شفته آهک از دیدگاه مهندس حامی

به نقل از: نشریه ی مرکز تحقیقات مسکن تحت عنوان «خاک شناسی ساختمانی و پایدار کردن خاک برای بارگذاری بیش تر»
1- شفته ی آهکی، بیش از سه هزار سال در ایران زمین پیشینه دارد. آتشکده ها و ساختمان های دیگر در زمان ساسانیان که ویرانه شان به جا مانده اند، با پیِ شفته آهکی و ملات گلاهک ساخته شده اند. همه ی مسجدهای بزرگ ایران مانند: مسجد کبود تبریز که آن را «فیروزه ی اسلام» نامیدند، مسجدهای بزرگ اصفهان، ساختمان های بزرگ مشهد، شمس العماره و مدرسه ی سپهسالار تهران و جاهای دیگر روی شفته ی آهکی و با ملات گِلاهک ساخته شده اند. آیین نامه های «پایدار کردن خاک با آهک» پس از جنگ دوم جهانی در کشورهای صنعتی نوشته شده اند.
2- شفته ی آهکی را با دوغاب آهک بسازند، تا دوغاب آهک زودتر با سیلیس و اکسید آلومینیوم خاک رس ترکیب شود، بگیرد و سفت و سخت شود. هر چه آهک بیش تر در دوغاب آهک حل شده باشد، شفته ی آهکی ای که با آن ساخته شود زودتر می گیرد و تاب فشاری آن بیش تر می شود. ملات گِل آهک ساخته شده در آزمایشگاه دانشگاه امیرکبیر، با یک وزن گرد آهک نسای راه چالوس و سه وزن گرد خاک رس علی آباد جنوب تهران، هر دو، فروریخته از الک 200 پس از 30 ساعت گرفته بود، جوری که زیر آب گذاشته شد، وا نرفت و سفت و سخت شد. ساختن ملات گلاهک و شفته ی آهکی 30 تا 50 درصد وزن خاک و آهک، نیاز به آب دارد. هر چه خاک رس در خاک بیش تر باشد و هر اندازه در ساختن ملاک گلاهک و شفته ی آهکی زیادتر آهک مصرف شود بیش تر به آب نیاز دارد.
3- خاکی که با آن شفته ی آهکی ساخته می شود، باید دارای پولک های خاک رس با نازکی یک هزارم میکرن تا 2 میکرن باشد، که با آهک ترکیب سیلیکات کلسیم بدهد. هر چه خاک رس بیش تر باشد، باید در ساختن شفته ی آهکی بیش تر آهک مصرف شود. لایِ به ریزی 2 تا 6 میکرن و ماسه ی به نرمی 60 میکرن تا 2 میلی متر در خاک، پُر کننده هستند و با آب آهک ترکیب نمی شوند. پس در ساختن گل آهک و شفته ی آهکی، با خاک دارای خاک رس زیاد، باید آهک بیش تر و با خاک دارای خاک رس کم، آهک کم تر مصرف شود.
خاک های ریزدانه که سطح ویژه شان بیش تر است، دوغاب آهک سطح زیادتری از دانه های خاک را اندود می کند. ملات گلاهکی ساخته شده با خاک ریزدانه، زودتر می گیرد و سفت و سخت می شود و تابش افزایش می یابد.
4- ملات گلاهک و شفته ی آهکی در هوای گرم نمناک زودتر می گیرد و سفت و سخت می شود و تاب زیاد پیدا می کند.
5- ساختن شفته ی آهکی در ماشین مخلوط کن (مانند بتن سازی) نتیجه اش بهتر است از ساختن آن در جای مصرف.
در مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن، با خاک علی آباد جنوب تهران که دارای 36/52 درصد سیلیس و 7/14 درصد اکسید آلومینیوم بود و آهک نسای راه چالوس که شکفته ی آن 72/62 درصد اکسید کلسیم داشت، ملات گلاهک ساخته شد و با آن آزمایش هایی انجام گرفت که فشرده ی آن در زیر نوشته شده است.
تاب فشاری 28 روزه ی ملات گلاهک، با افزودن خاک

نسبت وزنیِ آهک شکفته به خاک	تاب فشاری به
1 به 2	5/1
1 به 3	8/1
1 به 4	-/1
1 به 5	1/1

از این آزمایش برمی آید که، ملات گلاهک یک وزن آهک شکفته + سه وزن خاک بیش ترین تاب را داشته است. پس از این آزمایش، روش های ساختن شفته ی آهکی آزمایش شد، که در زیر نوشته شده است.
تاب فشاری نمونه ی گلاهک ساخته شده به سه روش

روش ساختن نمونه ها	تاب فشاری
خاک الک نشده یا دوغاب آهک	8/2
خاک الک شده با دوغاب آهک	8/4
درهم کردن آهک شکفته و خاک و افزودن آب به آن	4/3

از این آزمایش برمی آید که ساختن ملات گلاهک با دوغاب آهک بیش ترین تاب فشاری را داشته است، پس باید شفته ی آهکی و ملات گلاهک با دوغاب آهک ساخته شوند.
برای پیدا کردن تاب کششی، خمشی و فشاری ملات گلاهک ساخته شده با یک وزن آهک شکفته + سه وزن خاک و دوغاب آهک، مکعب های 5×5×5 سانتی متر و منشورهای 4×16×16 سانتی متر و 8 ساخته شد. پس از دو روز ماندن در قالب و 26 روز در هوای آزاد آزمایشگاه تاب 28 روزه، آن ها اندازه گیری شد که در زیر نوشته شده است:
تاب ملات گلاهک 1 به 3 به

تاب کششی	206/0
تاب خمشی	287/0
تاب فشاری	800/1
تاب فشاری 90 روزه	100/3

اثر گرما و نمناکی هوا هم در گرفتن، سفت و سخت شدن و تاب ملات گلاهک 1 به 3 با نمونه های 5×5×5 سانتی متر آزمایش شد که در زیر نوشته شده است.
تاب فشاری 7 روزه ی ملات گلاهک 1 به 3 در هوای گرم 50 درجه با نمناکی نسبی 47 درصد و هوای بی نم خشک به

مانده در هوای گرم 50 درجه، بی نم	8/1
مانده در هوای گرم 50 درجه، با نم نسبی 47 درصد	8/4

دیده می شود که تاب ملات گلاهک مانده در هوای با نم نسبی 47 درصد، 67/2 برابر تاب ملات گلاهک مانده در هوای بین نم خشک است. پس باید ملات گلاهک و شفته ی آهکی را در جاهای خشک یک هفته تا یک دهه نمناک نگاه داشت.
پس از این آزمایش، اثر گرما در تاب ملات گلاهک با نمونه های 5×5×5 سانتی متر در هوای با نمناکی نسبی یکسان و گرمای 35 تا 60 درجه آزمایش شد.
تاب فشاری 7 روزه ی ملات گلاهک 1 به 3 به

مانده در هوای گرم 35 درجه با نمناکی نسبی 47 درصد	60/2
مانده در هوای گرم 45 درجه با نمناکی نسبی 47 درصد	95/3
مانده در هوای گرم 50 درجه با نمناکی نسبی 47 درصد	80/4
مانده در هوای گرم 60 درجه با نمناکی نسبی 47 درصد	90/5

این آزمایش روشن ساخت که در هوای با نم نسبی یکسان، هر چه گرمای هوا زیادی شود، تاب ملات گلاهک و شفته ی آهکی افزایش می یابد. پس مصرف کردن ملات گلاهک و شفته ی آهنگی در جاهای گرم مانند فلات ایران، نتیجه ی بهتر می دهد تا در جاهای سرد.
تاب ملات گلاهک و شفته ی آهکی با گذشتن زمان زیاد می شود. افزایش تاب فشاری ملات گلاهک 1 به 3 که با نمونه های 5×5×5 سانتی متر آزمایش شده در زیر نوشته شده است.
تاب فشاری ملات گلاهک 1 به 3 به

پس از	7	14	21	28
تاب فشاری	9/5	4/6	1/7	5/8

دوغاب آهک: برای ساختن دوغاب آهک از جدول زیر بهره گیری کنند. در کارگاه حوضی بسازند و در آن دوغاب آهک آماده کنند. دوغاب آهک را با وسیله ی دستی یا تانک به جای مصرف برسانند. برای آن که دانه های آهک شکفته در دوغاب آهک ته نشین نشوند، درون آن هوا بدمند تا همگن بماند.
در این جدول، آهک شکفته به گرم، حجم دوغاب آهک به هزارم لیتر و وزن آن به گرم، چگالی دوغاب آهک به kg/lit در 1/0 لیتر آب داده شده است.

آهک شکفته	دوغاب آهک		چگالی دوغاب آهک
گرم	حجم	وزن	Kg/lit
5	102	41/103	01/1
10	104	89/108	04/1
15	106	31/113	07/1
20	108	47/118	10/1
25	110	94/123	13/1
30	112	21/128	16/1