آهک

 آهک از جمله موادی است که کارایی آن از دوران باستان ، توسط بشر شناخته شده است و از آن در ساخت انواع بناها و برای اتصال محکم تر قطعات سنگ یا چوب به کار گرفته می شد.

زمان درازی است که ایرانیان شفته ی آهکی (ملات دوغاب آهک و خاک) ، ساروج (ملات دوغاب آهک و خاکستر) و ملات آهک آبی را می شناسند و با آنها ساختمان می سازند.

پس از جنگ جهانی دوم، در کشورهای صنعتی هم برای پایدار کردن زمین ، به ویژه برای پی سازی راه و جلوگیری از روییدن گیاه و رو زدن آب در بستر ، شانه ها و دامنه های راه و خیابان های پرواز و ایستگاه های هواپیما ، شفته آهکی مصرف می شود.

جنس آهک

جنس آهک بازاری (آهک زنده) بستگی به جسم های بیگانه در آن دارد. اگر سنگ آهک بیش از 90% وزنش کربنات کلسیم داشته باشد، آهکی که از آن پخته می شود آهک پرمایه و هر گاه کربنات کلسیم کمتر از 75% وزنش باشد، آهکی که از آن پخته شود آهک کم مایه است.

آهک مرده و آب آهک

هرگاه بر روی کلسیم اکسید (آهک زنده) آب ریخته شود، بر اثر واکنش آب، گرما ایجاد می کند که موجب بخار شدن قسمتی از آب می شود. در این عمل ، آهک بر اثر جذب آب ، متورم شده ، سپس به صورت گرد سفیدی در می آید که اصطلاحا آهک مرده نامیده می شود ( زیرا در تماس آب ، دیگر واکنشی از خود نشان نمی دهد) ، این عمل را شکفته شدن آهک نیز می گویند.

هرگاه مقداری آب به آهک مرده اضافه شود، به شیر آهک تبدیل می شودکه اگر آن را صاف کنیم، محلول زلالی که در حقیقت محلول سیر شده کلسیم هیدروکسید در آب است، حاصل می شود که به آب آهک موسوم است. آب آهک کاربردهای بسیاری در صنایع شیمیایی دارد. مثلا در تهیه سدیم هیدروکسید، آمونیاک، هیدروکسید فلزات، پرکلرین و به ویژه در استخراج منیزیم از آب دریا بکار می رود.

ویژگی های آهک

سفید رنگ است که پس از پختن سنگ آهک بدست می آید. وزن ویژه آن 3/08 تا 3/30 می باشد که بستگی به درجه گرمای پختن سنگ آهک دارد که هر چه زیادتر شود، آهک پخته ، کندتر با آب ترکیب می شود. در گرمای بیش از 1000 درجه ، آهک اندکی جمع می شود و سطح رویه اش کمی کاهش می یابد، با آب به کندی ترکیب شده ، شکفتن آن کند می گردد. آهک در گرمای 2580 تا 2750 درجه و فشار یک بار ( اتمسفر) آب می شود. آهک بلوری به شکل مکعب بی رنگ با ته رنگ زرد است. درجه سختی آن به 3 تا 4 می رسد.

آب به کندی از سطح آهک بلوری به درون آن نشست می کند. اگر گرد بلور آهک را در آب بریزند پس از چند دقیقه با حالت انفجاری مانندی با ترکیب می شود. هر گاه گرد آهک را در گرمای 1400 تا 1500 درجه نگاه دارند، دانه های آن به همدیگر می چسبند و بلور می گردند که کم کم دانه های بلور شده درشت می شوند.

8 کاربرد جالب آهک

1-حرارت : زمانی که آب به آهک زنده اضافه می شود، در طی فرآیند هیدراته شدن از خود انرژی گرمایی آزاد می کند.

2- نور : هنگامی که آهک در حدود 2400 درجه سانتی گراد حرارت ببیند نوعی درخشش از خود ایجاد می کند. این تولید نور به نور آهک شهرت دارد و تا قبل از اختراع الکتریسیته کاربرد داشته است.

3- سیمان : اکسید کلسیم یکی از ضروری ترین اجزا تولید سیمان می باشد.

4-بیودیزل : در تولید سوخت زیستی به عنوان یک قلیا کاربرد دارد.

5- صنایع پتروشیمی : ترکیبی از آهک و فنولفتالین در منابع ذخیره آب پتروشیمی ها برای تشخیص ph آب مورد استفاده قرار می گیرد.

6- کاغذ سازی : از اکسید کلسیم در صنایع کاغذسازی برای بازیافت هیدروکسید سدیم از کربنات سدیم استفاده می شود.

7- گچ : مردمان پیش از تاریخ از گچ پایه آهکی برای ساخت سرپناه استفاده می کردند که برخی از سازه های آن زمان هنوز پس از 19 قرن پابرجاست.

8- صنایع شیمیایی و قدرت : از اکسید کلسیم برای حذف دی اکسید گوگرد از اگزوز در فرآیندی معروف به گوگرد زدایی گاز دودکش استفاده می شود.

آهک هیدراته و کاربردهای آن

آهک در ایران باستان :

شناخت و استفاده از آهک در ایران از سه هزار سال پیش آغاز شده است. گورهای چمباته ای که در ناحیه حسنلو پیدا شده دارای سه متر ژرفا بوده که از شفته آهک پر شده اند. تاریخ این تمدن به سده های هفتم و هشتم پیش از میلاد می رسد. کف کاخ های تخت جمشید از ملاتی سرخ رنگ که در آن آهک به کار رفته بود ، پوشیده شده است.

کوره های آهک پزی :

پختن آهک در قدیم در کوره هایی با تاقی از سنگ آهک و جایگاهی در زیر کوره صورت می گرفت. کوره را پر از سنگ آهک می نمودند و آنگاه سوخت را در آن قرار داده و چهار روز پشت سرهم به سنگ آهک گرما می دادند تا بپزد و آهک زودگیر به دست آید. از دیدگاه شیمیایی سنگ آهک که کربنات کلسیم است در اثر گرما به اکسید کلسیم تبدیل می شد.

کاربرد ملات آهک در ساختمان های سنگی و آجری به عنوان ملات و نیز در روکشی دیوارها از زمان اشکانیان معمول بوده است. بهره گیری از آهک درعصر ساسانیان نیز ادامه یافت.

مردمان قدیم ویژگی های شیمیایی و مکانیکی آهک و آمیزه آن با دیگر مواد را خوب می شناختند. آنان با تجربه دریافته بودند که چگونه می توان با آمیختن خاک رس با آهک و دیگر مواد، مصالحی مقاوم و با ملات هایی غیر قابل نفوذ ساخت.

سنگ آهک در کوره های نوشته شده در زیر می پزند :

1-کوره تنوری : کوره تنوری پیش ترین کوره آهک پزی در ایران است. در این کوره جای سنگ آهک و آتش ثابت است و درجه گرما، در همه جای کوره یک اندازه نیست و جنس آهکی که در این کوره پخته شود همگن نیست. گذشته از این هنگام سرد شدن آهک پخته ، گرمای آن گم می گردد. این کوره برای آهک پزی کم به کار می افتد.

2-کوره حلقه ای : برای آهک پزی زیاد به کار می افتد و روند کار آن مانند آجرپزی است. در این کوره لاشه سنگ یا قلوه سنگ آهکی را با 30% جای خالی می چینند، جوری که شعله آتش از لای سنگ ها به بالا زبانه بکشد و همه سنگ ها شعله بخورند، گرم و داغ شده بپزند.

3-کوره ایستاده : بیشتر برای تهیه آهک کارخانه ها ، مانند کارخانه قند به کار می افتد. این کوره استوانه ایستاده ای است که از بالا بارگیری شده ، از پایین آتش می شود. در این کوره خرده سنگ آهک می ریزند که هنگام سریدن به پایین کوره ، می پزند و از ته کوره پایین می ریزند. گنجایش کوره های ایستاده روزانه تا 150 تن است. در این کوره زغال سنگ ، کک، سوخت آبکی و گازی می سوزانند، اگر به آهک زیاد نیاز باشد، آن را در کوره حلقه ای یا کوره گردنده خفته می پزند.

4-کوره گردنه خفته : کارش مانند کوره سیمان پزی است اما گرمای آن شدید نیست ، سنگ آهک کلوخه به کوره ریخته می شود و کلوخه آهک زنده از کوره بیرون می ریزد. یا گرد سنگ آهک به گوره ی گردنده می ریزند و گرد آهک زنده از کوره بیرون می ریزد.

آهک شکفته :

آهک یا آهک زنده یا آهک آب ندیده یا آهک نشکفته، خیلی تند با آب ترکیب می شود و آهک شکفته یا آهک آب دیده یا آهک کشته می گردد. آهک شکفته در گرمای 400 درجه و فشار یک بار اتمسفر ، آب شیمیایی خود را پس می دهد و به آهک زنده و آب تبدیل می شود. آهک زنده را به روش تر ، یا خشک، یا با بخار شکفته می کنند.