مقدمه مختصر

یکی از موضوعات مورد نیاز مهندسان ، آگاهی از رفتار مکانیکی ، جذب آب نفوذپذیری و دوام آجر رسی است. تمام این ویژگیها تا اندازه­ای به ماهیت ریز در سوراخهای موجود در آجرهای سرامیکی بستگی دارد.

ساختمان میکروسکوپی آجر

ساختمان سوراخهای موجود در سطح شکسته سه نوع آجر سفال رسی زیر میکروسکوپ یا در شت نمایی زیاد نشان میدهد تک تک ذرات رس پخته شده موجود در آجر سفال می تواند به ماتریس سرامیکی ظاهرا یکپارچه ای تغییر شکل دهد. اما در آن شبکه های ممتد فضای خالی وجود دارد.

نسبت حجمی تخلخل آجرهای رسی موجود در بازار از حدود ( ا ) تا دست کم (۵۰ ) درصد تغییر می کند. میزان تخلخل آجرها به ترکیبات متشکل رس ، زمان و درجه حرارت پخت بستگی دارد. ابعاد ریزه سوراخ­ های آجر سفالی حدود ۱ تا ۱۰ میکرومتر است و به نظر می رسد که ریزه سوراخهای میکرونی کوچکتر از ۰٫۰۰۲ میکرومتر وجود نداشته باشد. نتیجه وجود ریزه سوراخها در اجر سفال، سطح مخصوص نسبتا کم آنها بین ۰٫۲ تا ۵ متر مربع بر گرم است.

تخلخل ، جذب آب و خاصیت مکش

وجود ریزه سوراخهای بسیار ریز در آجر سبب پیدایش خاصیت موئینگی در آنها و به خصوص جذب آب به واسطه این خاصیت می شود.

نسبت حجمی تخلخل (۱) را می توان دقیقا از روی انداز درگیری مستقیم و زن آجر خشک و آجر أشباع شده از آب بعد از تخلیه هوای موجود در شبکه جاهای خالی آن تعیین کرد. برای اشباع کردن آجر با آب می توان آن را در ظرف پر از آب جوش ، غوطه ور کرده و برای مدت چند ساعت جوشاند. در این روش طبق استاندارد RS3921 جذب آب (WA) برحسب در صد وزنی بیان می شود.

غوطه ور کردن ساده و بدون تخلیه قبلی یا جوشاندن ، منجر به حبس شدن هوا درون شبکه ریز سوراخها می شود. این هوا ممکن است به کندی ، طی چند ماه با سال به سطح آجر آمده و خارج شود

باغوطه ور کردن یک سطح آجر سفال در سینی آپ میتوان میزان جذب آب آجر سفالی را اندازه گرفت . در استاندارد ۳۹۲۱ BS نحوه اندازه گیری این میزان آورده شد است. میزان جذب آب به تعیین خصوصیات پیوند (۲) بین ملات و آجر سفال در  دیوارهای آجری تحت فشار خیلی زیاد و کمک می کند . به مقدار جذب آب در واحد زمان (دقیقه) میزان مکش (یاسرعت مکش اولیه) گفته می شود. در آزمایشهایی که در طی مدت زمانی بیشتر از یک دقیقه به انجام می رسد و زن نهایی آب جذب شده در واحد سطح متناسب با ریشه دوم زمان است.

به عبارت دیگر وجود ریزه سوراخها ، موجب عمل مکش زیاد در آجرهای خشک می شود. و هرچه مقدار ریزه سوراخها کمتر باشد، ظرفیت آجر برای عمل مکش کمتر است. منحنی مربوط به عمل مکش برای خاکهای سیلتی  این عمل را به وضوح نشان میدهد. سرعت حرکت آب با بسط معادله دار سی  تعیین می شود.

در این ارتباطا ویسکوزیته سیال مکش (پتانسیل هیدرولیکی) و K نفوذپذیری (هدایت هیدرولیکی) می باشد. K وابستگی زیادی به میزان آب موجود دارند.

دانسیته آجر سفالی رسی

دانسیته جامد آجرهای سرامیکی به ترکیباتی خاک رس بستگی داشته و از ۲۲۵۰ تا ۲۸۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب تغییر می کند. معمولا این مقدار نزدیک به ۲۶۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب است.

مقاومت فشاری و دیگر خواص مکانیکی

مقاومت فشاری تنها خاصیت مکانیکی آجر سفالی است که در شمار ویژگیهای آجر سفال آورده شده است. برای اندازه گیری مقاومت فشاری باید آجرها را مرطوب نگهداشته و حفره های آنها با ملات سخت شده پر شده باشد. در میزان مقاومت فشاری اندازه گیری شده آجر ها به صورت تکی، اختلاف قابل توجهی به چشم می خورد. بنابر این مقاومت فشاری باید میانگین نتایج مجموعه ای از (l – n) ۱۰ آجر باشد (طبق استاندارد  3921BS).

مقاومت فشاری آجر توسط خاصیت شکنندگی آن محدود شده و به تک تک ترکهای مویی موجود در نمونه مورد آزمایش و ترکهای مربوط به ذرات بزرگی به هم پیوسته ، شکافهایی که در طی فرآیند شکل گرفتن به وجود می آید و ترکهای حاصل از انقباض حساس می باشد

مدول الاستیسیته آجرهای سرامیکی معمولا حدود ۵ تا۳۰ کیلونیوتن بر میلیمتر مربع ( KN / mm ) است . آجر های سرامیکی در حرارت معمولی خزش ندارند ، هر چند به وجود آمدن خزش در آجر سفال کاری ممکن است.