آجر چیست؟ (تاریخچه، انواع، مزایا و معایب) ,

آجر یکی از قدیمی‌ترین و پرکاربردترین مصالح ساختمانی است که از مخلوط مواد طبیعی و فرآیند حرارتی ساخته می‌شود. این مصالح در طول تاریخ در ساخت و سازهای مختلف، از خانه‌ها و بناهای کوچک تا آثار معماری بزرگ، به کار رفته است. آجر به طور معمول از خاک رس ساخته می‌شود، اما می‌تواند از مواد دیگری نیز در ترکیب با خاک رس تهیه گردد. سازه نیاز در این بلاگ توضیحات دقیقی راجع به آجر آورده است.

تعریف آجر

آجر یک قطعه ساختمانی است که معمولاً به شکل مستطیل یا مربع ساخته می‌شود و از مواد طبیعی مانند خاک رس، ماسه، آهک، و گاهی اوقات از مواد شیمیایی دیگر ساخته می‌شود. آجر به صورت عمده در دیوارچینی، ساخت نما، کف‌پوش‌ها، ساخت شومینه‌ها و کوره‌ها، و پروژه‌های مختلف معماری به کار می‌رود.

تاریخچه آجر

آجرها از دوران باستان در ساخت بناها استفاده می‌شده‌اند. اولین آجرهای شناخته شده در بین‌النهرین و در حدود ۵۰۰۰ سال پیش تولید شده‌اند. این آجرها بیشتر از خاک رس خشک شده ساخته می‌شدند. با گذشت زمان و پیشرفت تکنولوژی، فرآیند تولید آجر نیز تغییر کرده و آجرهایی با ویژگی‌های فنی بهتر و متنوع‌تر تولید شدند. در دوره‌های مختلف تاریخی، از آجر در ساخت سازه‌هایی چون معابد، خانه‌ها، پل‌ها و دیوارهای دفاعی استفاده می‌شده است.

ترکیبات اصلی آجر

آجر معمولاً از ترکیب مواد زیر ساخته می‌شود:
1- خاک رس
خاک رس اصلی‌ترین ماده برای ساخت آجر است. این ماده از سیلیکات‌های آلومینیوم (که ترکیبی از سیلیکون، آلومینیوم و اکسیژن هستند) و مواد دیگری همچون کربنات‌ها و مواد آلی تشکیل می‌شود. خاک رس به راحتی شکل‌پذیر است و پس از پخت در دمای بالا، سخت می‌شود. این ویژگی باعث می‌شود که خاک رس برای ساخت آجر انتخابی ایده‌آل باشد.
2- ماسه
ماسه به منظور جلوگیری از انقباض و ترک‌خوردگی آجر در هنگام خشک شدن و پخت، به خاک رس اضافه می‌شود. ماسه معمولاً از سیلیس (SiO2) تشکیل می‌شود و باعث می‌شود آجر در دمای بالا مقاوم‌تر باشد.
3- آهک
آهک (CaO) می‌تواند به خاک رس اضافه شود تا خاصیت چسبندگی آن را افزایش دهد و باعث پخت بهتر آجر شود. آهک باعث می‌شود که آجر در برابر آب و رطوبت مقاوم‌تر باشد.
4-  آب
آب برای ترکیب خاک رس و سایر مواد استفاده می‌شود تا مواد به هم بچسبند و قابلیت شکل‌دهی به آجر را پیدا کنند.
5- مواد معدنی اضافی
در برخی انواع آجرها، مواد معدنی خاصی به ترکیب آجر افزوده می‌شوند تا خواص خاصی مانند مقاومت در برابر حرارت، رنگ، یا دوام بیشتر به آن بدهند. برای مثال، در تولید آجر نسوز، از مواد مقاوم به حرارت همچون اکسید آلومینیوم و اکسید سیلیس استفاده می‌شود.

فرآیند ساخت آجر

1- آماده‌سازی مواد
مواد اولیه (خاک رس، ماسه، آهک و آب) مخلوط می‌شوند. این مخلوط باید به اندازه‌ی کافی مرطوب باشد تا بتوان آن را شکل داد، ولی نه آنقدر که حالت گل‌مانند پیدا کند.
2- شکل‌دهی
مخلوط آماده‌شده به قالب‌هایی می‌رود که معمولاً شکل مستطیل یا مربع دارند. این فرآیند می‌تواند به روش دستی (با فشار دست) یا ماشینی (با دستگاه‌های قالب‌گیری) انجام شود.
3- خشک کردن
پس از شکل‌دهی، آجرها باید خشک شوند تا رطوبت اضافی آن‌ها از بین برود. این مرحله معمولاً در فضای باز و در معرض هوا انجام می‌شود.
4-  پخت در کوره
پس از خشک شدن، آجرها در کوره‌های مخصوص پخته می‌شوند. این مرحله از فرآیند ساخت آجر اهمیت زیادی دارد، زیرا دما و مدت زمان پخت تأثیر زیادی بر استحکام و مقاومت آجر دارد. دمای پخت آجر معمولاً بین ۹۰۰ تا ۱۰۰۰ درجه سانتی‌گراد است.
5-  سرد شدن
پس از پخت، آجرها باید به آرامی سرد شوند تا از ترک‌خوردگی جلوگیری شود. این مرحله می‌تواند چند ساعت تا چند روز طول بکشد، بسته به نوع آجر و دمای محیط.

انواع آجر

آجرها به دلیل تنوع در ترکیب مواد اولیه و شیوه تولید، در انواع مختلفی برای مصارف گوناگون تولید می‌شوند. از دیوارچینی و نما گرفته تا ساخت شومینه، کوره، و حتی تزئینات داخلی و دکوراتیو، هر نوع آجر ویژگی‌های خاص خود را دارد که آن را برای استفاده در زمینه‌های خاص مناسب می‌کند. در این بخش انواع آجر معرفی می‌گردد.

1. آجر فشاری (آجر معمولی)

آجر فشاری، یکی از انواع آجرهای قدیمی است که از خاک رس فشرده تولید می‌شود. این نوع آجر به دلیل مقاومت بالایی که در برابر فشار و سایش دارد، در ساخت دیوارهای باربر و نمای ساختمان‌ها استفاده می‌شود.
ویژگی‌ها:

• مقاومت خوب در برابر فشار
• سطح صاف و یکنواخت
• مناسب برای دیوارچینی و ساخت بناهای کوچک

2. آجر نسوز

آجر نسوز از خاک رس ویژه‌ای ساخته می‌شود که نقطه ذوب بالایی دارد. این نوع آجر به دلیل مقاومت در برابر دماهای بالا در صنعت‌های مختلفی همچون کوره‌سازی، شومینه‌ها و آتش‌کوه‌ها استفاده می‌شود.
ویژگی‌ها:

• مقاومت بالا در برابر حرارت
• خاصیت عایق حرارتی
• کاربرد در کوره‌ها، شومینه‌ها، صنایع متالورژی

3. آجر نما

آجر نما به طور خاص برای زیباسازی نمای خارجی ساختمان‌ها طراحی شده است. این آجرها معمولاً با رنگ‌ها و طرح‌های متنوعی تولید می‌شوند و در نمای ساختمان‌ها، دیوارهای خارجی، و تزئینات داخلی به کار می‌روند.
ویژگی‌ها:

• تنوع در رنگ و طرح
• مقاوم در برابر شرایط جوی
• مناسب برای نماهای مدرن و سنتی

4. آجر لعاب‌دار

آجر لعاب‌دار به آجرهایی گفته می‌شود که سطح آنها با لعاب پوشانده شده است. این نوع آجر علاوه بر زیبایی، مقاومت بیشتری در برابر رطوبت، سایش و تغییرات دما دارد و بیشتر برای فضاهای مرطوب مانند حمام‌ها، آشپزخانه‌ها و استخرها استفاده می‌شود.
ویژگی‌ها:

• سطح براق و زیبا
• مقاوم در برابر رطوبت
• مناسب برای فضای داخلی مرطوب

5. آجر ماشینی

آجر ماشینی از خاک رس فشرده تولید می‌شود و معمولاً با دستگاه‌های اتوماتیک ساخته می‌شود. این آجرها به دلیل یکنواختی در اندازه و شکل، در دیوارچینی‌های بزرگ و پروژه‌های صنعتی کاربرد دارند.
ویژگی‌ها:

• اندازه و شکل یکنواخت
• قابلیت تولید انبوه
• مناسب برای پروژه‌های بزرگ و صنعتی

6. آجر دست‌ساز

آجر دست‌ساز معمولاً از خاک رس طبیعی و به شیوه دستی ساخته می‌شود. این نوع آجر در ساخت بناهای خاص و سنتی کاربرد دارد و به دلیل ساختار دستی، هر قطعه آجر منحصر به فرد است.
ویژگی‌ها:

• طراحی و ظاهر خاص و منحصر به فرد
• استفاده در معماری سنتی و طراحی‌های خاص
• مقاوم و با دوام

7. آجر تیغه‌ای (آجر سقفی)

آجر تیغه‌ای به آجرهایی اطلاق می‌شود که بیشتر برای ساخت سقف‌ها و بام‌ها استفاده می‌شوند. این آجرها به دلیل ساختار سبک خود، عایق حرارتی مناسبی دارند و در سقف‌های شیب‌دار کاربرد دارند.
ویژگی‌ها:

• سبک و مقاوم
• عایق حرارتی خوب
• استفاده در ساخت سقف‌ها و پوشش‌های بام

8. آجر لفتون

آجر لفتون نوعی آجر توخالی است که در آن سوراخ‌های عمودی و افقی ایجاد شده‌اند. این آجر به دلیل ساختار توخالی خود، خاصیت عایق حرارتی و صوتی بسیار خوبی دارد.
ویژگی‌ها:

• سبک و عایق حرارتی مناسب
• مقاومت بالا در برابر فشار
• استفاده در دیوارچینی و دیوارهای بیرونی

9. آجر آذرخش

آجر آذرخش، نوعی آجر نسوز است که بیشتر در صنایع با دمای بالا مانند کوره‌ها و آتش‌کوه‌ها کاربرد دارد. این آجر مقاومت زیادی در برابر حرارت و آتش‌سوزی دارد و در فضاهای خاص مانند کوره‌های صنعتی استفاده می‌شود.
ویژگی‌ها:

• مقاومت بسیار بالا در برابر دمای بالا
• مناسب برای کوره‌های صنعتی و شومینه‌ها
• مقاوم در برابر آتش و حرارت شدید

10. آجر ضد یخ و ضد انجماد

این نوع آجر به طور خاص برای مناطق سردسیر و با شرایط جوی سخت تولید می‌شود. آجرهای ضد یخ دارای خاصیت مقاومت در برابر انجماد و ذوب مداوم هستند و معمولاً در مناطق سرد و مرطوب به کار می‌روند.
ویژگی‌ها:

• مقاوم در برابر انجماد و ذوب
• مناسب برای مناطق سردسیر و برفی
• مناسب برای دیوارهای مرزی و ساختارهای خارج از ساختمان

11. آجر دکوراتیو

آجرهای دکوراتیو به طور خاص برای استفاده در فضاهای تزئینی و دکوراسیون داخلی طراحی شده‌اند. این آجرها ممکن است دارای نقش‌های خاص یا طرح‌های مختلف باشند و به عنوان جزئی از دکور در فضاهایی مانند سالن‌های پذیرایی، کافه‌ها و رستوران‌ها استفاده شوند.
ویژگی‌ها:

• طراحی‌های خاص و جذاب
• مناسب برای فضاهای دکوراتیو و تزئینی
• تولید در رنگ‌ها و اشکال مختلف

مزایا و معایب آجرها

آجر به عنوان یک مصالح با دوام، مقاوم در برابر حرارت و زیبا در طراحی، مزایای زیادی دارد. با این حال، محدودیت‌هایی از جمله وزن زیاد، هزینه‌های نسبی بالا، و نیاز به نگهداری وجود دارد که ممکن است در برخی شرایط مشکل‌ساز باشد. انتخاب آجر بستگی به نوع پروژه، شرایط محیطی، و نیازهای ساختاری دارد و باید به طور دقیق و با در نظر گرفتن مزایا و معایب آن انجام شود. در ادامه سازه نیاز به مزایا و معایب آجر می‌پردازد.

مزایای آجر:

1. مقاومت و دوام بالا

• آجر به دلیل مقاومت بالای خود در برابر فشار و سایش، یک مصالح بسیار با دوام است. در صورتی که به درستی نصب شود، می‌تواند برای سال‌ها حتی قرن‌ها پایدار بماند.

2. مقاومت در برابر آتش

• آجر دارای خاصیت ضد آتش است و در برابر شعله‌های آتش و حرارت بالا مقاوم است. به همین دلیل از آن در ساخت شومینه‌ها، کوره‌ها و دیوارهای مقاوم به آتش استفاده می‌شود.

3. عایق حرارتی و صوتی

• آجر به طور طبیعی عایق حرارتی خوبی است. به همین دلیل در فصل‌های سرد می‌تواند از اتلاف گرما جلوگیری کند و در فصول گرم نیز به عنوان عایق حرارت عمل کند. همچنین، آجر به دلیل ساختار متراکم خود، می‌تواند نویز و صدا را به خوبی جذب کند و در نتیجه باعث کاهش آلودگی صوتی می‌شود.

4. دوستدار محیط زیست

• آجر معمولاً از مواد طبیعی مانند خاک رس ساخته می‌شود و این فرایند تولید آن کمترین آسیب را به محیط زیست وارد می‌کند. همچنین، آجرهای بازیافتی می‌توانند دوباره استفاده شوند، که این ویژگی آن را یک گزینه پایدار و دوستدار محیط زیست می‌سازد.

5. زیبایی و تنوع

• آجرها در رنگ‌ها، اشکال و طرح‌های مختلف تولید می‌شوند، که به معماران و طراحان این امکان را می‌دهد که نمای ساختمان‌ها را به شکلی زیبا و منحصر به فرد طراحی کنند. از آجرهای دکوراتیو گرفته تا آجرهای نما، همگی می‌توانند جذابیت خاصی به بنا بدهند.

6. قابلیت استفاده در شرایط مختلف

• آجر در انواع مختلفی مانند آجر فشاری، نسوز، ماشینی، و لفتون تولید می‌شود و برای استفاده در پروژه‌های مختلف، از دیوارچینی گرفته تا ساخت کوره‌ها و شومینه‌ها مناسب است.

معایب آجر:

1. وزن زیاد

• یکی از معایب عمده آجر، وزن بالای آن است. این ویژگی می‌تواند باعث افزایش بار سازه‌ها شود و نیاز به استحکام بیشتری در طراحی و ساخت فونداسیون‌ها داشته باشد. این امر می‌تواند برای پروژه‌های خاص مانند ساختمان‌های چند طبقه مشکل‌ساز باشد.

2. هزینه بالا

• اگرچه آجر به طور عمومی یکی از مصالح مقرون به صرفه است، اما برخی انواع خاص آجر مانند آجر نسوز یا آجرهای دکوراتیو ممکن است هزینه بالاتری داشته باشند. همچنین، هزینه نصب آجر نسبت به دیگر مصالح مانند بلوک‌های سیمانی ممکن است بیشتر باشد.

3. نیاز به نگهداری و تعمیر

• اگرچه آجر مقاومت بالایی دارد، اما در طول زمان ممکن است در اثر شرایط جوی و رطوبت، دچار ترک‌خوردگی یا فرسایش شود. در این صورت نیاز به تعمیرات و نگهداری دارد که این می‌تواند هزینه‌بر باشد.

4. ضریب انبساط حرارتی پایین

• آجر در هنگام تغییر دما، به شدت تغییر شکل نمی‌دهد، اما به دلیل ضریب انبساط حرارتی پایین، می‌تواند در صورت نوسانات دمایی زیاد دچار ترک‌خوردگی شود. این امر به ویژه در نواحی با تغییرات شدید دمایی می‌تواند مشکل‌ساز باشد.

5. محدودیت در طراحی ساختارهای خاص

• آجر به دلیل وزن و شکل خاص خود، ممکن است در پروژه‌هایی که نیاز به طراحی‌های پیچیده یا سبک‌تر دارند، محدودیت ایجاد کند. به عنوان مثال، در طراحی ساختمان‌های بلند و سبک ممکن است استفاده از آجر به دلیل وزن زیاد دشوار باشد.

6. نیاز به تکنیک‌های خاص در نصب

• نصب آجر نیازمند مهارت‌های خاص است و کارگران باید دقت زیادی در انتخاب نوع آجر، چیدمان و ملات مناسب داشته باشند. نصب اشتباه آجر می‌تواند باعث آسیب به ساختار و کاهش دوام آن شود.