مقاومت مکانیکی

با وجود تعداد زیادی بناهای خشتی در ایران، اصفهان به عنوان یک شهر تاریخی در مرکز ایران دارای بناهای تاریخی و غیر تاریخی خشتی فراوان است که قدمت برخی از آنان چند صد سال است. همچنین روستاهای متعددی با بناهای کاملاً خشتی با ده ها هزار سکنه در داخل و خارج از منطقه اصفهان وجود دارد. اخیراً محققین بر روی بهبود رفتار مقاومتی بناهای خشتی شامل خواص مقاومتی خشت و روش های مرمت و مقاوم سازی سازه های خشتی موجود، متمرکز شده اند. به منظور بهبود خصوصیات مقاومتی خشت های تولیدی از خاک منطقه شمال شرق اصفهان (حبیب آباد) ، در این تحقیق تأثیر مواد افزودنی شامل ماسه، گچ، آهک، پودر آجر و کاه با درصد ها و ترکیبات مختلف، بر روی 21 طرح، مورد بررسی قرار گرفته است. پس از افزودن مواد مضاف به خاک و ساخت طرح ها، خصوصیات مقاومتی هر کدام از طرح ها با استفاده از آزمایش های مربوطه تعیین و با خشت ساده مقایسه شدند. آزمایش های انجام گرفته به دو دسته تقسیم می شوند. دسته اول، آزمایش های مربوط به خاک شامل درصد رطوبت خاک، دانه بندی، هیدرومتری، حد خمیری، حد روانی و درصد مواد آلی، که فاز اول پروژه محسوب می شود. دسته دوم، آزمایش های مربوط به خشت شامل آزمایش های مقاومت فشاری، خمشی، سایشی و وارفتگی بوده اند که می توان آن ها را فاز دوم پروژه دانست. آزمایش های انجام گرفته و روابط استفاده شده در این تحقیق بر اساس دستورالعملCentre for the Development of Enterprise (CDE) به کار برده شده اند. اجرای این طرح ها و انجام آزمایش های انجام گرفته بر روی آن ها در مدت زمانی به طول 8 ماه در آزمایشگاه خاک و مصالح ساختمانی دانشگاه اصفهان صورت گرفت. بر اساس نتایج حاصل از آزمایش ها، افزودن مواد مضاف به خشت، می تواند از ایجاد ترک های عمیق در آن جلوگیری کند. برای خاک منطقه شمال شرق اصفهان بهترین ماده افزودنی به خشت جهت بهبود مقاومت های مکانیکی آن، گچ و یا ترکیب پودر آجر و گچ می باشد. مناسب ترین مقدار، 25% وزنی گچ و یا ترکیب 10% پودر آجر و 20% گچ است که باید به خاک اضافه شود. در بین مواد افزودنی، آهک همواره نقشی منفی در جهت کاهش مقاومت های مکانیکی خشت دارد که استفاده از آن توصیه نمی گردد. واژگان کلیدی:

هدف: خودبسندگی و تکیه بر مصالح بوم آورد یکی از اصول معماری ایرانی بوده و آجر از جمله مصالح بومیِ اقلیمی با میزان دسترسی بسیار بالا در ایران است. با گذشت زمان بناهای آجری به تدریج نیازمند مقاوم سازی، تقویت، مرمت و بهسازی بوده و برای شناخت بیشتر و اصولی آجر و مقاوم سازی آن، تحلیل و بررسی آجرهای تاریخی ضروری به نظر می رسد تا از تجاربِ ساخت آجر و راهکارهای گذشتگان در گذر زمان استفاده شود. هدف این پژوهش مطالعه ویژگی های فنی آجرهای به کار رفته در بناهای تاریخی شهر کاشان در دوره های زمانی مختلف است. روش پژوهش: در همین راستا، پنج نمونه آجری از بناهای تاریخی کاشان، انتخاب شده و مورد بررسی قرارگرفته اند. روش پژوهش کمی و مبتنی بر مطالعات میدانی و آزمایشات آزمایشگاهی است. آزمایش های انجام شده به سه دسته تقسیم می شوند. دسته اول، آزمون های پایه شامل چگالی، وزن مخصوص، درصد رطوبت و جذب آب هستند. دسته دوم آزمون های مکانیکی شامل مقاومت فشاری و خمشی بوده و دسته سوم آزمایش شیمیایی، از نوع آنالیز شیمیایی به روش XRD است. با توجه به آزمایش های انجام شده، وزن مخصوص نمونه ها در محدوده ی 6/1 تا 14/2 گرم بر سانتی متر مکعب بوده و جذب آب نمونه ها از 3/9 تا 5/18 درصد به دست آمد. همچنین مقاومت فشاری آن ها در بازه ی 12/53 تا 27/195 کیلوگرم بر سانتی مترمربع بوده و مقاومت خمشی آن ها نیز در محدوده 62/11 تا 83/125 حاصل شد. یافته ها: با توجه به نتایج به دست آمده، می توان گفت مشخصات پایه، بر مشخصات مکانیکی مؤثر است. با افزایش وزن مخصوص و تراکم حجمی نمونه ها، خلل و فرج داخل آن ها کاهش یافته و درصد رطوبت موجود در آن و جذب آب نیز کاهش می یابد. به علاوه هرچه تراکم نمونه بیشتر شود مقاومت فشاری و خمشی آن ها نیز افزایش می یابد. نتیجه گیری: ترکیب شیمیایی غالب در نمونه ها نیز کوارتز بوده و وجود گچ در نمونه ها سبب کاهش مقاومت مکانیکی شده و افزایش کوارتز، آنورتیت و آلبیت سبب مقاومت نمونه ها شده است. با گذشت زمان نیز مشخصات فیزیکی و مکانیکی نمونه های آجری تغییر معناداری ندارند؛ بنابراین در مجموع به نظر می رسد که پارامترهای مقاومتی نمونه ها بیشتر به کیفیت مصالح اولیه و میزان چگالی نمونه ها و نحوه تولید وابسته بوده و قدمت و سن نمونه ها تأثیر قابل توجهی ندارد.