آهک شکفته

خواص آهک شکفته خواص فیزیکی آهک شکفته
تغییر حجم: آهک زنده هنگام شکفتن (هیدراته شدن) ازدیاد حجم پیدا می کند به طوری که آهک های کم مایه – ۱٫۵ تا ۲ برابر و آهک های پرمایه ۲ تا ۳٫۵ برابر افزایش حجم پیدا می کنند. ولی آهک شکفته هنگام سخت شدن تغییر حجم نمی دهد. 
وزن مخصوص آهک هیدراته: وزن مخصوص آهک شکفته (آهک هیدراته) ۲٫۲، خمیر آهک نمناک ۱٫۴، گرد آهک شکفته نلرزیده ۰٫۴۵ و لرزیده آن ۰٫۷ gr/cm3 می باشد. 
دانه بندی: دانه های گرد آهک شکفته ، باید کوچکتر از ۰٫۲ میلیمتر باشد و ریزی دانه ها به ۰٫۰۰۲ میلیمتر (۲ میکرون) هم می رسد. 
افت وزنی آهک: افت وزنی یکی دیگر از خواص آهک شکفته می باشد و در اثر گرمای حدود ۱۰۰ درجه سانتیگراد، ۲۵% وزن آن خواهد بود.

خواص شیمیایی آهک شکفته
خاصیت اسیدی و قلیایی: آهک خاصیت قلیایی دارد و معمولاً ارزانترین قلیاست. همچنین آهک گازهای اسیدی CO 2 و SO 2 را جذب می کند. 
تأثیر ترکیبات آهکی بر فلزات: آب های آهک دار و ملات های آهکی در صورت وجود رطوبت با فلزاتی نظیر سرب، برنج، روی و آلومینیوم ترکیب می شوند و در قطعات و لوله های فلزی که در ساختمان به کار رفته اند، خوردگی ایجاد می کنند. از این رو باید آنها را قبل از مصرف در ساختمان هایی که با ملات آهکی ساخته شده اند، قیر اندود کرد. 
تأثیر ترکیبات آهکی بر گونی عایق کاری: اگر ملات های آهکی در مجاورت عایق قیر و گونی قرار گیرند، باعث پوسیدگی گونی آن می شوند. زیرا با روغن های گیاهی موجود در تارهای گونی ترکیب شده و تشکیل صابون آهکی می دهند. لذا در این موارد باید از مقوای قیر اندود یا نمد قیر اندود یا بافته هایی استفاده کرد که آهک به آنها اثر مخرب نداشته باشد.

خواص مکانیکی آهک شکفته
سختی: سختی یکی از خواص آهک شکفته بوده و آهک های منیزیمی و آهک های سیلیسدار سختتر از آهکهای خالصند.

خاصیت ارتجاعی: آهک هایی که دارای مقدار بیشتری منیزیت هستند، خاصیت ارتجاعی بیشتری نسبت به آهک های خالص دارند.

آهک شکفته | آهک زنده| آهک مرده| آهک هیدراته

آهک شکفته همان آهک زنده CaO است که در اثر ترکیب شدن با آب تبدیل به آهک شکفته یا آهک مرده و یا آهک آب دیده می‌گردد. نام شیمیایی ترکیب آن کلسیم هیدروکسید است.

آهک زنده میل ترکیبی شدیدی با آب دارد.

کربنات کلسیم ترکیبی شیمیایی و سنتز با فرمول CaCO3 است از نظر شیمیایی دارای ترکیب هیدروکسید کلسیم بوده.که به ندرت به شکل آهک خالص در طبیعت یافت می گردد. آن سنگ بیشتر به شکل آهک رسی ،آهک ماسه ای و دولومیت یافت می گردد.ساختار آن از بلور های بی رنگ تشکیل شده است.

آهک هیدراته Slaked Lime از طریق ترکیب آهک زنده با آب به دست می آید

آهک شکفته دارای فرمول شیمیایی Ca(OH)2 بوده و به صورت پودری سفید رنگ و یک دست می باشد

به آهک هیدراته ، آهک شکفته نیز می گویند.آهک زنده در برابر هوا و رطوبت نا پایدار است .وجهت تهیه آهک زنده می بایست سنگ آهک را در کوره های افقی حرارت داد

آهک زنده میل ترکیبی شدیدی با فلزات دارد، از این‌رو با فلزات مصرف شده در ساختمان مانند لوله‌های آب و لوله‌های شوفاژ ترکیب شده و در آنها خوردگی ایجاد کرده و موجب پوسیدگی می‌شود. به همین علت رفته رفته از میزان مصرف آهک در ساختمان کاسته شده و با توسعه کارخانه‌های سیمان پزی در ایران و سراسر دنیا رفته رفته سیمان جای آهک را در صنعت ساختمان سازی گرفته به طوری که امروزه در کمتر ساختمانی از آهک به عنوان ملات استفاده می‌شود.

شدت حرارت آزاد شده به قدری است که مقداری از آب مصرفی را تبخیر می‌کند و مقداری از سنگ آهک را که کاملا پخته نشده باشد تبدیل به آهک زنده می‌نماید.

سنگ آهک خالص در دمای 1000 درجه سانتیگراد وسنگ آهک رسی و دولومیتی در دمای حدود 1300 درجه سانتیگراد کلسینه می گردد .کلسینه شدن یعنی در اثر حرارت کوره ناخالصی های ماده از آن جدا شود.کربنات کلسیم در اثر حرارت با از دست دادن Co2 به آهک تبدیل می گردد

برخی از مصارف آهک هیدراته

- صنایع نفت و گاز و پترو شیمی

- صنایع ساختمان

- استخراج مواد معدنی

- صنایع شیمیایی

تصفیه آب : آهک مرده قادر به جذب ذرات معلق در آب می باشد به همین دلیل از آن برای ته نشین نمودن این ذرات در تصفیه آب استفاده می شود.

• تولید کاغذ : سالیانه میلیون ها تن آهک شکفته در تولید خمیر کاغذ مورد استفاده قرار می گیرد تا خاصیت سوزانندگی سود کاستیک استفاده شده در ترکیب کاغذ را خنثی سازی نماید.

• صنایع نفت و گاز و پترو شیمی وصنایع شیمیایی و صنایع معدنی

• در گاوداری ها و مرغداری ها از این ماده به منظور ضدعفونی و میکروب کشی محیط دامداری استفاده می گردد

• از اهک هیدراته به صورت گسترده ای در صنعت تصفیه آب و فاضلاب استفاده می شود. اهک قادر است تا ذرات ریز معلق در آب را به صورت لخته دراورده و ته نشین نماید. همچنین امکان تنظیم pH آب های اسیدی را نیز دارد

آهک شکفته (آهک تنگ گذاشته):
آهک شکفته , آهکی است که پس از پخته شدن و بیرون آوردن از کارخانه یا کوره این آهک را در فضای باز یا محوطه پهن می کنند و سپس روی آهک آب می پاشند به صورتی که همه آهکها خیس می شود که به اصطلاح قدیمیها می گویند آهک تنگ گذاشته اند و آهک پس از خیس شدن واکنش نشان می دهد و از هم باز می شود و تبدیل به پودر می شوند .

بنایان و معماران قدیمی به این آهک آهک شکفته شده یا آهک شکفته می گفتند.

یکی از سیمانهایی که بشر از قدیم بکار می‌گرفته ، آهک است . پیدایش آهک مربوط به زمانی است که انسان آتش را کشف کرد؛ زمانیکه تحولات سنگ آهک در کنار آتش حس کنجکاوی او را برانگیخت… . ایرانیان قدیم نیز آهک را بخوبی می‌شناختند و نمونه‌های متعددی از کاربرد آهک بعنوان سیمان و ملات در ساختمانهای تاریخی بدست آمده است. اما مشکل آهک، عدم مقاومت آن در برابر آب بود. جهت رفع این معضل، مخلوطی از‌ آهک و ماسه و خاک رس و لویی (سر نوعی نی) بنامً ساروج ً بکار گرفته شد که در مقابل آب مقاوم بود. آهک علاوه بر کاربردهای ساختمانی ،در صنایع کاغذ سازی ، تصفیه آب ، تولدی کاربید کلسیم ، تولید گیریس ،‌خنثی کردن اسیدهای فاضلاب، مواد غذایی حیوانات ، معادن زغال سنگ ، جلوگیری از انفجار گاز زغال، خنثی کننده‌ها و … نیز بکار می‌رود. خوشبختانه در ایران، معادن زیادی از سنگ آهک مرغوب مخصوصاً سنگهای رسوبی داریم. ولی متأسفانه برخلاف صنعت تولید گچ که در آن پیشرفت خوبی داشته‌ایم، در مورد آهک چنین نبوده است. البته اخیراً کارخانه‌هایی جهت تولید آهک صنعتی احداث شده. اما در هر صورت هم اکنون آهک آماده در بازار مصالح ساختمانی وجود ندارد. در بعضی جاها هم که آهک عرضه می‌شود ، آهک سنتی است . به همین دلیل از مزایای آهک ـ که برخی از آنها در بخشهای پیشین شرح داده شد ـ محرومیم. در مقطعی از زمان که جامعه ساختمانی با مشکل کمبود سیمان روبرو بود، تشویق سرمایه‌گذاران جهت تولید آهک (برای استفاده در ملات باتارد) مقدور بود . اما پس از برطرف شدن مسأله کمبود، این تحریکات جهت تولید آهک صنعتی بی‌نتیجه ماند. همانطور که ذکر شد، آهکهای فعلی مصرف شده ، بصورت سنتی است. در روش سنتی، سنگ آهک را می‌خرند و در کارگاه روی آن عملیاتی انجام می‌دهند تا آهک بدست آید.

فرمول شیمیایی و نام دیگر آهک 
نام دیگر آهک هیدراته ، هیدروکسید کلسیم با فرمول شیمیایی (Ca(OH)2) است.

تولید آهک – سنگ آهک

آهک را از حرارت دادن سنگ آهک بدست می‌آورند. سنگ آهک انواع مختلفی دارد. این سنگها یا بصورت رسوبی و غیر بلوری است (بدون کریستال) و یا ناشی از ته نشین شدن پوسته‌های جانوران دریایی مثل مرجانهاست که البته اکثراً دارای فسیلند؛ مانند سنگهای آهکی آراگونیت و تِراوِرتَن که در چشمه‌های اطراف کوههای آتش فشانی رسوب می‌کنند .( اگر آب گرم باشد آراگونیت و اگر آب سرد باشد، تراورتن حاصل می‌شود. با وجودی که تراورتن برای تولید آهک استفاده می‌شود ، اما بیش از آن ،‌درنما بکار می‌رود. نماکاران این سنگ را برش داده ، بصورت ورقه‌های نازک در می‌آورند . )

آهک زنده

آهک زنده میل ترکیبی شدیدی با فلزات دارد، از این‌رو با فلزات مصرف شده در ساختمان مانند لوله‌های آب و لوله‌های شوفاژ ترکیب شده و در آنها خوردگی ایجاد کرده و موجب پوسیدگی می‌شود. به همین علت رفته رفته از میزان مصرف آهک در ساختمان کاسته شده و با توسعه کارخانه‌های سیمان پزی در ایران و سراسر دنیا رفته رفته سیمان جای آهک را در صنعت ساختمان سازی گرفته به طوری که امروزه در کمتر ساختمانی از آهک به عنوان ملات استفاده می‌شود.

مراحل و فرآیند تولید و پختن سنگ آهک

جهت تولید آهک ، سنگ آنراحرارت می‌دهند. فرآیند این عمل چنین است:

در این روش،‌ سنگ آهک را بقدری حرارت می‌دهند تا فشار داخل آن از فشار محیط بیشتر شده ، از داخل سنگ خارج شود. دمای لازم جهت پختن سنگ آهک ، بسته به نوع سنگ از متغیر است. این بستگی دمای پخت به نوع سنگ ، مربوط است به میزان ناخالصی موجود در سنگ. ناخالصیها بویژه باعث می‌شوند که آهک یا نشکفد یا دیر شکفته شود . با توجه به این نکته ضروری است که پختن آهک ،‌یک عمل فیزیکی است که صرفا" را از سنگ خارج می‌کنند . درجه حرارت پخت به عامل دیگری نیز وابسته است که آن عامل دوم، فشار اتمسفر می‌باشد. هر چه فشار اتمسفر بیشتر باشد ، دمای پخت بالاتری می‌طلبد. سنگ آهک شکفته در فشار یک اتمسفر ، در دمای تجزیه می‌شود. از حرارت دادن kg10 سنگ آهک خالص ،kg56 آهک خالص یا آهک زنده (CaO) بدست می‌آید. توجه به این نکته ضروری است که از آنجا که هنگام حرارت دادن سنگهای آهک ، ۱۰ تا۲۰ درصد حجم این سنگها کم می‌شود، چیدن آنها در کوره دقت خاصی می‌طلبد تا در هنگام پخت سنگها نریزند.

انواع آهک

در استاندارد، انواع مختلفی از آهک تعریف شده است. استاندارد شماره ۲۷ ایران مشخصات و تعاریف انواع آهک را ارائه می‌کند. در این استاندارد ، انواع آهک بصورت زیر می‌باشد:

۱ـ آهک زنده یا هوایی: آهکی است پرمایه که ۹۵ تا ۱۰۰ درصد CaO دارد. اگر این آهک در معرض آب قرار بگیرد، بسرعت آب جذب کرده ، می‌شکفد و تولید حرارت زیادی می‌کند. افزایش حجم این آهک نیز زیاد است . در هوا گیرش حاصل می‌کند وبه همین دلیل آهک هوایی نیز نامیده می‌شود .

2ـ آهک منیزی یا دولومیتی : آهکی است با بیش از ۲۰% اکسید منیزیم. این آهک به آهستگی شکفته می‌شود و ازدیاد حجمش به نوع سنگ آهک بستگی دارد. در هوا گیرش حاصل کرده ، سخت می‌شود .

۳ـ آهک آبی : دارای ۶۵ تا ۷۵ درصد CaO است که بقیه حجم آنرا خاک رس تشکیل می‌دهد. آهسته شکفته می‌شود و افزایش حجم کمی دارد. این آهک در زیر آب گیرش حاصل می‌کند و سخت می‌شود.

۴ـ آهک نیمه آبی: دارای ۷۵ تا ۸۵ درصد CaO و مابقی، خاک رس است . شکفتن آن آهسته و افزایش حجمش اندک است. مانند آهک آبی در زیر آب گیرش حاصل کرده ، سخت می‌شود. مقاومت آن از مقاومت آهک آبی کمتر است.

۵ـ آهک شکفته یا هیدراته: از ترکیب آب با CaO بدست می‌آید که این آهک به آهک کشته نیز معروف است.

ساخت و عمل آوردن شفته آهک

شفته آهک را باید با دوغاب آهک تهیه نمود. ساختن شفته آهکی با خمیر آهک یا گرد آهک شکفته و مخلوط نمودن آن با خاک به منظور دستیابی به شفته آهکی مرغوب مجاز نمی باشد . مصرف دوغاب آهک باعث می شود که دوغاب به راحتی دور دانه های خاک را اندود نموده و واکنشی یکنواخت میاندانه های رس و دوغاب پدید آید . نتیجه این امر گیرش سریع شفته آهکی است که تاب نهایی شفته آهکی را بالا خواهد برد . میزان آب شفته آهکی بستگی به جنس و دانه بندی خاک مورد مصرف داشته ودر هر محل ، باید میزان آب شفته های خمیری، سفت یا شل را با روش سعی و خطا و آزمایش و زیر نظردستگاه نظارت تعیین نمود.

شفته آهکی که با دوغاب ساخته و خوب عمل آوری شده باشد ، دارای مقاومت ۷ روزه معادل

۵ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع و تاب ۲۸ روزه حدوداً ۱۰ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع خواهد بود که این مقاومت برای بستر پی ساختمان یا راه کاملاً مناسب م یباشد.

شفته آهکی در هوای گرم زودتر گرفته و سخت می شود . از این رو شفته آهکی برای مناطق گرم

مناسب تر از مناطق سردسیر است.

کمیت و کیفیت مصالح مصرفی شامل آهک و خاک، میزان آهک با توجه به خاک محل مصرف از نظر کیفیت و دانه بندی و نحوه عمل آوردن، باید در مشخصات فنی خصوصی ذکر گردد . پیمانکار موظف است تدابیر لازم را برای تهیه مصالح، ساخت و پروردن صحیح شفته آهکی زیر نظر دستگاه نظارت به عمل آورد. رعایت نکات زیر به هنگام ساخت و اجرا الزامی است:

الف: قبل از شفته ریزی باید محل گودبرداریها و خاکبردار یها با توجه به دستورات دستگاه نظ ارت و

مشخصات فنی خصوصی آماده شود . شفته ریزی باید بعد از کنترل ابعاد و رقوم ، با اجازه دستگاه

نظارت انجام شود.

ب: برای ساخت و عمل آوردن شفته باید در محل کار، مکا نهای مناسبی با تأیید دستگاه نظارت برای اختلاط دوغاب آهک و خاک فراهم شود . آهک باید در مح لهای مناسب و دور از اثرات عوامل جوی، دپو و به هنگام مصرف به محل ساخت حمل گردد.

انواع کوره‌های پخت آهک

جهت حرارت دادن سنگ آهک و دستیابی به آهک ، کوره‌های مختلفی بکار می‌رود که چهار نوع از آنها متداولتر است :

تنوری یا چاهی (سنتی)

حلقه‌ای

ایستاده

گردنده

در کوره‌های تنوری ، محل قرار گرفتن سنگ و آتش ثابت است و دمای آن یکسان نیست . در نتیجه جنس آهک تولید شده در آن متغیر است. از کوره‌های حلقه‌ای جهت تولید زیاد استفاده می‌شود. نحوه عمل این کوره‌ها، شبیه کوره‌های هوفمن است . بدین صورت که سنگها در داخل کوره ثابتند و آتش از بالای آنها حرارت می‌کند. کوره‌های ایستاده بدین صورتند که از بالا بارگیری می‌شوند و برای تولید کمتر بکار می‌روند. این نوع از کوره‌ها دارای سوختهای مختلف می‌باشند. نکته قابل ذکر آنست که از این کوره‌ها بیشتر جهت تولید آهک مورد نیاز برای کارخانه‌های قند استفاده می‌شود. کوره‌های گردنده که برای تولید بیشتر و صنعتی بکار می‌روند، ساختمانی مشابه کوره‌های افقی صنعت سیمان دارند. در این قبیل کوره‌ها ، سنگ آهک از یک طرف داخل شده ، در دمایی بین ۱۴۰۰ تا ۱۸۰۰ درجه حرارت می‌بیند.

شکفتن آهک

مطابق فرمولی که در بخش آهک شکفته بیان شد، آهک زنده در مجاورت آب ، تولید آهک هیدراته بعلاوه ۲۷۵ گرما می‌کند. از نظر تئوری ، جهت شکفتن آهک حدود ۳۲% وزنش آب لازم است . ولی در عمل بین دو تا سه برابر این مقدار آب مصرف می‌شود که این میزان متغیر آب ، بستگی به نوع سنگ آهک و حرارت پخت آن دارد. دلیل این مسأله نیز تبخیر قسمتی از آب می‌باشد. مطلب دیگر آنکه هرچه اندازه دانه‌های آهک کوچکتر یا دمای پخت زیادتر باشد، آهک زودتر شکفته می‌شود. برای تبدیل CaO به آهک شکفته، سه روش وجود دارد:

تر

خشک

تحت فشار

روش تر

در روش تر آهک شکفته را در ظرفهایی چوبی با ارتفاع نه چندان زیاد قرار می‌دهند و داخل آن آب می‌ریزند تا شیر آهک حاصل شود . سپس شیر آهک را داخل گودالی با سطح مقطع ۱۰ تا ۱۲ متر مربع و عمقی اندک می‌ریزند. در آنجا شیر آهک بتدریج آب خود را از دست می‌دهد و خمیر آهک باقی می‌ماند که مصارف ساختمانی دارد. در کشورهای هندوستان وچین از همین روش جهت تهیه آهک در کارگاه استفاده می‌شود.

روش خشک

در ایران، بدست آوردن آهک در کارگاه از روش خشک استفاده می‌کنند؛ ولی نه بصورت مطلوب. بلکه بگونه‌ای که آهک بخوبی شکفته نمی‌شود. صحیحترین روش خشک چنین است. روی سطحی حدود ۳۰ تا ۴۰ سانتیمتر آهک ریخته، آنرا با مقدار مناسب آب مرطوب می‌کنیم. مجدداً 30 سانتیمتر دیگر آهک ریخته، آنرا مرطوب می‌کنیم و در نهایت برای مرتبه سوم ، حدود۳۰ سانتیمتر دیگر آهک می‌ریزیم و بعد مجموعه را با عایق مناسب می‌پوشانیم . علت بکاربردن عایق آنست که از هدر رفتن حرارت تولید شده جلوگیری کنیم و از آن در جهت بهتر شکفته شدن آهک استفاده نماییم . علت آنکه روش خشک در کارگاههای داخلی بخوبی انجام نمی‌شود، عدم استفاده از عایق مناسب است. این امر سبب می‌شود که درصد زیادی از آهک نشکفد و بصورت کلوخه باقی بماند . به این کلوخه‌ها اصطلاحاً‌ً نخاله گویند. آهک شکفته را پس از دو روز سرند می‌کنند و کلوخها را بجای قلوه سنگ در زیرسازی کف حیات بکار می‌برند؛ بدون توجه به این نکته که آهک در زیر پوشش کف ، کم کم شکفته شده، موزائیکها را بلند می‌کند. این نحوه شکفتن آهک که باعث ایجاد کلوخه و سایر معضلات می‌شود، هزینه اجرای طرح را نیز افزایش می‌دهد. در روش خشک جهت شکفتن هر لایه، مدتی در حدود سه تا چهار ساعت زمان لازم است و بطور کلی بهتر است لایه‌های آهک ریخته شده حداقل یک روز بحال خود بماند.

روش تحت فشار

در کارخانه‌های صنعتی، جهت تولید آهک از روش تحت فشار استفاده می‌شود . بدینصورت که آهک را در واگنهای مخصوصی می‌ریزند و واگنها داخل دستگاه Auto Clave می‌شوند و داخل دستگاه از دو طرف مسدود می‌شود. آهک در این دستگاه تحت دمای زیاد و فشار بالا در عرض دو تا سه ساعت می‌شکفد.

ویژگیهای فیزیکی آهک

آهک شکفته در هنگام شکفتن ، ۲۷۵ گرما آزاد کرده، حجمش زیاد می‌شود. این افزایش حجم ، به مقدار درصد CaO موجود در آن بستگی دارد. (هر چه مقدار CaO بیشتر باشد ، افزایش حجم نیز بیشتر است.) آهک پرمایه ۲تا ۵/۳ برابر و آهکهای با درصد کمتر ، ۲۵/۱ تا۲ برابر افزایش حجم دارند. وزن مخصوص آهک شکفته ، ۲/۲ می‌باشد.(جهت مقایسه یادآوری می‌شود که این عدد برای سیمان ۱۵/۳ است.) وزن فضایی (وزن حجمی) خمیر مرطوب ، ۴/۱ و برای خمیر خشک ، حدود۷/۰ تن بر متر مکعب است. ریزی دانه های آهک باید همواره کمتر از mm2/0 باشد و البته این مقدار گاهی به mm002/0 نیز می‌رسد.

سخت شدن آهک

جهت سخت شدن ،سه روش وجود دارد که به شرایط سخت شدن بستگی دارد . در اینجا بشرح این روشها می‌پردازیم.

سخت شدن کربناتی

اولین روش ، سخت شدن کربناتی است . در این نوع سخت شدن، دو واکنش بطور همزمان انجام می‌شود. یکی آنکه آبی که بصورت مکانیکی با CaO مخلوط شده تبخیر می‌شود و بلورهای باقی می‌ماند . دیگر آنکه آهک هیدراته با جذب دی‌اکسید کربن و آب ، کربنات کلسیم و آب تولید می‌کند:

در این واکنش ، ذرات کوچک به یکدیگر چسبیده ، دور ذرات ماسه را می‌گیرد و تولید کربنات کلسیم می‌کند که این امر در مجاورت رطوبت تسریعد پیدا می‌کند . یکی از معایب این روش آنست که هر چه پوسته بیشتر به تبدیل شود ، نفوذ به قسمتهای درونی بیشتر است و شکل گیری کامل مقاومت ذرات درونی چندین سال بطول می‌انجامد.

آهک چیست؟
آهک شکفته یکی از قدیمی ترین فرآیند های شیمیایی شناخته شده تاریخ بشری است و به دوران رم قدیم و مصریان که در امور بناسازی مصرف کرده اند برمی گردد و سه هزار سال پیش ایرانیان ساخت شفته آهک را می دانستند و از این ماده در ساختن پی بنا، پل ها، آبگیرها و … استفاده میکردند. آهک سبب ایجاد صنعت سیمان نیز شده چرا که ماده اصلی تشکیل دهنده سیمان آهک می باشد. امروزه در سطح دنیا میلیونها تن آهک در ساتمان سازی و تولید سیمان و سایر صنایع بدلیل خصوصیات ذاتی که دارد و قابل دسترس بودن آن ، بعنوان یکی از عناصر مهم در صنایع مذکور که شرح آن در کاربردهای آهک خواهد بود استفاده می شود. ماده اصلی آهک اکسید کلسیم می باشد که یک ترکیب قلیایی قوی است و می تواند با کلیه اسید ها ترکیب شود و در صنایع مختلف نیز کاربرد خاصی دارد و معمولاً بیشترین تولید آهک زنده تبدیل به هیدراته می گردد و بصورت جامد یا مایع با استفاده از عکس العمل های مربوطه در صنعت استفاده می شود و چون واکنش آهک زنده و آب همراه با حرارت زیاد است از این رو در بسیاری از صنایع آهک هیدراته که تا حد زیادی پایدار است استفاده میگردد.

کاربرد آهک زنده و آهک شکفته
بدلیل خصوصیت ذاتی آهک و قابلیت قلیایی شدید و ارزانی آن در مقایسه با سایر قلیاها کاربرد زیادی در صنایع مختلف دارد که از آنجمله می توان به موارد زیر اشاره نمود:

۱-صنایع فولاد و ذوب آهن و صنایع فلزی

۲- صنایع پتروشیمی

۳- صنایع مصالح ساختمانی مانند سیمان، سرامیک، موزائیک، پودر سنگ، آجرهای ماسه آهکی

۴- صنایع شیشه

۵- تصفیه ابهای آشامیدنی و صنعتی

۶- تصفیه فاضلابهای صنعتی و شهری

۷- سفید کننده ها

۸- تولید کربید کلسیم(کاربید)

۹- احیاء استخرها و مرداب ها

۱۰- صنایع رنگ سازی

۱۱- مصارف کشاورزی (اصلاح خاک و خنثی سازی زمینهای اسیدی و سموم و حشره کش)

۱۲- مصرف در فرآورده های نسوز

۱۳- صنایع چرم و دباغی

۱۴- مرغداریها، دامداریها، حوضچه های پرورش ماهی و همچنین تأمین کلسیم در خوراک جوجه های گوشتی

۱۵- بعنوان ترد کننده ها در تهیه مرباها (بالنگ، کدو، پوست مرکبات و …)

۱۶- کارخانجات قند و شکر

۱۷- زیرسازی و آسفالت

۱۸- معادن ذغال سنگ(بعنوان نرم کننده ماده منفجره)

۱۹- سایر صنایع (کاغذ، خمیر کاغذ، لاستیک سازی، ضد یخ و …)

۲۰- پالایشگاهها و نیروگاهها

۲۱- شرکت نفت(مناطق نفت خیز جهت حفاری چاهها)

کاربردهای مهم آهک
آهک کاربردهای فراوانی در ساختمان‌سازی و همچنین تهیه و تولید فرآورده‌های صنعتی و شیمیایی دارد، در ادامه به برخی از این موارد اشاره می کنیم:

تولید ظروف چینی : ظروف و وسایل از جنس چینی در واقع از نوعی سرامیک هستند و به دو دسته چینی‌های سخت (چینی اصل) و چینی‌های بدلی (غیر اصل یا غیر سخت) دسته بندی می‌شوند.
تولید شیشه ‌های معمولی : شیشه های معمولی به طور عمده شامل سیلیس ، کربنات کلسیم (یا آهک) ، کربنات سدیم و زغال کک می باشند.
تهیه ساروج : ساروج یا ملاط ، مخلوط و ترکیبی از آهک ، ماسه و آب است . این ماده بر خلاف سیمان آب را جذب نکرده و سفت نمی‌شود، اما در مجاورت هوا به دلیل جذب کربن دی‌اکسید و در نهایت تشکیل سنگ آهک ، به‌تدریج سفت می‌شود.
دباغی پوست : پیش از دباغی پوست بایستی عملیات آماده‌سازی را به منظور حذف ضایعات باقیمانده روی پوست ، انجام داد.یکی از موادی که در فراوری و آماده سازی پوست خام استفاده می شود آهک می باشد. که پس از آن از سولفات آمونیوم جهت عملیات آهک گیری در فرایند دباغی و تولید چرم استفاده می شود.
از مصارف عمده آهک در صنایع شیمیایی ، تهیه هیدروکسید سدیم از کربنات سدیم و هیدروکسید آمونیوم از کلرید آمونیم است.
روش تولید آهک هیدراته : آهک هیدراته به سه روش تولید می شود :
۱٫ روش سنتی
۲٫ روش صنعتی ( ماشینی )
۳٫ تهیه آهک از ماسه بادی
۱٫ روش سنتی : در این روش در محل وجود معدن آهک حفره هایی ایجاد می کردند و نهایتا زمین جای کوره را کمی گود کرده و در آن بته و سنگ آهک را لایه لایه روی هم می چیدند و روی آن را با گل می گرفتند و کوره را از پایین آتش می کردند و روی آهک و خاکستر را مرطوب نگه می داشتند اینکار باعث شکفته شدن آهک می شود، آهک به صورت مایع از حفره های زیرین خارج می شود. Ca(oH)2 ایجاد شده در طبیعت با آب ترکیب شده و این پروسه ادامه می یابد.

۲٫ روش صنعتی : در این روش سنگ ها را از معادن با سایزهای بزرگ داخل بونکر می ریزند زیر بونکر دستگاهی به نام feeder وجود دارد که سنگها را به سمت داخل هدایت کرده ، با تناژ مشخصی وارد سنگ شکن فکی می کند. در این قسمت سنگ ها به قطر بین ۲۰ تا ۳۰ سانتی متر تبدیل می شوند. تسمه نقاله هایی که از پایین به بالا در حرکت هستند مواد حاصله را داخل بونکر دیگر می ریخته، مواد از بونکر دوم وارد feeder که زیر بونکر است شده و از آنجا به سنگ شکن چکشی منتقل می شوند. خروجی این قسمت سنگ هایی از سایز بین ۵ تا ۱۲ سانتی متر می باشد. مجددا مواد حاصله توسط تسمه نقاله هایی وارد سرند می شوند. در اینجا خاک از سنگها توسط سرند جدا می شود. سپس باقیمانده مواد وارد بالابرهای خاص شده و از بالا توسط دریچه های هیدرولیک به کوره منتقل می شوند.
در کوره در ارتفاع ۶ متری از پایین دور تا دور مشعل هایی وجود دارد و همچنین یک فن دودکش جهت انتقال حرارت مشعل به سرتاسر کوره از بالا عمل مکش را انجام دهد. در اینجا مواد شروع به پختن می کنند.
در پایین کوره ۳ دریچه پنوماتیک وجود دارد که بصورت اتوماتیک باز شده و آهک شکفته در قسمت زیرین کوره توسط نوار نقاله هایی وارد skip دیگری شده، سپس وارد سیلوی آهک می شوند ، آهک پخته شده توسط elevator وارد بونکر دیگری که در ارتفاع قرار دارد، می شوند. در این قسمت توسط دستگاه هیدراتاسیون ، عمل هیدراتاسیون انجام شده و پودر آهک توسط دستگاه جدا می شود .

۳٫ تهیه آهک از ماسه بادی : با آنکه ایران دارای منابع زیادی از سنگ آهک است ، در برخی نقاط مانند خوزستان و کناره شمالی خلیج فارس و دریای عمان به میزان فراوانی آهک وجود دارد. ماسه آهکی را نیز می توان مانند سنگ آهک پخت و تبدیل به آهک زنده کرد، و با این روش آهک شویی، آهک آبدیده را از ناخالصی ها جدا نمود. این آهک شکفته را می توان در ساختن ملات ماسه – آهک و شفته آهکی مصرف کرد. آهک شکفته پخته شده از ماسه های آهکی دارای ویژگی های معمول آهک است.

انواع آهک ها در کارهای ساختمانی استفاده می‌شود

آهکهای چرب یا پر قوه
این نوع آهکها ، حدود چهار درصد ناخالصی همراه دارد و مهمترین ویژگی آن این است که در تماس با آب به‌شدت شکفته می‌شود و حجم آن تا حدود ۲٫۵ برابر مقدار اولیه‌اش افزایش می‌یابد. مخلوط آن با شن در تماس با گاز کربنیک به‌سرعت خود را می‌گیرد و سفت می‌شود، (به مدت ۱۵ روز در مجاورت هوا). از اینرو ، آهک چرب را آهک هوایی نیز می‌گویند.

آهکهای کم قوه
این نوع آهکها از سنگ آهکی که ۵ تا ۶ درصد آهک دارند، تولید می‌شود و ناخالصی‌های عمده آن را اکسید آهن (گل اُخری) ، اکسید سیلیسیم (سیلیس) و اکسید آلومینیوم (آلومین) تشکیل می‌دهد. از ویژگیهای این نوع ماده آن است که به‌کندی شکفته می‌شود و ملاط حاصل از مخلوط آن با شن ، به‌آرامی‌ در هوا سفت می‌شود.

آهکهای آبی
این نوع آهکها ، معمولا از سنگ آهکی که حدود ۶ تا ۲۲ درصد گل رس دارند، تهیه می‌شود. از ویژگیهای مهم این نوع آهکها آن است که دور از هوا و حتی در زیر آب ، به آهستگی سفت می‌شود، در تماس با آب خیلی شکفته می‌شوند و با آب خمیر کم‌چسب تولید می‌کند. بطور کلی ، می‌توان این نوع آهکها را حد واسط بین آهکهای هوایی و سیمان است

کاربرد آهک :
در صنعت ساختمان سازی ، در صنعت شیشه‌سازی ، در صنایع شیمیایی به عنوان کمک ذوب ، ماده قلیا کننده ، جاذبه رطوبت ، عامل چسبندگی و… ، سنگ آهک با درصد بالا از کربنات کلسیم به عنوان مل ، در صنعت سیمان ، در چاپ و امور چاپی، در خمیر دندان سازی، لاک سازی ، عطرسازی و لاستیک سازی ، در تهیه کود و استفاده در زمینهای بی آهک ,صنایع مس و فولاد، چرم سازی، صنایع شیمیایی، دام و طیور، تصفیه آب، گندزدایی

سخت شدن هیدارتی

نوع دوم سخت شدن ، سخت شدن هیدارتی است . در اینجا در نتیجه یک تبدیل تدریجی همزمان با واکنش با آب ، پودر آهک شکفته شده ، به جسمی سخت تبدیل می‌شود.

در مرحله ابتدایی، آهک نشکفته در آب حل می‌شود تا محلول اشباه شده‌ای بوجود آید. ذرات درشت آهک از محلول جدا می‌شود و هیدروژل (ژل آبی: هیدروکسید کلسیم) تشکیل می‌دهد. این امر سبب افزایش مقاومت می‌گردد. هیدروژل تولید شده در مرحله سخت شدن ، مقدار زیادی آب در خود نگاه می‌دارد وچسبندگی قابل توجهی ندارد. کربناته شدن بعدی ، باعث بهبود مقاومت می‌شود.

تذکر :از این دو نوع سخت شدن کمتر استفاده می‌شود . امروزه بیشتر از سخت شدن نوع سوم استفاده می‌کنند.

سخت شدن هیدروسیلیکاتی

مهمترین کاربرد فعلی آهک ، تهیه فرآورده‌های ماسه آهکی است که در اثر واکنشهای هیدروسیلیکاتی بوجود می‌آید. آب آهک در دمای عادی با سیلیس ترکیب نمی‌شود. ولی در مخلوط آب آهک و ماسه، در دمای زیاد و تحت فشار، آهک و سیلیس در اثر واکنشهای هیدروسیلیکاتی با یکدیگر ترکیب می‌شوند و سیلیکاتهای کلسیم را تولید می‌کنند که همانند بتن ،‌بسیار سخت و محکم است. از این روش در تهیه آجر در مناطقی که خاک رس ، کم و آهک و سیلیس بوفور یافت می‌شود استفاده می‌کنند: آجرهای ماسه آهکی . رنگ این آجرهای رسی ، خاکستری و روشن است . این آجرها جنسی توپر و سنگین دارند. روش تولید اینگونه محصولات چنین است که ۸۸ تا ۹۵ درصد ماسه سیلیسی با ۵ تا ۱۲ درصد گرد آهک زنده (آهک نشکفته) در دستگاه مخلوط کن ریخته می‌شود و با افزودن حدود ۷ تا ۸ درصد آب، این آهک می‌شکفد. مخلوط حاصل را در قالبهای فلزی می‌ریزند و در دستگاه پرس، تحت فشاری بیش از at150 قرار می‌دهند. این قطعات تحت فشار شکل می‌گیرند . در مرحله بعد ، برخلاف آجر معمولی، این خشتها را خشک نمی‌کنند. (زیرا بیش از ۷ الی ۸ درصد آب ندارد.) بلکه خشتها روی واگن چیده شده ، وارد دستگاه Auto Clave می‌گردد. Auto Clave شبیه تونلی است بقطر ۲ الی ۳ متر و طول ۱۰ تا ۲۰ متر . خشتها مدت ۸ ساعت در دمای و فشار at10 قرار می‌گیرند. این قطعات ،‌پس از خروج از Auto Clave ،۳۵۰ مقاومت دارند. این میزان مقاومت به چند عامل بستگی دارد:

۱ـ نسبت مواد خام: اگر مقدار آهک افزایش یابد، تاحد مشخصی (حدود۲۰%) مقاومت آجر حاصل افزایش می‌یابد. اما اگر مقدار آهک از آن حد معین تجاوز نماید، جمع شدگی خشت زیاد شده ، مقاومت کاهش می‌یابد

2ـ کیفیت مخلوط شدن: آب اضافی در مخلوط نیز باعث چسبیدن مواد به قالبها و متلاشی شدن خشتها در Auto Clave می‌گردد.

3ـ فشار قالب‌گیری : هر چه فشار پرس بیشتر شود ، مقاومت آجر تولید شده نیز بیشتر خواهد بود. اما این واکنش حدی دارد که اولاً هزینه بالا نرود و ثانیاً دانه‌‌ها خرد نشود.

4ـ شرایط دستگاه Auto Clave : درمورد Auto Clave نیز هر چه فشار افزایش یابد ، مقاومت زیاد می‌شود . ولی اینجا نیز محدوده‌ای خاکم است. چرا که در فشارهای بالای دستگاه، مقاومت قطعه حاصل ثابت می‌ماند.

مقاومت آجرهای ماسه‌ آهکی در برابر سایش کم است. به همین دلیل استفاده از آن برای پوشش کفها و در محلهای جریان دائمی آب توصیه نمی‌شود . اما بعلت نوع قالب‌گیری و دقت در آن ، از ظاهری مطلوب برخوردار بوده ، برای استفاده در نما بسیار زیبا است. جهت نصب این آجرها به مقدار ملات کمتری نیاز است .در ساختمانهای عمومی مثل ادارات ـ که مسأله زیبایی در درجه اول از اهمیت مطرح نیست ـ می‌توان از آنها بهره جست بدون آنکه نیاز به پوشش رنگ و … داشته باشند. این آجرها سفیدک نمی ‌زنند ضریب تغییرات آنها کمتر است. با توجه به کلیه مطالب مطرح شده می‌توان دریافت که استفاده از این نوع آجرها سبب اقتصادی‌تر شدن طرح می‌گردد. همچنین استفاده از آنها سبب کم شدن فشار بر زمینهای کشاورزی مناطقی مانند ورامین و … می‌شود.

کاربرد دیگری از آهک

شفته آهکی

آهک شکفته از گذشته‌های دور در صنعت ساختمان جهت پی سازی بکار رفته است. در قدیم جهت احداث بنا، ابتدا محل پیها را می‌کندند. سپس خاک خارج شده را با آهک و لاشه سنگهای بزرگ و آب مخلوط می‌کردند و در پیها می‌ریختند. (به این عمل اصطلاحاًً شفته ریزی گویند.) شفته ریزی مقارن فصل پاییز انجام می‌گرفت و تا پایان بهار بحال خود رها می‌شد. پس از آن، روی آن پی ساختمان می‌ساختند. علت این فاصله زیاد بین شفته‌ریزی و شروع ساختمان، سرعت اندک آهک در فرآیند شکفتن بود.

امروزه با پیدایش صنعت سیمان و تکتولوژی بتن، از شفته‌ ریزی کمتر استفاده می‌شود. اما هنوز در مناطقی برای تثبیت زمین از شفته آهک استفاده می‌کنند؛ مانند زیرسازی راه در زمینهای لجنزار. بدلیل همین کاربرد، نحوه صحیح شفته ریزی را شرح می‌دهیم: آهک را در بشکه‌ای از آب حل کرده ، دوغ‌آب یکنواخت بدست می‌آوریم . خاکی که از پس خارج می‌شود را با این دوغ‌آب مخلوط می‌کنیم و شفته‌ریزی می‌کنیم . اینگونه مخلوط کردن ، محصولی یکنواخت می‌دهد.

برخی خواص شفته آهکی

مقاومت بدست آمده از شفته آهکی در شرایط مرطوب ، حدود ۳۰ در ۲۸ روز است که در مقایسه با سیمان ،کمتر است . این عدد در ۲۷۰ روز به۶۵ و پس از سپری شدن ۳۰ سال به حدود ۸۰ تبدیل می‌شود. بهترین خاک جهت تهیه شفته آهکی ، خاک دارای شن است. اگر دانه‌بندی خاک ریز باشد ، شفته پس از یک یا دو روز ترک می‌خورد . در اینصورت سطح شفته را با چکشی مخصوص بنام " تُخماب" که از جنس چوب است می‌کوبند و آنرا غلتک می‌کنند تا ترکها هم آیند.

شفته آهکی بر فلزات مانند سرب ، روی ، آهن و‌ آلومینیوم اثر کرده ، آنها را در خود حل می‌کند. پس باید توجه نمود که هنگام شفته ریزی ، در داخل آهک ، میلگرد و … قرار نگیرد.

یکی از دلایل ترکیدگی لوله‌های آب ، آهک درون ملات است. آهک لوله‌های گالوانیزه را بتدریج سوراخ کرده ، می‌ترکاند. در نتیجه باید لوله‌ها را از آهک درون ملات دور نگه داشت. از اینرو همواره سعی بر این است که حتی‌المقدور تأسیسات آبرسانی و گاز رسانی روکار باشد. در ساختمانهای عمومی، لوله‌ها را از داخل کانالهای سرویس عبور می‌دهند. نکته مهم دیگری که توجه به آن ضروری است آنست که آهک به قیر و گونی صدمه می‌زند. البته هنوز بطور دقیق مشخص نیست که این صدمات بر قیر وارد می‌شود یا بر گونی . اما درهر صورت ، آهک در برابر این پوشش عایق ، نقش تخریبی دارد. بدین جهت در جایی که می‌خواهند قیر و گونی شود ، نباید آهک وجود داشته باشد. در ساختمانها برای زیرزمین ، یک پی می‌سازند. جهت جلوگیری از نفوذ رطوبت به داخل زیرزمین ، پی را قیر و گونی می‌کنند . با توجه به مسأله آهک موجود در ملات، روش صحیح کار چنین است:

درکنار دیوار پی ، یک ردیف آجر ۱۰ سانتیمتری می‌چینند. روی این ردیف آجر را قیر وگونی می‌کنند و بعد روی پوشش عایق ، یک ردیف آجر ۲۰ سانتیمتری (دوردیف آجر ۱۰ سانتیمتری مجاور هم) قرار می‌ دهند . توجه شود که ملات این ردیف آجرها حتماً باید بدون آهک باشد