معرفی اجزای تشکیل دهنده بلوک سفالی

کانتینر سفال میهن
معرفی بلوک های ساختمانی در داخل ایران
ژانویه 18, 2020
فراورده های سفالی
معرفی فرآورده های سفالی مطرح در دیگر کشورها
ژانویه 19, 2020

لوک سفالی از شکل دادن (اکسترود کردن) رس و سپس خشک کردن و پختن آن در دمایی معمولا در محدوده ۹۰۰ تا ۱۱۰۰ درجه سلسیوس ساخته میشود. در طی فرآیند پخت، تغییرات شیمیایی پیچیده ای پدید می آید. رس و سایر اجزایی که آجر را تشکیل می دهند با سینتر شدن (ذوب جزیی و ایجاد شیشه) به هم متصل می شوند.

معرفی اجزای تشکیل دهنده بلوک سفالی

بلوک سفالی از شکل دادن (اکسترود کردن) رس و سپس خشک کردن و پختن آن در دمایی معمولا در محدوده ۹۰۰ تا ۱۱۰۰ درجه سلسیوس ساخته میشود. در طی فرآیند پخت، تغییرات شیمیایی پیچیده ای پدید می آید. رس و سایر اجزایی که آجر را تشکیل می دهند با سینتر شدن (ذوب جزیی و ایجاد شیشه) به هم متصل می شوند. در طی فرآیند خشک شدن و پخت، بلوکها معمولا چند درصد نسبت به اندازه قالب اولیه جمع شدگی پیدا میکنند.

با بزرگتر شدن اندازه بلوک سفالی و کاهش چگالی آنها بر اثر کاهش چگالی بدنه و افزایش حجم سوراخها کاهش مشخص مقاومت فشاری اجتناب ناپذیر است بلوکهای تولید داخل از نظر شکل ظاهری به ۳ نوع زیر تقسیم می شوند.

الف- بلوک سفالی با هر دو نمای شیاردار برای گچ کاری و اندودکاری

ب- بلوکهای با هر دو نمای صاف برای مصرف بدون گچ کاری و اندودکاری بر روی سطح آنها

پ – بلوک سفالی با یک نمای شیاردار و یک نمای صاف در ایران، بخش اعظم دیوارهای ساخته شده با بلوک سفالی از نوع الف و با حفره های افقی هستند.

سبکسازی بدنه و بهبود مشخصات حرارتی بلوک یکی از اهداف بهینه سازی بلوکهای سفالی سبک سوراخ دار، رسیدن به ضریب هدایت حرارتی و ظرفیت باربری خوب در بنایی است. برای رسیدن به این هدف، ضروری است که چگالی بدنه با استفاده از مواد افزودنی به حدود ۲ / ۱ گرم بر سانتیمتر مکعب کاهش یابد و کاهش مقاومت با بهینه سازی بدنه رسی جبران گردد، به ترتیبی که مقاومت فشاری از ۶۰ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع کمتر نشود.

از مواد افزودنی جهت سبک سازی بدنه بلوک سفالی می توان استفاده کرد. گروه اول شامل مواد آلی قابل احتراق) مانند خاک اره، فوم پلی استایرن ، گرد ذغال سنگ است. سوختن و خارج شدن مواد آلی، ساختار بازتر و چگالی کمتری به جای می گذارند. مثال اصلی این نوع محصولات، پروتن است، که با اضافه کردن دانه های پلی استایرن به رس ساخته می شود. خاک اره و پودر ذغال سنگ را نیز برای دستیابی به چنین اثری در بعضی محصولات میتوان مورد استفاده قرار داد. وقتی پخت آجر کامل شد، این مواد در جای خود حفراتی به جای می گذارند که با افزایش خاصیت عایق حرارتی در ارتباط است.

گروه دوم افزودنیها، از مصالح معدنی مانند پودر سنگ آهک تشکیل شده است. پودر سنگ آهک در هنگام پخت تجزیه شده، با خروج دی اکسید کربن آن وزن آجر کاهش می یابد. افزودنیهای پودر سنگ آهک،

به علت خروج دی اکسید کربن در مرحله پخت، کاهش جمع شدگی پخت و تشکیل تخلخل ریز، چگالی بدنه سرامیکی را کاهش می دهد. مزیت اصلی آنها، اثر مثبت بر کسب مقاومت بدنه سرامیکی است که عمدتا در ارتباط با تشکیل مقدار زیادی سیلیکاتهای کلسیم می باشد.

هدف از بهینه سازی، تولید بلوکهای سفالی سبک با سوراخ های قائم آن است که چگالی بدنه سرامیکی به زیر ۴ / ۱ گرم بر سانتیمتر مکعب برسد، تا خواص عایق حرارتی بهتری حاصل شود.

 از طرف دیگر با کاهش چگالی آجرهای مورد استفاده در دیوارها، جرم ساختمانها، و در نتیجه نیروهای جانبی ناشی از زمین لرزه کم می شود.

مشکل اصلی این است که چگونه میتوان افت در مقاومت، که با تخلخل بیشتر در بدنه سرامیکی همراه است را به حداقل رساند، به طوری که از ظرفیت باربری کافی آجرها و بلوکها اطمینان حاصل شود. چگالی بدنه بلوک سفالی تولید شده با خاک مناطق مختلف کشور در محدوده ۶۰/ ۱ تا ۸۰ / ۱ گرم بر سانتیمتر مکعب قرار دارد. با افزودنی های سبک کننده وزن، می توان چگالی بدنه را به کمتر از ۲۰/ ۱ گرم بر سانتیمتر مکعب رساند.

 به این ترتیب، بلوکهای سبک با خواص بهتر عایق حرارتی تولید کرد. ساختن بلوکهای سبک عایق حرارتی، با اضافه کردن مواد افزودنی آلی قابل احتراق (مواد تخلخل زا) در مقادیر و اندازه های مناسب به خاک امکان پذیر است.

آزمایش های انجام شده در مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن نشان داد که با استفاده از مواد تخلخل زا میتوان به هدف کاهش چگالی بدنه آجر رسید. در تولید این بلوکهاء سیستم های خشک کن و کوره های معمولی و متداول به کار می رود. از آنجا که افزودن خاک اره باعث افزایش مقدار آب می شود، انرژی خشک کردن نیز با افزایش مشابهی همراه خواهد بود.

برای تولید بلوکها، از همان خشک کن ها و کوره های ساخت آجرهای بنایی استاندارد استفاده می شود. زمان خشک شدن با افزودن پلی استایرن معمولا کوتاه می شود. بدیهی است در فرآیند واقعی پخت، کاهش جرم بلوکها و همچنین احتراق پلی استایرن منبسط باعث می شود میزان انرژی مورد نیاز برای پخت در مقایسه با بلوکهای سفالی معمولی کمتر باشد، و در نتیجه، توان مورد نیاز در دماهای مختلف نیز تحت الشعاع قرار گیرد.

 کاهش در چگالی بدنه به حدود ۲۰ / ۱ گرم بر سانتیمتر مکعب با افزودنیهای کاهش دهنده وزن، دامنه تولید آجرهای عایق حرارت را به طور قابل ملاحظه ای وسعت می دهد. سبک سازی آجر، افزایش مقاومت حرارتی آن را نیز به دنبال دارد. هرچند این امر پدیده ای مثبت تلقی می گردد، ولی به دلیل افت مقاومت فشاری آجر، لازم است روند تحول این دو پارامتر، به صورت همزمان بررسی شده و تعیین گردد تا چه میزان میتوان وزن حجمی آجر، و در نتیجه ضریب هدایت حرارت آن را کاست، بدون اینکه مقاومت فشاری آجر از حدود قابل قبول کمتر نشود.

 در برخی استانداردهای معتبر، آجرهای سبک، آجرهایی دانسته شده است که چگالی ظاهری آنها از ۸/۰ گرم بر سانتیمتر مکعب بیشتر نباشد. به عنوان یک اصل کلی، چنین چگالی های کمی تنها با ایجاد فضای خالی زیاد (بیش از ۴۰ درصد) و از طریق هوادار کردن بدنه امکان پذیر است

اصولا عوامل مهمی که ناشی از مواد خام و روش تولید است و تأثیر قاطعی بر خواص محصول دارد عبارتند از:

– تشکیل دهنده های معدنی (نوع و مقدار)

– مواد بازکننده (نوع و مقدار)؛

– مواد تخلخل زا (نوع و مقدار)؛

– ترکیب اندازه دانه ها (میزان آماده سازی)

– تشکیل بدنه سرامیکی (ترکیبات فازی معدنی)؛

– ساختار فضاهای خالی (نوع و توزیع)،

– تراز دمای پخت و زمان قرارگیری در دمای مورد نظر

 اصولا جنبه های اقتصادی آجرها و بلوک سفالی با سوراخهای قائم و با خواص مناسب عایق کاری حرارتی، به مشخصات فنی ذخایر مواد خام موجود و فاصله حمل آنها به کارخانه بستگی دارد، خاصیت مقاومت فشاری محصول، به مواد خام بستگی دارد. رسیدن به چگالی مورد نیاز آجر یا بدنه سرامیکی، تنها در ارتباط با تراز تخلخل ایجاد شده است

سالهاست که از انواع مختلف افزودنیهای سوختنی نظیر پلی استایرن، خاک اره، غبار زغال سنگ، لجن فاضلاب، باقیمانده سلولزی و غیره در تولید آجر و بلوک سبک به طور موفقیت آمیزی استفاده شده است اکثرأ، حد فناوری برای چگالی های بدنه، نزدیک ۶ /۱ گرم بر سانتیمتر مکعب گزارش شده است.

 تنها در بعضی موارد به حد ۲ / ۱ گرم بر سانتیمتر مکعب رسیده اند. این امر عمدتا به نوع و اندازه دانه های مواد تخلخل زا، آماده سازی و فرآوری آن و به شرایط بسیار متفاوت فرآیند شکل دهی، خشک کردن و پخت بستگی دارد. گزارش شده است که مقاومت بدنه سرامیکی را میتوان با افزودنی های معدنی مختلف نظیر سنگ آهک پودر شده، رسهای با دمای سینتر شدن کم و بعضی محصولات فرعی صنعتی افزایش داد. بنابراین، دورنمایی برای کاهش حد فناوری به ۲ / ۱ گرم بر سانتی متر مکعب وجود دارد، مشروط بر آنکه با استفاده از اقدامات اضافی آماده سازی و افزودن مواد تخلخل زای ریز، بتوان فرمول بدنه رستی را به خوبی تنظیم کرد تا از کاهش مقاومت به حدی کمتر از ۴۰ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع جلوگیری به عمل آید.

مواد تخلخل زا به درجات مختلف، اثر بازکنندگی در بدنه سرامیکی دارند. بنابراین خاک رترهای مورد استفاده در بلوک سفالی و آجرهای بزرگ سبک عایق حرارتی باید حالت خمیری را به حد مناسبی حفظ کند. افزودنی های باز کننده بر خواص چسبندگی اثر می گذارد، یعنی پایداری خشت خام را بلافاصله پس از اکسترود کردن کم می کنند و معمولا لازم است بدنه های رسمی در طی شکل دهی هواگیری شوند.

البته نتایج تحقیقات متعدد نشان داده است، برای بهینه سازی بدنه رسی، نمی توان مقاومت فشاری قابل دستیابی برای یک چگالی بدنه سرامیکی مشخص را تنها از روی خواص مواد اولیه تخمین زده.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *