کاهگل

استفاده از خاک و مصالح خاکی، به دلیل ارزانی، فراوانی و سهولت دسترسی به آن در بیشتر مناطق جهان، از گذشته های دور تاکنون به ویژه در نواحی گرم و خشک رایج بوده است. در ایران نیز که بخش اعظم آن در منطقه گرم و خشک واقع شده، استفاده از مصالح خاکی، بخشی از فرهنگ و هویت معماری ما را در مناطق شهری و روستایی تشکیل داده است. در میان مصالح مختلف خاکی، کاهگل یکی از قدیمی ترین ملات ها و اندودهای سنتی است که از گذشته تاکنون برای عایق بندی پشت بام و نمای ساختمان در مقابل رطوبت و بارندگی استفاده شده است. با وجود آن که امروزه اهمیت فوق العاده عمل آوری صحیح مصالح، به ویژه ملات ها و اندودهای ساختمانی جدید، کاملاً شناخته شده و مورد مطالعه قرار گرفته است ولی تاکنون تحقیقی در این زمینه بر روی تأثیر روش عمل آوری و طول مدت زمان آن بر کیفیت و خواص مختلف فیزیکی و مکانیکی ملات کاهگل انجام نشده است. در واقع هدف اصلی پژوهش حاضر، بررسی اهمیت و تأثیر مدت زمان عمل آوری کاهگل بر خواص مختلف فیزیکی و مکانیکی این ملات سنتی و کهن با استفاده از روش های تجربی است و تلاش برای یافتن پاسخ این سئوال که مدت زمان عمل آوری کاهگل، چه تأثیری بر مقاومت فشاری و مقاومت کششی ملات دارد؟ و مناسب ترین مدت زمان عمل آوری این ملات برای دستیابی به مقاومت مورد نظر و دوام بیشتر کدام است؟ مطالعات آزمایشگاهی انجام شده در این پژوهش، نشان داد که مقاومت فشاری و کششی ملات کاهگل به شدت متأثر از میزان الیاف کاه مورد استفاده در ملات است، به طوری که با افزایش درصد الیاف کاه، میزان مقاومت مکانیکی ملات کاهش می یابد، از سوی دیگر با افزایش مدت زمان عمل آوری، میزان مقاومت فشاری و کششی ملات کاهگل نیز ارتقاء می یابد که بخش اعظم این افزایش مقاومت مکانیکی در 72 ساعت اول روی می دهد و با استمرار روند عمل آوری، این افزایش با آهنگ ملایمی تا 10 شبانه روز ادامه می یابد. بررسی های تجربی انجام شده همچنین حاکی از آن است که مناسب ترین محدوده زمانی برای عمل آوری کاهگل 3-7 شبانه روز می باشد.

بهره گیری از منابع و مصالح محلی نقش بسزایی در کاهش قیمت مصالح و قطعات و نیز انطباق محصول با شرایط اقلیمی دارد. مصالح خاکی، پرمصرف ترین مصالح بکار رفته در اجزای سازه ای و پوششی بناهای تاریخی و همچنین روستاهای سراسر ایران محسوب می شوند. این در حالی است که پشت بام و دیوار های پوشیده شده با ملات های گلین به دلیل مقاومت کم در برابر بارهای جانبی و ترک خوردگی دیوارها، فرسایش سریع در اثر رطوبت، مقاومت کم در برابر سایش و ضربه سالانه نیازمند بازسازی و تعمیر مکرر می باشند که این امر، موجب اجتناب مردم از استفاده از این گونه مصالح شده است. لذا دوام مصالح گلین از جمله کاهگل به عنوان یکی از مصالح پایدار و سازگار با محیط زیست و اقلیم، بسیار حائز اهمیت است . هدف از پژوهش حاضر، یافتن طرح اختلاط بهینه ملات کاهگل براساس بررسی برخی پارامترهای فیزیکی و مکانیکی ملات کاهگل ساخته شده با افزودنی های مختلف می باشد. در این راستا ملات های ساخته شده از خاک، کاه به نسبت حجمی 80 و آب با نسبت حجمی 42 درصد با افزودنی های سیلیکات سدیم و آکریلیک، به نسبت های مختلف ترکیب می شوند و تفاوت مقاومت آن ها در برابر بارهای خمشی و فشاری و همچنین رطوبت بررسی می شود. همه مراحل تهیه، ساخت و آزمایش براساس استانداردها در آزمایشگاه مکانیک خاک دانشگاه یزد انجام شده است. نتایج تحقیق نشان می دهد که مقاومت کاهگل حاوی سیلیکات سدیم با نسبت 100 درصد حجمی آب به طور قابل ملاحظه ای افزایش می یابد که شاخص های مقاومت در برابر رطوبت، فشار و خمش کاهگل دارای افزودنی سیلیکات سدیم، خیلی بیشتر از کاهگل معمولی است. همچنین دوام اثر افزودنی کاهگل ساخته شده با افزودنی 100% سیلیکات سدیم در برابر فشار آب، بسیار بیشتر از نمونه های پیشین برآورد شد. از طرف دیگر با افزایش میزان آکریلیک در نسبت های بالاتر از 70 درصد حجمی خاک، چسبندگی سطحی بیشتری بین ذرات بوجود می آید.

کاهگل به عنوان گسترده ترین اندود معماری خاکی شناخته شده است، اما در برابر رطوبت بسیار آسیب پذیر است. افزایش مرمت های دوره ای و هزینه های نگهداری باعث گسترش استفاده از مصالح دیگر مانند سیمان، ایزوگام و... به جای کاهگل شده است. این تغییرات، علاوه بر ایجاد مشکلات جدید، هویت بافت و مناظر آثار تاریخی، روستاها و شهرهای معماری خاکی را نیز تغییر داده است. برای حل این مشکل، می توان از فناوری هایی که باعث بهبود پایداری کاهگل می شوند، استفاده کرد. در این راستا، اختراع پوشش مقاوم کاهگلی ضدآب به عنوان یکی از راه حل های مؤثر برای احیای مهم ترین مصالح معماری خاکی ایران و اختراع برگزیده جشنواره رویش بنیاد ملی نخبگان در سال ۱۳۹۳ معرفی شده است. این پژوهش بر اساس ماهیت و هدف کاربردی و رویکرد توسعه ای دارد. در گام اول، با معرفی اختراع و فعالیت های پژوهشی مخترع، ایده و اهداف اختراع از دیدگاه مخترع بیان شده است. در ادامه با بیان ماهیت و کاربری اختراع و ارائه نتایج آزمون در برابر رطوبت، گزیده ای از پروژه های اجراشده را معرفی می کند. طرح پوشش مقاوم کاهگلی ضدآب که تأییدیه طرح از ستاد توسعه نانو دارد، در آزمون درصد جذب آب ۲۴ ساعته با میزان جذب آب ۱.۱درصد از بهترین نمونه مکعبی سیمانی با جذب ۱۴.۷ درصد عملکرد بهتری داشته که بیانگر نفوذناپذیری عالی در برابر رطوبت است. این پوشش با ایجاد بافت کاهگلی و قابلیت اجرا روی سطوح مختلف در ضخامت کم و حذف معایب کاهگل سنتی، دارای مزیت های کاهگل سنتی است و همچنین شسته نشدن در برابر رطوبت و عدم عبور آب به عنوان بخشی از ویژگی های منحصربه فرد این محصول باعث شده است که این اندود فناورانه در پروژه های مختلف نوسازی و بازسازی مراکز فرهنگی، مذهبی، تجاری و مسکونی استفاده شود.