آهک چیست؟

آهک (Lime) یک نوع ماده معدنی با فرمول شیمیایی (Ca(OH)₂) تحت عنوان هیدروکسید کلسیم یا آ‌هک هیدراته شناخته می‌شود و از دیرباز به عنوان یک ماده سیمانی و استحکامی بکار گرفته شده است.

این ماده معدنی به شدت واکنش پذیر است و به همین دلیل امکان ترکیب کردن آن با مصالح دیگر وجود دارد.

مقاومت نسبی آن در پروژه‌های قدیمی به هنگام استفاده به همراه شن و ماسه، خاک رس و لویی به عنوان ساروج به اثبات رسیده است.

البته، این ماده به شدت با برخی از مصالح دیگر مانند آهن و فولاد واکنش می‌دهد و باعث خوردگی آنها می‌شود.

وزن ویژه آن ۰۸/۳ تا ۳۰/۳ می‌باشد که بستگی به درجه گرمای پختن سنگ آهک دارد.

هر چه زیادتر شود ،آهک پخته، کندتر با آب ترکیب می‌شود.

در گرمای بیش از ۱۰۰۰ درجه، آ‌هک اندکی جمع می‌شود و سطح رویه‌اش کمی کاهش می‌یابد.

با آب به کندی ترکیب شده، شکفتن آن کند می‌گردد.

آ‌هک در گرمای ۲۵۸۰ تا ۲۷۵۰ درجه و فشار یک بار (اتمسفر) آب می‌شود.

آ‌هک بلوری به شکل مکعب بی‌رنگ با ته رنگ زرد است.

درجه سختی آن به ۳ تا ۴ می‌رسد.

آب به کندی از سطح آهک بلوری به درون آن نشست می‌کند.

اگر گرد اهک بلور را در آب بریزند پس از چند دقیقه با حالت انفجاری مانندی ترکیب می‌شود.

هر گاه گرد آ‌هک را در گرمای ۱۴۰۰ تا ۱۵۰۰ درجه نگاه دارند، دانه‌های آن به همدیگر می‌چسبند و بلور می‌گردند که کم‌کم دانه‌های بلور شده درشت می‌شوند.

آ‌هک پودری سفید رنگ است که بعد از پخت به سنگ آهک تبدیل می‌شود.

پخت آ‌هک در ساختار بعدی آن بسیار مهم است یعنی هر چه زمان پخت آ‌هک دما بالاتر رود، لایه‌ی رویی آ‌هک نازک‌تر می‌شود.

جذب آب آن آرام‌تر انجام می‌شود و به اصطلاح شکفته شدن اهک به آهستگی انجام می‌گیرد.

جنس آ‌هک بازاری (آهک زنده) بستگی به جسم‌های بیگانه در آن دارد.

اگر سنگ اهک بیش از 90% وزنش، کربنات کلسیم داشته باشد، آهکی که از آن پخته شود آهک پرمایه است.

هرگاه کربنات کلسیم کمتر از 75% وزنش باشد، آهکی که از آن پخته شود آهک کم مایه است.

• استفاده از آ‌هک در آسفالت
• تثبیت بستر کانال و پایدار نمودن زمین بستر راه
• کاربرد آ‌هک در ساختما‌ن‌سازی
• کاربرد آ‌هک در صنعت ساخت (تهیه سیمان، تهیه آجر ماسه آهکی، صنعت شیشه‌سازی‌، فولاد و …)
• جلوگیری از حمله ریشه درختان مختلف به لاینینگ کانال و تخریب آن
• استفاده از شفته آهک جایگزین خاکریز پشت ساز‌ه‌ها و …
• پر کردن درز و دوختن لایه‌های خاک‌
• کاربرد آ‌هک در صنعت آب
• استفاده از آ‌هک جهت تهیه قند از نی‌شکر
• تهیه ظرف‌های چینی
• تهیه شیشه‌های معمولی 
• تهیه ساروج
• دباغی پوست

آ‌هک از مهم‌ترين مصالح كلسيم‌دار است كه در ساختمان به شكل‌های گوناگون مورد استفاده قرار می‌گيرد.

ممكن است بشر هم زمان پيدايش آتش به آ‌هک دسترسی پيدا كرده باشد.

بدين طريق كه انسان‌های اوليه از سنگ آ‌هک برا ساختن اجاق‌های خود استفاده می‌كردند.

اين سنگ در مجاورت آتش پخته شده و در اثر بارندگی شكفته شده و هيدراته گشته است.

موجب بهم چسبانيدن قطعات سنگی مجاور خود گرديده است.

مصرف آ‌هک در جهان مخصوصاً در ايران سابقه چند هزار ساله دارد.

در ساختمان‌هایی كه از عهد باستان و دوران قبل از اسلام در ايران به جا مانده است مصرف آ‌هک را نشان می‌دهد.

در ساختمان ديوار چين كه به سيصد سال قبل از ميلاد مسيح مربوط است آ‌هک بكار رفته است.

سنگ آهک بدون شک یکی از قدیمی‌ترین موادی است که از زمان‌های دور مورد استفاده واقع شده است.‌‌

آ‌هک زنده پس از بارندگی شکفته شده و به شیر اهک تبدیل می‌گشته و شیر آهک هنگام گرفتن جسم‌های پیرامون خود را به همدیگر چسبانیده است‌.

علاوه بر این، به استفاده آ‌هک در ساروج (ملات ا‌هک و خاکستر‌) در سازه‌های بسیار قدیمی از جمله زیگورات چغازنبیل و …می‌توان اشاره کرد.

آ‌هک از آن موادی است که جزء اولین مواد بکار رفته در ساختمان‌سازی است.

در دوران باستان در مصر و رماز آ‌هک برای ساختن بنا استفاده می‌کردند.

بعد از آن ایرانی‌ها از شفته اهک که مخلوطی از آب و خاک و آ‌هک است برای ساختمان‌سازی، پل‌سازی و… استفاده می‌کردند.

در اصل بیشتر آ‌هک خاصیت آب‌گیری داشت یعنی به این دلیل از آ‌هک استفاده می‌کردند که جلوی ورود آب را می‌گرفت.

تاریخ بهره‌گیری از آ‌هک در ایران به ۳ هزار سال قبل باز می‌گردد.

گورهای چمباته‌ای در سده‌های هفتم و هشتم پیش از میلاد مسیح با این ماده پر شده‌اند.

این گورها که چند نمونه از آن در ناحیه حسنلو کشف شده بیش از سه متر عمق دارند و با شفته آ‌هک پر شده‌اند.

نمونه دیگر تاریخی استفاده از آ‌هک در کاخ‌های تخت جمشید می‌باشد.

کف این کاخ‌ها از ملاتی سرخ رنگ که در آن آ‌هک بکار رفته بود، پوشیده شده است.

در دوران اشکانیان و ساسانیان نیز ملات آهک مورد استفاده قرار می‌گرفته است.

در زمان اشکانیان از این ماده شیمیایی به عنوان ملات در ساختمان‌های سنگی و آجری و همچنین روکشی دیوارهای استفاده می‌کردند.

معمولا از سه نوع آ‌هک در کارهای ساختمانی استفاده می‌شود:

• اهک چرب یا پر قوه

این نوع آ‌هک، حدود چهار درصد ناخالصی همراه دارد.

مهم‌ترین ویژگی آن این است که در تماس با آب به شدت شکفته می‌شود و حجم آن تا حدود ۲.۵ برابر مقدار اولیه‌اش افزایش می‌یابد.

مخلوط آن با شن در تماس با گاز کربنیک به سرعت خود را می‌گیرد و سفت می‌شود، (به مدت ۱۵ روز در مجاورت هوا).

از این‌رو، آهک چرب را آهک هوایی نیز می‌گویند.

• اهک‌های کم قوه

آهک‌های کم قوه از سنگ آهک‌هایی که ۵ تا ۶ درصد آ‌هک دارند، تولید می‌شود.

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 به کندی شکفته می‌شود.

ملات حاصل از مخلوط آن با شن، به آرامی در هوا سفت می‌شود.

• اهک‌های 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:

1. دور از هوا و حتی در زیر آب، به آهستگی سفت می‌شود.
2. در تماس با آب خیلی شکفته می‌شوند.
3. با آب خمیر کم چسب تولید می‌کند.

بطور کلی، می‌توان این نوع آهک‌ها را حد واسط بین آهک‌های هوایی و سیمان دانست.

انواع ملات‌های اهکی:

• اهک‌‌های هوایی (چاق):

آ‌هک‌‌های هوایی در زمان تبدیل به کربناب، سفت می‌شود و حدود 85 تا 100 درصد Cao در خود دارد که به همین جهت به سرعت شکفته شده و حرارت زیادی را ایجاد می‌کند.

• اهک‌‌های نیمه‌ آبی (لاغر):

آهک‌‌های نیمه‌ آبی مقداری ناخالصی رسی با خود به همراه دارند و حدود 75 تا 85 درصد از آ‌هک تشکیل شده‌اند.

این نوع آ‌هک در مواجهه با آب به سرعت سخت شده و نسبت به آهک‌های هوایی مقاومت بیشتری دارند.

• اهک‌‌های آبی:

در اثر پختن و نرم کردن سنگ‌های آهکی رسدار، آهک‌‌های آبی بدست می‌آیند.

این نوع آهک 65 تا 75 درصد CaO در خود جای داده و در مواجهه با آب سفت شده ولی سرعت شکفته شدت آن بسیار کم می‌باشد.

• شفته اهک:

شفته آ‌هک از مخلوط شدن خاک و شن به همراه دوغاب آ‌هک بدست می‌آید.

ویژگی آن این می‌باشد که برای سخت شدن به هوا نیازمند نیست.

شفته آهک بیشتر به عنوان ملات آبی استفاده می‌شود.

• اهک مرده:

هرگاه بر روی کلسیم اکسید (آهک زنده) آب ریخته شود، بر اثر واکنش با آب، گرما ایجاد می‌کند.

موجب بخار شدن قسمتی از آب می‌شود.

در این عمل، آ‌هک بر اثر جذب آب، متورم شده، سپس به‌صورت گرد سفیدی در می‌آید که اصطلاحاً آهک مرده نامیده می‌شود (زیرا در تماس با آب، دیگر واکنشی از خود نشان نمی‌دهد)، این عمل را شکفته شدن آهک نیز می‌گویند.

هر گاه مقداری آب به آهک مرده اضافه شود، به شیر آهک تبدیل می‌شود.

اگر آن را صاف کنیم، محلول زلالی که در حقیقت محلول سیر شده کلسیم هیدروکسید در آب است، حاصل می‌شود که به آب آ‌هک موسوم است.

• اهک زنده:
  به منظور تفکیک ناخالصی‌های آ‌هک آن را حرارت می‌دهند.

وقتی آ‌هک حرارت می‌بیند گاز کربنیک از آن جدا شده، در نتیجه آ‌هک خالص‌تر شده و به اکسید کلسیم نزدیک‌تر می‌شود.
این نوع نمونه خالص‌ترین آ‌هک است که آهک زنده یا پخته نامیده می‌شود.

این متریال مقاومت کمی در برابر رطوبت از خود نشان می‌دهد و اگر با آب ترکیب شود یک واکنش گرمایی به همراه نور و بخار آب صورت می‌دهد.

آهک زنده به عنوان یک افزودنی در تولید سیمان کاربرد دارد.

اهک دولومیتی:

آهک دولومیتی یا منیزی دارای مقدار زیادی منیزیم است و به آرامی شکفته می‌شود.

این آهک از ترکیب کربنات کلسیم با کربنات منیزیم تشکیل شده و به منظور متراکم نمودن بتن، ساخت سنگ تزئینی، تولید کود کشاورزی، تنظیم PH خاک زمین کشاورزی و در صنایع فولاد و ذوب آهن مورد استفاده قرار می‌گیرد.

قیمت این آهک در مقایسه با نمونه زنده ارزان‌تر است و از ویژگی‌های آن می‌توان به سخت شدن پس از گیرش در هوا اشاره نمود.

آهک آبی:

آهک آبی از کلسینه شدن سنگ آهکی که حاوی آلومینا و سیلیس است حاصل می‌شود.

این متریال حاوی اکسید کلسیم و خاک رس است و سرعت شکفته شدن آن به کندی صورت می‌گیرد و حجم آن زیاد افزایش پیدا نمی‌کند.

ترکیب شیمیایی آهک آبی همانند سیمان پرتلند است اما مقاومت آن از این نوع سیمان کمتر بوده و گیرش آن نیز آهسته‌تر است.

آهک نیمه آبی:

آهک نیمه آبی نوعی آ‌هک خالص تنها با مقدار جزئی خاک رس است و در مقایسه با نمونه زنده مقاومت بالاتری دارد.

آهک نیمه آبی به منظور پی‌سازی در خاک‌های کم سولفات مورد استفاده قرار می‌گیرد.

این نمونه به آرامی شکفته می‌شود و افزایش حجم آن ناچیز است.

گیرش آهک نیمه آبی در آب صورت می‌گیرد که پس از آن بسیار سخت و سفت می‌شود.

اهک هیدراته:

آهک هیدراته می‌تواند ذرات معلق در آب را جذب کند، از این رو از آن به منظور تصفیه آب استفاده می‌شود.

علاوه بر آن در مرغداری‌ها به منظور ضدعفونی کننده و در صنایع کاغذ برای تولید خمیر کاغذ مورد استفاده قرار می‌گیرد.

این ماده قلیایی از قابلیت تنظیم کنندگی PH برخوردار است و در تنظیم اسیدیته کاربرد دارد.

برای شکفتن آ‌هک چند روش محصول موجود است که این روش‌ها در برخی از کارخانه‌ها انجام می‌شود:

• روش حوضچه آهک‌شویی
• روش تنگ‌گذاری
• روش برای مخازن دوار
• روش فشار بخار

در این روش بخار آب را با 3 تا 4 اتمسفر فشار به آهکی که در داخل مخزن استوانه‌ای فولادی است می‌پاشند.

بعد از گذشت چند ساعت آهکی که شگفته شده‌ است را از مخزن به بیرون انتقال می‌دهیم.

از دیدگاه كلی به ٣ صورت می‌توان آ‌هک را به عمل آورد:

• روش سنتی
• روش صنعتی (ماشینی)
• تهیه آ‌هک از ماسه بادی

اهک زنده را باید با استفاده از آب و دی‌ اکسید کربن هوا نگهداری کرد و همانند سیمان در ظروف مخصوص و کیسه‌‌های آب‌‌بندی شده حفظ نمود.

مشخصات آ‌هک باید روی ظروف حمل و کیسه‌‌ها نوشته شود.

چنانچه آ‌هک مدتی را در انبار بگذراند و از نظر کیفیت در آن تردید وجود باشد، باید آزمایش کیفیت آن را قبل از مصرف انجام داد.

کاری از گروه آموزشی استوارسازان