بخشی از مقاله
بررسی تاثیر دانه بندی خاک بر استحکام بدنه کاشی در حالتهای خام، خشک و پخت
چکیده:
در این پروژه انواع دانه بندی مواد اولیه و گرانول های تولید شده از اسپری درایر در مقاومت مکانیکی خام، خشک و پخت بدنه کاشی مورد بحث و بررسی قرار می گیرد. به طور کلی مراحل اجرایی پروژه انتخ اب مواد اولیه مناسب جهت تولید بیسکویت کاشی، تولید انواع گرانول ها با دانه بندی متفاوت، پرس، خشک نمودن، پخت، اندازه گیری مقاومت مکانیکی بیسکویت ها در سه مرحله خام، خشک و پخت، پیدا کردن بهترین دانه بندی و بحث و بررسی نتایج است. با بررسی نتایج به دست آمده نمونههای % 62 و % 78 درشت، دارای بهترین استحکام (خام ، خشک و پخت ) بوده و همچنین میزان درصد انقباض و انبساط آنها نیز مناسب و مورد قبول است. ضرورت و هدف از اجرای پروژه، بالا بردن استحکام و کیفیت کاشی با انتخاب دانه بندی مناسب، کاهش ضایعات کارخانه و رضایت مصرف کنندگان است.
واژه های کلیدی: مقاومت مکانیکیدانه بندیاستحکام
-1مقدمه:
تمدن کهن ایران زمین سهم بزرگی در تکامل فرهنگ و تمدن بشری داشته است . سفالهای به دست آمده از کاوششهای باستان شناسی بر قدمت چندین هزار ساله هنر و صنعت سرامیک در این مرز و بوم گواهی می دهند. به طوری که در بررسی تاریخ تکامل صنعت سرامیک در جهان اذعان شده است که استفاده از چرخ کوزه گری در ایران به حدود هزاره پنجم و کاربرد لعاب به هزاره دوم قبل از میلاد باز میگردد.گرچه قرون ششم و هفتم هجری را دوره اوج شکوفایی و عصر طلایی هنر و صنعت سرامیک ا یران نامیده-اند اما تا قرن پس از آن و پیش از انقلاب صنعتی اروپا نیز شکوه و عظمت خود را حفظ کرد . این صنعت متاسفانه همچون دیگر صنایع در ایران نتوانست تولید انبوه صنعتی را به خوبی طی کند . به عنوان مثال پیش از آغاز به کار اولین کارخانه کاشی در سال 1339، تولید به صورت دستی انجام میگرفت و تعداد کارخانجات کاشی پیش از انقلاب از انگشتان یک دست تجاوز نمی کرد.سابقه تاریخی ذخائر مناسب مواد اولیه و همچنین توجه و همت دست اندرکاران این صنعت در دو دهه اخیر و به خصوص راه اندازی کارخانجات متعدد در چند سال گذشته، رشد چشمگیری در کمیت و کیفیت کاشی ایران بوجود آ ورده است به طوری که تولید امروز کاشی به مرز صد میلیون مترمربع نزدیک شده و روز به روز در حال افزایش میباشد. چنین پیشرفتهایی توجه بیش از پیش به منابع مطالعاتی و افزایش آگاهیهای علمی و تخصصی در این زمینه را میطلبد.
یکی از مهمترین مشخصات کاشی، مقاومت و استحکام آن در برابر ضربه، فشار، سایش و … است.
استحکام در سه حالت خام، خشک و پخت مورد بررسی قرار می گیرد. به طور کلی به بدنه کاشی بعد از پرس حالت خام، بعد از
خشککن حالت خشک و بعد از کوره حالت پخت گویند .استحکام کم کاشی ها در حالت خام، باعث شکستگی های فراوان در
محصولات تک پخت می گردد. استحکام کم باعث افزایش ضایعات خواهد شد در حالیکه میزان ضایعات نباید از
تجاوز کند. این عیب به دفعات زمانی مشاهده می شود که همگن کردن مواد خام به طور کامل انجام نگرفته باشد.استحکام کم کاشیها در حالت خشک، باعث ایجاد عیوب مختلف در فرآیندهای دو پخت و تک پخت گشته و استحکام کم در حالت پخت باعث خراب شدن فرآورده نهایی و شکایت مشتریان میگردد. منشا این عیب واکنش و زینتر شدن ضعیف سازندگان رس و نه سازندگان بدنه است که به علت تغییر درصد تشکیل دهن دگان بدنه یا تغییر و اختلاف در اندازه ذرات پدید می آید.در این قسمت، دو پارامتر موثر بر استحکام بدنه کاشی را شرح میدهیم:
( 1 رطوبت: تاثیر رطوبت بیشتر بر استحکام حالت خام و بعد از پرس است . در تمام مراحل، قبل از پرس میزان رطوبت خاک گرفته میشود. بهترین رنج میزان رطوبت % 4/3 _ 4/5 است.
درصورت عدم یکنواختی میزان رطوبت، پرس با مشکل روبرو شده و اولین اثر آن، تمایل به حالت ورقه ورقه و پوسته پوسته شدن است. رطوبت بیش از اندازه باعث چسبیدن پودر به قالب شده و اپراتور پرس باید مکررا قالب را تمیز کند و رطوبت کم پودرها، پرس را مشکل، بدنه خام را ورقه ورقه و خروج از قالب را سخت میکند.
( 2 دانه بندی: میزان دانه بندی، ارتباط نزدیکی با استحکام خام و دو استحکام دیگر دارد، زیرا که با کاهش استحکام خام، استحکام خشک و پخت نیز کاهش می یابد. واضح است که هر چه فضاهای خالی بین ذرا ت کمتر باشد، استحکام بهتری خواهیم داشت.
-2روش تحقیق
قبل از هر آزمایشی، لازم است که با مواد اولیه و درصد وزنی آنها آشنا شویم، زیرا که در دیگر کارخانه ها ممکن است از این مواد و با این درصد وزنیها استفاده نشود، پس بدیهی است که نتایج این پروژه، مخصوص مواد اولیه نام برده در جدول زیر بوده و لزوما با نتایج دیگر آزمایشات مشابه که دارای مواد اولیه دیگری هستند ممکن است منطبق نباشد و وجود تغییرات اجتناب ناپذیر است.
جدول(:(1 فرمولاسیون خاک مصرفی در پروژه
مواد اولیه درصد وزنی توضیحات
سیلیس 5/5 % _
کوار 10 % _
فلدسپار 21 % _
GBB 13 % کائولن گناباد
زیتون 10 % بالکلی آباده
SP 400 40/5 % بالکلی
:2.1 آشنایی با اصطلاحات
دانه بندی درشت: ذرات300 μm+420 μm+600 μm
دانه بندی ریز: ذرات Pan+125 μm+180 μm+250 μm
نمونه شاهد: نمونههای مصرفی کارخانه که به صورت اتفاقی از پشت پرس برداشته شده.
نمونه دستی: نمونههایی که مشها توسط ترازوی دیجیتال و به صورت دستی توزین شده.
حالت خام: حالت بیسکویتها پس از پرس را حالت خام گویند.
حالت خشک: بیسکویتها پس از پرس به مدت یک ساعت درون خشک کن قرار میگیرد. دمای خشککن حدود 150oC است. به حالت بیسکویتهای خارج شده از خشککن، حالت خشک گویند.
حالت پخت: تعدادی از بیسکویتها به مدت 30 دقیقه درون خشککن قرار میگیرند و سپس به مدت50 دقیقه درون کوره پخته میشوند. به حالت خارج شده از کوره حالت پخت گویند.
درصد انقباض:
درصد انبساط:
درصد جذب آب:
توجه: زمانهای ذکر شده فقط برای حالت آزمایشگاهی است و با زمانهای صنعتی تفاوت دارد.
:2.2آشنایی با جدول دانه بندی
(نوجه:علامت های سوال که در جداول قرار دارد به دلیل خطای انسانی بوده که عددی حاصل نشده است)
جدول(:(2دانه بندی ذرات
که:
= 1 درصد وزنی دانه بندی درشت در کل نمونه
= 2 درصد وزنی دانه بندی ریز در کل نمونه
= 3 درصد وزنی ذرات 600μm در دانه بندی درشت
= 4 درصد وزنی ذرات 420μm در دانه بندی درشت
= 5 درصد وزنی ذرات 300μm در دانه بندی درشت
= 6 وزن کل نمونه
:3 بررسی و نتیجه گیری:
در آزمایشهای شماره 1 و 2 و 3، سه نمونه مصرفی کارخانه که سعی شده است از نظر درصد وزنی دانه بندی درشت متفاوت باشند بررسی کردهایم. در همین سه آزمایش، شاهد تفاوت های چشمگیری هستیم. بهترین راهنما همین نمونههای شاهد هستند، زیرا که این نمونه ها به علت اتفاقی بررسی شد نشان در روزهای مختلف، دارای دانه بندی متفاوت و واقعی بوده، همچنین بررسی اطلاعات آنها دید وسیعی را برای ادامه پروژه به ما میدهد.
:.3.1 بررسی مقاومت خمشی و تغییرات فیزیکی نمونه
حالت خام : نمونه 1 و 2 و3
حالت خشک : نمونه 4 و 5 و 6
حالت پخت : نمونه 7 و 8
3.2بررسی مقاومت خمشی و تغییرات فیزیکی نمونه
حالت خام : نمونه 1 و 2 و3 حالت خشک : نمونه 4 و 5 و 6 حالت پخت : نمونه 7 و 8 و 9
