أفران حرق الجير المستخدمة قديماً. واخواص المونة الجيرية - مدرسه ترميم الاثار
السبت, 12.03.2016, 8:40 PMأهلاً بك ضيف | RSS
موقعي
[ رسائل جديدة · المشاركين · قواعد المنتدى · بحث · RSS ]
صفحة 1 من%1
مدرسه ترميم الاثار » Test category » ترميم معماري » أفران حرق الجير المستخدمة قديماً. واخواص المونة الجيرية
أفران حرق الجير المستخدمة قديماً. واخواص المونة الجيرية
tarmemelasarالتاريخ: السبت, 03.27.2010, 1:06 AM | رسالة # 1
عضو فعال
مجموعة: الزعيم
رسائل: 43
سمعة: 0
حالة: Offline
الأفران المتقطعة : Intermittent kilns وهي أفران قمعية flare kilns وتستخدم لإنتاج الكميات الصغيرة من الجير وهي عباره عن حجرة مبنية من الطوب أو الحجر([1]). ومبطنة من الداخل بالطوب الحراري أو مصنوعة من الحديد ومبطنة بالطوب الحراري. وهذه الأفران لها فتحة معقودة قرب القاع ويوضع من خلالها الوقود ويسحب الجير المحرق([2]).
وقد ذكر مصطفي شحاتة أن الأفران قد تعطي إنتاج غير مستمر أو إنتاج مستمر. والأفران المستعملة في الإنتاج الكبير هي المستمرة أما الأفران غير المستمره فهي البدائية وهي

غير إقتصادية وتستعمل للإنتاج الصغير وفيها فقدان كبير للحرارة والوقت وقد تحتاج لكمية وقود كبيره لتشغيلها([1]). أنظر شكل (1)

إطفاء الجير : (Slaking)

الجير الحي cao الناتج عن الحرق في القمائن عباره عن كتل بيضاء لاتتأثر بالحرارة تتفتح إذا أمطر علية الماء ويتحول إلي مسحوق أبيض مع إنبعاث حرارة ويتحول بعض الماء إلي بخار ويتحول الجير الحي إلي جير مطفأ([2]).

Cao + H2o ca (oH)2 + Hydration heat

Quicklime + water slaked lime + Hydration heat([i][3]).

وكمية الماء اللازمة لعملية الإطفاء تعتمد علي الخبرة لتقدير كمية الماء .
وقد ذكر مصطفي شحاتة أن هذه الكمية عباره عن 1.50 : 2 مره من وزن الجير الحي.(1) ويفسر ذلك أحمد إبراهيم أن كمية الماء اللازمة لإجراء عملية الإطفاء عباره عن 32و من وزن الجير الحي cao تسبب في تبخير 5و مم ماء وبذلك تكون كمية الماء الحقيقة اللازمة لعملية الإطفاء عبارة عن ( 32و + 5و = 82و) من وزن الجير الحي ولتفادي الحرارة العالية أو للحصول علي عجينة لدنه سهلة التشغيل يزداد ماء الطفي إلي 1.5 أو 2 مره من وزن الجير الحي. وتهدف هذه الإضافة أيضاً إلي منع تكتل الجير. وللتأكد من الإطفاء الكامل للجير كانت تجري هذه العملية في حفر limepits (أنظر الشكل 2) يترك فيها الجير عده أشهر ليتضح mature وأحيانا سنوات.(2) إذا أن طول فتره الإطفاء يسهل النمو الصفائحي لبلورات الجير المطفي Hydrated limecry stals وتحسن لدونه plasticity

عجينة الجير الناتجة وقابليتها للتشغيل work ability. وعند إطفاء الجير الحي يزداد قيمة زياده كبيرة تصل إلي 2 : 3.50 مره عن الحجم الأصلي.(3) كما حدد أحمد صلاح كيمة الماء المستخدمة لإطفاء الجير من 2.5 : 3 مرات حجم كمية الجير الحي ويتضح من خلال ذلك أنه قد تختلف كمية الماء اللازمة لطفي كمية معينة من الجير وذلك يعتمد علي الحالة الفيزيائية للمواد فالجير الحي مسامي يتميأ بسرعة أكبر لأنه موصل جيد للماء. والجير المطفأ عباره عن مسحوق أبيض قليل الذوبان في الماء ومحلولة (4) قلوي يعرف بماء الجير ويتكون بإتحاد الجير الحي cao بالماء H2o. والجير المطفأ (هيدروكسيد الكالسيوم) ca (oH)2 هو المادة الرابطة الأولية لمونة الجير([1]). وهيدروكسيد الكالسيوم غير ثابت حيث يبدأ في إمتصاص ثاني أكسيد الكربون co2 من الجو ويتحول إلي بيكربونات الكالسيوم ca (Hco3)2 ثم إلي كربونات الكالسيوم caco3 وهذه الماده الأخيرة هي المادة الرابطة الثانية. لذلك فنحن مع الرأي القائل بأن مونة الجير تعمر بل تزداد مع الزمن قوة وصلابه([2]).

Ca (oH)2 + 2co2 ca (Hco3)2

Ca (Hco3)2 caco3 + H2o + co2 ([3])

التركيب الكميائي للجير تبعاً لنوعيتة.

(أنظر الجدول 1 )

التركيب الكميائي
الجير الحي
الجير المطفأ

جير حي دسم
جير حي غير دسم جير مطفأ دسم


جير مطفأ غير دسم

نسبه أكسيد الكالسيوم
لا تقل عن 85%
لا تقل عن 70%
لا تقل عن 60%
لا تقل عن 52%

نسبة أكسيد الماء
لا تزيد عن3%
لا تقل عن 5%
لا تقل عن 2.5%
لا تقل عن 4%

الفقد بالحرق
لا تقل عن 5% كتل

، 7% مسحوق
لا تقل عن 5% كتل

، 7% مسحوق -
-

نسبة ثاني أكسيد الكربون لا تقل عن 7%
لا تقل عن 7%
لا تقل عن 5%
لا تقل عن 5%

نسبة المواد القابلة للذوبان وأكسيد الحديد والالومنيوم لا تقل عن 5 %
لا تقل عن 10 %
لا تقل عن 4 %
لا تقل عن 8 %

تحضير مونة الجير :

أولا : تحضير مونة الجير في العصر اليوناني:

لتحضير مونة الجير كان يستخدم الجيل المطفأ ومعه مواد مخففة أو مالئة بنسب تتراوح من التساوي إلى الضعف إلى ثلاث أضعاف المادة الرابطة وغالبا كانت الرمال وأحيانا استخدم كسر الحجر الجيري أو كسر الطوب الأحمر أو كسر الحجر الجيري ورماد الأفران وكذلك مسحوق السيراميك وخاصة في الحمامات الرومانية بعد ذلك([1]).

ثانيا : تحضير مونة الجير في العصر الروماني:

ذكر Vitruvius وهو أحد مهندسي القرن الأول قبل الميلاد أن مكونات مونة الجير في ذلك الوقت كانت على النحو التالي:

( 3 رمل :1 جير - 2 رمل : 1 مسحوق قواقع : 1 جير ) وإن كانت هذه النسبة غير ثابتة حيث يمكن أن تتغير النسب من مكان لآخر والغرض من الاستخدام([2] ).

وقد ذكر سيد محمد أن مونة الجير والرمل استمر استخدامها كمونة بناء أساسية حتى أواخر القرن التاسع عشر([3] ). وتتميز هذه المونة بانخفاض قوة انضغاطها وخاصية الشك البطيء إلا أنها تتميز بسهولة تطبيقها ومقاومتها العالية للماء([4] ). وطول فترة ثباتها حتى في أقصى الظروف([5]). كما ذكر Ivarren أن كربونات الكالسيوم تعتبر في الأوقات الحديثة المادة التي تعتمد

0.

عليها معظم المون التي تتميز بثباتها حيث يتحول الكاسيت من شلك الطباشير أو الحجر الجيري أو الرخام إلى جير في Quick lime بعد الحرق والذي يمكن أن يتحد مع الماء ويتحول إلى معجون حيث يخلط مع ثلاث أمثال حجمه من الرمل لعمل المونة. ومعنى ذلك أن الجير هو المادة الناتجة عن طرق الأحجار الجيرية أساسا وأيضا من حرق القواقع البحرية والمرجان coral والرخام marbel والطباشير بعد تكسيرها([1]). ودرجة حرارة عملية التكليس تترواح بين 800 : 900oم([2])..

عملية تصلب أو شك الجير : ( Lime Setting)

ذكر warren أن عملية الشك تختلف على حسب نوع الجير([3]). فإن كان هيدروليكي فإن التصلب يحدث نتيجة ارتباطه بشوائب تحترق مع الحجر الأصلي أو لإضافة مواد مثل الرماد البركاني ، اليوزلانا الطبيعية (مسحوق الطوب) Dask brick فإن التصلب يحدث نتيجة التفاعل الكيميائي ينتج التصلب الأيدروليكي أي الشك الذي يمكن أن يحدث تحت الماء ويعرف الآن بالأبدروليك الهندسي والتي بها يتكون البناء البلوري للمادة ويفضل عند الشك الذي يحدث بواسطة غاز ثاني أكسيد الكربون Co2 وتكوين بلورات الكالسيت وهو النوع الثاني من التصلب والذي يحدث للجير المتميأ (هيدروكسيد الكالسيوم ، Quick Lime hydrate ) في حالة التطفئة ويحدث الشك بواسطة التفاعل الجوي ( الكريتة ) سواء في الأجواء الدافئة([4])، أو الرطبة حيث تتفاعل المونة مع الهواء الجوي وما يحمله من ثاني أكسيد الكربون حيث أن المونة تكون مبتلة عن تطبيقها ولكنها سوف تجف إلى الدرجة التي تحتوي

فيها المسام بين 2% : 6% من الرطوبة والبخار بالوزن في الظروف الجوية العادية وسوف تزداد هذه النسب كثيرا عندما تقترب الرطوبة من نقطة الندى حيث يوفر الماء المتواجد في المسافات بين الجزيئات بؤرة تكثيف لبخار الماء المحمول في الهواء والذي سوف يزداد داخل الحائط كما على السطح ويحدث التكثيف في فراغات صغيرة عندما تكون الطروبة أقل من قسم المسافة الحرة في الفراغات الميكروسكوبية في الطوب([i][1]). والحجر والمونة والملاط وسوف يعتمد الشك على وصول Co2 إلى عمق المونة الكلي ويمكن أن يحدث ذلك في أسابيع أو أشهر أو حتى سنوات في المنشآت الكبيرة ، وبمعنى آخر يمكن شرح هذه الطريقة عل أساس أن متانة المونة وتصلبها يتم ببطء جدا معتمدة على امتصاص Co2 من الجو وتفاعله مع هيدروكسيد الكالسيوم لتحويله إلى كربونات الكالسيوم Caco3 وتسمى هذه العملية بعملية الكربنة Carbonation ([2]).

ويذكر Warren أن إضافة الرماد البركاني ، اليزلانا الطبيعية أو تراب .. إلخ . على معجون الجير النقي المطفأ جديا سوف ينتج أيضا تفاعل كامل ينتج عنه التصلب الأيدروليكي([3]).

تأثير التركيب الكيميائي للجير ودرجة احتراقه على تميوءه:

v الجير الحي عالي الكالسيوم يتميأ بسرعة أكبر من الجير غير النقي .

درجة حرارة احتراق الجير الحي أي جير لم يتم حرقه جيدا تقل قدرته على التميؤ أيضا أو إذا زادت درجة حرق الجير عن الدرجة المثلى نحصل على نفس النتيجة

v بسبب تأثير الشوائب([i][1]).

الخواص الكيميائية للجير :

ومن أهم هذه الخصائص ما يلي:

1- يبطئ الجو البارد معدل تصلب الجير ولذلك فالجير الضعيف غير مناسب للاستخدام في الأجواء الرطبة Wet condition .

2- يعتبر الجير مادة قلوية تتحد مع الأحماض لإنتاج أملاح الكالسيوم.

- Ca (oH)2 + Hcl Cacl2 + 2H2o

- Ca (oH)2 + H2so4 Caso4 + 2 H2o

- Ca (oH)2 + Hno3 Ca (No3)2 + 2H2o

3- يمتص بسرعة الغازات الحمضية مثل So2 , Co2 :

- Ca (oH)2 + co2 ca co3 + H2o

- Ca (oH)2 + so3 caso4 + H2o

حيث :

4- تتفاعل كيميائيا مع السليكا وبعض السليكت الطبيعية لإنتاج عوامل هيدروسيلكاتية كلسية. Calcum hydrosilicate cementing agents

ويكون في ضغط بخاري عالي منتجا فوق سليكات الكالسيوم .

5- عند كمية كبيرة من الماء لأعطاء معلق في الماء تسمي لبن الجير Milk Of Lime فأن الحرارة المنبعثة في التطفية تكون حوالي 836 KJ / kg ( 200 k cal /kg)

6- تمتص الأجيار ثاني أكسيد الكربون Co2 والرطوبة ( الماء ) H2o من الهواء الجوي ولتحليل عينة يمكن وضعها في زجاجات ذات أغطية عقب إخراجها مدة القمينة مباشرة . وممكن أن يعرف الجير تام الحريق بمقدار ما يتخلف فيه من ثاني أكسيد الكربون كما أن الهيدروليكية تعرف بمقدار السليكا الموجودة به .

الخواص الميكانيكية للجير :

كما سبق ذكره فإن الجير بانخفاض قوة انضغاطة وبالتالي فإن الجير لا يعطي متانة ومقاومة ضغط كذلك التي يعطيها الأسمنت مثلا .

وبالرغم من أن بعض أنواعه وهي الأجبار العادية الأيدروليكية تعطي متانة عالية إلا أن هناك عوامل كثير تتحكم في إعطاء القوة المطلوبة للجير منها طريقة إعداده وتطفيته ، حيث أن إعطاء كميات كبيرة من الماء لتطفيته قد يؤثر على الخواص الأيدروليكية للجير بالإضافة إلى الظروف التي تتحكم في عملية الكربنة Carbonation([i][1]).

ولقد توصل جسيه من خلال تجربة أجراها للتعرف على الخواص الميكانيكية للجير أن مقدار القوة التي تحطم مونة الجير 1/5 أو 1/6 القوة التي تضغطها ([2]).

 
مدرسه ترميم الاثار » Test category » ترميم معماري » أفران حرق الجير المستخدمة قديماً. واخواص المونة الجيرية
صفحة 1 من%1
بحث: