فصل ششم : مواد غيرآلي در حفاظت و مرمت
601، زمينه سنتي
هدف حفاظت اصلاح آسيب وارده به هنگام وقوع است در حاليكه مرمت مداخلاتي به منظور جايگزيني لطمات اساسي است. تحكيم به تقويت مصالح در محل مي‌پردازد: اشكال گوناگون تحكيم آلي در فصل هفتم شرح داده شد.
يك هدف اساسي مرمت اين است كه سازه به شكلي سالم و مقاوم به مدتي طولاني برقرار بماند، با كمترين ميزان مداخله كه آنهم به روشي دمساز با خصايص ذاتي سازه انجام گرفته باشد هيچ شيوه‌اي نمي توان پيشنهاد كرد كه بهتر از روش سنتي باشد، حتي با وجود نقائص فني روش سنتي و كارگر بري شديد آن. تداوم سنت نفس موضوع تاريخ است و هر اقدام حفاظتي قبل از هر چيز نگاهي دقيق به انشعابات روشهاي سنتي، تداوم مهارتها، ثبات اجتماعي، استخدام نيروي محلي و غرور محلي خواهد داشت. روشهاي حفاظت بسيار متفاوت است. تداوم و ثبت اقدامات انجام شده بخشي جدايي‌ناپذير از كار حفاظت است حتي با اين وجود كه ممكن است انجام اصلاحاتي در روشها بجا باشد. اينگونه اصلاحات را بايد با دقت انجام داد و روشهاي نامناسب را با قاطعيت رد كرد. به عنوان مثال ممكن است برخي سازه‌هاي گلين داراي چوب بست توكار باشند: تيرقائم، سنگهاي بيرون نشسته و تيرچه‌هاي چوبي. استفاده از تيرآهن براي اين منظور مي‌تواند آسان‌تر و ارزان‌تر باشد اما استدلالهايي كه در مخالفت با اين عمل مي‌شود ترديدناپذير است.
به طور كلي ويژگيهاي بصري سطح سازه‌هاي گلين نسبتاً به اين معنا كه به سهولت يا به شكل مكانيكي قابل شبيه‌سازي نيستند. اين سازه‌ها به معناي ساختماني نيز شكننده‌اند. بنابراين كار حفاظت‌گر بايد اين باشد كه علاوه بر تامين استحكام ساختار، سطحي قابل مقايسه با آنچه اندودهاي سنتي در اختيار مي‌گذارد فراهم آورد. اين سطوح معمولاً شكل افزودني داشته است بدين معنا كه هر لايه اندود روي لايه پيشين كشيده شده تا جايي كه كيفيت سطح وابسته به تاثيرات بصري خود اندود افزوده شده مي‌شود. با تراش پوششهاي قبلي اعم از رنگ، قير، اندود آهك يا گل بخشي اساسي از كيفيت سازه از دست مي‌رود و احياء آن تنها از طريق جايگزين‌سازي هوشمندانه ميسر است. وقتي از روشهاي سنتي اندود كشي برسطح استفاده مي‌شود احتمال نمي‌رود اينگونه تراش لايه‌هاي اندود قبلي ضروري باشد البته جز در موارد تعميرات بنيادي، اما در مواقعي كه قرار است از سفت كننده‌هاي مصنوعي استفاده شود قضيه بكلي فرق مي‌كند.


6-2 مداخلات غيرآلي
6-2-1 گچ و آهك
سفت كننده‌هاي غيرآلي خاك عملاً مدتهاي مديد شناخته بوده است و به بنيادي ترين شكل استفاده از گچ و آهك - از زمانهاي بسيار دور مورد استفاده قرار مي‌گرفته‌اند. كلسيت از مواد طبيعي خاكهاست اما آهك و گچ كه به شكل مصنوعي آماده مي‌شوند بايد سفت كننده‌هايي مصنوعي تلقي شوند كه در مرحله آماده‌سازي به خاك مي‌افزايند. گچ زنده يا سنگ گچ پخته معمولاً فقط در اقليم‌هاي خشك مورد استفاده قرار گرفته چرا كه اندكي محلول در آب است. خاكهاي سفت شده با گچ را معمولاً با استفاده از خاك گچ‌دار تهيه مي‌كنند اما بعضاً گچ پخته در مرحله آماده‌سازي و به هم زدن گل و قبل از ساخت بلوك يا آجر به گل افزوده مي‌شود. روشهاي كار غالباً زمخت يا ابتدايي است و پس از استقرار در محل در نتيجه تبلور مجدد سفت مي‌شود. حتي افزودن مقادير نسبتاً كم گچ(تا 25%) باعث مي‌شود رنگ خاك به نسبت خاك فاقد گچ به نحوي محسوس به سفيدي ‌گرايد. با افزودن 1% گچ ماده مورد استفاده در اندود خاصيت گرفتن پيدا مي‌كند. وقتي ميزان گچ به بيش از 5% برسد عملاً به صورت گچ زنده ضعيف عمل مي‌كند و وقتي ميزان گچ زنده موجود در مخلوط به بيش از 10% برسد مي‌توان آنرا واجد كيفيت اندود گچي دانست؛ وقتي مقدار گچي كه به خاك مي‌افزايند به بيش از يك سوم برسد مي‌توان اندود را صيقل داد. گچ كاملاً با آهك به عنوان ماده‌اي مناسب اندودكاري سازگاراست. تاثير افزودن آهك آبديده به دست آوردن اندودي نرم و تر و ورزپذيرتر است بدون خشك شدن سريع كه معمولاً در مخلوط‌هاي داراي مقادير بالاي گچ رخ مي‌دهد. افزودن پودر آهك زنده به هر دو صورت آبانه‌اي و غير آبانه‌اي همان تاثير برطرف كردن عيب سرعت گيرش را دارد و حاصل كار مستحكم‌تر است. با اين وجود حتي سخت‌ترين اندود يا بلوك ساختماني از اين جنس هميشه در رده گچ نرم كه با چاقو بريده مي‌شود قرار مي‌گيرد.
استفاده از سيمان پرتلند به عنوان افزودني اضافي به خاكي كه با استفاده از گچ زنده اصلاح شده نبايد مدنظر قرار گيرد. اينكار در محيط خشك هيچ فايده‌اي ندارد و در محيط دائماً يا متناوباً مرطوب افزودني‌هاي گچ پايه نمي‌توانند مد نظر حفاظت‌گر قرار گيرند چرا كه خود محلولند. واكنشهاي پيچيده بلند مدت شيميايي در تركيب با سيمان پرتلند كلروركلسيم به دست مي‌دهد كه نتايجي مصيبت‌بار دارد.
هيچ اطلاعات انتشار يافته‌اي درباره عملكرد بسياري از انواع متفاوت خاكها در حضور سولفات گچ و مشتقات آن، به ويژه در ارتباط با انواع متفاوت رس كه احتمال ميرود رفتار بلورهاي آن حتي با مقادير اندك سولفات كلسيم قادر به نفوذ در محلول تغيير كند، وجود ندارد. اين احتمال كه ذرات شن و گلماسه در نتيجه رفتار گچ در هنگام تبلور مجدد تحت تاثير فيزيكي و شيميايي قرار بگيرند كمتر است و در وضعيت فعلي دانش قاعده احتياط كلي اين است كه خاكي كه شسته و رسها و مواد آلي آن خارج گرديده ولي داراي گلماسه و شن ريزه باشد براي افزودن گچ مطمئن‌تر از خاكي است كه مستقيماً از زمين برداشته شده باشد. هر جا دانش محلي موثق و تجارب ديرپا موجود باشد(استفاده از آنها توام با آزمايش دقيق مي‌تواند مبنايي مكفي براي تصميم‌گيري حفاظتي به دست دهد. مثل مورد افزودن آهك. وجود كاتيونهاي كلسيم نشأت گرفته از گچ مي‌تواند موجب اشباع شدگي رسها(به معناي الكتروشيميايي) گردد. اين كاتيونها وارد ساختار ورقه اي رسها مي‌شوند و در آنجا مي مانند مي‌توانند تركيب رسها را تغيير دهند. همچنين ممكن است تشكيل سيليكات آلومينيوم كلسيم و ديگر تركيبات مولد بلور دهند كه مي‌توانند به سرعت زياد ظاهر شده و حالتي ساروجي به خاك دهند. اين واكنشها در محيط‌هاي بسيار قليايي و با پهاي بالاي 10 صورت مي‌گيرند.
استفاده از آهك به عنوان محكم كننده سازه‌هاي گلي سنتي قدمتي ديرينه دارد و به همين علت استفاده از آن به عنوان يك روش غير سينتتيك- هرچند مصنوعي- مجاز است. آهك آبدار به نسبت پودر آهكي كه به تازگي كشته شده و از قبل مقداري دي اكسيد كربن از هوا جذب كرده هيدروكسيد كلسيم كمتري دارد. آهكهاي آبانه‌اي حاوي كاني‌هاي ديگر اكسيدهاي منيزيوم- آلومينيوم و سيليس- هستند كه در عين حال تركيباتي با استعداد تبلوري متمايز از تشكيل كربنات كلسيم كه سازوكار بنيادي تبلور است ايجاد مي‌كند تشكيل بلورهاي كربنات كلسيم ساز و كار بنيادي تبلور است و به همين علت استحكام بخشي از نوع پودر آهك خالص است. آهكهايي كه در تركيب با آب تميز و شن به صورت ملاط مورد استفاده قرار مي‌گيرد با جذب دي‌اكسيدكربن هوا سخت مي‌شود و سازوكار اصلي اين سخت شدگي تشكيل بلورهاي كربنات كلسيم است. اين فرآيند كند است. در خاكها كربنات شدن آهك سازوكار اصلي است اما وقتي انواع رس در خاك موجود باشد واكنشها بستگي به فعاليت ذرات رسي دارد كه يونهاي كلسيم در نتيجه سطح به مراتب بزرگتري كه ساختار ورقه‌اي رس در اختيارشان مي‌گذارد در آنجا مستقر مي‌شوند. بدين لحاظ طبيعت رسها تاثيري مهم در نتيجه كار دارد. كاتيونهاي محلول حاوي اكسيدهاي كلسيم و منيزيوم كاني‌هاي رسي را اشباع ‌كنند. رسها خصائصي دارند كه ناشي از شار سطوح آنهاست كه در واكنشها تغيير مي‌كنند. چنين نظر داده‌اند كه توليد سيليكاتهاي آلومينيوم و آلوميناتها توسط هيدروكسيد كلسيم موجب ايجاد اتصالاتي با تراكم چشم‌گير مي‌شود اين مواد همراه با كربنات كلسيم بر تحكيم ذرات تاثير مي‌گذارد و موجب افزايش سريع مقدماتي در قدرت مصالح مي‌شود كه بعداً با تشكيل بلورهاي كربنات كلسيم طي مدتي طولاني‌تر، افزايش مي‌يابد. پديده تحكيم را به دو دسته واكنشهاي كند و تند تقسيم كرده‌اند در اولي، واكنش متضمن تبادل كاتيون‌هاست- جذب ملكولهاي هيدروكسيد كلسيم و متراكم شدن يونها- در حالي كه دوّمي متضمن سخت شدگي ناشي از تشكيل تركيبات سخت سيليس، آلومينيوم و آهن در حبس شدن ناشي از شكل گيري كربنات كلسيم است. اين فرآيند ما پيچيده است و بستگي به ماهيت خاكها، آب، املاح و دما دارد. عموماً قليائيت خاك را شاخص ميزان كربناتي شدن مي‌دانند: آهك كاملاً تبديل شده خنثي است، بر خلاف هيدروكسيد كلسيم كه حالت قليايي فعال دارد و وجود آنرا مي‌توان با استفاده از فنل فتالئين تشخيص داد كه با قرار گرفتن در شرايط قليايي تغيير رنگي برگشت‌پذير پيدا مي‌كند. اين آزمايش را روي خاكها نيز مي‌توان انجام داد اما به علت تغيير رنگ به زمينه اي سفيد رنگ نياز است. ديگر عناصر متشكله خاك مي‌تواند نتايج آزمايش مخفي يا تحريف كند و به همين علت اين آزمايش از ارزشي متوسط دارد.









نمودار نمايانگر سخت شدن خاكهايي كه با مقدار رسي حدود 15%-5% با افزودن حدود 5%-3% آهك غيرآبانه‌اي تحت شرايط رطوبت كافي و تغيير دماي محيط سخت مي‌شود.
در حاليكه فرآيندهاي عمومي تغيير به شكلي مداوم رخ مي‌دهد، شكل‌گيري گهگاهي سيليكاتهاي آلومينيوم و مواد مشابه مي‌تواند به سرعت صورت گيرد. سعي نكرده‌ايم اين پديده‌هاي متفاوت را در شكل بياوريم.
ش. 206، مقادير سخت كنندگي خاكهايي كه با آهك سخت شده است.
6-2-2، سمنتها
لازم است يك نوع سخت كننده متداول ديگر مورد بررسي قرار گيرد. سيمان پرتلند موثرترين ماده ساختماني است كه طي يك و نيم قرن گذشته به شكلي روزافزون مورد استفاده قرارگرفته است. به علت اين همه كارآمدي، توليد سيمان پرتلند همه‌جاگير شده و در همه جاي جهان به سهولت در دسترس است. سيمان وسيعاً و به دفعات براي سخت‌كردن خاكها به كار رفته است. مثل همه مواد ديگري كه وسيعاً در دسترس قرار دارد و به علت ارزاني نسبي و كارائي فراوان، نيز مورد استفاده نابجا قرارگرفته و همين استفاده نابجا به موجب سوء شهرت جنبي كاملا به جا در مورد مناسب نبودن آن براي استفاده در بناهاي تاريخي گرديده است. سيمانهاي ديگر، نه دقيقاً سيمان پرتلند، آنقدر شباهت دارند كه مشمول اين نتيجه‌گيريهاي كلي شوند.
ناخالصي‌هاي آلي، اسيدهاي آلي، روغن، قندها و استرها(املاح آلي)و نيز بسياري از املاح به شكل آلوده كننده خاك سفت شدن سيمان را كاهش مي‌دهند. ديگر مواد آلي چون رزينها مي‌توانند با سمنت‌ها سازگار بوده عملكرد آنها را افزايش دهند.
در ملاطهاي سيماني و بتون واكنشهائي كه مولد مواد نهايي رضايت‌بخش مي گردد پيچيده اما نسبتاً يكنواخت است. تشكيل اين بتون متكي است بر شكل‌گيري بلورهاي طويل سوزني كه در يكديگر قفل مي‌شود تا قالبي گرد دانه‌هاي ماسه تشكيل دهد و كل مخلوط را همجوش مي‌كند. در خاكها اين واكنش حتي از اين حدهم پيچيده‌تر است. تعداد مواد افزودني بالقوه از اين حد هم بيشتر است و نسبت مواد افزودني در مقايسه با سيمان به مراتب كمتر است. در محكم‌سازي خاكها هدف صرفاً نشاندن خاك به جاي ماسه و شن و تركيب بتون نيست: هدف حفظ خاك به عنوان جزء متشكله مسلط با افزودن مقدار كافي سيمان به منظور افزايش سختي و مقاومت در برابر تجزيه در شرايط فوق العاده مرطوب است. اين اهداف به قيمت شكننده شدن و تغيير چشم‌گير رنگ مخلوط به سمت انواعي از خاكستري محقق مي‌شود. ماده حاصل غيراز رنگ ناخوشايند و شكنندگي معايبي متعدد دارد. ممكن است املاح محلول ايجاد شوند و همين املاح كه به سطح خارجي كشانده مي‌شوند با نفوذ به ساختار رسهاي درون خاك موجب معيوب شدن و لطمه‌ديدن مصالح شوند. تشكيل بلور در عين حال در ساختار رس مداخله مي‌كند و مي‌تواند قدرت هم چسبي را كه ذرات رس موجود در خاك ارائه مي‌كنند به نفع قفل شدن ذرات در سطوح تماس با يكديگر از ميان ببرد چنانچه استفاده از سيمان در تركيب با خاك حجم زيادي پيدا كند ماده‌اي توليد مي‌شود كه سخت‌تر از آني است كه با خاكهاي بكر محل سازگار باشد.
همين معايب براي محدودكردن شديد استفاده از سيمان به همراه خاك كفايت مي‌كند. با اين همه امتيازات استفاده از سيمان مي‌تواند كاهش چشم‌گير آب رفتگي به هنگام خشك شدن و سرعت نسبتاً بيشتر در سخت شدن باشد. كاهش آب رفتن به علت تشكيل بلور درون شكافچه‌هاي بين ذرات رس است. معمولاً استفاده موفقيت‌آميز از سيمان پرتلند به عنوان سخت كننده خاكها در يكي از حيطه‌هاي محدود ذيل بوده است:
1- پي‌هايي كه احتمال مي‌رود خاك بكر آن در معرض اشباع شدگي و خم‌پذيري باشد. تحت اين شرايط افزودن 3%- 1% سيمان پرتلند خشك مي‌تواند پي مطمئن‌تري براي يك ديوار گلين به دست دهد. در شرايط رطوبي بودن خاك تعبيه مانعي براي ممانعت از بالا آمدن رطوبت حاوي املاح از خاك سخت شده به ديوار بخشي اساس از ساخت ديوار است. گرچه چيدن يك رگه ضد رطوبت به معناي متعارف آن مفيد نيست ( چون موجب كران بندي بيش از حد مشخص لايه ها مي گردد كه توي چشم مي زند ) شكلي از ساخت كه مانع بالاآمدن رطوبت مي‌شود اهميت اساسي دارد. در صورتيكه مقدار سولفات‌ها زياد نباشد پي‌اي كه از سنگ نسبتاً نفوذ‌ناپذير كارگذارده شده در ملاط سيمان ساخته شده باشد مي‌تواند نتيجه مطلوب داشته باشد. راه ديگر ديوارچيني با سنگ خشگه چين است كه در اقليمهاي خشك و معتدل مناسب است.
2- نصب سرپوش روي آثار باستاني و سازه‌هاي مشابه كه در آن ملاط گل سخت‌شده با سيمان در معرض نوسانهاي فشار ناپيوسته قرار نداشته باشد. براي موفقيت در استفاده از اين روش لازم است طرحي كه به دقت بررسي شده تهيه گردد. اين طرح از جمله شامل تعبيه اتصالهاي انتقال دما در پيوندگاههاي ديوار و تقسيم طول ديوار به قطعات كوتاه‌تر است. در اين مورد تركيبي قوي با 10%-5% سيمان پرتلند خشك مي‌تواند بهترين مزيت را داشته باشد. لازم است سرپوشها ضخامت كافي داشته و در آنها از مسلح‌كاري آهني استفاده نشود. بايد هره‌هاي آبريز به دقت تعريف شود؛ بايد به خاطر داشت آبي كه از اين سرپوشها نشست مي‌كند كاتيونهاي فلزي(به ويژه كلسيم ) حمل مي‌كند كه املاح قابل رسوب در ديوار تشكيل مي‌دهد. سرپوشهاي خاك/سيماني از اين دست كاملاً به لايه‌هاي گلي زيرين نمي‌چسبد. مي‌توان سرپوش را طوري طراحي كرد كه به شكل خود سنگينش ثابت باشد و چنانچه اينكار عملي نباشد احتمالاً استفاده از اتصالات مكانيكي لازم خواهد بود. استفاده از اتصال دندانه‌اي در بندها و كام زبانه به عنوان اولين چاره توصيه مي‌شود.
3- اجزاي باربر بلوكهاي گلي سخت شده با سيمان كه با مشخصات متفاوتي از نظر فشردگي و تركيب ساخته شده‌اند در مناطق خشك‌تر استوايي وسيعاً مورد استفاده قرار مي‌گيرند. خصوصيات ساختاري و ديگر ويژگيهاي فيزيكي آنها وسيعاً مورد آزمايش قرار گرفته و در بعضي مناطق به عنوان مثال در مكزيك و نيومكزيكو- از نظر تجاري به خوبي جا افتاده‌اند. در جاهاي ديگر توليد و استفاده از آنها اينقدر زياد نيست و به جاي اينكه در انبارها موجود باشند مي‌توان ساخت آنها را سفارش داد. در مواردي كه نياز به پركردن فضاهاي بزرگ ضروري باشد حفاظت‌گر مي‌تواند به استفاده از بلوكهاي محكم شده با سيمان به صورت يك جزء ساختاري سازگار استفاده كند، بدين علت كه اين بلوكها مقاوم بوده، كمترين ميزان آب رفتگي را داشته و ويژگيهاي عملكرد از پيش‌تعيين شده دارد. ملاطهاي گل آهك و گل تقويت شده با سيمان با اين بلوكها سازگاري دارند ولي بايد ضعيف‌تر از بلوكها باشند.
4- شرايطي وجوددارد كه در آن حفاظت‌گر ساخت نعل درگاههاي گلي روي دهانه‌ها را در وضعيتهايي كه آهن، بتون و الوار نامناسب است، ترجيح مي‌دهد. مي‌توان سازه‌اي را كه در زلزله يا بلايي ديگر فروريخته با استفاده از خاك تحكيم شده با سيمان كه در محل ريخته مي‌شود بازسازي كرد، به ويژه در مواقعي كه يك اندود اضافي به عنوان رخپوش مورد استفاده قرار مي‌گيرد. احتمال اينكه اين گونه سازه‌ها كمتر ضعفهايي چون ترك خوردگي و تراكم بيش از حد بار در يك نقطه را كه ملازم استفاده از مصالح سخت‌تر است داشته باشند زياد است.
306، استفاده از خاك اصلاح شده در مرمت
از آنجا كه گچ، آهك و سيمان به شكل پودر نا محلول به محل ساختمان آورده مي‌شوند نمي‌توان آنها را با استفاده از حلال وارد مصالح ساختماني كرد. بنابراين لازم است ابتدا با خاك عمل نيامده نرم شده مخلوط و سپس مرطوب گردد تا سفت شود. همين امر استفاده از آنها را محدود مي‌كند و پيشاپيش كاربرد آنها را از طريق مصالح ساختماني گلي تازه ساز تعيين مي‌كند. اين يك محدوديت بنيادي اساسي است.
چندين شيوه براي استفاده از گچ، آهك و سيمان كه هر يك به فراخور مصالح پايه و اوضاع و احوال مناسب شرايطي متفاوت است وجود دارد. استفاده از آنها منوط به تهيه دوغاب ، ملاط، پركننده و زيركار در مرمت سطوح لطمه ديده و گودافتاده است.
ضريب آب رفتن اين خاكهاي اصلاح شده به درجاتي متفاوت بهبود يافته و با توجه به اين امتياز كه استفاده از آنها قابل شناسايي است مواقعي وجود دارد كه تفريق آنها به داخل كاواكها، تركها و شكافچه‌هاي سازه‌هاي معيوب توصيه مي‌شود. بعضي مواقع تزريق ماده به صورت كاملاً مايع لازم مي‌شود يعني كه با فشار هيدروليك به محل نفوذ مي‌كند (معمولاً براي چشمه‌اي كوچكتر از يك متر كه با استفاده از يك مخزن كوچك و لوله پلاستيكي انجام مي‌شود) در اين گونه موارد دوغابي سينتيك كه با استفاده از خاكستر فوق العاده نرم ماسه بادي و احتمالاً مقادير كمي از سيمان پرتلند تهيه مي شود مي‌تواند مدنظر قرار گيرد. احتمال اينكه خاك اصلاح شده با ملاط غليظ به عنوان يك پركننده خنثي مورد استفاده قرار گيرد بيشتر است. با اين همه وقتي نبود هرگونه آب رفتگي اهميت داشته باشد يا نياز به اتصال محكم پركننده و ماده پايه وجود داشته باشد احتمال نمي‌رود اينگونه ملاطهاي اصلاح شده رضايت‌بخش باشد. فايده مشخص اينگونه خاكهاي اصلاح شده در تشكيل زيركار بستگي به توانايي آنها در اتصال و چسبندگي به پوششهاي بعدي است. بسياري از ساختمانهاي گلي را بااستفاده اندودها يا دوغابهاي گچ، آهك يا سمنت پايه‌ي تاريخي رخپوش كرده‌اند. اين اندودها عموماً جز با استفاده از اتصالات متوسط مكانيكي چسبندگي ناچيزي به سازه‌گلين داشته يا بكلي فاقد آنند. اختلاف در حركت دو لايه مي‌تواند اين اتصال را كاهش داده يا از ميان بردارد. در شرايطي كه اتصال اندود رخپوش به ديوار به شكلي مطمئن‌تر از گذشته اهميت دارد استفاده از خاك اصلاح شده مي‌تواند راه حل مشكل باشد. مي‌توان بلوكها يا زيره‌ي ساخته شده باافزودنيهايي چون گچ، آهك يا سيمان را به عنوان لايه زيرين اندود به كار برد تا اتصال مطمئن‌تري به دست آيد.

استفاده از گلهايي اصلاح شده به عنوان پركننده
استفاده از شيوه پركردن با دوغاب بستگي به اين خصيصه ماده دارد كه در نتيجه از دست دادن آب دچار آب رفتگي نشود. اين روش در عين حالي كه متكي به استفاده از تكنيكهايي است كه موجب آب رفتگي در ساختمان گلين چسبيده به سازه نگردد. اگر رس متشكله خاك از نوع منبسط شونده باشد هر روشي كه موجب خيس كردن رسها گردد باعث بروز ترك به هنگام خشك شدن مي‌گردد. هر روشي كه متضمن خيس كردن رسها نباشد باعث از دست دادن آب دوغاب هنگام تماس با خاك خشك و در نتيجه دلمه شدن دوغاب مي‌گردد. هر روش متضمن چنين خيس شدني باشد از آنجا كه بر مكش فائق مي‌آيد خطر افت مايع در مصالح تاريخي را دارد.
عليرغم اين مشكلات عملي وارد كردن دوغاب گل اصلاح شده امتيازاتي دارد كه استفاده از آنها را در برخي موارد معين توجيه مي‌كند. به علت دلمه شدن نمي‌توان مطمئن بود دوغاب حتي تحت فشار به داخل شكافهايي كمتر از 38 ميليمتر و داراي پهناي ممتد نفوذ كند. كاواكهاي كوچك پر نخواهد شد. با اين همه امتيازات اين روش اين است كه سازه دست نخورده مي‌ماند و نفوذ دوغاب متكي بر برداشتن خاك از روي كاواك نيست. پرشدگي مطمئن ، محكم و هم چسب را مي‌توان در كاواك عميق و نامنظمي كه در شرايط نشست كردن بنا و خسارت ناشي از زلزله ايجاد شده، بدون مداخله بيشتر در ساختمان محقق ساخت و شكل نامنظم كاواك موجب اتصالي مكانيكي مي‌گردد كه مي‌تواند موجب تجديد استحكام گردد.
تجربه نشان مي‌دهد گلهاي اصلاح شده با آهك و خاكستر سوخت كوبيده غلظت مناسب را به دست داده و از مشكلات آب رفتگي ملازم ماده اصلاح نشده را ندارد چرا كه ذرات بزرگتر در برابر آب رفتگي مقاومت مي‌كند. ممكن است مواقعي باشد كه مسلح كار اضافي به منظور برقراري ارتباط لازم باشد كه در اين صورت ميله‌هايي از جنس رزين/پشم شيشه را مي‌توان در كاواكهاي ايجاد شده در طرفين منطقه آسيب‌ديده كار مي‌گذارد و انباشتگاههاي گرد آنها را با دوغاب پر مي‌كرد. به عنوان راه حل جايگزين از تنبوشه و سوفال نيز براي همين منظور استفاده كرده‌اند.
تركيب دوغاب بستگي به خاك به كاررفته در سازه دارد. اصلاح كننده‌ها مي‌توانند سيمان پرتلند، آهك آبديده، پودر بتانه آهك، خاكستر سوخت كوبيده، گرد آجر و گچ (به منظور تامين انبساط هنگام گرفتن) باشد. ممكن است ماسه نيز لازم باشد. لازم است با انجام آزمايش مخلوطي به دست آيد كه بدون ترك خوردن بگيرد، به راحتي در درون كاواكي 3تا 3ميليمتري روان شود، چگالي، سختي و استحكامي مشابه خاك به كار رفته در سازه داشته باشد و در سكون پيش از برده شدن روي كاررفتن ته نشست و سفت نشود. خصيصه مهم خاكستر سوخت كوبيده اين است كه ذرات آن كروي است و از ذرات خاكستر حاصل از ذوب معلق در هوا تشكيل شده‌اند بدين علت به سهولت بيشتري در كاواكهاي كوچك حركت مي‌كنند. آنها هم چنين همراه با آهك خاصيت استحكام بخشي يا عمل‌آوري دارند (سطور ذيل). مي‌توان مخلوطي درست كرد كه گرفتن آن ظرف كمتر از يك روز يا طي چندين روز صورت گيرد.
نسبت‌ها مي‌تواند از مرتبه دو سوم خاك، يك ششم ماسه يا گرد گل سفيد و يك ششم آهك توام با ماده عمل آورنده(سيمان، خاكستر سوخت كوبيده، گرد آجر) باشد. سپس مي‌توان با انجام آزمايشهايي چند انواعي از اين تركيب به دست آورد كه در آن مقدار خاك كاهش يافته در حاليكه مواد ديگر ثابت مانده است. همچنين مي‌توان نوع خاك را تغيير داد. تنها با ارزش‌يابي دقيق نتايج در ارتباط با اوضاع و احوال عملي است كه مناسب‌ترين نتايج به دست مي‌آيد.
از گچ تنها در صورتي استفاده خواهد شد كه نفوذ آب كمترين معضل را ايجاد كند و پرشدگي منبسط شونده مورد نياز باشد. قضاوت دقيق در مورد مقايسه تركيب‌ها و زمان استفاده در ارتباط با مدت گرفتن ضروري است. وقتي ايجاد چنين اتصالي ضروري باشد لازم است سفت شدگي لايه زيرين در هنگام كشيدن لايه‌اي ديگر برروي آن> در حد متوسط باشد. وضعيت نظري آرماني عبارت خواهد بود از تغيير مداوم مقدار مواد اصلاح كننده تا جايي كه هيچ لايه كرانه‌اي تشكيل نشود. تحقيق اين هدف عملاً ميسر نيست اما حفاظت‌گر مي‌تواند تصميم بگيرد چند بار و هر بار لايه اي قوي‌تر روي كار بكشد تا دست كم چنين وضعيتي شبيه‌سازي شود. شواهدي وجود دارد كه در آن ايجاد سطوح متشكل از اندود گچ بسيار صيقلي برروي هسته‌هاي گلي با موفقيت انجام گرفته و علت تا حدودي استفاده از روش كشيدن لايه‌هاي پشت‌سرهم بوده در حاليكه هر چه به سطح نزديك شده‌اند از اندودي قوي‌تر استفاده كرده‌اند. با اين حال اين روش اغلب متضمن استفاده از مواد سفيده‌اي حيواني و به همين علت لازم است مقايسه با احتياط صورت گيرد.
ساخت و مرمت كف‌ها در ساختمانهاي گلين اهميتي خاص دارد چرا كه اين كفها را در طول قرون با مواد سخت كننده و مواد حيواني ساخته‌اند تا بدان پايه كه شايد تمييز ميان ساختمان اوليه و مواردي كه طي مدت استفاده وارد آنها شده غيرممكن باشد. محدودند خاكهاي خالصي كه كف‌هايي مي‌سازند كه در برابر فرسايش شديد مقاومت كند و در بناهاي تاريخي كف‌ها اغلب در معرض فرسايشي به مراتب شديدتر از آنچه سازندگان اوليه پيش‌بيني كرده‌اند قرار مي‌گيرند. بدين لحاظ استفاده از خاك محكم شده مي‌تواند از لحاظ حفاظت پاسخي جالب به اين مشكل باشد.
حفاظت‌گر ارزيابي استحكام و ماهيت مواد اوليه و نوع اندود و مورد نياز را در برابر شرايطي چون ميزان رطوبت موجود در خاك و سطوح فرسايش منتظر انجام خواهد داد. ميزان تنفس منتظر خاك كفها و نيازهاي سخت كننده‌هاي داراي منشأ حيواني در پرتو مواد موجود، از جمله سخت كننده‌هاي آلي كه ذيلاً بحث خواهد شد مورد ارزيابي قرار مي‌گيرد با اين هدف كه ماده‌اي داراي هم چسبي بيشتر از خاك خالص ولي با انعطاف و ظاهري مشابه به دست آيد. مطالعه امكان مي‌دهد معلوم داريم ماده اوليه در ميان طيف گسترده‌اي از امكانها از چه جيزهايي تشكيل شده است. يك نمونه مهم كف يك محوطه باستاني در داديوان در ايالت گانسوي چين است. كف‌ها متعلق به دوره يانگ شائو ، فرهنگي نوسنگي داراي قدمتي 000/5 است. كف‌ها را با شكلي از باد رفت پخته آميخته با كربنات كلسيم ساخته‌اند. مخلوط رسهاي مونتموريونيت ماسه و كربنات كلسيم بي شباهت به مواد اساسي مورد استفاده در توليد انواع سيمان نيست و پختن را در دمايي بالا انجام مي‌دادند تا رسوبات تكليس شود. بدين ترتيب كف اين محل نوعي بتون ابتدايي و احتمالاً قديمي‌ترين نمونه شناخته شده است.
گرچه مثال فوق نمونه‌اي شاذ و نمايانگر گستردگي طيف متنوع مصالح مورد استفاده است، نتيجه‌اي كه مي‌توان گرفت اين است كه تجزيه مي‌تواند استفاده از تركيبات ساروجي به كار رفته در طول تاريخ را نشان دهد و استفاده از مواد سخت كننده مشابه آنها در مصالح جايگزين نيز مي‌تواند متضمن همين گستردگي باشد.
506، استفاده از مواد صنعتي به عنوان افزودني
مواد كاملاً سنتيتك(مصنوعي در مقابل مواد طبيعي) در دسترس قرار دارد و مي‌تواند به عنوان جايگزين براي خاكهاي تقويت يا اصلاح شده مورد استفاده قرار گيرد. در ميان اين مواد از همه مهمتر خاكستر معلق است، خاكستر سوخت كوبيده (PFA)، محصول فرعي سوختن خاكه زغال سنگ كه در هوا معلق مي‌شود و خاكستر معلق حاصل از احتراق سوخت مايع در كف كوره. رسوب غير آلي(خاكستر) حاصل از سوخت زغال سنگ دردماي بالا ذوب مي شود و در گازهاي دودكش به شكل سرباره متشكل از دانه‌هاي گرد و براق سخت مي‌گردد. اين نوع خاكستر به مقدار فراوان وجود دارد و غير از گوگرد موجود كه به مقادير متفاوت در آنها يافت مي‌شود كمتر داراي مواد آلاينده‌اند. تنها آن ذخائر خاكستر كه واقعاً عاري از گوگرد باشد براي استفاده به عنوان پر كننده مناسب است. سطح اين دانه‌هاي بسيار كوچك كه عمدتاً از سرباره خنك شده تشكيل گرديده- متشكل از سيليكاتهاي آلومينيوم- با هيدروكسيد كلسيم واكنشي عمل آورنده داشته و همراه با آهكي كه با آن مخلوط شده‌اند خاصيت گرفتن در زير آب پيدا مي‌كند. همين نكته در مورد ديگر مواد جوش مثل آجر حاوي سيليكات فعال صادق است. مزيت ديگر خاكستر معلق، سهولت حركت ذرات آن در فضاهاي روزن‌دار به علت شكل ذرات آن است. اين ماده كه استفاده از آن نسبتاً جديد است به عنوان پركننده‌اي خنثي و ارزان قيمت دوغابهاي مورد استفاده در پركردن كاواكهاي بناها و استفاده وسيع در ساخت خاكريز، زيرسازي جاده‌ها و ديگر اشكال مهندسي راه و ساختمان فوق العاده مفيد بوده است. امكان دسترسي به اين ماده متفاوت است، همينطور مقادير گوگرد موجود در آن.
هم چنين مي‌توان از اين ماده به شكل خالص براي پركردن استفاده كرد ودر اينگونه موارد از امتياز گرفتن در مخلوط آبي برخوردار بوده ساختاري سخت و داراي هم چسبي متوسط و قدرت متراكم شدن فراواني كه با بسياري از خاكها مقايسه پذير است به دست مي دهد. به علت نازل بودن جذب رطوبت و اينكه نواحي تماس ميان ذرات خاكستر معلق معمولاً به نقاطي ساده محدود مي‌شود حركت آن به هنگام جذب و دفع رطوبت در كمترين حد است. اندازه ذرات متشكله اين نوع خاكستر در طيف ميان ماسه و گلماسه قرار مي‌گيرد و درصد دانه‌هائي كه هم اندازه ذرات رس باشند بسيار كم است و عملاً هيچ دانه‌اي كه قطر آن كمتر از يك دهم ميليمتر باشد وجود ندارد. در نتيجه مي‌توان خاكستر معلق را به صورت دوغاب داراي خصيصه مهم نفوذ و پرهيز از آبرفتن به هنگام خشك شدن به كار گرفت. داخل كردن مقدار كمي سيمان قدرت گيرش آنرا تا حدي چشم‌گير افزايش مي‌دهد. اين خصيصه اخير در صورت وجود ماسه شديداً افزايش مي‌يابد. خاكستر معلق در صورت حضور آهك خالص از طريق تشكيل بلورهاي يكپارچه كننده سيليكاتها، اضافه بر تشكيل بلورهاي كربنات، قدرت بيشتر مي‌يابد.
گرچه استفاده از خاكستر سوخت كوبيده مفيد از كاردرآمده حفاظت‌گر نبايد فراموش كند. استفاده از اين ماده مي‌تواند موقتي باشد. وفور و ارزاني اين نوع خاكستر زاده روشهاي فعلي توليد انرژي است كه ممكن است به سرعت كاهش يابد. تركيب‌هاي داراي حق انحصاري توليد متشكل از خاكستر معلق، سيمان، ماسه و برخي مواد ديگر كه به نسبتهاي دقيق تهيه شده در بازار موجود است و در مقادير مورد نياز حفاظت به شكل منبعي قابل اعتماد موجود است. با اين همه در بسياري موارد قدرت در نظر گرفته شده‌ي آنها با هدف استفاده از آنها به صورت دوغاب آجر كاري و سنگ‌كاري تعيين شده و ممكن است خيلي قوي‌تر از آنچه با سازه‌هاي گلي سازگار است باشد. در تلاش به منظور كاهش قوت اين گونه مواد بايد اندازه ذرات را در نظر گرفت. از آنجا كه طيف اندازه ذرات خاكستر معلق معمولاً از مرتبه يك ميليمتر است، ماسه زبري كه وارد مخلوط شود مي‌تواند در درون منافذ از محلول جدا شده به شكل صافي عمل كند و اجازه دهد خاكستر معلق به نفوذ خود به شكلي متراكم به درون شكافچه‌هاي بيشتر ادامه دهد. بنابراين بايد آهك آبديده‌اي كه به صورت گرد در آمده همراه ماسه بادي مورد استفاده قرار گيرد تا اين جداشدگي به حداقل رسانده شود. وقتي استحكام پيوند سازه گلي و پر كننده‌ي مبتني بر خاكستر معلق اهميت پيدا مي‌كند استفاده از تركيب‌هاي داراي حق انحصاري توليد آنقدرها رضايت‌بخش نيست و بهتر است خاكستر معلق را راساً و با هر مقدار اندك از آهك، سيمان، و ماسه كه ضروري تشخيص داده مي‌شود اصلاح كرده مورد استفاده قرار دهند. يك خصيصه مهم اين ماده رنگ خاكستري آن است. خاكستري متاليك تند شبيه به سيمان پرتلند تيره. گرچه اين رنگ از لحاظ پي‌جويي مقدار نفوذ ماده پركننده به درون ديوار بسيار مفيد است بطور كلي از نظر زيبايي عيب شمرده مي‌شود. نوع رنگ را مي‌توان با استفاده از انواع رنگدانه‌هاي ملاط به رنگهاي قهوه‌اي، سرخ و اخرايي و گرد آجر كه كاملاً با خاكستر سوخت كوبيده سازگار است تا حدودي تغيير داد. معمولاً مواد موجود بر حسب وزن عبارتند از:
سيليس 50% SIO2
اكسيد آلومينيوم 25% Al2O3
اكسيدهاي آهن 10% FeO2 و امثال آن كه گهگاه درصد آن به مراتب بيشتر است
اكسيد كلسيم 5% CaO
اكسيد منيزيوم 2% MgO بادرصدهاي كمتري از سولفاتها و فلزات قليايي
حفاظت گران ترك با استفاده از تركيب‌هايي از خاكستر سوخت كوبيده، گرد آجر و آهك تجاربي انجام داده و نتايج حاصل ارقامي دلگرم كننده از نظر آبرفتگي، ثبات، استحكام و انتقال گرما به دست داده، ضمن اينكه نمايانگر امكان انتخاب نوع رنگ، مقرون به صرفگي نسبي ماده و سودمندي آن در پركردن شكافها و ساخت بلوك بوده است. طيف ويژگيهاي تحقق پذير اين ملاط نشان مي‌دهد مي‌توان آنرا با انجام تغييراتي براي استفاده در مرمت سازه‌هاي گلين و آجري مناسب ساخت. جالب اينكه گرچه خاكستر سوخت كوبيده به خودي خود ماده‌اي است جديد، سنت استفاده از مخلوطهايي از آهك، گرد آجر و خاكستر به عنوان پركننده و تامين ماده خام بادوام، سابقه‌اي ديرينه دارد. وجود گرد آجر به خودي خود نمايانگر وجود شيوه‌هاي فني است. كارهاي ساختماني بسيار پيشرفته مدرن تقريباً گرد آجر مفيدي توليد نمي‌كند. روشهاي دستي و ماشيني ابتدايي‌تري كه در كشورهايي به كار گرفته مي‌شود كه نيروي كار ارزان است موجب توليد مقادير فراواني از اين ماده فرعي بسيار مفيد مي‌گردد.
به علت وجود اطلاعات كافي در مورد مقدار گوگرد، آماده كردن پركننده‌هاي خنثي بااستفاده از گرد آجر، آهك و خاكستر سوخت كوبيده كه به مقادير و متفاوت همراه با ديگر افزودنيهاي ممكن تهيه مي‌شود از مزيت انعطاف‌پذيري، استفاده از مصالح ارزان و بي نيازي از شيوه‌هاي پيچيده كشيدن روي كار برخوردار است.

606 تقويت با استفاده از ديگر مواد غيرآلي

گرچه عامل اصلي در تشكيل بلورهاي كربنات كلسيم به شكل گاز، يعني دي‌اكسيد كربن و بخار آب موجود در هوا وارد فعل و انفعال مي‌شود و تنها به وجود كاتيونهاي آزاد كلسيم در محلول نياز دارد، تنها مورد استفاده از واردكردن گاز دي‌اكسيد كربن در مخلوط در شرايط آزمايشگاهي صورت مي‌گيرد. آزمايشهائي در زمينه كربنات شدن سريع شده سازه‌هاي گلين، به ويژه در دانشگاه باهياي برزيل انجام شده است. هدف در اين آزمايشهاي مطالعه فرايند كربنات شدن و توليد ثانويه سيليكاتهاي آلومينيوم و تركيبات مشابه بوده است. در جاهاي ديگر اين آزمايش را با استفاده از آب غني شده با دي اكسيدكربن انجام داده‌اند. اين آزمايشها مربوط مي‌شود به مرمت سنگ و هنوز در مورد خاك به كار نرفته است.
بخش اعظم شيمي تبلور در خاكها حول سيليكاتهايي مي‌گردد كه قادرند طيف‌هاي پيچيده‌اي از تركيب‌هاي داراي كاتيونهاي متعدد فلزات واكنش‌گر چون پتاسيم، كلسيم، آلومينيوم و بعضاً منيزيوم را توليد كنند. موفقيت در استفاده از سيليكات پتاسيم كه بسيار محلول در آب است و به همين علت به شكل محلول وارد خاكها مي‌شود گزارش شده است. اين ماده را در گذشته به عنوان درزگير مي‌شناختند و به عنوان مثال براي آب‌بندي پوسته تخم‌مرغ به كار مي‌رفت و به همين علت با نام سريشم ماهي در حفاظت تخم مرغ مورد استفاده قرار گرفته است. از سريشم ماهي به عنوان حلال رنگ براي رنگ‌آميزي مجدد سطوح آجري. در مواقعي كه مشكل همرنگ ساختن وجود داشته و نيز به عنوان مبناي رنگ‌هاي غيرآلي با دوام استفاده شده است. براي كارهاي تقويت استفاده از سيليكات پتاسيم بر سيليكات سديم كه مشابه و ارزانتر است ترجيح دارد چرا كه موجب تشكيل مواد زائد سطحي يا شوره نمي‌شود. گرچه موفقيت در استفاده از آن به عنوان تقويت كننده خاك گزارش شده روشن است كه موفقيت بستگي به اجراي دقيق و آگاهانه و متكي بر مطالعه ماهرانه دارد. با اين وجود لازم است نتايج حاصل با آزمايشهاي وسيع ميداني و قرارگرفتن در معرض هوازدگي مداوم به اثبات برسد. در اين مورد روش روكاركشيدن سر راست و مواد مورد استفاده ساده و به آساني دردسترس است. افزون براين در خاكهاي تقويت شده ساختاري غيرآلي مشابه تركيب‌بندي خود خاك وجود دارد بدون اينكه مشكل‌ذاتي تركيبات پيچيده آلي كه در معرض حمله عوامل بيولوژيك و تجزيه قرار دارد وجود داشته باشد.
از آنجا كه عمل تقويت به ساختار دروني ذرات رس مربوط مي‌شود، آماده سازي مواد مي‌بايد براساس نوع رس‌هاي موجود صورت گيرد. پژوهشهايي مهم روي رسهاي حاوي مقادير فراوان مونتموريونيت – منبسط شونده‌ترين ماده رسي متعارف صورت گرفته است. در آكادمي دون هوان واقع در گانسوي چين پژوهشهايي به كمك بنياد گشي صورت گرفته است. پس از آزمايشهاي ناموفق با استفاده از پلي ونيل استات و محلولهاي سيليكات سديم كه موفقيت با استفاده از محلولهاي سيليكات سديم به دست آمده كه در آن نسبت ملكولي(ملكول‌گرمي ) بحراني همسان با نسبت ميان دي‌اكسيد سيليكون و دي‌اكسيد پتاسيم برقرار مي‌شود. از آنرو اين نسبت بحراني است كه اكسيد پتاسيم اضافي كه به جا مي ماند از هوا دي‌اكسيدكربن جذب مي‌كند و تشكيل كربنات پتاسيم مي‌دهد و سيليكاتهاي فوق العاده قليايي را آزادي مي گذارد. چنانچه اين سيليكاتها به سمت اسيدي شدن ‌روند سيليكون كلوئيدي رسوب مي‌كند. در نتيجه مقادير پها در اين عمليات ضرورتاً بالاست و نظارت دقيق بر شيمي كار اهميت دارد.
آزمايشهايي كه در آزمايشگاه صورت مي‌گيرد نسبت‌هاي ملكول‌گرمي را با انجام تجربه‌هاي متعدد تعيين مي‌كند، البته پس از اينكه نمونه‌ها از نظر استحكام، مقاومت در برابر آب ودي‌اكسيدكربن مورد آزمايش قرار گرفتند. از فلوروسيليكات كلسيم به عنوان عامل تقويت استفاده شده و سيليكات آلومينيوم به عنوان عامل اتصال متقابل به كار گرفته شده است. كشيدن اين ماده روي كار به كمك چندين دست اسپري در محيطي قليايي(پها=10) كه در نهايت با مطالعه زير ميكروسكوپ الكتروني تاييد شد تشكيل يك شبكه بلوري همبسته را كه موجب استحكام ورقه‌هاي ذرات رس شده در نتيجه استحكام ماده اصلاح شده را افزايش مي‌دهد به اثبات رسانده است. طيف كاملي از آزمايشهاي تحليلي نتايج حاصل را تاييد كرده و ماده تقويت شده تغيير رنگ نداده است . اين نتايج نويد بخش صرفاً تحت شرايط آماده‌سازي مواد به شكلي دقيقاً محاسبه شده و نيز شرايط استفاده كاملاً مشخص به دست آمده است. احتمالاً تا مدتي استفاده از اين روش به مواد مهم باستانشناسي محدود مي‌شود، جائيكه انجام كار با حمايت خدمات آزمايشگاهي كاملاً مجهز صورت مي‌گيرد، چرا كه نتايج حاصل وابسته به نظارت دقيق و تعيين دقيق نسبت مواد متشكله بر حسب ملكول گرم بستگي دارد.
غالباً سيليكاتهاي سديم و پتاسيمي كه به شكل تجاري در بازار وجود دارد، اشكالي از شيشه و در نتيجه ناريخت. اشكال متبلور اين دو ماده احتمالاً فزوني K2O دارند.

706، تقويت كننده‌هاي نيمه آلي

يك شيوه افزودن تقويت كننده‌هاي مشابه كه مدتي طولاني‌تر در معرض آزمايش قرار داشته است شامل شيوه ظريف رسوب دادن بلورهاي سيليكات با استفاده از املاح آلي است كه از طريق بسپارش زائل مي‌شوند و سيليكون به جاي مي‌گذارند. بديهي است اولين مرحله واكنش ته نشست شدن سيليكاژل است كه بعداً به واكنش به ملكولهاي ديگر پرداخته تشكيل سيليكات مي‌دهد. سيليكاژل خود نوعي چسب است و مي‌توان آنرا براي چسباندن طيف گسترده‌اي از توده‌ها مورد استفاده قرارداد. تركيبات داراي پروانه انحصاري توليد براي تقويت سنگ وجود دارد كه در آن يك حامل ستون حاوي تترااتوكسين و متيل تري اتوكسين همراه با يك كاتاليزور است. عنصر متشكله فعال، اتيل سيليكات، در حضور كاتاليزور(دي بوتيلين دي لاورت) به واكنش با آب مي‌پردازد. فرآيند شيميايي از چندين مرحله عبور مي‌كند و مي‌تواند از مسيرهاي متعدد بگذرد و در نتيجه هيدروليز نسبي يا كامل محصولاتي متفاوت توليد مي‌شوند. واكنشها مي‌تواند مدتها طول بكشد و گزارشهايي در مورد مزيت روندهاي كند بسپارش وجود دارد. با خروج الكل اتيليك و آب سيليكاژل توليد خواهد ‎شد. در بستر خاك اين امر باعث مي‎شود اين سيليكاژل مبدل به آرايشهاي منظم سيليس در داخل ذرات رس گردد. وقتي در پايان كار عمل بسپارش تكميل شود ساختار و روزن‌داري به خاك بر مي‌گردد در حاليكه ذرات رس از درون تقويت مي‌شود. اين مقدار تقويت براي محكم‌سازي در شرايط هوازدگي عادي و كاهش شديد سرعت وقوع آن كافي است. با اين همه اين درمان برگشت‌پذير نيست و اين عيبي كوچك است اما در عوض اين امتياز را دارد كه شكل و خصوصيات خاك راتغيير نمي‌دهد. روشهاي استفاده متفاوت است. از رساندن محلول از طريق سوراخ‌كاري گرفته تا مه پاشي. در نتيجه عمق نفوذ و تراكم توزيع تفاوت مي‌كند. هنوز كسب بهترين شرايط كاملاً محقق نشده چرا كه استعداد پذيرش بسته به اوضاع و احوال تفاوت مي‌كند. در ميان كليه مواد سنيتيك كه به عنوان تقويت كننده به كار گرفته شده تا كنون اتيل و متيل سيليكات از همه موفق‌تر بوده است.يك امتياز اين نوع درمان اين است كه امكان استفاده از مواد ديگر به منظور افزايش مقاومت خاك به جا مي‌ماند. از آنجا كه اتيل سيليكات صرفاً يك تقويت كننده است، ممكن است شرايطي وجود داشته باشد، بخصوص در مواقع سروكار داشتن با پرداخت كاري مهم، كه در آن استحكامي فزونتر ضرورت داشته باشد. در اين صورت مي‌توان پس از تكميل بسپارش اتيل سيليكات از ديگر مواد پركننده و چسباننده استفاده كرد. در نواحي كه شوري خاك زياد است مي‌توان مواد را قبل از درمان يا تقويت اضافي و حتي قبل از اقدام به كاهش مقدار نمك موجود- فرآيندي كه با افزايش فزونتر استحكام ماده تقويت شده به مقدار چشم‌گير تسهيل مي‌شود- محكم ساخت.
پرفسور اي.وي. هموفن در سال 1861 در اجلاس معماران در شهر لندن استفاده از اترسيليسيك براي حفاظت سنگ را پيشنهاد كرد. اين ماده به مدت نيم قرن كمياب بود تا اينكه در سال 1926 استفاده از آن پروانه ثبت گرفت. استفاده از اين ماده در خاكها از جنگ جهاني دوم به بعد صورت گرفته است.





اتوسيليسيك اسيد كه از طريق جايگزيني مبدل به تترااتيل سيليكات مي‌شود. پلي‌مرهاي اتيل سيليكات كه شكل زنجيره بلند دارد به يك راديكال OC2H5 منتهي مي‌گردد كه به شكل زير جانشين پيوند اكسيژن در ذرات خاك مي‌شود.
( C2OH5يا-OCH2CH5) راديكال اتيل =Et
راديكال هيدروكسيل =OH سيليس=SI
ش306 اتصال اتيل سيليكات


اتصال بدواً از طريق يك زنجيره بسپار (پليمر) كه كارآيي آن بستگي به وجود راديكال OH متصل به سطح ذرات خاك دارد صورت مي‌گيرد. اين اتصالها در خاكها فراوانند. سيليس به جاي يكي از اتمهاي هيدروژن خود، اتصالي دائم با اتم اكسيژن پيدا مي‌كند. اتصال نهايي از نوع سيليس-اكسيژن –سيليس و امثال آن است.
در واكنشهاي بعدي راديكال اتيل تغيير كرده و از طريق تبخير ناپديد مي‌شود و زنجيره سيليس به جاي مي‌گذارد.(قاعدتاً مي‌توان راديكال متيل را جانشين راديكال اتيل كرد و نوعي مشابه از تقويت كننده به دست آورد.



خاكها مي‌تواند از مخلوطهايي با نسبت‌هاي متغير تشكيل شوند. براي بدست آوردن مقادير قطعي ضريب كاهش متناسب با جمع هر يك از مقادير خوانده شده را اعمال كنيد.
مخلوطهايي كه معمولاً خاك ساختماني خوب شناخته مي‌شود: منطقه هدف هاشورزده شده است. ملاط‌هاي پيشنهادي براي ساخت بلوكهاي گلين و ديوارهاي حجيم كمتر از 5% مواد آلي، كمتر از 2% املاح محلول، كمتر از 5% رس داشته و نبايد ميزان جذب آب آن پيش از 18% بوده چگالي آن قريب به 2000 كيلوگرم در مترمربع و قدرت آن به حالت خشك 2025 نيوتون بر مترمربع باشد.
ش.406 تركيب خاك و مخلوطهاي خاك ساختماني

عيب استفاده از اتيل سيليكاتها انبساط بيشتر آنها به نسبت مواد كاملاً غير آلي است و مثل آنها نيازمند آماده‌سازي و ارزشيابي دقيق مواد مورد استفاده و شيوه تهيه و استفاده است. آزمايش دقيق نمونه‌ها موجب به درازاكشيدن كار مي‌شود و به همين علت استفاده از اين‌گونه مواد به عناصر باستانشناسي و معماري پر اهميت محدود مي‌شود.

806 نكات راهنما در تركيب مواد طبيعي براي مرمت سازه‌هاي گلي

معمولاً بازيابي و بازسازي مواد دست نخورده سازه اوليه مطلوب است. لازم است مخلوط بازيابي شده را براي استفاده مجدد مورد مطالعه و مقايسه قرار داد مگر اينكه به شكلي مشهود آلوده، ناخالص، يا به شكلي نامناسب يا زيانبار باشد. نسبت‌ها بر حسب حجم خواهد بود. سرگين‌ها متعلق به جوندگان است. در مواردي كه متمايز‌سازي هويت اقدامات حفاظتي به خاطر واضح سازي تاريخي ضروري باشد مي‌توان از مواد مدرن استفاده كرد.

6-108 اندودهاي گل(اقليم‌هاي خشك)
لازم است مخلوط‌ها از نوعي باشد كه خاك رس آنها بيش از 25% نباشد، گلماسه تا 45% و ماسه بادي تا 20%، شنهاي درشت‌تر تا 10% و تا 5% الياف خشك پرس شده به صورت كاه كاملاً خرد شده و يا تا 5% سرگين كه همه را با افزودن آب به هم مي‌زنند تا به مرحله قالب‌پذيري برسد و قبل از استفاده مجدد و كشيدن روي كار مي‌گذارند حداقل 24 ساعت عمل آيد.
لازم است رسها مورد بررسي قرار گيرد تا حتماً مقادير متوسطي از مواد بسيار منبسط شونده(انواع اسمكتيت ) داشته باشد. بايد باانجام آزمايش ميزان انقباض آنها به هنگام خشك شدن را تعيين كرد. در صورتيكه رس از نوع متوسط نباشد مي‌توان مقدار آن را كاهش داد و به مقدار گلماسه و ماسه افزود. يا مي‌توان موادي كه كمتر منبسط مي‌شود مثل خاكستر سوخت كوبيده به مخلوط اضافه كرد يا خود رس را با افزودن آهك آبديده اصلاح كرده بهترين زمان اضافه كردن آهك مرحله مخلوط كردن اوليه است. در نتيجه افزودن اين مواد تغيير رنگ صورت مي گيرد. مي‌توان نسبت الياف را افزايش داد تا كاهش مقدار رس موجود در مخلوط جبران شود. در مخلوط‌هاي سنتي بعضاً كاه را به صورت جويده شده موجود در سرگين، احتمالاً به صورت خشك وارد مي كنند. اندودهايي كه در شرايط مرطوب‌تر مورد استفاده قرار مي‌گيرد مي‌تواند حاوي مقادير بيشتري از آهك به منظور كسب مقاومت بيشتر در برابر رطوبت(هنگام سخت شدن) باشد؛ اينكار موجب افزايش چسبندگي اندود به دوغاب آهك يا پوششهاي ديگر مي‌شود. مخلوط را بصورت اندودي نرم روي سطحي كه به اندازه كافي آب زده شده تا مانع مكش آب اندود شود به شكلي يكنواخت بكشيد. مي‌توان زيره كار را به شكلي فيزيكي همساز كرد
















ش-506 نسبت استحكام / رطوبت در گلهاي تقويت شده با الياف









ش.606- توليد خشت خام. در اقليم‌هاي خشك پس دادن آب به زمين شني با مقدار تبخير در هوا يكسان است. و در اينگونه شرايط مساعد برگردادن و حركت دادن خشت غير ضروري است. زمينه شني كوچك شدن خشت را امكان‌پذير مي‌سازد.(عكس بااجازه ربكا وارن).









ش.706 ساخت ملاط گل: مخلوط را به شكل گل همراه با كاه تهيه كرده‌اند. اجازه داده‌اند به مدت 24 ساعت عمل آيد سپس قبل از استفاده با افزودن آب آنرا كرده دوباره بهم زده‌اند. (عكس با اجازه ربكا وارن).









ش. 806 چيدن بلوكهاي گلي جديد(خشت خام) روي ملاط گل: خشت نيمه خشك و ملاط غليظ است. ابتدا يك لايه همساز كننده از ملاط روي سطح مي‌كشند. اين روش براي مرمت مناسب است.

.6-208، اندودهاي گلي

الياف از نوع پشم يا به همان اندازه الياف گياهي خود شده به طول متوسط 50-30 ميليمتر به دست كم شش برابر حجم آن مخلوطي از ماسه:گلماسه: رس اضافه مي‌كنيد. اين مخلوط به شكلي يكنواخت درجه‌بندي شده و مقدار خاك رس آن بين 10% تا 25% است. بسته به نوع مي‌توان نسبت الياف را شديداً كاهش داد. مخلوط را رقيق مي‌كنيد تا به غلظت اندودي شل برسد تا حدي كه آنقدر چسبندگي داشته باشد كه به صورت توده باقي مانده و به ابزار كار بچسبد. اندود را به مقادير كم و با فشار به قاب‌بند تقويت شده بزنيد يا اينكه آنرا به مقادير مساوي از دو طرف به قاب‌بند بزنيد.
لازم است بگذاريم مخلوط به مدت 24 ساعت عمل آيد. مي‌توان آهك آب ديده يا گرد گل سفيد كوبيده را به نسبت 5% تا 10% حجم مخلوط به آن اضافه كرد. مي‌توان مقاديري اندك از سرگين جوندگان را به منظور افزايش ورزپذيري به گل افزود. در صورتيكه عامل اتصال به تركه يا چپر اضافه شده باشد لازم است سطح به هنگام كشيدن اندود نيمه خشك باشد.

6-308، بلوكهاي ساختماني(خشت خام آمريكايي) شرايط اقليمي معتدل

ماده مورد استفاده درساخت بلوكها را با استفاده از مواد بازيافتي يا تركيب‌هاي جديد متوازن با مقادير كمي از رس آماده كنيد. در صورتيكه آهك موجود نباشد يا مقادير آن كم باشد حداكثر مقدار رس بايد 15% باشد و در صورت وجود گل سفيد يا آهك مي‌توان مقدار رس را به 20% حجم مخلوط افزايش داد. مواد ليفي- كاه، مو، الياف مصنوعي- را به مقادير كم وارد كنيد البته مشروط براينكه به شكل سنتي مورد استفاده قرار گرفته باشد يا هدف از افزودن آنها به كمك به تشخيص باشد. وجود خرده ريگ، شن شكسته و ماسه زبر را بپذيريد. مخلوط را در وضعيت رطوبت ملايم كاملاً به هم بزنيد و بگذاريد در شرايطي كه آب آن به كندي كشيده مي‌شود عمل آيد. اين كار از طريق تبخير يا مكش به لايه زيرين عملي خواهد شد. مي‌توان مخلوط گل را روي تخته‌هاي خشگ پوشيده از گوني گذارد تا ظرف 48-24 ساعت عمل آمده به صورت گل سفت درآيد. سپس مخلوط را با قدرت مكانيكي به هم زده در نهايت بلكه داخل قالب با قالب تخت گذارده خوب بكوبيد . آنچه از قالب بيرون مي‌آيد بعداً برش مي‌خورد. گل حاصل را به شكل بلوكها يا واحدهايي متناسب با ابعاد كاواكي كه مي‌بايست مرمت شود برش دهيد. بلوكهايي را كه بدين شكل آماده كرده‌ايد در محلي كه تهويه مناسب دارد در محيطي مرطوب، روي زيره‌اي جاذب الرطوبه در سايه بگذاريد تا سخت و تقريباً خشك شود. بلوكها را برگردانيد تا خشك شدن به شكلي يكنواخت صورت گيرد. آنها را در آفتاب نگذاريد آنها را روي بستري از ملاط گل آبدار از همان جنس كه در مراحل آغازين ريگها و اجزاء درشت را از آن خارج كرده‌ايد بنشانيد. اطراف محل را قبلاً با پاشيدن كمي آب مرطوب كنيد.
مي‌توان بلوكها را به شكل خشك يا نيمه خشك چيد. در صورتيكه از بلوك خشك استفاده شود لازم است سطحي كه روي آن ملاط كشيده مي‌شود بلافاصله قبل از چيدن يا طي چيدن بلوكها مرطوب شود.
وقتي بلوكهاي با دوام ولي متشكل از ملاط كم مايه مورد نياز باشد مي‌توان آنها را از مخلوط‌هايي ساخت كه در آن خاك تميز را با مقادير مساوي از خاكستر سوخت كوبيده و/ يا گرد آجر، آهك آبديده و خمير آهك و به همين مقدار ماسه، يعني يك قسمت خاك، يك قسمت خاكستر سوخت كوبيده/ گرد آجر، يك قسمت آهك زنده، يك قسمت خمير آهك و يك تا سه قسمت مخلوط مي‌كنند. مقدار ماسه را مي‌توان تا سه برابر افزايش داد. عمل مخلوط كردن بايد كامل باشد و بلوكها را بايد متراكم ساخت يا تحت فشار قرار داد؛ چندين روز به صورت مرطوب نگهداشت قبل از اينكه اجازه دهيم به آرامي خشك شوند. ماده حاصل به عنوان يك بلوك پركننده كم جان براي استفاده به جاي خاكهاي فروريخته در نتيجه خرابي ساختماني يا رطوبت مناسب است. بايد هميشه نمونه‌هاي تهيه شده با خاك موجود را با استفاده از مخلوط‌هاي متفاوت به منظور رسيدن به ماده ساختماني كه از نظر فشردگي و استحكام قابل مقايسه با ديوار موجود باشد مورد آزمايش قرار داد. مقدار ماسه و فشرده‌سازي طبيعت بلوك حاصل را تعيين خواهد كرد. وجود خاك در مخلوط براي تامين همچسبي اوليه به هنگام آماده‌سازي ملاط اهميت اساسي دارد. لازم است خاك پاكيزه از مواد آلي، خاشاك و مواد حاصل از تجزيه مواد آلي باشد. رنگ اين بلوكها روشن است و براي كشيدن اندود و پرداخت نيز مناسب است.

6-8-4، گل سفت پركننده

مرمت با استفاده از گل سفت قالب‌پذير(به عنوان مثال به صورت مرمت با كاهگل يا ديوارزني يكپارچه) را مي‌توان با گل سفتي كه غلظتي در حد ورزپذيري دارد و در يك فضاي محصور گذارده يا فشرده مي‌شود يا اينكه آنرا داخل قالب‌بندي مي‌فشارند، انجام داد. استفاده از ماده‌اي درجه‌بندي شده كه آب رفتگي را به حداقل مي‌رساند اهميت اساسي دارد. بدين منظور و صرفنظر از اينكه مخلوط اوليه چه بوده باشد، تركيبي دقيق كه رسهاي منبسط شونده را حذف كرده باشد مدنظر خواهد بود. ماده جانشين مي‌تواند مخلوطي از يك قسمت خمير آهك، يك قسمت آهك زنده، دو تا چهار قسمت خاكستر سوخت كوبيده/ گوگرد آجر و دو تا چهار قسمت ماسه باشد. مي‌توان اين مخلوط را با افزودن خاك محل از نوع خمير منبسط شونده وكاستن از خاكستر سوخت كوبيده و مقداري از ماسه اصلاح كرد. نمي‌گذارند اين مخلوط عمل آيد چرا كه عملاً ملاطي ضعيف است. لازم است آنرا كاملاً ورزداده با استفاده از كمچه به رواني داخل كاواكها ريخته و با استفاده از ابزار مناسب متراكم ساخته يا ماله كشند. مي‌توان ميله‌هايي از جنس پشم شيشه يا توري غير آهني رابه عنوان مسلح‌كاري يا ماده اتصال جهت چسباندن ملاط به سازه موجود بكار گرفت. لازم است درون كاواكها را زخمي كرد تا زبانه اتصال ايجاد شود. راه ديگر اتصال فيزيكي با استفاده از خرده سفال است؛ اينكار با استفاده از قطعات سفال كه طول آنها حداكثر به 80 ميليمتر مي‌رسد- معادل توده مواد درشت- كه به صورت توده‌هايي در داخل ماده اوليه گذارده مي‌شود يا به شكل ميلچه، تقويت كننده، ميخ چوبي مقاوم شده و ديگر اتصالهاي مكانيكي مشابه انجام مي‌گيرد. در وضعيتهايي كه احتمال خيس شدن مصالح نمي‌رود مي‌توان از اندود گچ به جاي اندود آهك يا اضافه بر آن استفاده كرد.