Instagram Telegram gmail facebook

مواد اولیه مورد استفاده در صنعت آجر

مواد اولیه مورد استفاده در صنعت آجر


چکیده : در این نوشته به ذکر ویژگی های مواد اولیه شامل خاک رس شیل مارن پرلیت و خاکستر ذغال پرداخته شده و هریک از آنها از لحاظ شرایط زمین شناسی نحوه تشکیل و کانی شناسی بررسی شده اند.تغییرات کانی ها در حین فرایند پخت و خشک کردن و همچنین دانه بندی مناسب مواد اولیه ذکر شده است درصد استفاده از کانی های ضروری که به کانی های مفید مضر و خنثی تقسیم بندی می گردند نیز مورد توجه قرار گرفته است.
مقدمه
از دیرباز آجر به عنوان یکی از مهمترین مصالح ساختمانی در سراسر دنیا کاربرد داشته است ایرانیان نیز از زمانهای قدیم از آجر استفاده می کردند با پیشرفت علم و تکنولوژی در صنایع آجر و صنایع وابسته به ان میزان مصرف آن روبه افزایش استو اهمیت پی جویی و اکتشاف را برای مواد خام آن به ویژه کانی های رسی بیشتر کرده است به طوری که با اکتشاف منابع مزبور و پیگیری عملیات اکتشافی به ذخایر بیشتر و تولید انبوه دست می یابیم.با شناخت ویژگی های زمین شناسی و کانی شناسی قابلیت استفاده بیشتر از این کانی ها در صنایع آجر شناخته میشود.مواد اولیه آجر را میتوان از رس مارن شیل خاکهای صنعتی خاکستر زغال و ... به دست اورد.
انواع مواد معدنیاولیه مورد استفاده در صنعت آجر
*خاک رس
رس به دلیل اینکه خاصیت پلاستیکی دارد در صنعت آجر استفاده میشود البته امروزه بیشتر در تولید بلوکهای سفالی مورد استفاده قرار می گیرد که به صورت زیر طبقه بندی میشوند
خاک رس درجا ( insitu ) که درحین تشکیل خاک شکل میگیرند.
رس تغییر مکان یافته که در اثر فرسایش به وجود می آید.( reworked)
رس های تبدیل شده و هوازده که در رسوبات خاک ها تشکیل میشوند.( weathered)
رسهای جدید که در اثر تبلور مجدد در خاک تشکیل میشوند.(neoformed)
اتم شناسی خاک رس
کانی رس از سیلیکات آلومینیوم پیچیده ای است که از یکی از دو واحد پایه چهاروجهی سیلیکا و هشت وجهی آلومینا شکل گرفته است.حال اینکه واحدهای چهار وجهی متشکل از چهار اتم اکسیژن و یک اتم سیلیکون است.
معرفی کانی های رسی
کائولینیت-ایلیت-مونتموریلونیت-کلریت-هالوسیت
هرکدام از اتمهای موجود در شیمی خاک رس به تقویت یک خاصیت مکانیکی کمک می کندمثال اکسید لومینیوم باعص افزایش انقباض پخت میشود که در مقابلش اکسید کلسیم این خاصیت را جبران میکند.
منابع خاک رس:با توجه به اکتشافات پی در پی مکان خاص و مشخصی را نمیتوان نام برد چون اغلب از کوهپایه ها و دشتها پس از بررسی و آنالیز استخراج میشود.
*شیل
از سنگ رسوبی دانه ریزی که ترکیب اصلی آن گل است تشکیل میشود.به بیان بهتر سنگهایی که قابلیت ورقه شدن ندارند و اندازه ذراتشان کمتر از 0.0625 میلیمتر است گل سنگ نام دارند.
شیل ها به چه شکل در طبیعت به وجود می آیند؟
آبهای روان که نهایتاً در دلتاهای رودخانه ای و دشتهای سیلابی و مناطق دور از سواحل شنی به مسیر خود پایان میدهند باعث تشکیل شیل ها میشوند.


کانی های شیل:
این کانی ها غالبا از تغییرات کانی های دیگر به وجود می ایند مثال:تبلور دوباره ی ایلیت و کانی رسی کلریتی و نتیجه ان موسکویت و کلریت و همزمان کلسیت با کانی رسی واکنش داده و اپیدوت وزوئیزیت می دهدنهایتا کلریت با قی مانده آلماندن را میسازد و اکسید منیزیم ازاد میکند.
منابع شیل:باز هم با توجه به اکتشافات گسترده نمیتوان به منطقه خاصی اشاره کرد ولی اصفهان و ایلام و اردبیل گزینه های این بخش هستند.
*پرلیت:
یک شبکه بلوری ولکانیکی آلومینه سیلیکاته با ترکیب مشابه ریولیت یا آندزیت است که 5 درصد این بلور را آب فرا گرفته است.در مناطقی که فعالیت های آتشفشانی در گذشته وجود داشته است میتوان اکتشاف کرد.
پرلیت چگونه تشکیل میش و چه خصوصیات فیزیکی دارد؟
اغلب به صورت شکننده و نامتراکم هستند که از سرد شدن مذاب حاصل از اتشفشان ها به وجود می آیند. خاکستری تیره تا سیاه استپس از انبساط حجم آن تا 20 برابر افزایش می‌یابد.نقطه ذوب 900 درجه سانتی گراد دارد و در سود نرمال حل میشود. در جدول زیر به درصد اکسیدهای تشکیل دهنده ی پرلیت اشاره شده است:
درصد اکسید
69-73 SiO2
12-13 Al2O3
1.5-2.3 Fe2O3+TiO2
3.1-5 CaO+MgO
5.5-7 K2O+Na2O
2-5 H2O
در جدول زیر نیز به برخی از معادن پرلیت در ایران اشاره شده است؟
استان نام معدن
زنجان آق کند
آذربایجان شرقی شیرین بلاغ
آذربایجان شرقی شهریار
آذربایجان شرقی شیرین بلاغ 3
اردبیل قراقیا


*مارن:
رسوبات آهکی که حدود 35-65درصد کانی های کربناته داشته باشند.اغلب مارن ها خاکستری هستند و در اسیدکلریدریک حل میشوند.


برخی منابع مارن در ایران:
استان نام معدن
بوشهر چوپان
اصفهان حسن اباد
هرمزگان سیاهو
شاهرود سمنان
مرکزی هبران


بررسی کیفیت مواد اولیه مورد استفاده در تولید آجر:
در پارامترهای زیر باید مورد بررسی قرار گیرد: *دانه بندی مواد مضر*مفید و بی تأثیر بودن در تولید آجر*شرایط پخت*شرایط خشک کردن


+ دانه بندی: ابعاد دانه ها پلاستیسیته، خاصیت چسبندگی مواد و واکنش خاک در فرایند خشک کردن و پخت از پارامترهای تأثیر گذار در کیفیت هستند. اندازه دانه ها کمتر از 0.002 میلیمتر است و دارای شکل سوزنی هستند در حالی که دانه هایی که بیشتر از 0.06 میلیمتر هستند بهتر خاصیت چسبندگی دارند.این در حالی است که اگر مقدار دانه های ریزتر از 0.002 میلیمتر از 30 درصد فراتر رود پس بهتر است از این خاک برای تولید آجر استفاده نشود چراکه باعث ایجاد ترک میشود.
کانی هایی که وجودشان در ترکیب ضرورت دارد:
ایلیت ، کوارتز، مونتموریلونیت از کانی هایی هستند که محصولات زیادی را در صنعت آجر تولید می کنند.


کانی های کارشکن:
مونتموریلونیت با مقدار بیش از 3 درصدباعث از هم پاشیدگی در حین فرایند پخت میشود.میکاها سبب ورقه ای شدن محصول میشوند که در اصطلاح پوسته کردن آجر نام دارد.کانی های آلی باعث ایجاد مغز سیاه در آجرها میشوند که اگرهم کم باشند روی چسبندگی تأثیر دارد.پیریت مارکاسیت و ژیپس باعث زیاد شدن گاز گوگرد در محیط میشوند.


تغییرات کانی ها در فرایندهای مختلف تولید:

ایلیت و کائولینیت به دلیل خاصیت کشسانی بالا به فرایند خشک شدن کمک میکنندمونتموریلونیت باعث افزایش جذب آب میشود و اگر مقدار آن کم باشد روی مقاومت فشاری آجر تأثیر میگذارد.
تغییرات کانی ها در فرایند پخت:
فرایند خشک کردن و پخت در ساختار کانی ها تغییراتی را ایجاد میکنند که به اندازه دانه ترکیب شیمیایی سرعت پخت دمای پخت شکل آجر بستگی دارد.
فازهای جدیدی در کانی ها وجود دارد که در حین فرایند پخت و سپس بعد از پخت تغییر فاز می دهند مثال کوارتز در رسهای بدون آهک یک فیلر است ولی در مقادیر زیاد باعث مقامومت فشاری محصول می شود کربناتها در بسیاری از رسها یافت میشوند رسهایی که در 30 تا 35 درصد کربنات دارندبرای ساخت آجر مناسب هستند .
کلسیت اگر به صورت ریز دانه باشد با کانی های رسی کلریت و میکاها کوارتز واکنش داده و سیلیکات کلسیم تشکیل میشود که در دمای بالای هزار درجه باعث مقاومت فشاری خوب محصول میشود.


پارامترهای تأثیر پذیر دیگر از کلسیت:
انقباض، پخت ، تخلخل و جذب آب. هماتتیت با مقدار چهار تا هشت درصد در غیاب اکسید منیزیم و اکسید کلسیم رنگ آجر را به نارنجی سوق میدهد


آهن: اگر آهن به شکل سولفور در خاک اولیه باشد پس از دمای زیاد حین پخت به اکسید اهن و اکسید گوگرد تجزیه می شود که اکسید آهن با اکسیدهای منیزیم و کلسیم و پتاسیم و سدیم ترکیب می شود و می تواند سولفاتها را تولید کند که باعث سفیدک زدن روی آجر می شود.
اکسید آهن اگر بیشتر از 5 درصد شود در دمای بالای 10 درجه سانتی گراد موجب قرمزی میشود و در دمای پایین رنگ را کبود می کند.


تأثیر خشک کردن بر محصول:
خشک کردن یک فرایند فیزیکی است و با پختن که کاملا برترکیب کانی ها تأثیر دارد متفاوت است.لازم به ذکر است میزان ناهمگنی ترکیب شیمیایی مواد اولیه مسبب کم و زیاد شدن حساسیت آجر خام نسبت به خشک شدن گردد.لذا خشک شدن خشت مرحله ای حساس و لازم الاجراست.


نتیجه گیری:
ارتباط بین خصوصیات محصولات نهایی آجر با خصوصیات مواد اولیه را بررسی کردیم و ارتباط بین خشک شدن خشت دانه بندی و ترکیب شیمیایی و وضعیت پخت تا حدودی جهت آشنایی بررسی شد. نتیجه بر این شد که تمایز آشکاری بین بین خصوصیات مواد اولیه مورد نیاز آجر وجود دارد و با توجه به غیرقابل بازیافت بودن مواد اولیه تولید آجر و پس از مصرف پیش بینی میشود در زمره ی منابع استراتژیک قرار گیرد.


منابع:

آجر ماشینی مهندس پارام فرد

پایگاه ملی داده های علوم زمین کشور



برچسب ها:

آجر ساده

721
0
 
1