مقدمه

آجر فرآورده اي مصنوعی است که از پختن خشت بدست می آید.خشت مخلوط همگـن خـاك و آب شکل داده شده است.خاك اولیه تولید آجر بیشتر از نهشته هاي رسوبی چون رس، شیل و مـارن تـامین می گردد.از لحاظ تاریخی ، همواره آجر در تعداد زیادي کارگاه محلی تولید آجر، در نزدیکی شهرها و روستاها تولید شده و غالبا هر کدام با استفاده از خاکهاي محل خود آجرهـاي مشخصـی را تولیـد مـی کرده اند.در دنیا ي امروزي و با پیشـرفت فراینـد صـنعتی شـدن ، تولیـد آجـر بـه مراکـز محـدودتري اختصاص یافته و بصورت متمرکز و مکانیزه صورت می گیرد.

در کشور ما، آجراغلب به روش سنتی در کارگاه هاي محلی و با استفاده از خاك هاي موجود در محـل که بیشتر رسوبات آبرفتی حاوي ذرات ریزدانه رس وسیلت هستند، تولید می شود.این رسوبات آبرفتـی جوان که دشتهاي وسیعی را تشکیل می دهند بدلیل دارا بودن مقدار قابل توجهی از مواد معدنی، بسـیار حاصلخیز و براي کشاورزي مناسب هستند. برداشت طولانی مدت و بی رویه این خاك ها، عـلاوه بـر ایجاد منظره ناخوشایند گودال هاي بزرگ حفاري، باعث تخریب محیط زیست و تحدیـد خـاك هـاي کشاورزي شده است.

بررسی شیل ارغوانی سازند پابده جنوب شرق شیراز براي ساخت آجر

با توجه به اهمیت کنونی توسعه پایدار و هـدف اصـلی آن کـه طبـق تعریـف ارائـه شـده توسـط “

کمیسیون جهانی محیط زیست و توسعه، حفظ محیط زیست و منابع زمین و تامین نیازهاي نسل حاضر ، بدون آنکه توانایی نسلهاي آینده را در رفع نیازهایشان مورد مصـالحه قـرار دهـد”، جـایگزینی منـابع جدید خاك آجرپزي ضروري بنظر می رسد. با در نظر گرفتن ترکیب خاك مناسب براي ساخت آجـر، سازندهاي حاوي نهشته هاي شیل و مارن، بهترین جایگزین می باشند.

بمنظور تامین اهداف فوق در استان فارس، بخش شیلی سازند پابده در جنوب شرق شهر شـیراز بـراي تولید آجر مناسب، بررسی شد.
سازند پابده واحدي است شیلی- مـارنی از محیطـی دریـایی کـه در نـواحی جنـوب غربـی لرسـتان ، خوزستان و جنوب فارس توسعه یافته است و داراي دو بخش غیر رسـمی شـیل ارغـوانی و آهکهـاي چرتی است. بخش شیل ارغوانی شامل شیلها و مارنهاي ارغوانی رنگ است که پایین ترین واحد سنگ چینه اي سازند پابده به حساب می آید و در محلهایی که وجود داشته باشـد یـک ردیـف شـاخص در تفکیک سازندهاي پابده و گورپی به شمار می آید.این بخش در مرکز لرستان و جنـوب غربـی لرسـتان بخوبی گسترش یافته و به صورت محلی تا فارس هم دیده شده است.

در فارس و بعضی از مناطق همجوار از خوزستان بخش شیل ارغـوانی بـه صـورت ناهمسـاز بـر روي سازند گورپی قرار می گیرد. به علاوه این بخش به صـورت همسـاز در زیـر شـیل و مارنهـاي جـوانتر سازند پابده قرار می گیرد. سن این بخش در فارس و مناطق همجوار آن در خوزستان احتمالا پالئوسـن پسین است(مطیعی، .( ۱۳۷۲

بحث

بمنظور انجام مطالعات زمین شیمیایی ، کانی شـناختی و تولیـد آجـر ، نمونـه بـرداري از بخـش شـیل ارغوانی سازند پابده در منطقه تل زرد بکت( مسیر جاده شـیراز بـه فسـا) بـا موقعیـت ۲۹° ۱۶′ ۵۵/۹″
عرض شمالی و ۵۲° ۵۲′ ۲۵/۲″ طول شرقی صورت گرفت(شکل .(۱ نمونه بـرداري بـه روش روزنـه اي و شبکه بندي سیستماتیک انجام شد. ۹ نقطه بر روي گوشـه هـاي مربـع هـایی بـه طـول ۱/۵ متـر انتخاب و در هر یک از نقاط روزنه اي به عمق ۳۰ سانتیمتر حفر شد . سـپس نمونـه هـایی بـه وزن ۲

کیلو گرم برداشت شد . کلیه نمونه هاي برداشتی با هم مخلوط و نمونه مرکب بدست آمد .از نمونه کل به روش مخروط و چهار بخش کردن، نمونه مناسب نهایی به دست آمد. نمونه حاصل بوسـیله آسـیاب پودر و سپس از الک ۱۴۹ میکرون عبور داده شد. بخشـی از نمونـه بدسـت آمـده بـراي تجزیـه زمـین شیمیایی و کانی شناختی و بخش دیگر براي ساخت آجر مورد استفاده قرار گرفت. تجزیه شیمیایی کـه به روش جذب اتمی در آزمایشگاه زمین شیمی بخش علوم زمین دانشگاه شیراز انجام شـد نشـان مـی دهد که در خاك این منطقه بترتیب SiO2 ، Al2O3 ، MgO , Fe2O3 وCaO فراوانترین اجزاي اصلی می باشند(جدول.(۱ مطالعات کانی شناختی با پراش پرتو ایکس ( XRD) صورت گرفت. طبـق نتـایج بدست آمده کانیهاي موجود در این شیل ها عبارتند از: مونت موریلونیت، کـوارتز، کلسـیت ، آلبیـت و دولومیت(جدول.(۲ با مقایسه ترکیب این خاك و ترکیب استاندارد خاك آجرپزي (جـدول(۳ مشـخص می گردد که این خاك کاملا در محدوه استاندارد قرار دارد و درصد بالاي کانی رسـی و کـوارتز نشـان

۳۲۰

مجموعه مقالات نهمین همایش انجمن زمین شناسی ایران، دانشگاه تربیت معلم تهران، ۱۳۸۴

می دهد که خاکی مناسب براي ساخت آجر است. اندازه گیري حدود آتبرگ (حدخمیري و روانـی) در مورد این خاك نیز موید این مطلب است(جدول .(۴

ساخت آجر به روش دستی و با استفاده از قاالب چوبی بـا ابعـاد ۵×۵×۳ cm صـورت گرفـت. بـدین ترتیب که به خاك اولیه حدود %۳۰ آب افزوده شد و پس از ورز دادن گل حاصـله بـا فشـار بـه درون قالب چوبی روغن زده، رانده شد. سپس گل از درون قالب بیرون آورده شد و ۴ روز در معرض جریان هواي آزاد قرار گرفت تا کاملا خشک شود. پخت خشت بدست آمده در کوره هـوفمن کارخانـه آجـر گلچین در جنوب شیراز انجام شد. چرخه حرارت دادن و سرد کردن تدریجی در فرایند پخت آجـر بـا احتساب یک دوره ((همدما سازي)) در دماي پخت ، حدود یک هفته طول کشید. حداکثر دماي پخـت

۱۰۵۰°cو محیط درون کوره اکسایشی بود.

آجر تولیدي به رنگ قرمز قهواي، باوزن مخصوص۱/۸۲ gr/cm3 است. رنگ قرمز مشـاهده شـده بـه علت پایین بودن میزان اکسید کلسیم نسبت به اکسید آهن در این خاك است. در شرایط اکسایشی اگـر میزان اکسید کلسیم کمتر از اکسید آهن و کمتر از %۱۲ باشد، بخشی ازاکسید آهـن وارد شـبکه مولیـت می شودو بقیه به صورت هماتیت آزاد باعث قرمزي آجر می شود. هر چه دماي پخت بیشتر باشد رنگ قرمز تیره تر می شود(پرنتیس،.(۱۹۹۰

آجر تولیدي از نظر خواص فیزیکی و مکانیکی براساس اسـتاندارد آمریکـایی ASTM مـورد ارزیـابی قرار گرفت(.(ASTM C67-98a میزان جذب آب سرد(پس از۲۴ ساعت اشباع در آب سرد)، جـذب

آب جوش(پس از ۵ ساعت قرار گرفتن در آب جوش) ، ضریب اشباع، تخلخل و مقاومت فشـاري کـه در مجموع پایداري آجر را مشخص می کنند، همگی در محدوده استاندارد قرار مـی گیرنـد (ASTM C216-88 a & ASTM C62-97) (جداول ۵و.(۶

از نظر شوره زدگی نیز آجر در درجه “غیر شوره زده ” قرار می گیرد(.(ASTM C67-98a علت این

پدیده فقدان کانی هاي سولفیدي به ویژه پیریت در خاك اولیه ودر نتیجه عـدم تشـکیل ژیـپس هنگـام پخت آجر است(.(Manning,1995