تحقیق کاشی و سرامیک

مقدمه

سفالگری از جمله باستانی ترین هنرهای بشری و در واقع سرمنشاء هنرتولید کاشی و سرامیک که نخستین آثار این هنر در ایران به حدود 10هزار سال قبل از میلاد می رسد که به صورت گل نپخته بوده و آثار اولینکوره های پخت سفال به حدود 6000 سال قبل از میلاد بر می گردد .کاشی وسرامیک از محصولات عمده خاک رس و سفال می باشند کاشی های سرامیکی سطوح مکان های بهداشتی در داخل منازل و همچنین بیماریستانهای را به صورت فراگیر در بر می گیرند امروزه به علت تنوع طرح و اندازه از آنها در سایر فضاهای عمومی و خصوصی استفاده می کنند و به علت تنوع در مقاوت لعاب در محیط های شیمیایی مختلف و فضاهایی مانند کارخانجات دارای محیط شیمیایی و یا آزمایشگاه ها ، کاشی تنها مصالح مورد مصرف می باشد . سرامیک ها ممکن است لعاب دار و یا بدون لعاب باشند . لعاب کاشی ها در انوع مختلف در دسترس هستند لعاب مات ، نیمه براق ، براق ، سفید یا رنگی وگلدار ، همچنین خشت کاشی نیز در ابعاد ، اشکال متنوع دارای سطحی صاف یا بر جسته ، زبر یا طرحدار می باشد که بر حسب مورد ومحل مصرف انتخاب می شوند . خشک کاشی را که به آن بسیکوئیت می گویند به کمک لعاب مورد نظر اندود می کنند و این لعاب به صورت گرد مخلوط شده در آب به صورت معلق ( سوسپانسیون ) می باشد اندود می کنند .خشت آماده شده وارد کوره پیش پخت و سپس کوره اصلی می شود و پس از پخت درجه بندی و بسته بندی می گردد . درجه بندی کاشی ها بر اساس کیفیت آن ، در ابعاد خشمک و لعاب کاری تعیین می گردد . کاشی باید دارای لبه های قائم ، ابعاد دقیق و لعاب یکنواخت و بدون پریدگی و خال باشد کاشی های لعابی با ضخامت 4 تا 12 میلیمتر بر حسب مکان مورد مصرف تهیه می گردند . نوعی از این کاشی ها که سطح زبر تری دارند منحصرا برای کف استفاده می شوند سرامیک های موزائیکی نیز نوعی از سرامیک ها هستند که از قطعاتی با شکل هندسی و کوچک که به صورت شبکه ای بر روی ورقه ای از کاغذ گراف مخصوص در کنار هم قرار گرفته اند ، تشکیل می شوند . این سرامیک ها روی بستری از ملات قرار می گیرند و پس از گرفتن ملات ، روی آن را با آب خیس می کنند تا کاغذ آن جدا شود وسپس با دوغاب دور آنها را پر می کنند . به طور کلی در مورد کاشی و سرامیک باید مندرجات استاندارد شماره 25 ایران رعایت شود .

بخش اول کاشی

  کاشی

کاشی به قطعه سنگی مصنوعی گفته می‌شود که طول و عرض آن مختلف بوده و ضخامت آن چند میلیمتر است، و یک روی آن دارای سطحی شیشه‌ای بوده و کاملاّ صاف و صیقلی می‌باشد.کاشی محصولات سفالین و سرامیکی است که در ساختمان کاربرد و اهمیت ویژه‌ای دارد مانند حمام‌ها، توالت‌ها، آشپزخانه‌ها و آب ریزگاه‌های عمومی و غیره[۱]. کاشی برای تزئینات داخل و خارج ساختمان و همچنین برای بهداشت و عایق رطوبت به کار می‌رود.

مواد تشکیل‌ دهنده

تعریف لعاب:

لعاب درنتیجه ذوب کردن مخلوطی ازسیلیکات ها دردمای مختلف به وجودمی آید. اتمهای بعضی ازاین موادمذاب که

گرانروی آنها نسبتا زیادبوده،یعنی اصطکاک داخلی آنهاشدیداست،درحین انجمادنمی تواند مجددا نظم کامل بگیرند،بطوریکه

امکان تشکیل جوانه بلور نمی یابند ودراین صورت همان حالت شیشه ای (بی شکل) خودراحفظ می کنند.تفاوت بین بلورها

وشیشه ها،درچگونگی تشکیل شبکه فضایی آنهاست.یونهای موادبلوری،تشکیل شبکه فضایی منظم بلوری می دهد،درصورتیکه

درشیشه (لعاب) این یونها نظم کافی حاصل نمی کندودرنتیجه شبکه ای نامنظم تشکیل می دهد.

لعاب پوشش شیشه ای است که به منظورایجادویژگیهایی ازقبیل:زیبایی،نفوذپذیری دربرابررطوبت و…. درسطح بدنه های

سرامیکی ومورداستفاده قرارمی گیرد.لعابها دارای ویژگیهای مهم زیرمی باشند.

1-     لعابهادرمقابل موادشیمیایی باPH اسیدی وقلیایی مقاوم هستند.

2-     وجودلعاب،مقاومت به خراشیدگی سرامیکها راافزایش می دهد.

3-     لعابها،مقاومت گرمایی نسبتا مناسبی دارند.

فریت

فریت بخش بزرگی ازهرسری مخلوط لعاب راتشکیل می دهد.فریت معمولا یک ترکیب سرامیکی است که پس ازذوب،سردشده وبه تکه های شیشه ای تبدیل می گردد.

لعاب فریت شده بهترازلعاب خام قابل استفاده است و  درنتیجه با دقت بیشتری می شودآن رابرای ظروف طراحی کرد.چون لعاب فریت شده،مقدارزیادی ازگازهای نامطلوبی که بعضی ازمواداولیه درموقع پخت آزاد می کند،بوسیله پیش ازذوب خارج کرده است،ایجادحباب نکرده وبرروی بیسکویت سرامیک،ناصافی ایجاد نمی کند.همچنین عمل فریت کردن باعث کاهش انقباض لعاب درهنگام خشک شدن می شود.

تولید لعاب فریت معمولا به دوروش رایج انجام می شود:

1-     Batching.

2-     Continuous.

درروش نخست مواداولیه درداخل کوره دوارریخته وباحرارت معادل 1500درجه سانتیگراد طی چهارساعت ذوب می شود.درطی این زمان کوره هرچندمرتبه خلاف ویا جهت عقربه های ساعت چرخیده می شود تاعمل اختلاط به خوبی صورت گیردمجرای ورودی وخروجی یکی بوده وموادمذاب ازهمان مجرای ورودی مواداولیه تخلیه می شود.

این کوره ها نیازبه کنترل چندانی ندارند.مهمترین فاکتورکنترل کننده دراین کوره ها،دما          می باشد.که توسط دوربین پیرومترصورت می گیرد.

درروش پیوسته،باتوجه به اهمیت کوره،کلیه فرآیندهای تولیدازمرحله انبارومواداولیه درسیلوتا تولیدنهایی بصورت تمام اتوماتیک انجام شد.می توان ازاتاق کنترل،کلیه فرآیندها رادرنظرگرفت. خصوصیت این کوره ها،جریان مداوم وپیوسته مواداولیه طبق وزن لازم وخروج مداوم مذاب ازاین کوره می باشد.درنتیجه نیازتجهیزات وکنترلهایی داریم که بتواند چنین فرآیندی راهدایت ومهیا نماید.

به طورکلی می توان این روش ساخت رابه 4مرحله تقسیم نمود:

الف – انبارمواداولیه

ب- مخلوط کردن و آماده فرمول فریت (میکسر).

ج- گداخت مواداولیه برای تولیدفریت(کوره ذوب).

د- خنک کردن مذاب وبسته بندی.

الف) انبارمواداولیه

درچنین کارخانه ای انباررامی توان دونوع درنظرگرفت.

الف- انبارطولانی مدت: برای نگهداری مواداولیه بیش ازیک ماه می باشد.

ب- انبارموقت: سیلوها که برای نگهداری مواداولیه درهنگام فرآیندپخت مورداستفاده قرارمی گیرد.

دراین بخش،هدف انتقال مواداولیه به سیلوها،ابتدای خط تولید فریت می باشد.مواداولیه ای که وارد کارخانه می شودمی توانندبصورت فله یابسته بندی انبارشوند،ولیکن رطوبت نسبی انبارمواداولیه نباید از5/0% تجاوزکند.موادفله ای نیازبه عملیات خاصی قبل ازانتقال ندارد،ولی موادداخل بسته بندی کیسه بایدخارج شوند.این کارمی توانددستی ویاتوسط ماشین مخصوص صورت گیرد.

سیستم انتقال به داخل سیلوها معمولا توسط هوای فشرده انجام می شود.همچنین قبل ازورود مواداولیه به سیلوها می توان،غربالهای خاصی راجهت کنترل بهتردانه بندی مواداولیه درنظرگرفت.

سیلوها انباره های ذخیره مواداولیه جامدمی باشندکه فلزی می باشند.هرسیلو می تواندشامل تجهیزات همزن الکترومکانیکی،(auger)، دریچه های تخلیه مکانیکی ونیوماتیکی نازل خروجی هوا وابزارآلات دقیق وابسته نظیرسطح سنج(Level gage)باشد.ظرفیت سیلوها باید طوری انتخاب شودکه جریان یکنواخت مواداولیه دچاراختلال نشودوروندتولیددچارنقص نگردد.معمولا ظرفیت سیلوهارا2برابر ظرفیت تولیدی روزانه درنظرمی گیرند.

انواع مختلف آزمایش های لعاب:

تنشهای به وجود آمده دربدنه ولعاب دلیل وعیب اصلی برای پیدایش ترک وبریدگی لعاب است.بخشی ازنقص هادرموقع پخت یاسردشدن قطعات وقسمت دیگرآن درطی زمان وپس ازانبارکردن یابعدازاینکه بدست مصرف کننده می رسدخودرا ظاهرمی کند.

بطورکلی برای پیش گیری ازنقص ها یا تشخیص نوع عیب های به وجودآمده بایدآزمایشهایی برروی موادخام ایجادبگیردکه درزیرمهمترین آنها به طوراختصارآورده می شود.