نظر و بعد مسافت آن کاملاً اقتصادی باشد و تمام جوانب در نظر گرفته شده باشند. جهت تولید آجر ابتدا می توان از یک سنگشکن فکی استفاده نمود تا قطعات خرد شده را به قطر حداکثر 25/1 سانتی متر تبدیل نماید، بعد از این مرحله نوبت سایر خردکننده ها و آسیاها می رسد. عمل خردایش و آسیا کردن تا حدی صورت می پذیرد تا حداکثر 10 درصد ذرات قطری برابر 25/0 سانتی متر داشته باشند. بعد از مرحله خرد کردن به استثناء روش نیمه خشک، خاک مورد نظر همراه با مقدار کافی آب، وارد مخلوط کنها (Through – MIxer) می شود تا میزان مورد نیاز برای خمیری بودن مخلوط بدست بیاید. جهت متراکم ساختن مخلوط خمیری از دستگاه ملات ساز (Pug Mill) استفاده می شود. این دستگاه که شامل یک استوانه بزرگ مارپیچی شکل است، مخلوط را ضمن جلو راندن بخوبی ورز داده و متراکم می کند. در روش سیم برش خمیری یا گل سفت گل از دستگاه ملات ساز به داخل یک قالب فشرده و بصورت یک ستون پیوسته به بیرون رانده می شود و بعد از انتقال توسط نوار نقاله به روی میز برش هدایت می شود و در آنجا دستگاه برش، ستون گل را به قطعاتی می برد که ضخامت آنها قدری بیشتر از ضخامت آجر است و این خشت ها هم بعد از خشک شدن و پخت به اندازه مطلوب می رسند. در روش خمیری سفت که رطوبت گل آن کمتر از روش قبلی است (در روش قبلی رطوبت بین 13 و 11 و در این روش بین 5 تا 18 درصد می باشد) و بیشتر ایت روش مناسب خاک هائی است که مقدار رس آن از نوع لایه های سخت (شیلی) یا مقدار آهک بالا (مارنی) می باشد. مخلوط بدست آمده در این روش خمیر سفتی است که تنها تحت فشار بالا جریان خواهد یافت. این خمیر از یک ملات ساز به داخل تعدادی قالب که بر روی یک میز دوار قرار گرفته است با فشار وارد می شود. سپس میز می چرخد تا به نقطه ای برسد که در آنجا پرس های مکانیکی، خمیر داخل قالب ها را تحت فشار قرار دهند. در مرحله بعدی چرخش، خشت های شکل گرفته از داخل قالب ها به بیرون رانده و از میز خارج می شوند. سپس خشت ها به داخل دستگاه دیگری برده شده و در آنجا برای بار دوم برای بهبود پرداخت سطح آن فشرده می شوند. در روش نیمه خشک یا پرس خشک، خاک باید در حالتی باشد که بدون دارا بودن حالت خمیری (بالا) بتوان آن را به روش خشک آسیا نمود. البته در عین حال خاک باید دارای آب آزاد کافی باشد تا چنانچه خاک آسیا شده در داخل یک جعبه قالب فشرده شود، تغییر شکل خمیری لازم صورت پذیرفته و محصول مورد نظر تولید گردد. روش های دیگری هم وجود دارد ولی نکته قابل توجه این است که چنانچه بخواهیم از آجرهائی با شکل های ظریف هندسی استفاده کنیم، بهتر است از قالب های دستی استفاده شود تا بتوان انواع مختلفی را با شکل های پیچیده بدست آورد. بعد از اینکه یکی از روش های فوق جهت شکل دادن اولیه آجر (خشت) صورت پذیرفت باید آب داخل آن از طریق فضاهای خالی و لوله های موئینه خارج شود.. خشک کردن خشت ها نباید به سرعت انجام پذیرد تا از ایجاد ترک ها جلوگیری شود. خشک کردن باید در داخل و خارج محصول صورت پذیرد. از آنجا که آجرها معمولاً دارای نسبت سطح به حجم کوچکی هستند، خشک کردن به کندی صورت می پذیرد. قدیمی ترین روش خشک کردن آجرها، قرار دادن آنها در یک لایه و خشک کردن در هوا و آفتاب است و لیکن برای کارخانه های بزرگ، آجرها در محفظه های مخصوصی که با هوای داغ تغذیه می شوند یا در خشک کن های تونلی طویلی که در طول آنها دما ورطوبت کنترل شده و پروانه هائی برای چرخش هوا تعبیه شده خشک می شوند. گرمای خشک کن تونلی معمولاً از حرارت تلف شده کوره تامین می شود. بعد از مرحله خشک کردن به مرحله پخت آجر می رسیم. در طول فرایند پخت، همچنانکه فضاهای خالی موجود در خشت خشک شده از بین می روند، انقباض بیشتری ایجاد می شود. هر چند انقباض با بالا رفتن دما افزایش می یابد، عوامل دیگری نیز در آن تاثیر دارند. هر چه اندازه ذرات ماده اولیه کوچکتر باشد، میزان انقباض بیشتر خواهد بود. مقادیر زیاد مواد نسوز مانند آلومینا، انقباض را کاهش داده و مقادیر بالای گدازآورها (FLUX) مثل میکا و فلدسپات، انقباض را افزایش خواهد داد. در آجرهای ساختمانی معمولی، مقادیر معینی از تخلخل مطلوبست. چون باعث تاثیر بر ارزش آجر از لحاظ عایق حرارتی می شود. ضمن اینکه بین آجر و ملات پیوند لازم بوجود می آید. چنانچه تخلخل و در نتیجه جذب آب بالا باشد، آجر آب ملات ر ا به مقدار زیادی مکیده و اتصال لازم بین آجر و ملات برقرار نمی شود و در عین حال، کم بودن تخلخل و در نتیجه جذب آب کم باعث کم شدن پیوند آجر و ملات می گردد زیرا مقدار نفوذ ملات به داخل خلل و فرج آجر را کم می کند. آجرهای مهندسی در جاهایی مصرف دارند که مقاومت مکانیکی بالائی مورد نظر است و خصوصیت عایق حرارتی، اهمیت کمتری دارد. از کاربردهای این آجرها در ساخت دیواره تونل های راه آهن و کانال های آبرسانی می باشد. این نوع آجرها باید تا حد امکان متراکم و غیر متخلخل باشند. تفاوت در پخت (و در ترکیب و اندازه ماده خام) نه تنها بر چگالی آجر، بلکه بر رنگ آن نیز تاثیر دارد. قبل از ورود به بحث پخت لازم است که انواع کوره ها را نام برد. کوره ها را می توان بر حسب موارد گوناگون نظیر سیستم پخت، ترتیب مشعل ها، شکل ساختمانی، هدف مورد نظر و یا روش انتقال حرارت به منطقه پخت تقسیم بندی نمود. در اینجا انواع اصلی کوره بر حسب روش کار دسته بندی شده اند :
1- کوره های متناوب یا دوره ای : در این نوع کوره ها، هر دوره پخت عبارست از قرار دادن محصولات خام دو کوره، مسدود کردن و بستن درهای آن، حرارت دادن، پخت تا دمای نهائی، خنک کردن، باز کردن محفظه کوره و تخلیه آجرهای پخته شده. این عملیات به همین روش در پخت بعدی تکرار می شود. کوره های دستی تنوره ای و کوره ای رومی از نوع متناوبند. در طون قرن ها تغییرات زیادی در این نوع کوره ها حاصل شده اند. در بعضی از آنها تنها یک اتاقک پخت پیشبینی شده، در حالی که بعضی دیگر دو یا بیشتر از این نوع اتاقک ها دارند. سوخت امروزه اینها گاز، نفت یا گازوئیل است. بزرگترین عیب این کوره ها، اتلاف حرارت ناشی از خنک کردن متناوب بدنه کوره است. هر چند که بخشی از حرارت تلف شده ناشی از مرحله ماقبل خنک کردن می تواند به مصرف خشک کردن یا گرم کردن محیط برسد.

2- کوره های با عملکرد نیمه پیوسته : این گروه شامل تمامی کوره های چند قمیری است (قمیر = اتاقک پخت) که یا بصورت مستقیم به یکدیگر پیوسته اند و یا اینکه با یکدیگر جفت شده اند. کوره های نیمه پیوسته برای پاسخگوئی به نیاز به ظرفیت های بیشتر ساخته شده اند و هدف آنها استفاده از گازهای خروجی برای گرم کردن خشت ها در قمیر مجاور بوده است. جهت تسهیل ساخت می توان دو قمیر را با استفاده از یک دیوار مشترک ساخت که به این نوع، قمیرهای جفت می گویند. هر اتاقک پخت دارای دری است که در سمت آزاد دیوار قرار دارد و از آن برای پر و خالی کردن محصول استفاده می شود. اتاقک پخت بعدی در فاصله 2 تا 4 متری قرار گرفته است، لذا جای کافی برای پر و خالی کردن بین کوره ها وجود دارد و مجراهای ارتباط دهنده گاز خروجی، طول زیادی ندارند. 3- کوره های پیوسته : پیدایش این نوع حدود سال 1849 آغاز شد که شکل ابتدائی آن یک کوره حلقوی بود که در آن قمیرها بصورت یک دایره به دور یک دودکش مرکزی قرار داشتند. بعدها این حلقه پیوسته طوری ساخته شده تا امکان مشتعل شدن کوره از بالا وجود داشته باشد. این نوع کوره ها در سال 1870 بنابر قانون هوفمن بنام کوره های هوفمن شناخته شدند. بعد از چند سالی شکل دایره ای اولیه کوره حلقه ای هوفمن کنار گذاشته شد زیرا معلوم شد که کانال قوس دار طولی با دو انتهای گرد یا مربع بازده بیشتری داشته و نتایج پخت بهتری را فراهم می کند. موضوع اصلی بیان شده توسط هوفمن به تولیدکنندگان آجر آن بود که در مقایسه با کوره های متناوب یا حتی نیمه پیوسته به کار گرفتن کوره های حلقوی، دوسوم در مصرف سوخت صرفه جوئی به عمل می آورد.

4- کوره های حلقوی : کوره های هوفمن بین 18 تا 80 اتاقک پخت (قمیر) متصل بهم دارد که مجموعاً مدار بست های را تشکیل می دهد. هر قمیر دارای در خروجی برای پر کردن و خالی کردن آجرهاست. در هر زمان سوخت تنها در چند قمیر همجوار مشتعل است. این منطقه پخت حرکت می کند و قمیر به قمیر، دور تا دور مدار می گردد. بنابراین منطقه پخت به سمت خشت های چیده شده حرکت می کند، نه خشت ها به سمت منطقه پخت. حرارت تلف شده قمیرهائی که پخت خشتها در آنها به تازگی به پایان رسیده و در حال حاضر خنک می شوند، هوا را برای احتراق با سوخت در منطقه پخت جدید پیش گرم می کند. گازهای حاصل از احتراق در منطقه پخت فعلی برای پیش گرم کرن خشت های خشک شده جدیداً چیده شده استفاده می شوند.

5- کوره های تونلی : پس از سال ها تلاش در جهت رفع نقاط ضعف کوره های تونلی، پیشرفت های زیادی برای این نوع حاصل گردیده، بطوری که کوره های تونلی کاملترین و اقتصادی ترین کوره ها می باشند. دقیقاً روشن نیست که اولین کوره تونلی در چه سالی ابداع گردیده ولی عصر آن بیش از 250 سال نمی باشد. در کوره های تونلی آجرها در حرکت هستند و در آن آتش کوره ثابت می باشد و بعبارت دیگر بدنه متحرک و آتش ثابت است. کوره های تونلی شرایط کاری بسیار بهتری را برای کارگران فراهم می کنند. زیرا کارگران مجبور به تحمل گرما و گرد و غبار نیستند و صاحب کوره هم مزیت دیگر کوره تونلی در مقایسه با سایر انواع کوره ها، سرعت بیشتر افزایش دما، پخت و خنک شدن و در نتیجه ظرفیت بالای آن است. در کوره های تونلی پیوسته امروزه با پیشرفت ها و تکنیک هائی که در مورد درزبندی ها، حمل و نقل، ماشین کوره، مصالح دیوار و سقف و کنترل پخت بوجود آمده، صرفه جوئی در سوخت به اوج خود رسیده است. در منطقه اصلی پخت که در وسط کوره قرار دارد، بیشترین مشعله ای گاز یا نفت واقع است و بنابراین بیشترین دمای کوره در همانجاست. خشت ها بر روی واگن حمل می گردند و از یک سر کوره بطور پیوسته وارد و از انتهای دیگر آن خار می شوند. در این حالت هوای خنک که در جهت مخالف یعنی از انتهای کوره به سمت منطقه پخت در جریان است، از توده آجرهائی که به تازگی به دمای پخت حداکثر رسیده اند عبور کرده و آنها را خنک می کند. بنابراین هوای داغ وقتی به منطقه پخت می رسد، احتراق بهتری را با سوخت خواهد داشت. هوای داغی که منطقه پخت را ترک می کند به سمت ورودی کوره حرکت کرده و خشت های خشک شده را در سر راه خود به منطقه پخت گرم می کند. کوره بطور پیوسته برای سال ها بدون وقفه کار می کند و دمای قسمت های مختلف آن ثابت باقی می ماند. هنگامیکه کوره به دمای مورد نظر رسید. فقط باید دما را ثابت نگه داشت. این امر باعث صرفه جوئی قابل ملاحظه ای در سوخت می شود. استفاده از بخشی از حرارت تلف شده برای خشک کردن خشت ها و گرم کردن محوطه سبب صرفه جوئی بیشتر می شود. چون کوره تونلی پیوسته همانند کوره متناوب دائماً گرم و سرد نمی شود، لذا کمتر در معرض تخریب سازهای قرار دارد.

مواد اولیه آجر

عمده مواد اولیه آجر خاک های رسی است. در بعضی موارد هم از خاک هایی که عمده ترکیب آنها ماسه های سیلیسی است به عنوان مواد کمکی همراه مواد رسی استفاده میشود.برای شناسایی خاک های رسی لازم است، کیفیت خاک رسی به صورت عمومی شناسایی شود. خاک های رسی از تجزیه مستقیم سنگ های آذرین به دست می آیند و یا از تجزیه و هوازدگی شیل های حاصل می شوند.در مورد حالت اول این مواد به دو شکل برجا و یا رسوبی خود را نشان می دهند. یک دسته از خاک های رسی، برجا هستند که در لابه لای خود معمولاً دارای مقادیری رس های پر آلومین، ماسه های سیلیسی، میکا و فلدسپات می باشند.عمدتاً این خاک، به رنگ های روشن و تا حدودی به رنگ سفید هستند. این گونه خاک ها در صنعت آجر ساختمانی کاربردی ندارند و برای تولید آجر نسوز از آن استفاده می شود.این خاک ها دارای پلاستیسیتی متوسط هستند. دوم خاک های رسی رسوبی است که تحت عنوان Sedimentary rocks شناخته میشود. این خاک ها دارای رنگ هایی از خاکستری تا سیاه و یا از کرمی پر رنگ تا قرمز هستند. کانی های موجود در آنها، عمدتاً رس های پر آلومین (مثلاً کائولین) –پیروفیلیت و پیریت- سیلیس به صورت کوارتز هستند. مشخصه این خاک ها علاوه بر رنگ، پلاستیسیتی زیاد آنها است. تفاوت این خاک ها، با خاک های رسی حاصل از هوازدگی شیل ها، در نداشتن و یا محدودیت وجود ناخالصی هایی نظیر گچ و نمک و سایر املاح محلول می باشد.رنگ بعد از پخت این گونه خاک ها معمولاً قرمز است؛ اما دسته دوم خاک های رسی، یعنی آنهایی که از هوازدگی شیل ها حاصل می شوند، به دلیل این که شیل های سطحی زمین در مناطقی که بیرون زدگی دارند با لایه های آهکی مجاور می شوند و در جریان هوازدگی و وجود باران های اسیدی شسته شده و در دشت ها جریان می یابند، دارای مقادیر قابل توجهی کربنات های کلسیم و منیزیم و املاح محلول کلسیم و سدیم می باشند. عمده کانی های رسی این رس ها، مونت –موریلونیت ها، کلریت و ایلیت هستند. درصد رس های با کیفیت نظیر کائولین و پاپروفیلیت در این گونه خاک ها کمتر است و بررسی مکرر آنالیز XRD این گونه رس نشان می دهد که این گونه رس ها، مراحل فرسایش مکرر بیشتری را نسبت به رس های حاصل از تجزیه مستقیم سنگ های آذرین گذرانده اند. خاک های رسوبی مناطق مرکزی و شرق اصفهان، حاصل از تجزیه و هوازدگی شیل های نهشته شده شمال تا شمال شرقی و شمال غربی و حتی مناطق جنوبی آن می باشد.سنگ ها بر حسب این که دارای مقادیری مواد آهکی هم باشند و یا فقط ماسه های سیلیسی در برداشته باشند؛ به دو دسته ماسه سنگ های آهک دار و یا ماسه سنگ های سیلسی-سیلیکاتی تقسیم می شوند. ماسه سنگ های سیلیسی-سیلیکاتی که دارای مقادیر کافی رس باشند، حالت تورق داشته و به آنها شیل گفته می شود.خصوصیت عمده شیلها این است که دارای رس ها ثانویه هستند و رس های ثانویه اصولاً دارای اکسید آهن هستند، اما به دلیل اینکه این گونه مواد معدنی بعد از تشکیل در لایه های عمیق زمین قرار گرفته اند، آهن سه ظرفیتی موجود در رس ها، تبدیل به آهن دو ظرفیتی شده که به رنگ سیاه تا سبز می شود. رنگ سیاه به خاطر غلظت زیاد یون آهن دو ظرفیتی و رنگ سبز به دلیل غلظت کم آهن دو ظرفیتی است.
همین وضعیت رنگ سیاه شیل، با پخت خاک های شیلی در دماهای بالای 1000 درجه سانتیگراد در کوره ها قابل استحصال است. خاک های شیلی سبز رنگ، معمولاً مقدار سیلیس آنها بیشتر است و رس آنها کمتر بوده و در نتیجه اکسید آلومینیوم کمتری دارند. خاک های شیل سیاه، رس بیشتری داشته و اکسید آلومینیوم آنها هم بیشتر است. بدین ترتیب باید گفت شیل های سیاه رنگ متورق، اصولاً بر شیل های سبز رنگ برتری دارند.

نحوه شناسایی و بهره برداری از مواد اولیه معدنخاک های رسوبی، اصولاً در دشت ها تشکیل و تجمع می کن. هر کجا منطقه کوهستانی باشد و در آن منطقه کوهستانی، سنگ های آذرین، پگماتیت ها، فلدسپات، کوارتز، بازالت، آندزیت و غیره باشد، در پایین دست این منطقه کوهستانی و در آبرفت ها و دشت های منطقه، خاک های رسی حاصل از تجزیه سنگ های آذرین ممکن است وجود داشته باشد. هر کجا که توده های شیل و ماسه سنگ شیلی باشد در دشت های منطقه مربوطه رس تشکیل می شود.

شناسایی از طریق نقشه های زمین شناسیسازمان زمین شناسی کشور ما از حدود یک قرن پیش نقشه های با مقیاس 1/100000 و غیره را از نقاط مختلف ایران، به صورت نسبتاً مناسبی تهیه کرده است. در این نقشه ها مناطق مورد مطالعه با مشخصه دوره های مختلف زمین و تعیین عمق زیر لایه ها، چگونگی چین خوردگی ها را تا عمق 2500 متری و 3000 متری سطح تعیین نموده است. از این نقشه ها می توانیم مناطقی را که بیرون زدگی طبقات شیل دار و یا طبقات سنگ های آذرین دارند مشخص کنیم و در اطراف آن نواحی، به دنبال خاک های رسی و شیل های مناسب و یا در آجر های مهندسی، فلدپاست، تالک، بنتونیت و مواد آرژیلی که ممکن است مقادیری مواد آهکی هم داشته باشند بگردیم؛ در پی جویی این گونه خاکها 5 وسیله داریم: بیل، کلنگ، چکش زمین شناسی، ظرف محتوی اسید کلریک مجهز به قطره چکان و لیوان آزمایشگاهی. هنگامی که بخواهیم نمونه برداری کنیم ابتدا به وسیله بیل و یا کلنگ یک چاله به عمق چند دسی متر حفر می کنیم شکل(1-2) و نمونه ای از خاک را به مقدار چند گرم به طور اتفاقی برداشته و در لیوان می ریزیم و به آن جوهر نمک اضافه می کنیم. خاک های رسی خالص در جوهر نمک می جوشد و خاک های رسی آهک دار در جوهر نمک کمی می جوشد و حاصل آن پس از چند ثانیه از جوش باز می ایستد و یک دوغابی از مواد می دهد که جسمیت دارد.