بخشی از مقاله
چکیده
در این پژوهش، با استفاده از مواد اولیه داخلی کائولن، آلومینات سیلیسیم و سیلیکات سدیم ملات هواگیر تهیه و بررسیها و آزمایشهاي استحکام شکست پیوند، چگالی، درصد تخلخل و جذب آب و همچنین، دیرگدازي در دماهاي مختلف بر روي ملات انجام گرفت. نتایج استحکام شکست پیونددر دو حالت سرد و گرم نشان داد که استحکام ملات تهیه شده بالاتر از مقدار میانگین استاندارد است. همچنین، اندازهگیريهاي درصد تخلخل و جذب آب مشخص کرد که با افزایش دما، به علت خروج چسب از ملات، درصد تخلخل و جذب آب به ترتیب تا 47و %40 افزایش مییابد. علاوه بر این، هیچگونه ذوبی در نمونههاي ملات قرار گرفته در کوره مشاهده نگردید که بیانگر دیرگدازي بالاي ملات تهیه شده بود. در نهایت، سطح شکست آجرها آشکار کرد که آجرها در دماهاي مختلف از سطح ملات دچار شکست شدهاند.
واژگان کلیدي: ملات هواگیر، استحکام شکست پیوند، خواص، دیرگدازي.
-1 مقدمه
ملات دیرگداز به عنوان یک چسب در پیوند و اتصال آجرها یا اشکال دیرگداز دیگر به وسیله ماله کشیدن یا غوطهور کردن تعریف میشود. این ملاتها باعث افزایش استحکام ساختار آجر میگردند. علاوه بر این، ملاتهاي دیرگداز از نشت گاز، نفوذ سرباره و فلز مذاب جلوگیري میکنند. ملاتها داراي خواص سودمند دیگري مانند مقاومت به خزش، مقاومت به قلیا و مونوکسید کربن نیز میباشند.از اینرو، مواد مورد استفاده در ملات باید به دقت آجر انتخاب گردد و باید با ترکیب آجر از لحاظ فیزیکی و شیمیایی سازگار باشد. ملات باید براي استفاده در شرایط ماله کشیدن و غوطهوري اقتصادي و مناسب باشد. همچنین، ملات باید از نظر حرارتی پایدار و انقباض بیش از اندازه در حین خشک شدن و گرمکردن نداشته باشد. به علاوه، انبساط حرارتی ملات باید تقریبا با آجر و دیگر اجزاء مورد استفاده براي اتصال یکسان باشد. البته باید توجه گردد که در ساختارهاي دیرگداز که در معرض سیکلها و دورههاي گرمایش و سرمایش قرار میگیرند ساختار مطلوب براي ملات تشکیل یک پیوند قوي نمیباشد .[9-1]چهار خصوصیت و ویژگی اصلی که براي ملاتهاي دیرگداز لازم و ضروري میباشد به قرار زیر است:
-1 کارپذیري مناسب و زمان سخت و سفت شدن منطقی و معقول
-2 حفظ دیرگدازي لازم و ضروري
-3 جلوگیري از جدایش آجرها و ترك در حین خشک شدن و گرمایش
-4 حفظ استحکام اتصال خوب تحت شرایط عملکردي به گونهاي که ساختار آجرکاري کاملا بسته و بدون نشت بماند.
خصوصیات و ویژگی ملاتها معمولا به وسیله نوع گیرش مشخص میگردد. براین اساس ملاتهاي دیرگداز سه دسته کلی ملاتهاي گرماگیر، هواگیر و هیدرولیکگیر طبقهبندي میشوند.ملاتهاي هواگیر شامل سه جزء اصلی سنگدانه، پلاستیسایزر - رس - و چسب میباشند.انبساط حرارتی سنگدانهها باید با آجر یکسان باشد و هیچ واکنش غیرطبیعی بین سنگدانه و آجر رخ ندهد. کیانیت و اندالوزیت موادي هستند که بعضی اوقات براي تنظیم انبساط حرارتی به ملاتها اضافه میگردند. سنگدانهها باید داراي 60 تا %80 وزنی ذرات زیر 75 میکرون باشند. در آجرهاي مورد استفاده در کورههاي کک که نیاز به ضخامت 4 تا 6 میلیمتر ملات میباشد اندازه ذرات اگریگیتهاي کمتر از 75 میکرون، اغلب در حدود %55-40 وزنی میباشد.پلاستیسایزر موجب کارپذیري بهتر ملات و در نتیجه، پخششدگی آسان ملات به وسیله ماله کشیدن میگردد.
اگر عامل کارپذیري یک ملات مناسب نباشد نصب یکنواختی از آجرها حاصل نمیشود. براي بهبود کارایی و کارپذیري یک ملات، کانیهاي رسی مانند بنتونیت به سیستم اضافه میگردند که بعضی اوقات این کانیهاي رسی موجب بهبود استحکام بعد از پختن نیز میشوند. در مورد ملاتهاي هواگیر، مقدار رس افزوده شده عموما کم میباشد.چسبها نقش مهمی را در ملاتهاي هواگیر ایفا میکنند و باعث بهبود استحکام در دماي اتاق، حفظ آن تا دماهاي بالا و تامین پیوند بین آجرها میگردند. ملاتهاي هواگیر بسته به نوع چسب مصرفی، به خشک و تر تقسیمبندي میشوند. یکی از معایب اصلی استفاده از ملاتهاي خشک، ناپایداري سیلیکات سدیم به عنوان چسب در هنگام قرارگیري در معرض هواست که موجب تبدیل سودا به کربنات سدیم میگردد. بدین دلیل، پیوند مفید سیلیکات به شدت از بین میرود و یک ملات هواگیر با استحکام پایین تشکیل میگردد.
-2 فعالیتهاي تجربی
در این پژوهش، نمونهاي از ملات هواگیر با به کارگیري مواد اولیه داخلی تهیه گردید که خواص مهم این ملات از جمله استحکام، دیرگدازي، چگالی، تخلخل و ... مورد بررسی قرار گرفت.
-1-2 ساخت نمونه
در این تحقیق، سه ماده اولیه کائولن، آلومینات سیلیسیم و سیلیکات سدیم انتخاب گردید که مشخصات مواد اولیه در جداول 1 و 2 آورده شده است.در مرحله اول، مقدار کائولن محاسبه و سپس، مقدار آلومینات سیلیسیم نیز محاسبه گردید و در نهایت کمبود سیلیکا و سدیم با سیلیکات سدیم مناسب جبران گردید. ترکیب نهایی محاسبه شده در جدول 3 آورده شده است.با توجه به ترکیب محاسبه شده در جدول 3، در ابتدا آلومینات سیلیسیم در دماي 1100œC کلسینه و سپس، با کائولن مخلوط میشود در نهایت مواد پودري در دستگاه هوبارت ریخته و سپس، سیلیکات سدیم تهیه شده به آن افزوده میشود و ترکیب نهایی به مدت 5 دقیقه در دستگاه مخلوط میشود تا ملاتی هموژن تهیه گردد.
-2-2 استحکام شکست پیوند ملات
براي اندازهگیري استحکام شکست سرد و گرم ملاتهاي دیرگداز، از استاندارد ASTM F1097استفاده شد. بر طبق این استاندارد، ابتدا آجرهاي مورد استفاده با ابعاد 230×120×60 میلیمتر را از قسمت طول به دو قسمت مساوي برش داده و
