علم سرامیک

ساختارهاي کريستالي آلومينا

خوانندة عزيزي به نام «آرام آلون» در ايميلي از فازهاي آلومينا پرسيده بودند. در زير پاسخ کوتاه به اين پرسش ايشان را همراه با منابع معتبر علمي مطالعه خواهيد کرد.

 

ساختارهاي کريستالي آلومينا

 

 

کوراندوم (corundum) متداول ترين شکل آلوميناي بلوري است. هنگامي که عناصرِ جزئي آن را قرمز رنگ کنند، به نام ياقوت سرخ (رابي يا Ruby) ناميده مي شود؛ اما همة شکل هاي رنگي ديگر به نام ياقوت کبود (سافير يا Sapphire) شناخته مي شوند. کوراندوم شبکة براوه سه شيـبي (Trigonal Bravais lattice) با گروه فضائي R-3c (شمارة 167 در جداول بين المللي) دارد. ياختة يکه (primitive cell) شامل دو واحد فرموليِ آلومينيوم اکسيد است. يون هاي اکسيژن تقريباً يک ساختار تنگ چيده شدة شش گوش (hexagonal close-packed structure) را مي سازند که دو سوم مکانهاي هشت وجهي را يونهاي آلومينيوم پر مي کنند.

 

 

 

ساختار بلوری کوراندوم

 

 

 

ساختار بلوری سافير

 

 

آلومينا به صورت فازهاي ديگر يعني η ، χ ، γ ، δ و الوميناي تتا (θ) نيز وجود دارد (بر اين نشانه کليک کنيد). هر کدام از آنها ساختار بلوري و خواص منحصر به فرد دارند. ثابت شده است آنچه آلوميناي بتا (β) خوانده ميشد، از ترکيب NaAl₁₁O₁₇ برخوردار است (بر اين نشانه کليک کنيد).

 

◄ منابع براي مطالعة بيشتر:

 

Sapphire از اين نشانه.

کوراندوم از اين نشانه.

آلومينا از اين نشانه.

واکنشهاي گرمائي کائولينيت و

محاسبة پرت حرارتي آن

 

 

دگرگونيهاي ساختاري کائولينيت

رس هاي از نوع کائولن مجموعه اي از دگرگوني هاي فازي را در هنگام عمليات حرارتي در هوا و در فشار اتمسفريک از خود نشان مي دهند.

دِهيدروکسيلاسيون گرماگير (Endothermic dehydroxylation) يا به بيان ديگر آب زدائي (dehydration) در گسترة دمائي ۶۰۰-۵۵۰ درجه سلسيوس آغاز مي شود تا متاکائولن نامنظم (Al₂Si₂O₇) را به وجود آورد. مشاهده شده است که از دست رفتنِ هيدروکسيل (-OH) تا دماي ۹۰۰˚C ادامه مي يابد و به اُگزولاسيون (oxolation) تدريجي متاکائولن نسبت داده مي شود (منبع شمارة 1 را ببينيد). به دليل عدم توافق تاريخي که در مورد طبيعتِ فاز متاکائولن وجود دارد، بررسي وسيع منجر به اين توافق عمومي شده است که متاکائولن آميختة ساده اي از سيليس بي ريخت (SiO₂ آمورف) و آلومينا (Al₂O₃) نيست؛ بلکه يک ساختار بي شکل پيچيده است که در نتيجة انباشتن لايه هاي شش گوش (هگزاگونال) خود، يک نظم با دامنة کمي بلندتر را برقرار مي دارد (منبع شمارة 1 را ببينيد).

2 Al₂Si₂O₅(OH)₄ → 2 Al₂Si₂O₇ + 4 H₂O

 

گرم کردن بـيـشتر تا ˚C ۹۵۰-۹۲۵متـاکـائولن را به يک اسپـينل آلـومينيوم-سيليسيوم ناقص (Si₃Al₄O₁₂) تبديل مي کند که گاهي اوقات نيز به عنوان يک ساختار نوع آلوميناي گاما به آن اشاره مي شود.

2 Al₂Si₂O₇ → Si₃Al₄O₁₂ + SiO₂

 

بر اثر تکليس (کلسيناسيون) تا حدود ˚C ۱۰۵۰ فاز اسپينل (Si₃Al₄O₁₂) جوانه مي زند و مطابق واکنش زير به مولايت (mullite, 3Al₂O₃·2SiO₂) و کريستوباليت بسيار بلوري (SiO₂) استحاله مي يابد:

3 Si₃Al₄O₁₂ → 2 Si₂Al₆O₁₃ + 5 SiO₂

 

 

 

پرت حرارتي کائولينيت خالص چه قدر است؟

ساختار کائولينيت را مي توان به صورت Al₂Si₂O₅(OH)₄ يا Al₂O₃∙2SiO₂∙2H₂O با جرم مولي ۱۴/۲۱۰ gr/mol نشان داد. بر اثر گرما دادن تا ˚C ۶۰۰ آب شيميائي (پيوندي و نه آب فيزيکي يا آزاد که به آساني بر اثر تبخير خارج مي شود و در فرمول شيميائي در نظر گرفته نمي شود) به صورت دو مولکول آب (با جرمي حدود gr ۳۶) خارج مي شود و متاکائولن نامنظم تشکيل مي گردد. چون کائولينيت ترکيب ديگري در ساختار خود ندارد تا با از دست دادنِ آن کاهش وزن پيدا کند، پس پرت حرارتي (Loss of ignition, L.O.I.) کائولينيت خالص برابر خواهد بود با:

13/17 = 100 × (14/210 / (14/174 – 14/210) = L.O.I. _{Pure Kaolinite}

 

بنابراين، هر چه پرت حرارتيِ يک مادة معدني رسي بالاتر باشد و تا دماي حدود ˚C ۱۲۵۰پديدة انبساط (به جاي انقباض در اثر پخت) رخ دهد، محتواي کائولينيت آن مادة اوليه بالاتر است؛ به شرطي که کربناتها و سولفاتها در آن حضور نداشته باشند.

منابع:

1) Kaolinite

۲) Mullite

۳) Clay structures

سديم سيليکات

و کاربرد آن به عنوان روان ساز در صنعت کاشي و سراميک

بخش نخست: آشنائي و روش توليد « سديم سيليکات »

 

 « سديم سيليکات » نام عمومي ترکيب سديم متا سيليکات يا Na₂SiO₃ است و هم چنين به نامـهاي «آب شيشه» يا «شيشـة مايع» نيز شنـاختـه شده است و مي تـوان فرمول آن را به شکل Na₂O∙SiO₂ نيز نشان داد. به صورت محلول آبي و جامد در دسترس است و در صنايع سيمان، حفاظتِ غير فعال آتش (Passive fire protection)، ديرگدازها، نساجي، فرآوري الوار و اتومبيلها به کار مي رود.

 روش توليد

 سديم سيليکاتهاي محلول (يا آب شيشه) محلولهاي آب و شيشه هاي محلول هستند که از نسبتهاي متغير Na₂CO₃ و SiO₂ ساخته مي شوند. سديم سيليکات از سه جزء سازنده تشکيل شده است:

سيليس          جزء سازندة اصلي؛

قليا               سديم اکسيد و

آب               تعيين کنندة خواص ترکيب هاي آب دار و بي آب.

  گام نخست: توليد ساچمه (خرده شيشه)

 در دماي ˚C1200-1100 سديم کربنات و سيليکون دي اکسيد (از شن) در حالت گداخته واکنش مي دهند تا شيشة جامد بي شکلي (آمورف) به نام «سديم سيليکات» تشکيل شود که ساچمه ناميده مي شود و در واقع مخلوطي از SiO₂ و Na₂O است. کربن دي اکسيد نيز در اين واکنش آزاد مي گردد.

 Na₂CO₃ + SiO₂ → Na₂SiO₃ + CO₂

 

 گام دوم: تبديل به آبِ شيشه

 ساچمه به داخل واکنشگر (reactor) تغذيه و با آب مخلوط و بخار داده مي شود تا محيط پر فشاري را ايجاد نمايد که ساچمه ها را حل کند. اين محلول «آب شيشه» يا water glass ناميده مي شود. بخار و آب فرآيند به طور پيوسته به داخل واکنشگر تغذيه مي شود تا فشار ايجاد کند و ساچمه ها شروع به حل شدن کنند. آبِ شيشة توليد شده در داخل بشکه ها و تانکرها ذخيره سازي و به مقصد مصرف کننده ارسال مي گردد.

 

 گام سوم: تغيـير Ratio

 سديم سيليکات محلول به يک مخزن واسطه انـتـقال داده مي شود تا خـنک شود و سپـس به انبار منـتـقل مي شود. در اين جا مي توان سديم هيـدروکسيـد جامد (NaOH) را به محلول اضافه کرد تا سديم سيليکاتهاي محلول با Ratio هاي کمتر توليد شود. بسته به نسبت SiO₂/Na₂O خواص آب شيشه تغيـير مي کند و پيش از ارسال آن از کارخانه مي توان با افزودن NaOH و هم چنين مقداري سديم سيليکات محلول آن را تغيـير داد.

 

 

 

 

 

 

بلورهاي جامد سديم سيليکات

 

شماي اين فرآيند در شکل زير آورده شده است:

 

 

سديم سيليکات بي آب (anhydrous) شاملِ يک زنجيرة آنيوني پليمري است که چهار وجهي هاي {SiO₄} (و نه يون SiO₃^2- گسسته) در گوشه ها به اشتراک گذاشته شده اند. علاوه بر شکـل بي آب، تعدادي شکل آب دار (هيدراته) با فرمول Na₂SiO₃∙nH₂O (وقتي n برابر است با 5، 6، 7، 8 و 9) نيز وجود دارد که شـامل آنيون گسستة تـقريـباً چهار وجـهي SiO₂(OH)₂^2- با آب هيدراسيون (آب پوشي) مي باشد. براي نمونه، سديم سيليکات پنتا هيدرات (Na₂SiO₃∙5H₂O) که به صورت تـجـاري در دستـرس است، به صـورت Na₂SiO₂(OH)₂∙4H₂O و نوناهيدرات Na₂SiO₃∙9H₂O به صورت Na₂SiO₂(OH)₂∙8H₂O فرمول بندي مي شوند.

 بخش دوم: خواص و ويژگي هاي « سديم سيليکات »

  خواص

 سديم سيليکات پودر سفيد رنگي است که به آساني در آب حل مي شود و محلولي قليائي به وجـود مي آورد. ايـن يکي از ترکيـباتي است که شامل سديم اورتـوسيليکات (Na₄SiO₄)، سديم پيروسيليکات (Na₆Si₂O₇) و ديگر ترکيبات مي شود. همة آنها شيشه اي (glassy)، بي رنگ و قابل حل در آب هستند. سديم سيليکات در محلولهاي خنـثي و قليائي پايدار است. در محلولهاي اسيدي، يون سليکات با يونهاي هيدروژن واکنش مي دهد تا «سيليسيک اسيد» را تشکيل دهد که وقتي گرم شود، «سيليکا ژل» را که ماده اي سخت و شيشه اي است، به وجود مي آورد.

 

يادآوري: محيط اسيدي، خنـثي و بازي (قليائي) را با توجه به عدد pH به صورت زير تقسيم مي کنند:

 

 

 

 

نسبت «سيليس به سودا» يا Ratio

 

يکي از مشخصه هاي مهم در تعيين کاربرد انواع «سديم سيليکات» در صنايع مختلف، نسبت سيليس به سودا (يا Ratio) است. اين نسبت را به صورت زير مي توان نوشت:

 

Ratio = SiO₂ / Na₂O

 

 

با توجه به موارد مصرف مي توان سه محدوده براي آن تعريف کرد:

 

 

 

◄ مرجع: سايت شرکت «پارس زئولايت» www.parszeolite.com

 

 

هر چه نسبت Ratio بالاتر باشد، دانسيته (جرم حجمي) سديم سيليکات نيز بالاتر خواهد بود. براي مثال، دانسيتة يک نمونه سديم سيليکات صنعتي با 1/2-9/1=Ratio برابر است با gr/cc ۴۵/۱-۳۵/۱.

 

 

در منبعي ديگر (از اين نشانه) دو محدوده براي Ratio تعريف شده است:

 

 5/2 – 3/2          Low Ratio

5/3 – 3/3          High Ratio

 

 در همين منبـع خـواص درجه هاي مختـلف صنـعتي «سديـم سيليکات» توليدي يکي از شرکتها (MS Jain Group) (http://www.kiranglobal.com) به صورت جدول زير قيد شده است:

 

 

 

◄ منبع: سايت شرکت MS Jain Group .

 

 

 

جدول زير که برگرفته از ويکيـپدياي انگليسي است، خواص فيزيکي و ترموشيميائي سديم سيليکات را خلاصه کرده است:

 

 

 

 

◄ منبع: ويکيپدياي انگليسي (از اين نشانه)  www.en.wikipedia.org/wiki/Sodium_silicate

 

 

منابع براي مطالعة بيشتر:

 

الف) منابع فارسي:

http://sodium-silicate.blogfa.com/

 

براي مطالعة روشهاي خشک و تر براي توليد سديم سيليکات (مقاله با فرمت PDF) بر اين «نشانه» کليک کنيد.

 

ب) منابع انگليسي:

 

ساخت «سديم سيليکات» با فرمت PDF از اين نشانه.

 

ويدئوي ساخت «سديم سيليکات» از اين نشانه.

 

ويدئو با عنوان «باغي از بلور، نمکهاي سيليکاتي» از اين نشانه.

سديم سيليکات

و کاربرد آن به عنوان روان ساز در صنعت کاشي و سراميک

بخش نخست: آشنائي و روش توليد « سديم سيليکات »

 

 « سديم سيليکات » نام عمومي ترکيب سديم متا سيليکات يا Na₂SiO₃ است و هم چنين به نامـهاي «آب شيشه» يا «شيشـة مايع» نيز شنـاختـه شده است و مي تـوان فرمول آن را به شکل Na₂O∙SiO₂ نيز نشان داد. به صورت محلول آبي و جامد در دسترس است و در صنايع سيمان، حفاظتِ غير فعال آتش (Passive fire protection)، ديرگدازها، نساجي، فرآوري الوار و اتومبيلها به کار مي رود.

 روش توليد

 سديم سيليکاتهاي محلول (يا آب شيشه) محلولهاي آب و شيشه هاي محلول هستند که از نسبتهاي متغير Na₂CO₃ و SiO₂ ساخته مي شوند. سديم سيليکات از سه جزء سازنده تشکيل شده است:

سيليس          جزء سازندة اصلي؛

قليا               سديم اکسيد و

آب               تعيين کنندة خواص ترکيب هاي آب دار و بي آب.

  گام نخست: توليد ساچمه (خرده شيشه)

 در دماي ˚C1200-1100 سديم کربنات و سيليکون دي اکسيد (از شن) در حالت گداخته واکنش مي دهند تا شيشة جامد بي شکلي (آمورف) به نام «سديم سيليکات» تشکيل شود که ساچمه ناميده مي شود و در واقع مخلوطي از SiO₂ و Na₂O است. کربن دي اکسيد نيز در اين واکنش آزاد مي گردد.

 Na₂CO₃ + SiO₂ → Na₂SiO₃ + CO₂

 

 گام دوم: تبديل به آبِ شيشه

 ساچمه به داخل واکنشگر (reactor) تغذيه و با آب مخلوط و بخار داده مي شود تا محيط پر فشاري را ايجاد نمايد که ساچمه ها را حل کند. اين محلول «آب شيشه» يا water glass ناميده مي شود. بخار و آب فرآيند به طور پيوسته به داخل واکنشگر تغذيه مي شود تا فشار ايجاد کند و ساچمه ها شروع به حل شدن کنند. آبِ شيشة توليد شده در داخل بشکه ها و تانکرها ذخيره سازي و به مقصد مصرف کننده ارسال مي گردد.

 

 گام سوم: تغيـير Ratio

 سديم سيليکات محلول به يک مخزن واسطه انـتـقال داده مي شود تا خـنک شود و سپـس به انبار منـتـقل مي شود. در اين جا مي توان سديم هيـدروکسيـد جامد (NaOH) را به محلول اضافه کرد تا سديم سيليکاتهاي محلول با Ratio هاي کمتر توليد شود. بسته به نسبت SiO₂/Na₂O خواص آب شيشه تغيـير مي کند و پيش از ارسال آن از کارخانه مي توان با افزودن NaOH و هم چنين مقداري سديم سيليکات محلول آن را تغيـير داد.

 

 

 

 

 

 

بلورهاي جامد سديم سيليکات

 

شماي اين فرآيند در شکل زير آورده شده است:

 

 

سديم سيليکات بي آب (anhydrous) شاملِ يک زنجيرة آنيوني پليمري است که چهار وجهي هاي {SiO₄} (و نه يون SiO₃^2- گسسته) در گوشه ها به اشتراک گذاشته شده اند. علاوه بر شکـل بي آب، تعدادي شکل آب دار (هيدراته) با فرمول Na₂SiO₃∙nH₂O (وقتي n برابر است با 5، 6، 7، 8 و 9) نيز وجود دارد که شـامل آنيون گسستة تـقريـباً چهار وجـهي SiO₂(OH)₂^2- با آب هيدراسيون (آب پوشي) مي باشد. براي نمونه، سديم سيليکات پنتا هيدرات (Na₂SiO₃∙5H₂O) که به صورت تـجـاري در دستـرس است، به صـورت Na₂SiO₂(OH)₂∙4H₂O و نوناهيدرات Na₂SiO₃∙9H₂O به صورت Na₂SiO₂(OH)₂∙8H₂O فرمول بندي مي شوند.

 بخش دوم: خواص و ويژگي هاي « سديم سيليکات »

  خواص

 سديم سيليکات پودر سفيد رنگي است که به آساني در آب حل مي شود و محلولي قليائي به وجـود مي آورد. ايـن يکي از ترکيـباتي است که شامل سديم اورتـوسيليکات (Na₄SiO₄)، سديم پيروسيليکات (Na₆Si₂O₇) و ديگر ترکيبات مي شود. همة آنها شيشه اي (glassy)، بي رنگ و قابل حل در آب هستند. سديم سيليکات در محلولهاي خنـثي و قليائي پايدار است. در محلولهاي اسيدي، يون سليکات با يونهاي هيدروژن واکنش مي دهد تا «سيليسيک اسيد» را تشکيل دهد که وقتي گرم شود، «سيليکا ژل» را که ماده اي سخت و شيشه اي است، به وجود مي آورد.

 

يادآوري: محيط اسيدي، خنـثي و بازي (قليائي) را با توجه به عدد pH به صورت زير تقسيم مي کنند:

 

 

 

 

نسبت «سيليس به سودا» يا Ratio

 

يکي از مشخصه هاي مهم در تعيين کاربرد انواع «سديم سيليکات» در صنايع مختلف، نسبت سيليس به سودا (يا Ratio) است. اين نسبت را به صورت زير مي توان نوشت:

 

Ratio = SiO₂ / Na₂O

 

 

با توجه به موارد مصرف مي توان سه محدوده براي آن تعريف کرد:

 

 

 

◄ مرجع: سايت شرکت «پارس زئولايت» www.parszeolite.com

 

 

هر چه نسبت Ratio بالاتر باشد، دانسيته (جرم حجمي) سديم سيليکات نيز بالاتر خواهد بود. براي مثال، دانسيتة يک نمونه سديم سيليکات صنعتي با 1/2-9/1=Ratio برابر است با gr/cc ۴۵/۱-۳۵/۱.

 

 

در منبعي ديگر (از اين نشانه) دو محدوده براي Ratio تعريف شده است:

 

 5/2 – 3/2          Low Ratio

5/3 – 3/3          High Ratio

 

 در همين منبـع خـواص درجه هاي مختـلف صنـعتي «سديـم سيليکات» توليدي يکي از شرکتها (MS Jain Group) (http://www.kiranglobal.com) به صورت جدول زير قيد شده است:

 

 

 

◄ منبع: سايت شرکت MS Jain Group .

 

 

 

جدول زير که برگرفته از ويکيـپدياي انگليسي است، خواص فيزيکي و ترموشيميائي سديم سيليکات را خلاصه کرده است:

 

 

 

 

◄ منبع: ويکيپدياي انگليسي (از اين نشانه)  www.en.wikipedia.org/wiki/Sodium_silicate

 

 

منابع براي مطالعة بيشتر:

 

الف) منابع فارسي:

http://sodium-silicate.blogfa.com/

 

براي مطالعة روشهاي خشک و تر براي توليد سديم سيليکات (مقاله با فرمت PDF) بر اين «نشانه» کليک کنيد.

 

ب) منابع انگليسي:

 

ساخت «سديم سيليکات» با فرمت PDF از اين نشانه.

 

ويدئوي ساخت «سديم سيليکات» از اين نشانه.

 

ويدئو با عنوان «باغي از بلور، نمکهاي سيليکاتي» از اين نشانه.

سديم سيليکات

و کاربرد آن به عنوان روان ساز در صنعت کاشي و سراميک

 بخش دوم: خواص و ويژگي هاي « سديم سيليکات »

  خواص

 سديم سيليکات پودر سفيد رنگي است که به آساني در آب حل مي شود و محلولي قليائي به وجـود مي آورد. ايـن يکي از ترکيـباتي است که شامل سديم اورتـوسيليکات (Na₄SiO₄)، سديم پيروسيليکات (Na₆Si₂O₇) و ديگر ترکيبات مي شود. همة آنها شيشه اي (glassy)، بي رنگ و قابل حل در آب هستند. سديم سيليکات در محلولهاي خنـثي و قليائي پايدار است. در محلولهاي اسيدي، يون سليکات با يونهاي هيدروژن واکنش مي دهد تا «سيليسيک اسيد» را تشکيل دهد که وقتي گرم شود، «سيليکا ژل» را که ماده اي سخت و شيشه اي است، به وجود مي آورد.

 

يادآوري: محيط اسيدي، خنـثي و بازي (قليائي) را با توجه به عدد pH به صورت زير تقسيم مي کنند:

 

 

 

 

نسبت «سيليس به سودا» يا Ratio

 

يکي از مشخصه هاي مهم در تعيين کاربرد انواع «سديم سيليکات» در صنايع مختلف، نسبت سيليس به سودا (يا Ratio) است. اين نسبت را به صورت زير مي توان نوشت:

 

Ratio = SiO₂ / Na₂O

 

 

با توجه به موارد مصرف مي توان سه محدوده براي آن تعريف کرد:

 

 

 

◄ مرجع: سايت شرکت «پارس زئولايت» www.parszeolite.com

 

 

هر چه نسبت Ratio بالاتر باشد، دانسيته (جرم حجمي) سديم سيليکات نيز بالاتر خواهد بود. براي مثال، دانسيتة يک نمونه سديم سيليکات صنعتي با 1/2-9/1=Ratio برابر است با gr/cc ۴۵/۱-۳۵/۱.

 

 

در منبعي ديگر (از اين نشانه) دو محدوده براي Ratio تعريف شده است:

 

 

5/2 – 3/2          Low Ratio

5/3 – 3/3          High Ratio

 

 

در همين منبـع خـواص درجه هاي مختـلف صنـعتي «سديـم سيليکات» توليدي يکي از شرکتها (MS Jain Group) (http://www.kiranglobal.com) به صورت جدول زير قيد شده است:

 

 

 

◄ منبع: سايت شرکت MS Jain Group .

 

 

 

جدول زير که برگرفته از ويکيـپدياي انگليسي است، خواص فيزيکي و ترموشيميائي سديم سيليکات را خلاصه کرده است:

 

 

 

 

◄ منبع: ويکيپدياي انگليسي (از اين نشانه)  www.en.wikipedia.org/wiki/Sodium_silicate

 

 

منابع براي مطالعة بيشتر:

 

الف) منابع فارسي:

http://sodium-silicate.blogfa.com/

 

براي مطالعة روشهاي خشک و تر براي توليد سديم سيليکات (مقاله با فرمت PDF) بر اين «نشانه» کليک کنيد.

 

ب) منابع انگليسي:

 

ساخت «سديم سيليکات» با فرمت PDF از اين نشانه.

 

ويدئوي ساخت «سديم سيليکات» از اين نشانه.

 

ويدئو با عنوان «باغي از بلور، نمکهاي سيليکاتي» از اين نشانه.

با تکیه بر نحوه تشکیل سنگها

 از سایت www.stoneworkstileandmarble.com

مرمر (Marble)

مرمر سنگی دگرگونی (metamorphic) است که در طول میلیونها سال از گرمایش و خردایش سنگ آهک توسط زمین به وجود می آید. این فرآیند سبب تبلور سنگ میشود و بسیاری از کانیها به داخل آن جذب میشوند که باعث میشود مرمر به درجه بالائی از پرداخت سطحی و بازتابندگی نور برسد.

گرانیت (Granite)

گرانیت سنگی آذرین (igneous) است که از ماگمای سرد شده در زیر سطح زمین حاصل میشود. وقتی که کانیها به سنگ در حال سرد شدن اضافه میشوند، آرایه وسیعی از رنگها و بافتهای بلورین را به وجود می آورد. این نوع، سخت ترین سنگ مجموعه است و به خاطر دوام و حفظ زیبائی اش در کاربردهای سنگین به طور گسترده استفاده میشود.

سنگ آهک (Limestone)

سنگ آهک سنگی رسوبی (sedimentary) است که در طی میلیونها سال از باقیمانده های حیوانات مرده و معمولا از موجودات آبزی تشکیل میشود. زمین در نتیجه فشارهای عظیمی که بر سنگهای آهکی وارد میسازد، این بقایای غنی از کلسیم را خرد میکند.

تراورتن (Travertine)

تراورتن از سنگ آهکی که حرارت دیده و خرد شده و به شکل مرمر درآمده است، تشکیل میشود. سپس، شکسته شده و توسط آب از میان پوسته زمین به بالا می آید. تبخیر آب در سطح، رسوبهائی از بلور را در لایه ها بر جای میگذارد. جلوه قابل توجه تراورتن، سوراخهای کوچکی است که توسط آب ایجاد شده اند.

اسلیت (Slate)

اسلیت سنگ ریز خرد شده ای است که از شیل (سنگ رست یا shale) به دست می آید که آن هم خودش به واسطه گرما و فشار از بسترهای رسی به وجود می آید. اسلیت در لایه هائی وجود دارد که وقتی شکافته شوند، یک سطح ترک خورده طبیعی را آشکار میسازند. مشخصه های این نوع سنگ عبارتند از مقاومت در برابر رطوبت، سطح ترک خورده طبیعی و تنوعی وسیع در رنگ.

واکنشهاي گرمائي کائولينيت و

محاسبة پرت حرارتي آن

 

 

دگرگونيهاي ساختاري کائولينيت

رس هاي از نوع کائولن مجموعه اي از دگرگوني هاي فازي را در هنگام عمليات حرارتي در هوا و در فشار اتمسفريک از خود نشان مي دهند.

دِهيدروکسيلاسيون گرماگير (Endothermic dehydroxylation) يا به بيان ديگر آب زدائي (dehydration) در گسترة دمائي ۶۰۰-۵۵۰ درجه سلسيوس آغاز مي شود تا متاکائولن نامنظم (Al₂Si₂O₇) را به وجود آورد. مشاهده شده است که از دست رفتنِ هيدروکسيل (-OH) تا دماي ۹۰۰˚C ادامه مي يابد و به اُگزولاسيون (oxolation) تدريجي متاکائولن نسبت داده مي شود (منبع شمارة 1 را ببينيد). به دليل عدم توافق تاريخي که در مورد طبيعتِ فاز متاکائولن وجود دارد، بررسي وسيع منجر به اين توافق عمومي شده است که متاکائولن آميختة ساده اي از سيليس بي ريخت (SiO₂ آمورف) و آلومينا (Al₂O₃) نيست؛ بلکه يک ساختار بي شکل پيچيده است که در نتيجة انباشتن لايه هاي شش گوش (هگزاگونال) خود، يک نظم با دامنة کمي بلندتر را برقرار مي دارد (منبع شمارة 1 را ببينيد).

2 Al₂Si₂O₅(OH)₄ → 2 Al₂Si₂O₇ + 4 H₂O

 

گرم کردن بـيـشتر تا ˚C ۹۵۰-۹۲۵متـاکـائولن را به يک اسپـينل آلـومينيوم-سيليسيوم ناقص (Si₃Al₄O₁₂) تبديل مي کند که گاهي اوقات نيز به عنوان يک ساختار نوع آلوميناي گاما به آن اشاره مي شود.

2 Al₂Si₂O₇ → Si₃Al₄O₁₂ + SiO₂

 

بر اثر تکليس (کلسيناسيون) تا حدود ˚C ۱۰۵۰ فاز اسپينل (Si₃Al₄O₁₂) جوانه مي زند و مطابق واکنش زير به مولايت (mullite, 3Al₂O₃·2SiO₂) و کريستوباليت بسيار بلوري (SiO₂) استحاله مي يابد:

3 Si₃Al₄O₁₂ → 2 Si₂Al₆O₁₃ + 5 SiO₂

 

 

 

پرت حرارتي کائولينيت خالص چه قدر است؟

ساختار کائولينيت را مي توان به صورت Al₂Si₂O₅(OH)₄ يا Al₂O₃∙2SiO₂∙2H₂O با جرم مولي ۱۴/۲۱۰ gr/mol نشان داد. بر اثر گرما دادن تا ˚C ۶۰۰ آب شيميائي (پيوندي و نه آب فيزيکي يا آزاد که به آساني بر اثر تبخير خارج مي شود و در فرمول شيميائي در نظر گرفته نمي شود) به صورت دو مولکول آب (با جرمي حدود gr ۳۶) خارج مي شود و متاکائولن نامنظم تشکيل مي گردد. چون کائولينيت ترکيب ديگري در ساختار خود ندارد تا با از دست دادنِ آن کاهش وزن پيدا کند، پس پرت حرارتي (Loss of ignition, L.O.I.) کائولينيت خالص برابر خواهد بود با:

13/17 = 100 × (14/210 / (14/174 – 14/210) = L.O.I. _{Pure Kaolinite}

 

بنابراين، هر چه پرت حرارتيِ يک مادة معدني رسي بالاتر باشد و تا دماي حدود ˚C ۱۲۵۰پديدة انبساط (به جاي انقباض در اثر پخت) رخ دهد، محتواي کائولينيت آن مادة اوليه بالاتر است؛ به شرطي که کربناتها و سولفاتها در آن حضور نداشته باشند.

منابع:

1) Kaolinite

۲) Mullite

۳) Clay structures

سختي خراش (Mohs) چيست؟

 

 

 

اين آزمون که در سال 1822 توسط زمين شناس-کاني شناس معروف آلماني کارل فريدريخ کريستين موهس (Friedrich Mohs) (زادة 29 ژانويه 1773 در گِرنرود Gernrode آلمان – درگذشتة 29 سپتامبر 1839 در آگوردو Agordo ايتاليا) توسعه داده شد، مقاومت خراشي نسبي ده کاني متداول را مقايسه ميکند. اگر کاشي توسط يکي از کانيهاي اين ليست خراشيده شود، از آن کاني نرمتر است. کاشيها با آزمايش کردن آنها در مقابل کانيهائي که به طور فزاينده از يک (تالک) تا ده (الماس) سختـتر ميشوند، مورد ارزيابي قرار ميگيرند. جدول سختي خراش موهس همراه با کانيهاي متناظر با عدد سختي در شکل زير آورده شده است.

 

 

 

شيشه و چاقوي فولادي سختي 5/5 در مقياس موهس دارند که همراه با عدد سختي ناخن در جدول زير درج شده اند.

 

 

 

از آن جا که شن کوارتزي مقدار موهس برابر با هفت دارد، معمولاً کاشيهاي با درجة سختي هفت يا بالاتر براي کاربردهائي که مقاومت در برابر خاکهاي شني مورد نياز است، انتخاب ميشوند.

 

توجه داشته باشيد که مقاومت خراشي موهس با مقاومت سايشي ارتباط ندارد و گسترة يک تا ده خطي نيست. در واقع، بعضي کانيها بسته به جهتي که خراشيده ميشوند مقادير اندازه گيري شدة بسيار متفاوتي به دست ميدهند. بنابراين آزمون موهس يک نشانگر مفيد است اما ابزار تحليلي دقيقي نيست.

 

منابع:

 

1- http://www.tilemagonline.com

 

2- http://en.wikipedia.org/wiki/Friedrich_Mohs

خاک چيست؟

بخش نخست – تعريف ها، انواع و مشخصه هاي خاکها

 منبع: هندبوک فشردن خاک

 ترجمه: « ابوالفضل گروئي »

 «خاک» به صورت درجا تشکيل مي شود يا توسط نيروهاي طبيعي مانند يخچالها، باد، درياچه ها و رودخانه ها به صورت رسوبي يا شيميائي رسوب داده مي شود.

 انواع خاک و شرايط

 در بيشتر موارد، انواع خاک بر اساس « اندازة دانه » دسته بندي مي شوند که با گذراندنِ خاک از ميانِ مجموعه اي از الکها براي غربال کردن يا جداسازي اندازه هاي مختلفِ دانه تعيين مي گردد. خاکها با سامانة (سيستمِ) AASHTO (جامعة رسمي راهها و حمل و نقل آمريکا) در 15 گروه طبقه بندي مي شوند. خاکهائي که در طبيعت يافت مي شوند، تقريباً هميشه ترکيبي از انواع خاکها هستند. خاکي که خوب درجه بندي شده باشد (well-graded)، از گسترة وسيعي از اندازة ذرات تشکيل شده است که ذرات کوچکتر حفره هاي ميانِ ذرات بزرگ تر را پر مي کنند و اين يک ساختارِ چگال ايجاد مي کند که به خوبي متراکم مي شود.

 

سه گروه خاک اصلي وجود دارد:

 

■ چسباننده

 

■ دانه دانه

 

■ آلي (اين خاک براي متراکم کردن مناسب نيست و در اينجا در موردي آن بحث نخواهد شد).

 آزمون الک

 خاک هاي چسباننده

 خاکهاي چسباننده کوچکترين ذرات را دارند. رس، يک گسترة اندازة ذره از 00004/0 اينچ تا 002/0 اينچ (يک تا 50 ميکرون) دارد. سيلت (silt) گستره اي از 0002/0 اينچ تا 003/0 اينچ (پنج تا 75 ميکرون) دارد. رس در پر کردن پشته (خاکريز)ها استفاده مي شود و بسترهاي حوضي شکل (تالابي) را نگه مي دارد.

 

مشخصه ها

 

خاکهاي چسباننده متراکم هستند و با جاذبة مولکولي به طور محکم به يکديگر مي چسبند. وقتي مرطوب شوند، پلاستيک (خميري) هستند و مي توانند قالبگيري شوند اما وقتي خشک شوند، بسيار سخت مي گردند. مقدار آب مناسب که به خوبي توزيع شده باشد براي تراکم مناسب بحراني است. خاکهاي چسباننده معمولاً به نيروئي مانند ضربه يا فشار احتياج دارند. سيلت (silt) به طور قابل ملاحظه چسبندگي کمتري نسبت به رس دارد. به هر حال، سيلت خيلي به محتواي آب متکي است.

 

 

Sand - Gravel

 

خاکهاي دانه دانه

 

خاک هاي دانه دانه گستره اي از اندازة ذره از 003/0 اينچ تا 08/0 اينچ (75 ميکرون تا دو ميليمتر) را که ماسه (sand) ناميده مي شوند و نيز از 08/0 اينچ تا 0/1 اينچ (دو تا 25 ميليمتر – ماسة ريز تا متوسط) را در بر مي گيرند. خاک هاي دانه دانه براي خواص زهکشي آب (water-draining) شان شناخته شده اند.

 

مشخصه ها

 

شن و گراول ( gravel- ماسه) دانسيتة بيشينه را هم در حالتِ کاملاَ خشک و هم در حالت اشباع شده به دست مي آورند. منحني هاي آزمايشي نسبتاً هموارند به طوري دانسيته مي تواند بدون توجه به محتواي آب به دست آيد

هنرمندان و فن آورانی که با شیشه کار می کردند، به زودی دریافتند که مخلوطهای ساده گدازآورها و سیلیس شیشه می سازند. اگر این مخلوطها روی یک سطح شیئی رسی اعمال و به عنوان لعاب استفاده شوند، خوب کار نخواهند کرد. این مخلوطها بسیار ناگهانی ذوب خواهند شد و بسیار روان خواهند بود؛ به طوری که بیشتر مخلوط مذاب به شکل توده ای از شیشه روی بخش زیرین کوره و زیر ظرف جمع خواهد شد. در سرد کردن کوره، این تکه شیشه ای به شکل یک سطح ناهموار و خشک شروع به متبلور شدن یا «شیشه زدائی» (devitrifying) خواهد کرد.

با افزودن آلومینا به مذاب شیشه ای، لعابها پایدارتر و مفیدتر می شوند. با مقادیر اندک آلومینا، ماده ویسکوزتر می شود به طوری که در حالت مذاب خود آرامتر حرکت می کند. بنابراین، آلومینا شانس باقی ماندن مذاب روی شیئی رسی را بهبود می بخشد.

با افزودن آلومینا فرآیند تغییر از فاز جامد به مایع کند می شود و در گستره وسیع تری از دما انجام می پذیرد. این کار، لعاب را در چند صد درجه فراتر از دمائی ذوب می کند که همان مواد (منهای آلومینا) به طور عادی روی کالای رسی ذوب خواهند شد.

علاوه بر بـهـبـود دادن مذاب با اضافـه کردن ویسکـوزیـته و گستـره کارکـرد برای دماهای پخت آن، آلومینا نیز نقش بسیار مهمی را با مقاومت کردن در برابر شیشه زدائی (devitrification) یا تبلور در مرحله سرمایش لعاب ایفاء می نماید.

 

هنرمندان و فن آورانی که با شیشه کار می کردند، به زودی دریافتند که مخلوطهای ساده گدازآورها و سیلیس شیشه می سازند. اگر این مخلوطها روی یک سطح شیئی رسی اعمال و به عنوان لعاب استفاده شوند، خوب کار نخواهند کرد. این مخلوطها بسیار ناگهانی ذوب خواهند شد و بسیار روان خواهند بود؛ به طوری که بیشتر مخلوط مذاب به شکل توده ای از شیشه روی بخش زیرین کوره و زیر ظرف جمع خواهد شد. در سرد کردن کوره، این تکه شیشه ای به شکل یک سطح ناهموار و خشک شروع به متبلور شدن یا «شیشه زدائی» (devitrifying) خواهد کرد.

با افزودن آلومینا به مذاب شیشه ای، لعابها پایدارتر و مفیدتر می شوند. با مقادیر اندک آلومینا، ماده ویسکوزتر می شود به طوری که در حالت مذاب خود آرامتر حرکت می کند. بنابراین، آلومینا شانس باقی ماندن مذاب روی شیئی رسی را بهبود می بخشد.

با افزودن آلومینا فرآیند تغییر از فاز جامد به مایع کند می شود و در گستره وسیع تری از دما انجام می پذیرد. این کار، لعاب را در چند صد درجه فراتر از دمائی ذوب می کند که همان مواد (منهای آلومینا) به طور عادی روی کالای رسی ذوب خواهند شد.

علاوه بر بـهـبـود دادن مذاب با اضافـه کردن ویسکـوزیـته و گستـره کارکـرد برای دماهای پخت آن، آلومینا نیز نقش بسیار مهمی را با مقاومت کردن در برابر شیشه زدائی (devitrification) یا تبلور در مرحله سرمایش لعاب ایفاء می نماید.

 

هنرمندان و فن آورانی که با شیشه کار می کردند، به زودی دریافتند که مخلوطهای ساده گدازآورها و سیلیس شیشه می سازند. اگر این مخلوطها روی یک سطح شیئی رسی اعمال و به عنوان لعاب استفاده شوند، خوب کار نخواهند کرد. این مخلوطها بسیار ناگهانی ذوب خواهند شد و بسیار روان خواهند بود؛ به طوری که بیشتر مخلوط مذاب به شکل توده ای از شیشه روی بخش زیرین کوره و زیر ظرف جمع خواهد شد. در سرد کردن کوره، این تکه شیشه ای به شکل یک سطح ناهموار و خشک شروع به متبلور شدن یا «شیشه زدائی» (devitrifying) خواهد کرد.

با افزودن آلومینا به مذاب شیشه ای، لعابها پایدارتر و مفیدتر می شوند. با مقادیر اندک آلومینا، ماده ویسکوزتر می شود به طوری که در حالت مذاب خود آرامتر حرکت می کند. بنابراین، آلومینا شانس باقی ماندن مذاب روی شیئی رسی را بهبود می بخشد.

با افزودن آلومینا فرآیند تغییر از فاز جامد به مایع کند می شود و در گستره وسیع تری از دما انجام می پذیرد. این کار، لعاب را در چند صد درجه فراتر از دمائی ذوب می کند که همان مواد (منهای آلومینا) به طور عادی روی کالای رسی ذوب خواهند شد.

 * نرمی یا سختی سطح: آلومینا به لعابها کمک می کند تا سخت و بادوام شوند. از آنجا که وقتی میزان آلومینا در بیشتر لعابها افزایش می یابد، دمای پخت نیز بالا می رود، می توانیم توجه کنیم همچنان که دماهای پخت لعابها افزایش می یابند، آلومینا در جهت بهبود سختی یا مقاومت لعابها عمل خواهد کرد.

* تطابق لعاب-رس: آلومینا با انقباض و انبساط بسیار پائین خود همراه با سیلیس و بور (Boron) به عنوان یکی از بـهترین اجـزاء برای بهبـود تـطابق لعاب با بدنه دسته بندی می شود. فرمول نظری برای رس (Al₂O₃.2SiO₂.2H₂O) پیشنهاد می کند که اگر آلومینا نیز در لعاب به کار رود، شانس بهبود تطابق بین لعاب و رس نیز بیشتر خواهد شد.

* پاسخ دهی به رنگ: به طور کلی، بیشتر اکسیدهای فلزی که رنگ را در لعابها ایجاد می کنند، تحت تاثیر اضافه شدن آلومینا به لعاب قرار نمی گیرند. یک استثناء برای فرض کلی پاسخهای رنگ ما برای آلومینا، لعابهای بازی (قلیائی) هستند که برای ایجاد لعاب قرمز از مس در اتمسفر احیائی در نظر گرفته شده اند. برای تشکیل مس فلزی در لعاب احیاء شده، مقدار آلومینا در این مخلوطهای قلیائی باید پائین نگه داشته شود. همچنین دانسته شده که آلومینا در مخلوط های قلیائی مشخص، رنگهای سبز کرومی را تیره و خفه می کند. با اضافه شدن کروم به یک لعاب آلومینا بالا، می توان انتظار داشت که رنگ به سمت قهوه ای گرایش یابد.

تصویری از کانی آمبلی گونیت.

تصویری از کانی کریولیت از گرینلند.

* مشکلات و احتیاطها برای مصرف: معمولا میزان آلومینا در لعاب خیلی کمتر از میزان گدازآور و سیلیس است. وقتی که میزان آلومینا خیلی بالا باشد، (سطح) لعاب خشک و ناخوشایند برای لمس خواهد شد. در بیشتر موارد لعاب به سادگی ذوب نخواهد شد. معمولا فلداسپارها و کائولنها مواد اولیه انتخابی برای وارد کردن آلومینا به لعاب هستند. در بعضی مواقع لازم است رس یا کائولن پیش از استفاده کلسینه شوند تا از ترک خوردن و انقباض پوشش لعاب خام در هنگام خشک شدن ممانعت شود (در پست های بعدی به تعریف کلسیناسیون خواهیم پرداخت). منابع دیگر برای آلومینا ویژگیهائی دارند که باید در نظر گرفته شوند. «آلومینا هیدرات» تمایل به ته نشین شدن در ظرف نگهداری لعاب خام دارد و نسبت به منابع دیگر گرانتر است. آمبلی گونیت (Amblygonite) و کریولیت (Na₃AlF₆, cryolite) آخالها (نواحی) فرار فلوئور و فسفر دارند که می توانند جوشش و حبابها را افزایش دهند که منجر به ایجاد پین هولها (سوراخ سوزنی، pinhole)، حفره دار شدن (pitting) و خزش (crawling) در بعضی از مخلوطها گردد.

دلیل اصلی استفاده از شبکه های بزرگ در معادن چیست؟

 مواد اولیه مصرفی در صنعت کاشی و سرامیک از نظر سختی، مقاومت در برابر ضربه، تردی و رفتار خرد شدن با یکدیگر تفاوت های زیادی دارند. از طرف دیگر، اندازه مواد ورودی به داخل بالمیل ها و آسیاها محدود است. ابعاد بزرگ مواد اولیه شارژ شده به داخل آسیاها علاوه بر مشکلاتی که در هنگام بارگیری به وجود می آورد، سبب افزایش مدت زمان سایش و بالا رفتن مصرف انرژی می شود و ممکن بخشی از آن به صورت سایش نخورده در انتهای عمل آسیا باقی بماند که موجب بر هم خوردن ترکیب (فرمولاسیون) بدنه می شود. برای جلوگیری از ورود مواد اولیه با اندازه بزرگ و تعیین محدودیت حداکثر ابعاد ورودی به آسیاها از شبکه های فلزی بزرگ (مشابه الک) استفاده می گردد.

 استفاده از شبکه ها در معادن تنها به مواد اولیه سخت مانند فلداسپارها و بعضی از انواع کائولنها محدود نمیشود، بلکه سایر مواد اولیه نسبتا نرم را هم در بر میگیرد. رسها و مواد اولیه پلاستیک (مانـند بنتونیتها) نیاز به سنگ شکن شدن در کارخانه ها ندارند و تنها از «رس خردکن» یا clay crusher برای ریزتر کردن کلوخه های آنها استفاده می شود. در کارخانه هائی که فاقد رس خردکن هستند، مناسب است که در محلی مناسب (نظیر انبار خاک یا در معدن و قبل از ارسال به کارخانه) عمل خردایش صورت گیرد.

 

 از یکی از معادن بنـتونـیت در حوالی روستای نیاق (استان قزوین) گرفته شده اند و جهت حذف کلوخه های بزرگ بنـتونیتی، ماده اولیه توسط بیل مکانیکی روی شبکه فلزی بزرگ ریخته می شود. کلوخه های باقی مانده روی شبکه را با پتک خرد می کنند. توجه داشته باشید که در آب و هوای مرطوب (به خصوص در فصول بارانی و سرد و در مورد خاک های پلاستیک)، این عمل مشکل و طاقت فرساست و حجم داخل بیل مکانیکی به دلیل چسبیدن گل رس به سطح داخلی آن کاهش می یابد که لازم است به طور متـناوب تمیز شود.

 تعریف کانیهای رسی

از نظر زمین شناسی، ارایه تعریف ساده و دقیق از کانیهای رسی مشکل است اما این نوع کانیها را به طور کلی میتوان سیلیکاتهایی با ساختار لایه ای دانست که منشأ ثانویه دارند. منظور از رسیهای ثانویه، رسهایی هستند که از تأثیر عوامل فرساینده محیطی یا هوازدگی سنگهای اولیه (یا آتشفشانی مانند گرانیتها و بازالتها) تشکیل شده اند. . .

* توجه داشته باشید که در این دسته بندی، کانیهایی چون میکا، تالک، کلریت و سرپنتین نیز قرار میگیرند که در اصل کانی رسی محسوب نمیشوند.

 

این تصویری از کوارتز است اما واحدهای تکرارشونده SiO₄)^-4) را هم نشان میدهد. واحدساختاری بار خالص ۴- دارد، اما کوارتز در نتیجه به اشتراک گذاشتن O بار خالص صفر است.

چهار وجهی SiO4)^-4)

واحد سازنده سیلیکاتهای لایه ای است. با اتصال سه اتم اکسیژن هر چهار وجهی به واحدهای مشابه، ساختمان پیوسته ورقه ای تشکیل میشود که میتواند به طور نامحدود در جهات مختلف صفحه امتداد یابد. یک اکسیژن باقیمانده از هر چهار وجهی نیز (که باردار یا سیر نشده است) باید برای رسیدن به حالت خنثائی الکتریکی در شبکه با کاتیونهای خارجی پیوند برقرار کند.

 

شمای چهار وجهی SiO4)^-4).

هشت وجهی آلومینیوم Al(OH)₆^-3.

در بیشتر چنین ساختمانهایی، واحدهای سیلیسی به شکل حلقه های شش ضلعی (هگزاگونال) به گونه ای آرایش پیدا میکنند که هر واحد SiO₄)^-4) در صفحه هگزاگونال از طریق یک اکسیژن با واحدهای دیگر اتصال یابد. زاویه پیوند Si-O-Si میتواند تغییر کند و شکلهای مختلفی از ساختمانهای حلقه ای را به وجود آورد، اما در بیشتر موارد زاویه پیوندی Si-O-Si در حدود '34˚141 باقی میماند.

ورقه چهار وجهی.

ورقه هشت وجهی.

مقایسه چهار وجهی سیلیسی و هشت وجهی آلومینیوم.

با توجه به وجود یک اکسیژن سیر نشده در هر چهار وجهی SiO₄)^-4) و برای خنثی شدن بارهای الکتریکی سیلیکاتهای لایه ای، یک لایه از ساختمان هیدراکسیدی با یک لایه از ساختمان تشکیل شده از چهار وجهیهای سیلیسی پیوند برقرار میکند. دو نوع ساختمانی که میتوانند با ساختمانی از یک لایه تشکیل شده از چهار وجهیهای SiO₄)^-4) پیوندهای شیمیایی برقرار کنند، هیدراکسیدهای عناصر دو و سه ظرفیتی (مانند منیزیم و آلومینیوم) هستند. در هر دو حالت، کاتیونها با واحدهای آنیونی عدد هم آرایی (عدد کوئوردیناسیون، coordination number) شش (6) دارند. این نوع کاتیونها، یونهای هیدراکسیدی مانند بروسیت و گیبسیت هستند.

چپ) ساختمان کانی رسی دو لایه ای ۱:۱ (یک لایه چهار وجهی و یک لایه هشت وجهی)؛

راست) ساختمان کانی رسی سه لایه ای ۲:۱ (تشکیل شده از دو لایه چهار وجهی که نسبت به هم وارونه اند و یک لایه هشت وجهی در بین آنها).

ساختمان سیلیکاتی لایه ای با ایجاد پیوندهای کووالانسی یا یونی میتواند به طور نامحدود در دو بعد گسترش یابد؛ اما رشد چنین ساختمانی در جهت عمود بر صفحه قاعده چهار وجهیهای سیلیسی امکانپذیر نیست. به جای آن، در بالای لایه هیدراکسیدی، لایه دیگری از واحدهای SiO₄)^-4) میتواند به صورت وارونه وجود داشته باشد. پیدایش این لایه های جدید ناشی از پیوندهای کووالانسی یا یونی نیست. با چنین آرایشی لایه ها میتوانند گسترش یابند و شکلهای متنوعی از کانیهای سیلیکاتی لایه های را ایجاد نمایند. دو گروه اصلی سیلیکاتهای لایه ای عبارتند از:

سیلیکاتهای دو لایه: یک لایه صفحه ای سیلیکاتی با یک لایه هیدراکسیدی اتصال یافته است.

ساختار لایه کائولینیت.

صفحات کریستالوگرافی در بلور کائولینیت. خط چین، صفحه محوری نوری را نشان میدهد.

سیلیکاتهای دولایه با کاتیون سه ظرفیتی. تنها کاتیون در این نوع کانیها، کاتیون آلومینیوم (Al⁺³) است. هر کاتیون آلومینیوم در یک لایه به سه واحد هیدراکسیدی و در لایه دیگر به دو اکسیژن و یک واحد هیدراکسیلی متصل شده اند. شبکه از طریق پیوند ضعیف هیدروژنی در امتداد محور c کریستالوگرافی گسترش می یابد و کریستالهای صفحه ای شکل (پولک مانند) تشکیل میشوند.

به دلیل وجود آرایشهای فضائی مختلف در شکل گیری سیلیکاتها، کانیهای کائولینیتی گوناگونی نیز وجود دارند که ترکیب شیمیائی تمام آنها Al₂Si₂O₅(OH)₄ است ولی خواص متفاوتی دارند. کانیهای کائولینیت، ناکریت، دیکیت، هالویزیت و لیوزیت واجد چنین ویژگی ساختمانی هستند.

کائولینیت به عنوان یک سیلیکات دو لایه.

سیلیکاتهای دولایه با کاتیون دو ظرفیتی. کاتیونهای منیزیم و آهن II (بیشتر یون منیزیم) میتوانند در ساختمانهای سیلیکاتی دو لایه ای شرکت کنند. عدد هم آرائی کاتیونها در این حالت هشت (8) است و برای رسیدن به خنثائی الکتریکی در شبکه، هر سه مکان هشت وجهی روی یک حلقه هگزاگونال سیلیسی قرار میگیرند. از چنین ساختمانهای منیزیمی میتوان «آنتی گوریت» با فرمول Mg₃Si₂O(OH)₄ را نام برد. تفاوتهای میان کانیهای دیگر این گروه به احتمال زیاد ناشی از جایگزینی یون دو ظرفیتی آهن با منیزیم و یا ناشی از ماهیت لایه قرار گرفته بر روی لایه سیلیسی باشد.

اثر ظرفیت کاتیون بر ساختار سیلیکاتهای دولایه. در سیلیکاتهای دو لایه با کاتیون دو ظرفیتی هر سه مکان هشت وجهی روی یک حلقه هگزاگونال قرار میگیرند و در نتیجه سریهای «تری اکتاهدرال» یا «سه هشت وجهی» را به وجود می آورند. اما در سیلیکاتهای دو لایه با کاتیون سه ظرفیتی آلومینیوم (مانند کائولینیت) هر دو هشت وجهی روی یک حلقه هگزاگونال سیلیسی قرار میگیرند و در نتیجه کانیهای سری «دی اکتاهدرال» یا «دو هشت وجهی» را میسازد.

سیلیکاتهای سه لایه ای: لایه سیلیسی دیگری به شکل وارونه بر روی لایه هیدراکسیدی ایجاد میشود. به عبارت دیگر، ساختاری از یک لایه واحدهای سیلیسی، یک لایه هیدراکسیدی و یک لایه دیگر سیلیسی تشکیل میگردد.

نمائی از ساختمان سه لایه تالک (Mg₃Si₄O₁₀.(OH)₂).

ساختار « مونت موریلونیت » که در آن کاتیونهای قابل تعویض با کره های قرمز رنگ مشخص شده اند.

ساختار "مونت موریلونیت" به عنوان یک کانی رسی سه لایه ای.

 

کلمه "اسمکتایت smectite" برای توصیف خانواده ای از کانیهای رسی فیلوسیلیکاتی (phyllosilicate) منبسط شونده که دو لایه چهار وجهی سیلیسی و یک لایه هشت وجهی آلومینیوم دارند به کار میرود. در اینجا، محل استقرار کاتیونهای قابل تعویض (کره های سبز) را در مکانهای هیدروکسیل به روشنی میتوان دید.

در طراحی فرمولاسیون بدنه کاشی پرسلانی باید عوامل متعددی را در نظر داشت:
1- استحکام خام: طبق اظهار مهندسان و تکنسینهای شرکت SACMI بالاتر از ۶Kg/cm2 باشد.
2- استحکام خشک: طبق اظهار مهندسان و تکنسینهای شرکت SACMI بالاتر از ۳۰Kg/cm2 باشد. برای این منظور:
الف) حتی الامکان از بنتونیتها نباید استفاده شود یا درصد آن باید به زیر 5 درصد (منظور بنتونیت خالص) کاهش داده شود. بنتونیتها این معایب را در بدنه کاشی پرسلانی به وجود می آورند:
الف-1- میزان انقباض در هنگام خشک شدن و در نتیجه احتمال ترک خوردن بدنه را افزایش میدهند.
الف-2- بنتونیتها نفوذپذیری بدنه در مقابل نمکهای محلول (soluble salts) را کاهش میدهند. اعمال نمکهای محلول یکی از روشهای جالب دکوراسیون و ایجاد طرح در بدنه های پرسلانی است و در پستهای آتی به آن اشاره خواهد شد.
الف-3- به دلیل حضور اکسیدهای رنگی کننده مانند Fe2O3 باعث تیره شدن رنگ بدنه میشوند.
ب) از رسهای پلاستیک با پایه میکا و مسکویت استفاده شود (به کائولنهای اسمی ایرانی در پاراگرافهای بعدی مراجعه نمائید).
پ) میزان استفاده از مواد پلاستیک را به مقداری که مقادیر حدی استحکامهای خام و خشک تامین شوند، کاهش دهید (به اضافه 20-10 درصد برای اطمینان بیشتر به خصوص در مورد استحکام خشک؛ یعنی به جای حدهای 6-30 به 6/6-33 یا 6/6-36 برسید). شایان ذکر است که بالا بردن استحکام خام «معمولا» دشوارتر از افزایش استحکام خشک است.
 * تذکر: با توجه به تجربیات به دست آمده در طراحی فرمولهای بدنه کاشی پرسلانی، مقادیر بیشتر از 5 و بیشتر از ۲۵Kg/cm2 نیز (به ترتیب برای استحکام خام و استحکام خشک بدنه) میتوانند مورد قبول باشند. هر چند که بهتر است برای بدنه های پرسلان لعابدار و برای تحمل چاپهای متعدد اعمال شده بر آن، همان گستره بالاتر از ۳۰Kg/cm2 در نظر گرفته شود.
 3- انبساط پس از پرس: برای جلوگیری از بروز یا تشدید عیوبی مانند لب پریدگی و کنده شدن لبه ها و گوشه های کاشی، بهتر است علاوه بر بالابردن استحکام خام بدنه (که در این مورد بسیار کارساز است) با انتخاب مواد اولیه مناسب از بالا رفتن بیش از اندازه درصد انبساط پس از پرس ممانعت کرد. کائولنهای با درصد بالای کوارتز و بعضی از فلداسپاتها درصد انبساط پس از پرس را افزایش میدهند.
عامل اصلی به وجود آورنده انبساط پس از پرس، فشار هوای حبس شده بین گرانولهاست. در مرحله اول پرس، خروج کامل هوای موجود در لابلای گرانولها ممکن نیست و این هوا به مانند گرانولها تحت فشار قرار گرفته و فشرده میشود (مشابه هوای فشرده شده در کمپرسورها). با برداشته شدن فشار، این هوای فشرده شده سعی دارد تا از داخل بدنه فرار کند. در هنگام خروج، اگر مقاومت قطعه خام شکل گرفته کمتر از نیروی هوای خروجی باشد، قطعه ترک خواهد خورد یا متلاشی خواهد شد. اگر قطعه خام این نیرو را تاب بیاورد، ابعادی بزرگتر از ابعاد قالب پرس خواهد داشت که از آن به انبساط پس از پرس تعبیر میشود.
از دید بیشتر مهندسان، انبساط پس از پرس پائین معیاری از چسبندگی خوب ذرات به یکدیگر است. در هر صورت بهتر است این مشخصه به هیچ وجه از 8/0 درصد بیشتر نشود (حد متداول 7/0-55/0 درصد است).
4- جذب آب: در بدنه های کاشی پرسلانی لعابدار کمتر از 5/0 درصد و در بدنه های پرسلان تکنیکال و نمک محلول دو بازه کمتر از 3/0 درصد و یا کمتر از 1/0 درصد متداولند. بدیهی است که برای رسیدن به مقادیر کمتر جذب آب یا باید درصد فلداسپاتها را در فرمولاسیون بدنه افزایش داد، یا از فلداسپاتهای مرغوبتر (با درصدهای بالاتر اکسیدهای قلیائی Na2O و K2O) استفاده کرد یا دمای پخت را افزایش داد.
طبق مقاله ها و نوشته های منتشر شده از سوی شرکت SACMI، در صورتی که مقدار اکسیدهای MgO و CaO زیاد نباشد، بهتر است مقادیر Na2O و K2O به ترتیب 5/4 و 7/1 درصد (با نسبت Na2O به K2O برابر با 65/2) باشند. در واقع، با توجه به خاکهای ایرانی میتوان با نسبتهای 00/1 تا 00/2 (بیشتر 6/1-2/1) نیز به مقصود رسید.
شایان ذکر است که مقادیر Na2O و K2O را باید از تمام خاکها و مواد اولیه مصرفی محاسبه و جمع کرد نه فقط از فداسپاتها.
اولین قدمها در طراحی یک بدنه پرسلانی خوب، به دست آوردن مجموع کافی Na2O+K2O و نسبت بهینه Na2O به K2O با توجه به دیگر اکسیدهای موجود در ترکیب بدنه است. معمولا درصد بالای فلداسپات ترجیح داده میشود اما باید توجه داشت که هر چند بالا بردن میزان فلداسپاتها میتواند مزایائی چون کاهش دمای پخت بدنه، رسیدن به جذب آب نزدیک به صفر، بهبود درجه صیقلی بودن سطح پس از پولیش (بالا رفتن میزان جلا) و بهبود توسعه رنگ در بدنه های کاشی پرسلانی رنگی در هنگام پخت را به همراه داشته باشد اما باعث افزایش تردی بدنه، کاهش ثبات ابعادی در هنگام پخت، کاهش بازه دمائی پخت در کوره، کاهش مقاومت در برابر عوامل شیمیائی (به خصوص اسیدها) و کاهش استحکام پخت (در صورت استفاده بیش از حد از فلداسپات) خواهد شد.
مفید خواهد بود که نگاه یا مروری دوباره بر مبحث یوتکتیک (Eutectic) داشته باشید.
- استحکام پخت: استاندارد مقدار بیشتر از ۲۲۵Kg/cm2  را تعریف کرده است اما در مقیاس صنعتی، مقادیر بالای 350 تا حدود ۶۰۰Kg/cm2 نیز دیده می شوند. برای داشتن مقدار بالای استحکام پخت، باید مقدار مناسبی از کائولن (و فلداسپار برای تراکم بیشتر در هنگام پخت) در بدنه استفاده کرد. درصد کائولنهای «اسمی» ایرانی در در فرمول بدنه تا 40 درصد نیز می تواند باشد؛ اما مقدار واقعی کانی «کائولینیت» بهتر است از 20 درصد بـیشتر نباشد.

 

کائولن های ایرانی مخلوطی از کوارتز، کائولینیت، کانیهای میکائی و غیره هستند و میتوان از لفظ کائولن اسمی در مورد آنها استـفاده کرد. در بعضی موارد، این «کائولن»ها استحکام خشکی تا ۵۰Kg/cm2  نیز دارند که می دانیم کانی کائولینیت نمی تواند این مقدار پلاستیسیته را از خود نشان دهد.

حضور مقادیر بیش از حد کائولن در فرمول بدنه مشکلاتی را مانند:

5-1- بالا رفتن میزان جذب آب؛

5-2- افزایش تردی بدنه به دلیل حضور مقدار بالای فاز بلوری مولایت که خود مسائلی از قبیل:

5-2-1- مستعد شدن برای کندگی ناحیه ای و لب پریدگی در هنگام پولیش محصولات بدون لعاب و

5-2-2- افزایش بیش از حد سختی سطح که باعث بالا رفتن میزان مصرف لقمه های سایای پولیش و افزایش فشار وارد بر آنها می شود و مصرف انرژی زیاد و استهلاک تسمه belt متحرک در خط پولیش را نیز به دنبال دارد.

5-3- در صورت بالا بودن بیش از اندازه مقدار کائولینیت فرمول بدنه و بالا رفتن مقدار فاز مولایت در هنگام پخت، در هم قفل شدگی (inter locking) بلورهای سوزنی مولایت میتواند موجب تشکیل ریز ترک های واقعی در مرز دانه ها شود. این خود باعث کاهش استحکام پخت بدنه خواهد شد.

 

بلورهای سوزنی مولایت در نمونه کائولن حرارت داده شده در˚۱۲۴۰C.

* تذکر: برای درک بهتر این پدیده میتوان فرمولی با درصد بالای کائولن را از دماهای نسبتا پائین (برای نمونه از 1180 تا 1220 یا ˚۱۲۴۰C) در بازه های ˚20C پخت داد و استحکام پخت و سایر خواص پخت آنرا بررسی کرد. شایان ذکر است که کاهش استحکام پخت بدنه ها با افزایش دمای پخت (از حد مجاز آن) نیز دیده می شود و دلیل آن ناپایداری و تجزیه مولایت ثانویه سوزنی شکل است.

5-4- افزایش دمای پخت بدنه به دلیل حضور مقادیر بالای کانی دیرگداز کائولینیت.

به هر حال، نقش مهم کائولن ها در افزایش سفیدی بدنه، استحکام پخت، ثبات ابعادی و کنترل (کاهش) انقباض در حین پخت را نمی توان نادیده گرفت.

6- پرت حرارتی (L.O.I): به صورت درصد کاهش وزن بدنه پخته نسبت به وزن همان بدنه در حالت خشک بعد از پخت آن تعریف می شود. نشان دهنده میزان مواد فرار (آب مولکولی، مواد آلی، کربنات ها، سولفات ها و غیره) در بدنه است. شاید بتوان گفت برای محصولات بدون لعاب تعریف سقـفی برای پرت حرارتی مشکل باشد؛ اما از آنجا که فشار ویژه پرس جهت شکل دهی بدنه بالاست و به همین دلیل نیز فشردگی بدنه خام زیاد است، در صورت بالا بودن مواد فرار در بدنه، سوختن و خروج آنها در هنگام پخت به سختی انجام خواهد شد و احتمال بروز عیب مغز سیاه (black core) به شدت بالا می رود. این عیب را در صورت وجود می توان با شکستن کاشی و با نگاه به مقطع شکست به آسانی دید.

به طور معمول بهتر است درصد پرت حرارتی کمتر از 4 (معمولا 5/3-5/2) باشد. برخی از انواع بالکلی ها به دلیل وجود مواد آلی بسیار در آنها نقش پر رنگی در بروز این عیب در بدنه های کاشی پرسلانی دارند و بهتر است مقدار آنها را تا حد ممکن (بهینه از نظر تأمین خواص مورد نظر) پائین آورد.

* تذکر: میزان استعداد فرمول بدنه در نشان دادن عیب مغز سیاه را می توان با پرس کردن گرانول بدنه تحت فشار ویژه بالا (تا 600Kg/cm2) و در ضخامت زیاد، پخت و سپس شکستن آن بررسی کرد.

7- دانسیته بالک خشک: معـیاری است از میزان تراکم بدنه در هنگام شکل دهی آن. برای اندازه گیری دانسـیـته بالک از روش غوطـه وری در جیـوه استـفاده می شود. برای این مـنـظور، جرم خـشک بـدنه در هوا (m1) و جرم غوطه وری آن وقتی به طور کامل در جیوه فرو رفته است (m2) اندازه گیری می شود. سپس، دانسیته بالک خشک از رابطه

DBULK, Dried = × 13.54  m2 /  m1

به دست می آید که در آن 54/13 دانسیته جیوه (بر حسب gr/cm3) است.

فشارهای پرس استـانـداردی که برای شکـل دهی بدنـه های کاشی پـرسـلانـی به کار میروند، می توانند دانـسیته های بالک خشک در گستره 00/2-95/1 gr/cm3 ایجاد  کنند.

بهترین بدنه های پرسلانی (مانند بدنه های شرکت Toda gres) دارای دانسیته بالک خشک بـیشـتر از9/1 gr/cm3 هستـند و در شرکت های ایرانی این عدد معمولا بیشتر از 8/1 gr/cm3 است.

برای افزایش این مشخصه باید از مواد پلاستیکی نظیر بالکلی ها در میزان مناسب و برای بهبود چسبندگی و سیلان ذرات در حین پرس استفاده کرد. دانسیته بالک خشک بالا می تواند نشان دهنده استحکام خام و خشک (نسبتا) بالا نیز باشد، هر چند عکس آن همیشه صادق نیست

8- دانسیته بالک پخت: در هنگام پخت با پر شدن تخلخلهای مابین ذرات توسط فاز مذاب، دانسیته بدنه افزایش و جذب آب کاهش می یابد. شاید بتوان حد نهائی دانسیته بالک پخت بدنه کاشی پرسلانی را حدود gr/cm3 ۲/۴۰-۲/۴۵  تعریف کرد. در صورتی که بدنه های مورد بررسی، بدنه های زیرکن دار (مانند بدنه های کاشی پرسلانی وایت و سوپروایت – white and super-white porcelain tile bodies) باشند، این مقدار بسته به میزان زیرکن (یا سیلیکات زیرکنیم ZrSiO4) به کار رفته در فرمول بدنه به بیشتر از gr/cm3  ۲/۴۲ نیز میرسد (زیرکن دانسیته تئوری نزدیک به gr/cm3  ۴/۶۷  دارد).
 
در صورتی که نمودار دمای پخت در مقابل دانسیته بالک پخت را رسم کنیم، از دماهای پائین تا گستره دمائی بهینه پخت دانسیته بالک افزایش می یابد. با افزایش بیشتر دمای پخت، افتی را در دانسیته بالک پخت شاهد خواهیم بود.  دلیل آن در بعضی منابع، تجزیه اکسید آهن سه ظرفیتی به اکسیژن و اکسید آهن دو ظرفیتی قید شده است که اکسیژن آزاد شده طبق واکنش زیر باعث ایجاد تخلخلهای بسته در داخل بدنه و کاهش دانسیته بالک پخت می شود.
Fe2O3  → 2FeO + 1/2 O2
 
احتمالا حضور اکسیدهای دیگر در فرمولاسیون بدنه (به عنوان کاتالیزور واکنش) همراه با دمای بالای پخت علت بروز این پدیده هـستـند.
از آن جا که رسیدن به گـستره مطلوب جذب آب از اهداف اولـیه طراحی فرمول بـدنه کاشی پرسلانی محسوب می شود، دانـسیته بالک پـخت مطـلوب نیز تا حد زیـادی برآورده می شود. تـنها مسئـله ای که در اینجا مطرح می گردد کاهش میزان تخلخل های بسته (تخلخل های موجود در داخل بدنه که به سطح آزاد بدنه راه ندارند) است که می توانند با وجود مطلوب بودن جذب آب بدنه، مقادیر مطلوب دانسیته بالک پخت را نشان ندهند. در این حالت، یعنی در صورتی که جذب آب بدنه در گستره مناسب خود قرار داشته باشد اما دانسیته بالک آن پائین تر از حد مطلوب باشد، بیان گر حضور درصد قابل توجه تخلخل های بسته در داخل بدنه است.
بالا بودن میزان تخلخل های بسته دست کم سه مشکل اساسی ایجاد می کند:
8-1- به دلیل کم کردن سطح مقطع تحمل کننده بار، استحکام پخت را کاهش می دهد.
8-2- به هنگام پرداخت (پولیش-polishing) ایجاد سطحی ناصاف می کند و میزان جلای سطح (یا به اصطلاح فنی متداول، لوکس- lux) را کاهش می دهد. در واقع حالتی شبیه به سنگ پا ایجاد می شود که با وجود صاف بودن نسبی سطح، میزان جلا و صیقلی بودن سطح پائین می آید.
8-3- تخلخل های بسته ای که در هنگام عمل پولیش شکسته شده اند، در واقع به تخلخل باز تبدیل می شوند و به عنوان عواملی برای افزایش جذب آب بدنه و کاهش مقاومت در برابر لکه پذیری مطرح می گردند.
 
 واکس اعمال شده بر سطح کاشی پرسلانی پولیش شده در راحتی تمیز شدن سطوح تاثیر بسیار زیادی دارد.
راه های پیشنهاد شده متداول برای کاهش میزان تخلخل های بسته بدنه عبارتند از:
بالا بردن میزان بالکلی تا حد امکان، وارد کردن بیشترین میزان ممکن از فلداسپارها در فرمول بدنه و انتخاب نسبت بهینه فلداسپات های سدیک و پتاسیک، عدم استفاده از مواد اولیه تخلخل زا مانند دولومیت و کربنات ها (که در بعضی از بدنه های پرسلانی و به ویژه وایت و سوپروایت ولو در درصدهای پائین ممکن است مورد استفاده قرار گیرند)، انتخاب فشار ویژه شکل دهی بالا و بهینه و به کار گیری منحنی پخت مناسب در کوره.
* تذکر یک: حداقل میزان جلا و صیقلی بودن سطح پولیش شده کاشی پرسلانی بدون لعاب باید 70 باشد. به عبارت دیگر باید دست کم 70 درصد نور فرودی از دستگاه جلاسنج به سمت آشکارساز آن بازتابیده شود.
* تذکر دو: بدون استفاده از موادی به نام «واکس - wax» و اعمال آنها بر سطح پولیش شده کاشی پرسلانی نمیتوان مقاومت نسبتا کامل در برابر عوامل لکه گذار را انتظار داشت، اما با به حداقل رساندن میزان تخلخلهای بسته میتوان به بالاترین رده مقاومت در برابر عوامل لکه گذار در استاندارد نزدیک شد.
* توجه: استفاده از مطالب این وبلاگ با ذکر کامل منبع مجاز است.

8- دانسیته بالک پخت: در هنگام پخت با پر شدن تخلخلهای مابین ذرات توسط فاز مذاب، دانسیته بدنه افزایش و جذب آب کاهش می یابد. شاید بتوان حد نهائی دانسیته بالک پخت بدنه کاشی پرسلانی را حدود gr/cm3 ۲/۴۰-۲/۴۵  تعریف کرد. در صورتی که بدنه های مورد بررسی، بدنه های زیرکن دار (مانند بدنه های کاشی پرسلانی وایت و سوپروایت – white and super-white porcelain tile bodies) باشند، این مقدار بسته به میزان زیرکن (یا سیلیکات زیرکنیم ZrSiO4) به کار رفته در فرمول بدنه به بیشتر از gr/cm3  ۲/۴۲ نیز میرسد (زیرکن دانسیته تئوری نزدیک به gr/cm3  ۴/۶۷  دارد).

در صورتی که نمودار دمای پخت در مقابل دانسیته بالک پخت را رسم کنیم، از دماهای پائین تا گستره دمائی بهینه پخت دانسیته بالک افزایش می یابد. با افزایش بیشتر دمای پخت، افتی را در دانسیته بالک پخت شاهد خواهیم بود.  دلیل آن در بعضی منابع، تجزیه اکسید آهن سه ظرفیتی به اکسیژن و اکسید آهن دو ظرفیتی قید شده است که اکسیژن آزاد شده طبق واکنش زیر باعث ایجاد تخلخلهای بسته در داخل بدنه و کاهش دانسیته بالک پخت می شود.

Fe2O3  → 2FeO + 1/2 O2

 

احتمالا حضور اکسیدهای دیگر در فرمولاسیون بدنه (به عنوان کاتالیزور واکنش) همراه با دمای بالای پخت علت بروز این پدیده هـستـند.

از آن جا که رسیدن به گـستره مطلوب جذب آب از اهداف اولـیه طراحی فرمول بـدنه کاشی پرسلانی محسوب می شود، دانـسیته بالک پـخت مطـلوب نیز تا حد زیـادی برآورده می شود. تـنها مسئـله ای که در اینجا مطرح می گردد کاهش میزان تخلخل های بسته (تخلخل های موجود در داخل بدنه که به سطح آزاد بدنه راه ندارند) است که می توانند با وجود مطلوب بودن جذب آب بدنه، مقادیر مطلوب دانسیته بالک پخت را نشان ندهند. در این حالت، یعنی در صورتی که جذب آب بدنه در گستره مناسب خود قرار داشته باشد اما دانسیته بالک آن پائین تر از حد مطلوب باشد، بیان گر حضور درصد قابل توجه تخلخل های بسته در داخل بدنه است.

بالا بودن میزان تخلخل های بسته دست کم سه مشکل اساسی ایجاد می کند:

8-1- به دلیل کم کردن سطح مقطع تحمل کننده بار، استحکام پخت را کاهش می دهد.

8-2- به هنگام پرداخت (پولیش-polishing) ایجاد سطحی ناصاف می کند و میزان جلای سطح (یا به اصطلاح فنی متداول، لوکس- lux) را کاهش می دهد. در واقع حالتی شبیه به سنگ پا ایجاد می شود که با وجود صاف بودن نسبی سطح، میزان جلا و صیقلی بودن سطح پائین می آید.

8-3- تخلخل های بسته ای که در هنگام عمل پولیش شکسته شده اند، در واقع به تخلخل باز تبدیل می شوند و به عنوان عواملی برای افزایش جذب آب بدنه و کاهش مقاومت در برابر لکه پذیری مطرح می گردند.

 

 

 واکس اعمال شده بر سطح کاشی پرسلانی پولیش شده در راحتی تمیز شدن سطوح تاثیر بسیار زیادی دارد.

راه های پیشنهاد شده متداول برای کاهش میزان تخلخل های بسته بدنه عبارتند از:

بالا بردن میزان بالکلی تا حد امکان، وارد کردن بیشترین میزان ممکن از فلداسپارها در فرمول بدنه و انتخاب نسبت بهینه فلداسپات های سدیک و پتاسیک، عدم استفاده از مواد اولیه تخلخل زا مانند دولومیت و کربنات ها (که در بعضی از بدنه های پرسلانی و به ویژه وایت و سوپروایت ولو در درصدهای پائین ممکن است مورد استفاده قرار گیرند)، انتخاب فشار ویژه شکل دهی بالا و بهینه و به کار گیری منحنی پخت مناسب در کوره.

* تذکر یک: حداقل میزان جلا و صیقلی بودن سطح پولیش شده کاشی پرسلانی بدون لعاب باید 70 باشد. به عبارت دیگر باید دست کم 70 درصد نور فرودی از دستگاه جلاسنج به سمت آشکارساز آن بازتابیده شود.

* تذکر دو: بدون استفاده از موادی به نام «واکس - wax» و اعمال آنها بر سطح پولیش شده کاشی پرسلانی نمیتوان مقاومت نسبتا کامل در برابر عوامل لکه گذار را انتظار داشت، اما با به حداقل رساندن میزان تخلخلهای بسته میتوان به بالاترین رده مقاومت در برابر عوامل لکه گذار در استاندارد نزدیک شد.

فرمولاسیون بدنه کاشی پرسلانی - قسمت نخست
در طراحی فرمولاسیون بدنه کاشی پرسلانی باید عوامل متعددی را در نظر داشت:

1- استحکام خام: طبق اظهار مهندسان و تکنسینهای شرکت SACMI بالاتر از ۶Kg/cm2 باشد.

2- استحکام خشک: طبق اظهار مهندسان و تکنسینهای شرکت SACMI بالاتر از ۳۰Kg/cm2 باشد. برای این منظور:

الف) حتی الامکان از بنتونیتها نباید استفاده شود یا درصد آن باید به زیر 5 درصد (منظور بنتونیت خالص) کاهش داده شود. بنتونیتها این معایب را در بدنه کاشی پرسلانی به وجود می آورند:

الف-1- میزان انقباض در هنگام خشک شدن و در نتیجه احتمال ترک خوردن بدنه را افزایش میدهند.

الف-2- بنتونیتها نفوذپذیری بدنه در مقابل نمکهای محلول (soluble salts) را کاهش میدهند. اعمال نمکهای محلول یکی از روشهای جالب دکوراسیون و ایجاد طرح در بدنه های پرسلانی است و در پستهای آتی به آن اشاره خواهد شد.

الف-3- به دلیل حضور اکسیدهای رنگی کننده مانند Fe2O3 باعث تیره شدن رنگ بدنه میشوند.

ب) از رسهای پلاستیک با پایه میکا و مسکویت استفاده شود (به کائولنهای اسمی ایرانی در پاراگرافهای بعدی مراجعه نمائید).

پ) میزان استفاده از مواد پلاستیک را به مقداری که مقادیر حدی استحکامهای خام و خشک تامین شوند، کاهش دهید (به اضافه 20-10 درصد برای اطمینان بیشتر به خصوص در مورد استحکام خشک؛ یعنی به جای حدهای 6-30 به 6/6-33 یا 6/6-36 برسید). شایان ذکر است که بالا بردن استحکام خام «معمولا» دشوارتر از افزایش استحکام خشک است.

 * تذکر: با توجه به تجربیات به دست آمده در طراحی فرمولهای بدنه کاشی پرسلانی، مقادیر بیشتر از 5 و بیشتر از ۲۵Kg/cm2 نیز (به ترتیب برای استحکام خام و استحکام خشک بدنه) میتوانند مورد قبول باشند. هر چند که بهتر است برای بدنه های پرسلان لعابدار و برای تحمل چاپهای متعدد اعمال شده بر آن، همان گستره بالاتر از ۳۰Kg/cm2 در نظر گرفته شود.

 3- انبساط پس از پرس: برای جلوگیری از بروز یا تشدید عیوبی مانند لب پریدگی و کنده شدن لبه ها و گوشه های کاشی، بهتر است علاوه بر بالابردن استحکام خام بدنه (که در این مورد بسیار کارساز است) با انتخاب مواد اولیه مناسب از بالا رفتن بیش از اندازه درصد انبساط پس از پرس ممانعت کرد. کائولنهای با درصد بالای کوارتز و بعضی از فلداسپاتها درصد انبساط پس از پرس را افزایش میدهند.

عامل اصلی به وجود آورنده انبساط پس از پرس، فشار هوای حبس شده بین گرانولهاست. در مرحله اول پرس، خروج کامل هوای موجود در لابلای گرانولها ممکن نیست و این هوا به مانند گرانولها تحت فشار قرار گرفته و فشرده میشود (مشابه هوای فشرده شده در کمپرسورها). با برداشته شدن فشار، این هوای فشرده شده سعی دارد تا از داخل بدنه فرار کند. در هنگام خروج، اگر مقاومت قطعه خام شکل گرفته کمتر از نیروی هوای خروجی باشد، قطعه ترک خواهد خورد یا متلاشی خواهد شد. اگر قطعه خام این نیرو را تاب بیاورد، ابعادی بزرگتر از ابعاد قالب پرس خواهد داشت که از آن به انبساط پس از پرس تعبیر میشود.

از دید بیشتر مهندسان، انبساط پس از پرس پائین معیاری از چسبندگی خوب ذرات به یکدیگر است. در هر صورت بهتر است این مشخصه به هیچ وجه از 8/0 درصد بیشتر نشود (حد متداول 7/0-55/0 درصد است).

4- جذب آب: در بدنه های کاشی پرسلانی لعابدار کمتر از 5/0 درصد و در بدنه های پرسلان تکنیکال و نمک محلول دو بازه کمتر از 3/0 درصد و یا کمتر از 1/0 درصد متداولند. بدیهی است که برای رسیدن به مقادیر کمتر جذب آب یا باید درصد فلداسپاتها را در فرمولاسیون بدنه افزایش داد، یا از فلداسپاتهای مرغوبتر (با درصدهای بالاتر اکسیدهای قلیائی Na2O و K2O) استفاده کرد یا دمای پخت را افزایش داد.

طبق مقاله ها و نوشته های منتشر شده از سوی شرکت SACMI، در صورتی که مقدار اکسیدهای MgO و CaO زیاد نباشد، بهتر است مقادیر Na2O و K2O به ترتیب 5/4 و 7/1 درصد (با نسبت Na2O به K2O برابر با 65/2) باشند. در واقع، با توجه به خاکهای ایرانی میتوان با نسبتهای 00/1 تا 00/2 (بیشتر 6/1-2/1) نیز به مقصود رسید.

شایان ذکر است که مقادیر Na2O و K2O را باید از تمام خاکها و مواد اولیه مصرفی محاسبه و جمع کرد نه فقط از فداسپاتها.

اولین قدمها در طراحی یک بدنه پرسلانی خوب، به دست آوردن مجموع کافی Na2O+K2O و نسبت بهینه Na2O به K2O با توجه به دیگر اکسیدهای موجود در ترکیب بدنه است. معمولا درصد بالای فلداسپات ترجیح داده میشود اما باید توجه داشت که هر چند بالا بردن میزان فلداسپاتها میتواند مزایائی چون کاهش دمای پخت بدنه، رسیدن به جذب آب نزدیک به صفر، بهبود درجه صیقلی بودن سطح پس از پولیش (بالا رفتن میزان جلا) و بهبود توسعه رنگ در بدنه های کاشی پرسلانی رنگی در هنگام پخت را به همراه داشته باشد اما باعث افزایش تردی بدنه، کاهش ثبات ابعادی در هنگام پخت، کاهش بازه دمائی پخت در کوره، کاهش مقاومت در برابر عوامل شیمیائی (به خصوص اسیدها) و کاهش استحکام پخت (در صورت استفاده بیش از حد از فلداسپات) خواهد شد.

مفید خواهد بود که نگاه یا مروری دوباره بر مبحث یوتکتیک (Eutectic) داشته باشید.

فرمولاسیون بدنه کاشی پرسلانی - قسمت نخست
در طراحی فرمولاسیون بدنه کاشی پرسلانی باید عوامل متعددی را در نظر داشت:

1- استحکام خام: طبق اظهار مهندسان و تکنسینهای شرکت SACMI بالاتر از ۶Kg/cm2 باشد.

2- استحکام خشک: طبق اظهار مهندسان و تکنسینهای شرکت SACMI بالاتر از ۳۰Kg/cm2 باشد. برای این منظور:

الف) حتی الامکان از بنتونیتها نباید استفاده شود یا درصد آن باید به زیر 5 درصد (منظور بنتونیت خالص) کاهش داده شود. بنتونیتها این معایب را در بدنه کاشی پرسلانی به وجود می آورند:

الف-1- میزان انقباض در هنگام خشک شدن و در نتیجه احتمال ترک خوردن بدنه را افزایش میدهند.

الف-2- بنتونیتها نفوذپذیری بدنه در مقابل نمکهای محلول (soluble salts) را کاهش میدهند. اعمال نمکهای محلول یکی از روشهای جالب دکوراسیون و ایجاد طرح در بدنه های پرسلانی است و در پستهای آتی به آن اشاره خواهد شد.

الف-3- به دلیل حضور اکسیدهای رنگی کننده مانند Fe2O3 باعث تیره شدن رنگ بدنه میشوند.

ب) از رسهای پلاستیک با پایه میکا و مسکویت استفاده شود (به کائولنهای اسمی ایرانی در پاراگرافهای بعدی مراجعه نمائید).

پ) میزان استفاده از مواد پلاستیک را به مقداری که مقادیر حدی استحکامهای خام و خشک تامین شوند، کاهش دهید (به اضافه 20-10 درصد برای اطمینان بیشتر به خصوص در مورد استحکام خشک؛ یعنی به جای حدهای 6-30 به 6/6-33 یا 6/6-36 برسید). شایان ذکر است که بالا بردن استحکام خام «معمولا» دشوارتر از افزایش استحکام خشک است.

 * تذکر: با توجه به تجربیات به دست آمده در طراحی فرمولهای بدنه کاشی پرسلانی، مقادیر بیشتر از 5 و بیشتر از ۲۵Kg/cm2 نیز (به ترتیب برای استحکام خام و استحکام خشک بدنه) میتوانند مورد قبول باشند. هر چند که بهتر است برای بدنه های پرسلان لعابدار و برای تحمل چاپهای متعدد اعمال شده بر آن، همان گستره بالاتر از ۳۰Kg/cm2 در نظر گرفته شود.

 3- انبساط پس از پرس: برای جلوگیری از بروز یا تشدید عیوبی مانند لب پریدگی و کنده شدن لبه ها و گوشه های کاشی، بهتر است علاوه بر بالابردن استحکام خام بدنه (که در این مورد بسیار کارساز است) با انتخاب مواد اولیه مناسب از بالا رفتن بیش از اندازه درصد انبساط پس از پرس ممانعت کرد. کائولنهای با درصد بالای کوارتز و بعضی از فلداسپاتها درصد انبساط پس از پرس را افزایش میدهند.

عامل اصلی به وجود آورنده انبساط پس از پرس، فشار هوای حبس شده بین گرانولهاست. در مرحله اول پرس، خروج کامل هوای موجود در لابلای گرانولها ممکن نیست و این هوا به مانند گرانولها تحت فشار قرار گرفته و فشرده میشود (مشابه هوای فشرده شده در کمپرسورها). با برداشته شدن فشار، این هوای فشرده شده سعی دارد تا از داخل بدنه فرار کند. در هنگام خروج، اگر مقاومت قطعه خام شکل گرفته کمتر از نیروی هوای خروجی باشد، قطعه ترک خواهد خورد یا متلاشی خواهد شد. اگر قطعه خام این نیرو را تاب بیاورد، ابعادی بزرگتر از ابعاد قالب پرس خواهد داشت که از آن به انبساط پس از پرس تعبیر میشود.

از دید بیشتر مهندسان، انبساط پس از پرس پائین معیاری از چسبندگی خوب ذرات به یکدیگر است. در هر صورت بهتر است این مشخصه به هیچ وجه از 8/0 درصد بیشتر نشود (حد متداول 7/0-55/0 درصد است).

4- جذب آب: در بدنه های کاشی پرسلانی لعابدار کمتر از 5/0 درصد و در بدنه های پرسلان تکنیکال و نمک محلول دو بازه کمتر از 3/0 درصد و یا کمتر از 1/0 درصد متداولند. بدیهی است که برای رسیدن به مقادیر کمتر جذب آب یا باید درصد فلداسپاتها را در فرمولاسیون بدنه افزایش داد، یا از فلداسپاتهای مرغوبتر (با درصدهای بالاتر اکسیدهای قلیائی Na2O و K2O) استفاده کرد یا دمای پخت را افزایش داد.

طبق مقاله ها و نوشته های منتشر شده از سوی شرکت SACMI، در صورتی که مقدار اکسیدهای MgO و CaO زیاد نباشد، بهتر است مقادیر Na2O و K2O به ترتیب 5/4 و 7/1 درصد (با نسبت Na2O به K2O برابر با 65/2) باشند. در واقع، با توجه به خاکهای ایرانی میتوان با نسبتهای 00/1 تا 00/2 (بیشتر 6/1-2/1) نیز به مقصود رسید.

شایان ذکر است که مقادیر Na2O و K2O را باید از تمام خاکها و مواد اولیه مصرفی محاسبه و جمع کرد نه فقط از فداسپاتها.

اولین قدمها در طراحی یک بدنه پرسلانی خوب، به دست آوردن مجموع کافی Na2O+K2O و نسبت بهینه Na2O به K2O با توجه به دیگر اکسیدهای موجود در ترکیب بدنه است. معمولا درصد بالای فلداسپات ترجیح داده میشود اما باید توجه داشت که هر چند بالا بردن میزان فلداسپاتها میتواند مزایائی چون کاهش دمای پخت بدنه، رسیدن به جذب آب نزدیک به صفر، بهبود درجه صیقلی بودن سطح پس از پولیش (بالا رفتن میزان جلا) و بهبود توسعه رنگ در بدنه های کاشی پرسلانی رنگی در هنگام پخت را به همراه داشته باشد اما باعث افزایش تردی بدنه، کاهش ثبات ابعادی در هنگام پخت، کاهش بازه دمائی پخت در کوره، کاهش مقاومت در برابر عوامل شیمیائی (به خصوص اسیدها) و کاهش استحکام پخت (در صورت استفاده بیش از حد از فلداسپات) خواهد شد.

مفید خواهد بود که نگاه یا مروری دوباره بر مبحث یوتکتیک (Eutectic) داشته باشید.

فرمولاسیون بدنه کاشی پرسلانی - قسمت دوم

5- استحکام پخت: استاندارد مقدار بیشتر از ۲۲۵Kg/cm²  را تعریف کرده است اما در مقیاس صنعتی، مقادیر بالای 350 تا حدود ۶۰۰Kg/cm² نیز دیده می شوند. برای داشتن مقدار بالای استحکام پخت، باید مقدار مناسبی از کائولن (و فلداسپار برای تراکم بیشتر در هنگام پخت) در بدنه استفاده کرد. درصد کائولنهای «اسمی» ایرانی در در فرمول بدنه تا 40 درصد نیز می تواند باشد؛ اما مقدار واقعی کانی «کائولینیت» بهتر است از 20 درصد بـیشتر نباشد.

 

کائولن های ایرانی مخلوطی از کوارتز، کائولینیت، کانیهای میکائی و غیره هستند و میتوان از لفظ کائولن اسمی در مورد آنها استـفاده کرد. در بعضی موارد، این «کائولن»ها استحکام خشکی تا ۵۰Kg/cm²  نیز دارند که می دانیم کانی کائولینیت نمی تواند این مقدار پلاستیسیته را از خود نشان دهد.

حضور مقادیر بیش از حد کائولن در فرمول بدنه مشکلاتی را مانند:

5-1- بالا رفتن میزان جذب آب؛

5-2- افزایش تردی بدنه به دلیل حضور مقدار بالای فاز بلوری مولایت که خود مسائلی از قبیل:

5-2-1- مستعد شدن برای کندگی ناحیه ای و لب پریدگی در هنگام پولیش محصولات بدون لعاب و

5-2-2- افزایش بیش از حد سختی سطح که باعث بالا رفتن میزان مصرف لقمه های سایای پولیش و افزایش فشار وارد بر آنها می شود و مصرف انرژی زیاد و استهلاک تسمه belt متحرک در خط پولیش را نیز به دنبال دارد.

5-3- در صورت بالا بودن بیش از اندازه مقدار کائولینیت فرمول بدنه و بالا رفتن مقدار فاز مولایت در هنگام پخت، در هم قفل شدگی (inter locking) بلورهای سوزنی مولایت میتواند موجب تشکیل ریز ترک های واقعی در مرز دانه ها شود. این خود باعث کاهش استحکام پخت بدنه خواهد شد.

بلورهای سوزنی مولایت در نمونه کائولن حرارت داده شده در˚۱۲۴۰C.

* تذکر: برای درک بهتر این پدیده میتوان فرمولی با درصد بالای کائولن را از دماهای نسبتا پائین (برای نمونه از 1180 تا 1220 یا ˚۱۲۴۰C) در بازه های ˚20C پخت داد و استحکام پخت و سایر خواص پخت آنرا بررسی کرد. شایان ذکر است که کاهش استحکام پخت بدنه ها با افزایش دمای پخت (از حد مجاز آن) نیز دیده می شود و دلیل آن ناپایداری و تجزیه مولایت ثانویه سوزنی شکل است.

5-4- افزایش دمای پخت بدنه به دلیل حضور مقادیر بالای کانی دیرگداز کائولینیت.

به هر حال، نقش مهم کائولن ها در افزایش سفیدی بدنه، استحکام پخت، ثبات ابعادی و کنترل (کاهش) انقباض در حین پخت را نمی توان نادیده گرفت.

6- پرت حرارتی (L.O.I): به صورت درصد کاهش وزن بدنه پخته نسبت به وزن همان بدنه در حالت خشک بعد از پخت آن تعریف می شود. نشان دهنده میزان مواد فرار (آب مولکولی، مواد آلی، کربنات ها، سولفات ها و غیره) در بدنه است. شاید بتوان گفت برای محصولات بدون لعاب تعریف سقـفی برای پرت حرارتی مشکل باشد؛ اما از آنجا که فشار ویژه پرس جهت شکل دهی بدنه بالاست و به همین دلیل نیز فشردگی بدنه خام زیاد است، در صورت بالا بودن مواد فرار در بدنه، سوختن و خروج آنها در هنگام پخت به سختی انجام خواهد شد و احتمال بروز عیب مغز سیاه (black core) به شدت بالا می رود. این عیب را در صورت وجود می توان با شکستن کاشی و با نگاه به مقطع شکست به آسانی دید.

به طور معمول بهتر است درصد پرت حرارتی کمتر از 4 (معمولا 5/3-5/2) باشد. برخی از انواع بالکلی ها به دلیل وجود مواد آلی بسیار در آنها نقش پر رنگی در بروز این عیب در بدنه های کاشی پرسلانی دارند و بهتر است مقدار آنها را تا حد ممکن (بهینه از نظر تأمین خواص مورد نظر) پائین آورد.

* تذکر: میزان استعداد فرمول بدنه در نشان دادن عیب مغز سیاه را می توان با پرس کردن گرانول بدنه تحت فشار ویژه بالا (تا 600Kg/cm²) و در ضخامت زیاد، پخت و سپس شکستن آن بررسی کرد.

7- دانسیته بالک خشک: معـیاری است از میزان تراکم بدنه در هنگام شکل دهی آن. برای اندازه گیری دانسـیـته بالک از روش غوطـه وری در جیـوه استـفاده می شود. برای این مـنـظور، جرم خـشک بـدنه در هوا (m₁) و جرم غوطه وری آن وقتی به طور کامل در جیوه فرو رفته است (m₂) اندازه گیری می شود. سپس، دانسیته بالک خشک از رابطه

D_BULK, Dried = × 13.54  m₂ /  m₁

به دست می آید که در آن 54/13 دانسیته جیوه (بر حسب gr/cm³) است.

فشارهای پرس استـانـداردی که برای شکـل دهی بدنـه های کاشی پـرسـلانـی به کار میروند، می توانند دانـسیته های بالک خشک در گستره 00/2-95/1 gr/cm³ ایجاد  کنند.

بهترین بدنه های پرسلانی (مانند بدنه های شرکت Toda gres) دارای دانسیته بالک خشک بـیشـتر از9/1 gr/cm³ هستـند و در شرکت های ایرانی این عدد معمولا بیشتر از 8/1 gr/cm³ است.

برای افزایش این مشخصه باید از مواد پلاستیکی نظیر بالکلی ها در میزان مناسب و برای بهبود چسبندگی و سیلان ذرات در حین پرس استفاده کرد. دانسیته بالک خشک بالا می تواند نشان دهنده استحکام خام و خشک (نسبتا) بالا نیز باشد، هر چند عکس آن همیشه صادق نیست.

سنگ شناسی (Petrology) شاخه ای علمی است که به مطالعه ماهیت و خاستگاه سنگها می پردازد. طبقه بندی و نامگذاری سنگها پیچیده است و می توان آنها را بر اساس خاستگاه، شیمی، بافت یا مشخصه های دیگری طبقه بندی کرد.

سنگها به سه دسته کلی تقسیم می شوند:

1- سنگهای آذرین که از انجماد مذابهای سیلیکاتی به وجود می آیند؛

یک سنگ آذرین.

2- سنگهای رسوبی که حاصل حمل و فرآیندهای شیمیائی هستند و

نمائی از لایه های رسوبی.

3- سنگهای دگرگونی که یا از تبلور مجدد سنگهای آذرین یا رسوبی بر اثر تغییرها در فشار و دما تشکیل می شوند یا بر اثر تغییر در نحوه استقرار سنگها در زمین به وجود می آیند.

بلور بزرگ در مرکز تصویر استاورولیت (Staurolite)- مینرالی غنی از آلومینیوم و آهن-است. میدان دید ۵/۳ میلیمتر است.

ترکیب پوسته زمین

99% پوسته زمین از هشت عنصر به ترتیب فراوانی

 K, Na, Ca, Fe, Al, Si, O  و Mg

ساخته شده است و کانیهای حاصل از آنها دارای چگالی اندک هستند. بدیهی خواهد بود که کانیهای اکسیژن دار بیشترین کانیهای موجود در پوسته زمین را به خود اختصاص داده باشند. به طور کلی، سیلیکاتها و آلومینوسیلیکاتها پایه بیشتر سنگها را تشکیل می دهند.

زمین از فضا. در این تصویر قاره آفریقا و شبه جزیره عربستان دیده میشود.

به سه دلیل عمده تعداد کانیها بسیار زیاد است:

1- گستره شرایط تشکیل کانیها بر حسب تغییر در دما و فشار بسیار وسیع است و از این رو، تغییرهای فاز فراوان است. SiO₂ نمونه آشنائی است: کوارتز، تریدیمیت، کریستوبالیت، کوئزیت و استی شوویت از شکل های مهم سامانه (سیستم) SiO₂ در شرایط مختلف دما و فشار هستند و سه کانی کوارتز، تریدیمیت و کریستوبالیت دو شکل بلورشناسی α و β دارند.

نمودار دایره ای ترکیب تقریبی پوسته زمین. 

 2- کانیها در سامانه های پیچیده شیمیائی متبلور می شوند و به صورت انواع بسیاری از محلولهای جامد وجود دارند. یونهای ⁺Mg² و ⁺Fe² اندازه مشابهی دارند. پس به هنگام تشکیل کانی « اولیوین»، در واقع بیشتر، محلول جامدی به فرمول SiO₄(Mg,Fe)₂ (اولیوین) خواهیم داشت تا SiO₄Mg₂ (فورستریت) یا SiO₄Fe₂ (فایالیت).

کانی اولیوین به فرمول کلی Mg, Fe)₂SiO₄).

به طور کلی، اگر کانیهای نهائی (ترکیبهای خالص) ساختار شیمیائی یکسان، اندازه اتمی مشابه و نیروهای پیوندی بین اتمی مشابه (یعنی کووالانسی یا یونی) داشته باشند، گرایش به مخلوط شدن با یکدیگر خواهند داشت (به این دلیل اصطلاح ترکیب را در ترکیبهای خالص به کار می بریم که برای نمونه می توان فورستریت را به صورت SiO₂•2MgO نیز نمایش داد).

3- فرآیندهای طبیعی تفکیک جزئی می توانند بسیار مؤثر عمل کنند. برای نمونه، در جائی به طول چند کیلومتر که شیب تغییرهای گرمائی در آن تنها چند درجه سلسیوس است و با وجودی که شیمی کل یک سامانه طبیعی به صورت نظری می تواند ساده باشد، اما شیمی آن در عمل و حتی در یک مقیاس محلی کوچک می تواند بسیار متغیر باشد و ممکن است در چنین مکانی یک کانی با عنصری نادر تشکیل شود.

* منبع برای مطالعه بیشتر: « ژئوشیمی»، نوشته دبلیو. اس. نایف، ترجمه دکتر مهرداد اسفندیاری، چاپ اول 1368، انتشارات بخش فرهنگی جهاد دانشگاهی دانشگاه تهران.

از نقطه نظر پلاستیسیته، مواد اولیه را میتوان به دو دسته مواد اولیه پلاستیک و مواد اولیه غیر پلاستیک تقسیم بندی کرد. بین این دو نیز میتوان مواد اولیه ای را زیر عنوان نیمه پلاستیک بررسی نمود. تعریف خاصیت پلاستیسیته در پُستهای بعدی خواهد آمد.

رُسها (clays)

این عبارت، گستره وسیعی از مواد اولیه رُسی را در بر میگیرد که مشخصه مشترکشان ماهیت پلاستیک آنهاست و با افزایش مداوم استحکام مکانیکی نمونه ها در گذر از حالت خام به خشک در هنگام خشک شدن مشخص میشود.

 رُسهای بدنه های سرامیکی

رُس ماده اولیه اصلی برای تمام بدنه های سرامیکی است و به خصوص در بدنه های استون ور پرسلانی مجموعه ای از کارکردهای زیر را دارند:

ایجاد رنگ روشن در هنگام پخت؛

دادن پلاستیسیته و مشخصه های اتصال دهندگی به جرم سرامیکی؛

خواص جریان یابی (رئولوژی) را ایجاد و بنابراین، فرآیند روانسازی را تسهیل میکنند؛

دادن یک سطح دانسیته خوب در هنگام پخت با کمک ویژگیهای خاص رُسها؛

ایجاد مشخصه های مکانیکی عالی در فرآورده های پخته شده.

برای تولید استون ور پرسلانی مخلوطی از رُسها به کار میرود: رُسهائی که پلاستیسیته نسبتاً پائینی دارند و غنی از کائولینیت هستند و همچنین رُسهای پلاستیک که از نظر مینرالهائی مانند ایلیت و مونت موریلونیت غنی تر هستند.

با افزایش اندازه پرسها که منجر به دستیابی به مقادیر فشارهای ویژه بالاتر از Kg/cm²  ۵۰۰ شده است، میتوان رسهای پلاستیک را کاهش داد و به همان سطح استحکام مکانیکی فرآورده های پرس شده رسید.

کائولنها (Kaolins)

نام کائولن از شهر کوچک Kao-ling (به معنای تپه بلند) در چین آمده است، جائیکه اولین نمونه از این ماده استخراج شد. فرمول کائولینیت Al₂O₃∙2SiO₂∙2H₂O است. کائولن توده ای متراکم از مواد خاکی و میکروکریستالی با سختی یک، وزن مخصوص 6/2 و جلای کمی مرواریدی. کائولن حاصل دگرگونی مواد آلومینیوم سیلیسی (فلداسپارها، پلاژیوکلاز، فلداسپاتوئید) سازنده سنگها در عمق محصول است.

به طور خیلی خلاصه منشأ این ذخایر، دگرگونی فلداسپارهای صخره ای بلوری است که منجر به خروج همزمان عنصرهای قلیائی (سدیم و پتاسیم) میشود. در موارد نادری که کائولن نزدیک به خالص تشکیل میگردد (معمولاً از رگه های فلداسپاتی)، سفید شیری است، پلاستیسیته پائین و سطحی چرب دارد که وقتی لمس شود لایه نازک سفید رنگ پایداری روی پوست بر جای میگذارد.

تصویری از کانی کائولینیت نسبتاْ خالص.

معمولاً ذخایر کائولینیتی مخلوطهایی از کائولینیت، کوارتز (مقاوم در برابر پدیده های دگرگونی و تغییر شکل) و فلداسپارها (اثرهایی از تجمع ناقص و عمل دگرگونی) هستند، اما اکسیدهای آهن (علت اصلی رنگدار شدن ماده) و میکاها نیز باید در نظر گرفته شوند.

عموماً ذخایر کائولن منشأ اولیه دارند. این بدان معناست که آنها در همان جایی هستند که صخره های منبع وجود دارند و بنابراین حمل نمیشوند. حال آنکه ذخایر ثانویه آنهایی هستند که جابجا شدن و ته نشینی دوباره در یک محیط آبی (معمولاً استخری) را از سر میگذرانند.

استفاده از کائولن در سرامیک به حدود ده درصد تولید جهانی محدود میشود، حال آنکه به عنوان ماده سفید کننده و پُر کننده به صورت گسترده در صنعت کاغذ سازی به مصرف میرسد.

صنعت سرامیک از مواد خالص استفاده نمیکند بلکه مخلوطی از کانیهائی را که دو خانواده بزرگ از فرآورده ها را میسازند، مصرف میکند:

بالکلی (ballclay) و خاک چینی (china clay).

تفاوت بالکلی و خاک چینی

بالکلی محتوای کائولن کمتر با حضور واضحتر کانیهای میکائی و کوارتز دارد. در مقابل، فرآورده های خاک چینی مقدار بالاتر کائولینیت (90-80 درصد) و مقدار اندکی از کانیهای میکائی دارند و در عمل به مواد کائولینیتی خالص نزدیک هستند.

2-1- کائولینیت در بدنه های سرامیکی

 در هنگام انجام مراحل پرس و پخت، واکنشهای فرآورده های بالکلی و خاک چینی با هم متفاوت است که میتوان آنها را به صورت زیر جمع بندی کرد:

بالکلی

در هنگام پرس کردن به صورت معمولی انبساط می یابند؛

در فرآورده ناپخته، هم خام و هم خشک مقادیر استحکام خمشی عالی دارند و بنابراین نشان دهنده میزان بالای پلاستیسیته است؛

نمونه های پخته شده در ۱۰۲۰ ˚C انقباض محدود 2-0 درصد و سطح تخلخل ظاهری 20-18 درصد دارند؛

با در نظر گرفتن میزان «ناخالصی»های حاضر که فرآیند زینترینگ را آسان میکند، نمونه های پخته شده در ۱۰۲۰ ˚C سظوح بالای مقاومت مکانیکی (از 50 تا ۱۵۰ Kg/cm² ) خواهند داشت.

ضریب انبساط گرمائی در ۱۰۲۰ ˚C در گستره ای از ۱۷۰-۱۲۰ ضرب در ده به توان منهای ۷ بر درجه سلسیوس قرار دارد.

خاک چینی

انبساط پس از پرس بالائی دارند؛

ماده ناپخته، هم خام و هم خشک مقاومت مکانیکی ضعیفی دارد؛

در هنگام خشک شدن انبساط زیادی دارد؛

هنگام پخت در ۱۰۲۰˚C  انقباض ابعادی مشاهده نمیشود و به جای آن انبساط اندک با مقادیر جذب آب بالا (30-25 درصد)، مقاومت مکانیکی پائین در محصولات پخته (Kg/cm² ۳۰-۶۰) و ضریب انبساط گرمائی کم  ۱۴۰-۱۱۰ ضرب در ده به توان منهای ۷ بر درجه سلسیوس خواهیم داشت.

بنابراین با ماده بسیار دیرگدازی سر و کار داریم که در خالصترین شکل خاک چینی میتواند در گستره 15-10 درصد در بدنه های استون ور پرسلانی به کار رود.

2-2- کائولینیت در بدنه های استون ور پرسلانی

قبلاً ذکر شد که کائولینیت یا خاک چینی در بدنه های استون ور پرسلانی با سطح محتوایی که از 10 تا 15 درصد تغییر میکند، استفاده میشود؛ اما نقش و کارکرد حقیقی آن در بدنه پرسلان چیست؟

علاوه بر ایجاد سفیدی معین در توده، کائولینیت حامل اصلی آلومینیوم اکسید یا آلومینا (Al₂O₃) است که در مرحله شیشه ای شدن بدنه تعادل واکنش را تنظیم میکند. در واقع، آلومینا میتواند همراه با عناصر قلیائی گدازآور سهمی در تشکیل فاز شیشه ای از نوع سیلیسی-آلومینائی داشته باشد. از سوی دیگر، در طول فرآیند پخت فاز مولایت (3Al₂O₃∙2SiO₂) را تشکیل میدهد که با ساختار سوزن مانندی که دارد، به عنوان «استخوان بندی» برای فرآورده های حاصل عمل میکند و بنابراین در افزایش استحکام مکانیکی سهیم میشود.

 تعریف کانیهای رسی

از نظر زمین شناسی، ارایه تعریف ساده و دقیق از کانیهای رسی مشکل است اما این نوع کانیها را به طور کلی میتوان سیلیکاتهایی با ساختار لایه ای دانست که منشأ ثانویه دارند. منظور از رسیهای ثانویه، رسهایی هستند که از تأثیر عوامل فرساینده محیطی یا هوازدگی سنگهای اولیه (یا آتشفشانی مانند گرانیتها و بازالتها) تشکیل شده اند. . .

* توجه داشته باشید که در این دسته بندی، کانیهایی چون میکا، تالک، کلریت و سرپنتین نیز قرار میگیرند که در اصل کانی رسی محسوب نمیشوند.

 

این تصویری از کوارتز است اما واحدهای تکرارشونده SiO₄)^-4) را هم نشان میدهد. واحدساختاری بار خالص ۴- دارد، اما کوارتز در نتیجه به اشتراک گذاشتن O بار خالص صفر است.

چهار وجهی SiO4)^-4)

واحد سازنده سیلیکاتهای لایه ای است. با اتصال سه اتم اکسیژن هر چهار وجهی به واحدهای مشابه، ساختمان پیوسته ورقه ای تشکیل میشود که میتواند به طور نامحدود در جهات مختلف صفحه امتداد یابد. یک اکسیژن باقیمانده از هر چهار وجهی نیز (که باردار یا سیر نشده است) باید برای رسیدن به حالت خنثائی الکتریکی در شبکه با کاتیونهای خارجی پیوند برقرار کند.

 

شمای چهار وجهی SiO4)^-4).

هشت وجهی آلومینیوم Al(OH)₆^-3.

در بیشتر چنین ساختمانهایی، واحدهای سیلیسی به شکل حلقه های شش ضلعی (هگزاگونال) به گونه ای آرایش پیدا میکنند که هر واحد SiO₄)^-4) در صفحه هگزاگونال از طریق یک اکسیژن با واحدهای دیگر اتصال یابد. زاویه پیوند Si-O-Si میتواند تغییر کند و شکلهای مختلفی از ساختمانهای حلقه ای را به وجود آورد، اما در بیشتر موارد زاویه پیوندی Si-O-Si در حدود '34˚141 باقی میماند.

ورقه چهار وجهی.

ورقه هشت وجهی.

مقایسه چهار وجهی سیلیسی و هشت وجهی آلومینیوم.

با توجه به وجود یک اکسیژن سیر نشده در هر چهار وجهی SiO₄)^-4) و برای خنثی شدن بارهای الکتریکی سیلیکاتهای لایه ای، یک لایه از ساختمان هیدراکسیدی با یک لایه از ساختمان تشکیل شده از چهار وجهیهای سیلیسی پیوند برقرار میکند. دو نوع ساختمانی که میتوانند با ساختمانی از یک لایه تشکیل شده از چهار وجهیهای SiO₄)^-4) پیوندهای شیمیایی برقرار کنند، هیدراکسیدهای عناصر دو و سه ظرفیتی (مانند منیزیم و آلومینیوم) هستند. در هر دو حالت، کاتیونها با واحدهای آنیونی عدد هم آرایی (عدد کوئوردیناسیون، coordination number) شش (6) دارند. این نوع کاتیونها، یونهای هیدراکسیدی مانند بروسیت و گیبسیت هستند.

چپ) ساختمان کانی رسی دو لایه ای ۱:۱ (یک لایه چهار وجهی و یک لایه هشت وجهی)؛

راست) ساختمان کانی رسی سه لایه ای ۲:۱ (تشکیل شده از دو لایه چهار وجهی که نسبت به هم وارونه اند و یک لایه هشت وجهی در بین آنها).

ساختمان سیلیکاتی لایه ای با ایجاد پیوندهای کووالانسی یا یونی میتواند به طور نامحدود در دو بعد گسترش یابد؛ اما رشد چنین ساختمانی در جهت عمود بر صفحه قاعده چهار وجهیهای سیلیسی امکانپذیر نیست. به جای آن، در بالای لایه هیدراکسیدی، لایه دیگری از واحدهای SiO₄)^-4) میتواند به صورت وارونه وجود داشته باشد. پیدایش این لایه های جدید ناشی از پیوندهای کووالانسی یا یونی نیست. با چنین آرایشی لایه ها میتوانند گسترش یابند و شکلهای متنوعی از کانیهای سیلیکاتی لایه های را ایجاد نمایند. دو گروه اصلی سیلیکاتهای لایه ای عبارتند از:

سیلیکاتهای دو لایه: یک لایه صفحه ای سیلیکاتی با یک لایه هیدراکسیدی اتصال یافته است.

ساختار لایه کائولینیت.

صفحات کریستالوگرافی در بلور کائولینیت. خط چین، صفحه محوری نوری را نشان میدهد.

سیلیکاتهای دولایه با کاتیون سه ظرفیتی. تنها کاتیون در این نوع کانیها، کاتیون آلومینیوم (Al⁺³) است. هر کاتیون آلومینیوم در یک لایه به سه واحد هیدراکسیدی و در لایه دیگر به دو اکسیژن و یک واحد هیدراکسیلی متصل شده اند. شبکه از طریق پیوند ضعیف هیدروژنی در امتداد محور c کریستالوگرافی گسترش می یابد و کریستالهای صفحه ای شکل (پولک مانند) تشکیل میشوند.

به دلیل وجود آرایشهای فضائی مختلف در شکل گیری سیلیکاتها، کانیهای کائولینیتی گوناگونی نیز وجود دارند که ترکیب شیمیائی تمام آنها Al₂Si₂O₅(OH)₄ است ولی خواص متفاوتی دارند. کانیهای کائولینیت، ناکریت، دیکیت، هالویزیت و لیوزیت واجد چنین ویژگی ساختمانی هستند.

کائولینیت به عنوان یک سیلیکات دو لایه.

سیلیکاتهای دولایه با کاتیون دو ظرفیتی. کاتیونهای منیزیم و آهن II (بیشتر یون منیزیم) میتوانند در ساختمانهای سیلیکاتی دو لایه ای شرکت کنند. عدد هم آرائی کاتیونها در این حالت هشت (8) است و برای رسیدن به خنثائی الکتریکی در شبکه، هر سه مکان هشت وجهی روی یک حلقه هگزاگونال سیلیسی قرار میگیرند. از چنین ساختمانهای منیزیمی میتوان «آنتی گوریت» با فرمول Mg₃Si₂O(OH)₄ را نام برد. تفاوتهای میان کانیهای دیگر این گروه به احتمال زیاد ناشی از جایگزینی یون دو ظرفیتی آهن با منیزیم و یا ناشی از ماهیت لایه قرار گرفته بر روی لایه سیلیسی باشد.

اثر ظرفیت کاتیون بر ساختار سیلیکاتهای دولایه. در سیلیکاتهای دو لایه با کاتیون دو ظرفیتی هر سه مکان هشت وجهی روی یک حلقه هگزاگونال قرار میگیرند و در نتیجه سریهای «تری اکتاهدرال» یا «سه هشت وجهی» را به وجود می آورند. اما در سیلیکاتهای دو لایه با کاتیون سه ظرفیتی آلومینیوم (مانند کائولینیت) هر دو هشت وجهی روی یک حلقه هگزاگونال سیلیسی قرار میگیرند و در نتیجه کانیهای سری «دی اکتاهدرال» یا «دو هشت وجهی» را میسازد.

سیلیکاتهای سه لایه ای: لایه سیلیسی دیگری به شکل وارونه بر روی لایه هیدراکسیدی ایجاد میشود. به عبارت دیگر، ساختاری از یک لایه واحدهای سیلیسی، یک لایه هیدراکسیدی و یک لایه دیگر سیلیسی تشکیل میگردد.

نمائی از ساختمان سه لایه تالک (Mg₃Si₄O₁₀.(OH)₂).

ساختار « مونت موریلونیت » که در آن کاتیونهای قابل تعویض با کره های قرمز رنگ مشخص شده اند.

ساختار "مونت موریلونیت" به عنوان یک کانی رسی سه لایه ای.

 

کلمه "اسمکتایت smectite" برای توصیف خانواده ای از کانیهای رسی فیلوسیلیکاتی (phyllosilicate) منبسط شونده که دو لایه چهار وجهی سیلیسی و یک لایه هشت وجهی آلومینیوم دارند به کار میرود. در اینجا، محل استقرار کاتیونهای قابل تعویض (کره های سبز) را در مکانهای هیدروکسیل به روشنی میتوان دید.

سنگها و خاکها مجموعه ای از کانی (مینرال) ها هستند. یک مینرال معین، ترکیب شیمیائی مشخصی دارد و اگر درصد مینرال تشکیل دهنده یک خاک از 50 بیشتر باشد، به نام آن مینرال خوانده میشود. در مواردی که درصد مینرال اصلی به دلیل تعدد آنها از 50 کمتر باشد، خاک نام مینرال اصلی را به خود میگیرد. برای نمونه، اگر درصد مینرال کائولینیت (Al₂O₃•2SiO₂•2H₂O) در یک ماده اولیه بالا باشد، به عنوان کائولینیت (کائولن) شناخته میشود. به ندرت بیشتر از ده نوع مینرال در سنگها میتوان یافت و تعداد مینرالهای موجود در یک سنگ منفرد بسیار کمتر از این مقدار است.

نکته بسیار مهم در مورد تمام مواد اولیه «طبیعی» آن است که تمام آنها در مقادیر کم یا زیاد دارای اکسیدهای رنگی کننده (coloring oxides) مانند Fe₂O₃ و TiO₂ هستند که در بعضی از کاربردها (مانند صنایع چینی مظروف و کاشی پرسلانی) کنترل دقیق مقادیر این اکسیدها جهت رسیدن به کیفیت مورد انتظار محصول نهائی اهمیت دارد.

نسبتهای کمی بین اجزای سازنده مختلف به طبیعت کانی شناسی (مینرالوژیکی) رُسها، دانه بندی (گرانولومتری) ذرات رس و در نهایت به نسبت آنها در مقایسه با مینرالهای گدازآور (fusing) بستگی دارد

نوع و مشخصات مينرالهاي مورد استفاده در صنعت كاشي:

الف:  ايليت

خاك سه لايه اي داراي پتاسيم كه منجر به جذب آب كم ميشود.هرچه رنگ آن سبز تر باشد مرغوب تراست زيرا كه داراي K بيشتري است.

خواص ايليت:

1 : سختي پايين

2: استحكام پخت بالا

3: پايداري در ابعاد

4: افزايش بازده بالميل و پرس

5: انبساط معمولي پس از پرس

6: نقطه ذوب پايين

ب:  بنتونيت(مونت موري لونيت)

بنتونيت خالص را مونت موري لونيت گويند. مينرال اصلي آن مونت موري لونيت است. ساختار آن شبيه ايليت است.

خواص بنتونيت در بدنه:

انبساط معمولي پس از پرس

1:  انبساط ضخامت پس از پرس

2: استحكام خام و خشك بالا ولي پخت پائين

3: انقباض زياد

4:  جذب آب زياد

5: استحكام پس از پرس

استفاده آن در ديوار بيشتر از كف است.

ج:  تالك

سيليكات آبدار منيزيم 3MgO,4SiO2,H2O        

خواص تالك:

1: نرمترين ماده در جدول موهس؛ سختي 1

2: لمس چرب يا صابوني دارد.

3: ساختمان سه لايه اي:

4: انبساط پس از پخت و خشك زياد

5: مقاومت در برابر شوك حرارتي

6:  ثبات ابعاد

7:  بهتر كردن كيفيت سطح بدنه

8: كمك به خشك كردن لعاب

9: لعاب اعمال شده بر روي آن نيز پس از پخت سطح صافي را بوجود مي آورد.

د:  پيروفيليت

رس سه لايه اي . بيشتر در كاشي كف استفاده ميشود.

خواص:

1: پلاستيسيته پائين

2:  جذب آب كم

3:  انبساط معمولي پس از پرس

4:  استحكام خام و خشك پائين

5:  انبساط پس از خشك شدن زياد است.

6:  پس از پخت هم در دماي 1020 درجه انبساط بسيار بالايي از خود نشان مي دهد.

و:  انواع كربناتها و كربناتهاي مضاعف

در دماي پائين تر از 900-800 درجه خارج ميشوند. اگر زمان براي خروج Co2 ندهيم عيوبي مثل بادكردگي و تيرگي لعاب در بدنه ايجاد مي شود. پس از اين مواد نبايست در تك پخت سريع استفاده كرد چون كه سريع خارج نمي شود.

مزاياي آن(Co2):

1: استحكام پخت بالا

2:  جلوگيري از عيب ماه گرفتگي

3:  جلوگيري از انبساط حرارتي

4:  ثبات ابعاد

5:  جذب آب بالا

ه:  ولاستونيت

سيليكات كلسيم است.از آن مي توان به جاي كربنات استفاده كرد.

خواص :

1: استحكام پخت بالا: دليل اصلي آن داشتن كريستالهاي سوزني است.

2:  ضريب انبساط حرارتي كم

3:  استحكام خام و خشك كم ولي پخت بالا

4:  انقباض خشك اصلاً ندارد؛ كه براي كاشي كف خوب است.

5:  در دماي 1020 درجه انقباض پخت آن 0.3% است.

در ايران از اين ماده براي بدنه استفاده مي شود ولي براي لعاب مورد استفاده است زيرا كه در لعاب كاشي هاي ديوار و كف به دليل مات كنندگي نسبت به كربنات كلسيم ديگر جوش نمي زند.

ی:  كلريت

به دليل رنگ تيره پس از پخت بيشتر در بدنه هاي قرمز تك پخت استفاده مي گردد.

 1-     دپوی مواد اولیه:

در این واحد مواد اولیه برای تولید موجود است و پس از انجام فرایندهای

مربوطه وارد بخش تولید می شود.

 شامل دپوهای ماهانه؛ هفتگی و روزانه می باشد.

قبل از واحد سنگ شکن و در مجاورت آن قسمتی وجود دارد که به نام دپو یا محل ذخیره نامیده می شود. دپو در برگیرنده خاکهایی است که از معادن به شرکت حمل گردیده است. در اینجا پس از تخلیه خاک توسط کامیون ها این خاکها بوسیله لودر پهن می شود به طوری که یک لایه چند سانتی بسته به وسعت دپوی در نظر گرفته شده ایجاد می گردد و ماشین بعدی روی این لایه خالی می شود و مجدداً این کار را انجام می دهند تا یک منطقه بزرگی از خاک ایجاد شود که هر ستون عمودی آن به فاصله چند سانتی متر حاوی خاک تعدای زیاد از کامیونهای مختلف و یا به عبارتی بهتر مخلوطی از چند نوبت بارگیری معدن می باشد. این کار به منظور یکدست شدن خاکها و فرمول انجام می گیرد. دپو به صورت سالیانه؛ ماهیانه و هفتگی و روزانه می باشد. دپوی سالیانه و ماهیانه توسط لودر انجام می گیرد. برای دپوی هفتگی و روزانه می بایست خاک وارد سنگ شکن شود. در این مرحله انواع خاکهای صنعتی خرد؛ مخلوط و فرموله می شوند. که این عمل توسط قسمت سنگ شکن که به صورت فکی، چکشی و یا رینگ میل صورت می گیرد.

خاک کاملاً خرد شده و پودر می گردد و جهت مصرف در مراحل بعدی در سیلوهایی ذخیره می گردد. توسط لودر خاک به دهانه قیف سنگ شکن فکی آورده می شود و در این قسمت خاک خرد می گردد و بعد از آن نیز توسط نوار نقاله به سنگ شکن چکشی وارد می گردد. خاک خروجی از این قسمت چنانچه از اندازه ای که مورد نیاز است بزرگتر باشد وارد سنگ شکن سوم که رینگ میل است می شود و بعد از این که به اندازه مناسب رسید توسط نوار نقاله به سیلوهای ذخیره برای دپوی هفتگی می رود. بعد از آن نیز خاک از دپو یا سیلوهای ذخیره به لودر و نوار نقاله وارد سیلوهای ذخیره روزانه می گردد. اصولاً این سیلوهای ذخیره بیشتر از هشت عدد نمی باشند.

 2-     سنگ شکن:

خود این قسمت از سه سنگ شکن به اسم های

چکشی، فکی و رینگ میل تشکیل شده است.

مواد انبار شده در قسمت دپو بسته به مسائل

فنی در این قسمت وارد سنگ شکن های

 چکشی؛ فکی و رینگ میل می شوند و بعد

از خردشدن آماده وارد شدن به بالمیل می گردند.

 

3-     بالمیل:

منظور از بالمیل همان آسیاب است که مواد تشکیل دهنده کاشی یا سرامیک یا گرانیت به نسبت های مناسب داخل آن ریخته می شود و پس از خروج به اسم دوغاب در مخازنی ذخیره می شود.

 شارژ بالمیل

هنگام شارژ بالمیل بخصوص در مورد مواد خیلی پلاستیک

 مثل بنتونیت، شارژ آب و مواد باید توام صورت گیرد.

 از دریچه بزرگی مواد و آب به داخل بالمیل شارژ می شود

 حد مجاز شارژ بالمیل موقعی است که حدود یک چهارم

 از فضای کل بالمیل خالی باشد. اگر بیش از بالمیل را شارژ کنیم و میزان فضای خالی بالمیل کاهش یابد راندمان سایش دچار افت و کاهش خواهد شد.

میزان حجمی که از بالمیل در اختیار ما برای شارژ آب و خاک وجود دارد شامل دو قسمت می شود حجم روی گلوله ها تا جائیکه حدود یک چهارم حجم بالمیل خالی بماند و قسمت دیگر فضای خالی بین گلوله هاست.

عملاً حین سایش در فرآیند آسیاب کردن با چرخش بالمیل گلوله ها تا یک ارتفاعی صعود کرده و سپس سقوط می کنند. در اثر سقوط گلوله مواد اولیه مورد سایش ضربه می خورد. ضربه ناشی از سقوط گلوله مواد را خرد نموده و سایش می دهد.

از دوران دبیرستان قانون ضربه را بخاطر دارید:

FT=MV

در واقع اینجا جرم گلوله ضرب در سرعت گلوله می شود.

هر چه ویسکوزیته دوغاب بالاتر باشد در واقع هنگام سقوط گلوله در دوغاب سرعت گلوله دچار کاهش بیشتری می شود و آن منتج به کاهش میزان ضربه خواهد شد و لذا بازدهی سایش را کاهش می دهد لذا یکی از تاثیرات مفید روانسازی مناسب کاهش زمان آسیاب کردن است. در این راستا از جمله نکاتی را که می توانیم رعایت کنیم و در حال حاضر در کارخانجات رعایت نمی شود این است که ابتدا مواد غیر پلاستیک را در بالمیل شارژ می کنیم یعنی خاکهای سیلیسی و فلدسپاتی را در ابتدا شارژ و پس از حدود 4-3 ساعت که مواد اولیه سخت سایش یافتند مواد پلاستیک را شارژ می کنیم البته ممکن است مدت زمان سایش برای مواد پلاستیک حتی در حد 3-2 ساعت کافی باشد. خاکهای پیروفیلیتی، ایلیتی و کلاً سه لایه ای ها سختی بالایی ندارند و سایش آنها زمانبر نخواهد بود. در اینجا لازم است نکته ای را تذکر داد باز کردن درب بالمیل اصولا مسأله ای دشوار است در صورت گیر کردن دریچه بالمیل ممکن است 2ساعت به طول انجامد. بستن دریچه نیز حدود یک ربع طول می کشد.

اگر فقط مواد شارژ شده مواد سخت باشند هنگامیکه

 بالمیل را خاموش می کنیم تا مواد نرم و پلاستیک را

بارگیری کنیم آن گاه در این مدت زمان بارگیری مواد

 سخت ته نشین شده به نحویکه گرانیگاه بالمیل مقداری

پائین می رود و هنگام راه اندازی موتور و گیربکس زیر بار

 نرفته و بالمیل کار نمی کند.

در این نوع شارژ بنتونیت را اول شارژ می کنند چرا؟

آب بر روی سطح ذرات رسی توزیع می شود اما در مورد بنتونیت علاوه بر سطح آب بین طبقات سه لایه ای نیز نفوذ می کرد پس برای اینکه بتوانیم تاثیر پلاستیسیته بنتونیت را در دوغاب ببینیم باید فرصت دهیم تا خوب با آب مخلوط و آب فیما بین طبقات سه لایه ای بنتونیت نفوذ کند.

در بدنه های کف اصولاً بنتونیت %5 است و اصولاً حدود %2-1 می باشد. در بدنه های ارتن ور میزان بنتونیت به حدود %8-7 هم می رسد. اصولاً حضور بنتونیت روانسازی را سخت می کند. گل ریزی اسپری را هم افزایش می دهد.

در مورد تخلیه بالمیل یک دریچه و یک سوراخ هوا وجود دارد. پیچ هوای بالمیل های بزرگ بر روی سطح جانبی بالمیل و دقیقاً مقابل دریچه بالمیل تعبیه شده است.

تذکر:قبل از بازکردن دریچه ابتدا پیچ هوا را باز کنید. هنگام باز کردن پیچ هوا دست و صورتتان مقابل آن نباشد. گازهمراه مقادیری مواد با فشار بسیار بالا خارج می شود حتی امکان کور کردن چشم را بطور بسیار قوی دارد. موقع باز کردن پیچ هوا، پیچ باید بالا باشد.

اگر هوای اضافی را تخلیه نکنیم در بالمیل اصولاً سر جای خود گیر کرده است در اکثر موارد  درب بالمیل را با دیلم باز می کنند، دریچه پرت می شود و بسیار خطرناک است. اصولاً هنگام تخلیه بالمیل مقداری از دوغاب به جداره بالمیل و گلوله ها چسبیده و تخلیه نمی شود. این مسأله در مورد دوغابهای تیسکوتروپ و نیز مواقعی که ویسکوزیته بالا داشته باشیم دیده خواهد شد.

برای تخلیه ته مانده دوغاب بالمیل مقداری آب به داخل بالمیل ریخته و دریچه را می بندند بالمیل حدود 10دور می زند و سپس تخلیه می کنند. مثلاً در بالمیل 40تنی حدود 1تن دوغاب باقی می ماند(پس از تخلیه).

لاینر چیست؟

لاینر می تواند از جنس سنگهای بازالتی و سنگهای رودخانه ای باشد. لاینر می تواند سیلیسی باشد که این دو حالت دارد اول سنگ سیلیسی که خارجی ها تولید می کنند و دیگر سنگ کوارتزیت تراشیده شده باشد. لاینر می تواند استئاتیتی باشد یا چینی high alamina باشد و نهایتا لاینر می تواند آلومینایی باشد. بدنه های آلوبیتی بیش از %99 آلومینا دارد و از همه مهم تر لاینر می تواند لاستیکی باشد. سنگ های بازالت را به تیشه به صورت مکعب مستطیل در می آورند سیلیسی ها هم به همین صورت است.

چینی های high alamina را بار اول در ایران مقره سازی تولید کرد. تا سال 76 گلوله های آلومینایی تماماً از خارج(هند) وارد می شد. معروف ترین مارک گلوله ای آلوبیتی هستند و در سال 76 شرکت احیا این گلوله ها را تولید نمود(سرامیکای صنعتی اردکان) دمای پخت 1600درجه و از نوع پرسی ایزواستاتیک.

تمام لاینر های گفته شده بجز لاستیکی توسط بتن ساخته شده از سیمان سفید به دیواره بالمیل نصب می شوند. ضخامت لاینر بازالتی حدود 30سانتی متر یعنی حدود 60سانتی متر از ضخامت بالمیل را اشغال می کند. ضخامت لاینرهای سیلیسی و استئاتیتی حدود 20سانتی متر یعنی حدود 40سانتی متر از قطر بالمیل را اشغال می کنند. ضخامت لاینر های چینی high alamina حدود 15سانتی متر و حدود 30سانتی متر از قطر داخلی بالمیل را اشغال می کنند. این لاینر ها توسط بتون سیمان سفید اعمال می شوند. سیمان را با ماسه سیلیسی خیلی مرغوب بتن کرده و سنگها را توسط بتن به دیواره بالمیل می چسبانند. نصب لاینر داخلی بالمیل که از جنس بازالتی، سیلیسی و ... حدود یک ماه تا 45روز طول می کشد. بدترین حالت این است که لاینر قبلی که فرسوده شده بخواهند بریزند از بیرون با پتک به بدنه بالمیل می کوبند تا به آن ها تنش وارد شده با تیشه و قلم در و دیوار بالمیل را تمیز می کنند. ابتدا قاعده های بالمیل را می چینند و سپس سطح جانبی را می چینند.

هنکامیکه کار تمام شد گیرش سیمان با گذشت زمان افزایش می یابد یکی دو روز اول آب داخل بالمیل پاشیده و درب آن را می بندیم و پس از 3-2روز می توانیم داخل آن را پر از آب کنیم اما به هیچ عنوان تا یک هفته گلوله وارد بالمیل نمی ریزیم تا گیرش کامل شود وگرنه سنگها می ریزد. در شارژ اول حدود 6-5 ساعت با گلوله بالمیل کار می کند و در و دیوارش تمیز می شود. در ایده آل ترین حالت یک ماه بالمیل خاموش می شود تا لاینر عوض شود اما ژاپنی ها آمده اند از لاینرهای لاستیکی حدود 30-20 سال پیش استفاده کردند. از نظر قیمتی سنگ بازالت از همه ارزانتر و سیلیسی و استئاتیتی از بازالت بیشتر. چینی high alamina بازدهی کمتری از سیلیسی و استئاتیتی کمتر است.

آلومینایی ها از موارد فوق بازدهی بیشتر داشته اما قیمتش از آنها گران تر است. لاینرهای لاستیکی از همه گرانتر هستند منتها ضخامت لاینر لاستیکی حدود 5 سانتی متر است بنابراین حدود 10سانتی متر ار قطر بالمیل را اشغال می کنند.

پس کمترین حجم اشغالی بالمیل وقتی است که ما از لاینر لاستیکی استفاده کنیم پس حجم بارگیری و حجم محفظه داخلی افزایش می یابد. علاوه بر اینکه لاینرهای لاستیکی از لاینرهای سرامیکی بسیار سبکتر هستند. نصب لاینر لاستیکی که به صورت ورق های لاستیکی به عرض یک متر و طول دو متر است بسیار سریع و در حدود دو روز است. مزیت دیگر این لاینرها زمان سایش را کوتاه می کند.

همه لاینرها همه جا مورد استفاده قرار می گیرند فقط لاینر لاستیکی برای لعاب مورد استفاده قرار نمی گیرد.

از آنجائیکه تعویض لاینر زمانبر و دشوار است جنس گلوله از جنس لاینر و یا اندکی با سختی پائین تر و کمتر از سختی لاینر انتخاب می شود.

  4-     لعاب سازی:

در این قسمت مواد مورد نیاز برای قسمت خط لعاب

 شامل لعاب؛ رنگ چاپ و انگوب زیر تولید می شود.

 فریت

فریت بخش بزرگی از هر سری مخلوط لعاب را

 تشکیل می دهد. فریت معولاً یک ترکیب سرامیکی

 است که پس از ذوب سرد شده و به تکه های شیشه ای تبدیل می گردد. عمل فریت کردن باعث کاهش انقباض لعاب در هنگام خشک شدن می شود. فریتها مواد غیر محلول در آب هستند.

فریت حدود 95-90% لعاب را تشکیل میدهد.و به دو صورت است: فریت ترانس و فریت اپک.

فریت اپک دارای زیرکون است.

فریت شامل: فلدسپات، بوراکس، سیلیس، کربناتها، کربنات کلسیم و پتاسیم، کائولن، اکسید روی و اکسید سرب.

 

دلایل فریت کردن :

ü       خروج مواد فرار و گازهای سمی

ü       غیر محلول نمودن مواد در آب مثل اسید بوریک، کربنات سدیم، بوراکس و نیترات پتاسیم.

ü       اختلاط و همگن کردن مواد اولیه در اثر ذوب و ترکیب آنها با یکدیگر که باعث ذوب سریع تر و بهتر لعاب می گردد.

ü       جلوگیری از اثرات مخرب برخی مواد اولیه مثل کائولن و اکسید روی کلسینه نشده که به صورت خام باعث ایجاد لعاب نگرفتگی میشوند.

ü       از بین بردن بوی بد بعضی از مواد

ü       تبدیل مواد سمی به غیر سمی مثل: ترکیبات سرب، روی، باریم به استثنای سولفات باریم، آنتی موان، فلوئور، آرسنیک، کادمیم و سدیم.

ü       کاهش دمای ذوب

ü       درصد کائولن برای فریت کردن بایستی حدود یا بالای 10% باشد.

ü                        خارج کردن گازهای نا مطلوبی که برخی از مواد اولیه در هنگام پخت از خود آزاد می کنند مثل: کربن، گوگرد و فلوئور

 

تقسیم بندی لعابها

لعابها را به روشهای مختلفی تقسیم بندی می کنند یکی از این روشها به طیقه زیر است:

R تقسیم بندی براساس ترکیب شیمایی

R تقسیم بندی  براساس نوع تولید

R تقسیم بندی بر اساس دمای پخت

R لعاب های ویژه

   براساس ترکیب شیمایی:

1-لعاب سربی

الف : بدون بور؛ شامل سربی ساده و سربی مخلوط

ب: محتوی بور

2-    لعاب بدون سرب

الف: بور دار

ب: بدون بور؛ شامل با قلیایی زیاد(قلیایی) و با قلیایی کم(پرسلان) که ویسکوزیته بالایی دارد.

 براساس نوع تولید:

1-    خام:استفاده برای فراورده های دماهای بالا مثل فراورده های بهداشتی.

2-     فریتی: برای غیر سمی کردن و غیر محلول کردن .

3-     تبخیری(نمکی)

 

براساس دمای پخت:

1-    لعاب با پخت بسیار پایین(راکو)

که محدوده پخت آنهابین 90-750 درجه است ماهیتاً دارای مقدار زیادی سرب ویا بور بوده آلومین در ترکیب این لعابهابسیار کم ویا اصلا وجود ندارد .

2-     لعاب با پخت پایین:

گدازاورهای  مورد استفاده اکسید بور سرب اکسید سرب و مقداری اکسیدهای قلیایی خاکی این لعابهامربوط به  لعابهای  ماجولیکا هستند .

3-     لعاب با پخت متوسط(اورتن ور)

محدوده پخت بین 1020-1160درجه .دراین لعابها مخصوصاً در دمای 1160اکسید بور به عنوان گدازآور میتواند به طور کامل حذف گردد. گدازآورهای مورد استفاده بیشتر اکسیدهای قلیایی خاکی می باشد. اکسیدهای قلیایی و اکسید بور دراین نوع لعابها کاربرد دارند.

4-     لعاب با پخت بالا(فراورده های بهداشتی)

معروف به فراورده های بهداشتی که محدوده پخت 1160-1260درجه است .مهمترین گدازآور دراین محدوده پخت اکسیدهای قلیایی خاکی به خصوص اکسید کلسیم است.از اکسید بور به ندرت استفاده میشود. از اکسید باریم واکسید روی به عنوان کمکی استفاده می شود.

5-    لعاب با پخت بسیار بالا(پرسلان)

محدوده پخت 1400-1260درجه. مقدار سیلیس وآلومین در این لعابها زیاد است. گدازآور اصلی در اینجا اکسید کلسیم است.

   لعاب های ویژه:

 الف: ویژگی این لعابها بستگی به تشکیل فازهای بلوری در هنگام دارد:

1-    لعاب کدر یا اپک

این نوع لعابها شفاف هستند یعنی انعکاس نور دارند ولی نور را از خود عبور نمی دهند.جهت اپک کردن این نوع لعابها از اپاسی فایرها(Opacifire) استفاده می شود که معروفترین آنها اکسید زیرکنیم است زیرا که ترکیبات زیرکنیم در فاز شیشه ای حل نمی شود.

2-     لعاب مات

این لعابها متضاد لعابهای براق می باشند و می توان با اضافه کردن مواد نا محلول در فاز مایع مانند ذرات تالک ؛ آلومین و بیسکوئیتهای خرد شده و یا پخت لعاب در دمای پائین تر ازدمای واقعی پخت به وجود می آورند که در این صورت سطحی زبر و خشن دارد.

لعاب های مات واقعی که دارای سطوحی با کیفیت خوب باشند معمولاً در نتیجه افزودن آلومین؛ اکسیدهای کلسیم، منیزیم، باریم، روی و گاهی استرانسیم به ترکیب لعاب به دست می آورند.

3-    لعاب نیمه مات یا اطلسی

دارای سطوحی صافتر و همگن تر از لعاب مات بوده و بنابراین دیرتر کثیف شده و راحت تر تمیز می شود. در ترکیب این لعاب ها همواره اکسید روی و تیتانیم موجود است.

ترکیبات اپک کننده مانند اکسید قلع و یا اکسید زیرکنیم در ترکیب این لعابها  موجود است. علت مات شدن در این لعابها تشکیل بلورهاتیتانات روی و سیلیکات روی می باشد.

4-    لعاب درشت بلور یا ماکرو کریستالین

ابعاد بلورها بزرگ بوده و با چشم غیر مسلح می توان دید. ترکیبات این لعابها : سیلیکات و تیتانات روی، کلسیم، منیزیم و سیلیکات منگنز و … .

5-    لعاب دلربا

نام این لعاب از کوارتز دلربا گرفته شده است.

کوارتز دلربا نوعی کوارتز است که دارای بلورهای میکا و هماتیت به عنوان ناخالصی است که باعث انعکاس شعاعهای نور و تلالو خاص میشوند. لعاب های شفاف و براقی است که دارای بلورهای پهن و پولکی مانند بوده و به طور معمول به استفاده از مقادیر زیادی اکسید آهن در ترکیب لعاب به وجود می آیند.

با استفاده از اکسیدهای کرم و مس می توان لعاب های دلربا را ایجاد کرد. لعابهای دلربای خوب دارای اکسید سرب هستند. کیفیت این لعابها به مقدار اکسید آهن و سرد کردن این نوع لعاب ها بستگی دارد.

6-    لعاب رنگین کمانی

این نوع لعابها چنانچه حاوی اکسید های رنگی نباشند دارای رنگ سفید یا شیری متمایل به آبی بوده و سطح رنگین کمانی دارد مشابه منظره ای که در اثر وجود یک لایه نفت بر روی سطح آب پدید می آید.

رنگ رنگین کمانی که سفید یا متمایل به آبی هست در این لعابها ناشی از پراکندگی شعاعهای نور به وسیله بلورهای بسیار ریز هست که دارای ابعاد کلوئیدی می باشند ایجاد می گردد و این بلورها می توانند از ترکیبات پنتا اکسید فسفر P2O5؛ اکسید آهن دوظرفیتی؛ تیتان (اکسید تیتانیم؛ تیتان؛ سیلیس و بورات کلسیم) باشند.

 

 ب:-ویژگی این لعابها بستگی به تشکیل فاز بلوری ندارد:

۱-    لعاب ترکدار

این نوع لعابها به دو روش ایجاد می گردد. در یک روش با افزودن گدازآورهایی مثل اکسید پتاسیم و اکسید سدیم ضریب انبساط لعاب را به مقدار زیادی افزایش داده که خود به علت ایجاد تنش کششی در لعاب باعث ترک خوردن لعاب می شود.

در روش دیگر که در بساری از موارد کاربرد دارد؛ درجه حرارت و چگونگی پخت لعاب و بدنه تغییر داده میشود. به عنوان مثال برای ایجاد لعاب های ترکدار در سطح فراورده های ارتن ور درجه حرارت پخت بیسکوئیت را کاهش داده و و بدنه ابتدا در حدود 950 درجه پخته میشود سپس پخت لعاب در حرارت 950 تا حداکثر 1000 درجه صورت می گیرد. بدین وسیله بدون انجام هیچ گونه تغییری در ترکیب لعاب و بدنه ترکهای زیادی در سطح لعاب بوجود می آید.

درجه حرارت پخت بدنه های ارتن ور در حالت معمولی بالاتر از 950درجه است؛ حدود 1100 درجه.

2-    لعاب پوست ماری

این لعابها در اثر کشش سطحی زیاد ایجاد می گردد. مقدار کشش سطحی لعاب کاملاً وابسته به ترکیب لعاب است. بنابراین با افزودن مقادیر اکسید هایی که باعث افزایش کشش سطحی لعابها می گردد می توان لعاب پوست ماری ایجاد کرد.افزایش مقدار اکسید کلسیم و منیزیم در لعاب بیشترین تاثیر را در لعاب های پوست ماری دارد. استفاده زیاد از مقادیر زیادی کائولن و یا دیگر خاکهای پلاستیک و نیز استفاده از مواد آلی مثل صمغ عربی و غیره در لعاب؛ لعابهای پوست ماری زیادی ایجاد می کند، خرد کردن بیش از حد مواد اولیه لعاب(دانه بندی ریز) و با ایجاد قشر ضخیمی از لعاب در سطح بدنه و با استفاده از اکسید روی کلسینه نشده می تواند لعاب پوست ماری ایجاد کند.

 5-     اسپری درایر:

در این واحد دوغاب تولید شده توسط بالمیل با استفاده از

 حرارت آب آن گرفته می شود و به خاک خشک که

 اصطلاحاً به آن گرانول می گویند تبدیل می شود.

  اسپری درایر

نکته بسیار مهم اولیه این که از نظر شکل ظاهری، اسپری درایر چیزی شبیه به بستنی قیفی است . اساس کار اسپری درایر این است که ما دوغاب را بصورت قطراتی در می آوریم که این قطرات در محیطی با هوای گرم قرار می گیرد و در نتیجه این قطرات در هوای گرم رطوبت خود را از دست داده و نسبتاً خشک می شوند و محصول اسپری ذراتی به نام گرانول خواهند بود.

برای پودر کردن دوغاب و بصورت قطره در آوردن دوغاب دو راه وجود دارد:

1- استفاده از نازلها که بیشتر در صنعت کاشی استفاده می شود.

2- دیسکهای چرخان که بیشتر در صنعت داروسازی استفاده می شود.

                                   *******

ترجیحاً دوغابی که به مدت 24ساعت کهنه و بیات شده است توسط پمپ پیستونی به اسپری درایر فرستاده می شود.

دوغاب توسط لوله هایی به داخل اسپری منتقل و داخل اسپری درایر 6 یا 8 یا 12 لنس داریم. هر لنس به دو یا سه نازل متصل است توسط نازلها و فشار پمپ دوغاب بصورت قطراتی در می آید. (همانطور که می توانید با گذراندن انگشت خود بر دهنه شیلنگ آب، آب را به صورت قطراتی در می آید.) به این ترتیب دوغاب اتومایز می شود.

دمای هوای داغ ورودی بین 700-400درجه است. در بعضی از اسپری درایرها هوای داغ را مستقیماً به داخل اسپری درایر داده اما برخی اسپری درایرها داخل خود یک کانال دارند که مشعل درون کانال می خورد و انتقال (هدایت) خود محفظه داخل را گرم می کند.

هنگام روشن کردن اسپری درایر باید دقت کرد که شیر فلکه لنسها باید بطور متقارن باز شوند. دمای خروجی اصولاً حدود 120-110 درجه است.

اگر دمای خروجی کمتر و یا برابر 100درجه باشد قاعدتاً رطوبت گرانولهای خروجی اسپری درایر بالا خواهد بود و اگر دمای خروجی بیش ار 150درجه باشد رطوبت گرانولها بسیار کم خواهد بود. اگر دمای اسپری درایر بالای 700درجه باشد اسپری خواهد درید لذا توصیه می شود دما زیر 650درجه باشد.

 نازل:

علت گذاشتن حلزونی این است که در آخرین لحظه به دوغاب تیکسوتروپ تلاطم وارد شده و تیکسوتروپی کاهش می یابد. هر وقت اسپری خاموش می شود بایستی دوغاب از نازلها شسته شود در غیر اینصورت دوغاب درون نازلها خشک خواهد شد.

قطر سوراخ نازل و هم حلزونی می تواند متنوع باشد و تغییر کنند و روی اندازه گرانولها تاثیر گذار باشند.

دوغاب وقتی اسپری می شود مسیری را طی می کنند. منطقه بالای اسپری درایر که ابر اسپری درایر نام دارد در آن منطقه قطرات دوغاب هنوز خشک نشده اند لذا در صورت برخورد می توانند به هم متصل شوند وقتی قطرات به سطوح پائین تر اسپری درایر سقوط می کنند خشک تر شده به نحویکه رطوبت گرانولها هنگام خروج از اسپری درایر حدود%7-5 تنظیم می شود. خروجی هوای اسپری درایر از یک هیدروسیکلون عبور می کند که هیدروسیکلون غبار موجود در هوا را می گیرد.

دمای اسپری درایر از بیرن کارخانه:

هر چه بخار خارج شده از کارخانه پائین تر و غلیظتر باشد دمای اسپری بالاتر خواهد بود. یکی از مشکلاتی که در تنظیم اسپری درایرها داریم این است که بعضی از اسپری درایرها خاک می دهند یعنی از اسپری درایر خاک خارج می شود.

زاویه لنس ها اگر تنظیم نباشد یا درصد دوغاب بالا باشد و بتواند دیواره اسپری درایر در یک موضعی بتواند خاک شود قطرات دوغاب در آن موضع به دیواره اسپری درایر می چسبد و پس از تشکیل لایه اول یک لایه گل روی اسپری درایر تشکیل می شود وقتی این لایه سنگین شد سقوط می کند به اصطلاح گفته می شود اسپری درایر دچار گل ریزی شده است.

   عوامل موثر بر اندازه گرانولهای اسپری درایر:

1- ویسکوزیته                    رابطه مستقیم

2- درصد آب                   رابطة عکس 

3- فشار پمپ                  رابطة عکس و مستقیم

4- قطر سوراخ نازل            رابطة مستقیم

5- ضخامت حلزونی              رابطة عکس و مستقیم

6- دمای اسپری درایر           رابطة عکس

7- اندازه اسپری درایر          رابطة مستقیم  

8- رزید دوغاب              رابطه عکس

 

هر چه ویسکوزیته دوغاب بالاتر باشد، هنگام اسپری شدن دوغاب، قطرات ابتدایی حاصله درشت تر خواهند بود لذا گرانولهای حاصله بزرگتر خواهند بود.

هر چه درصد آب دوغاب بیشتر باشد منجر به کاهش ویسکوزیته دوغاب شده در نتیجه قطرات ایجاد شده کوچکتر بوده و لذا گرانولهای حاصله ریزتر خواهند بود.

هر چه فشار پمپ را افزایش دهیم دو نتیجه خواهد داشت: اول اینکه ارتفاع صعود قطرات دوغاب در محفظه اسپری درایر در منطقه ابر اسپری درایر بیشتر می شود و دوم اینکه قطرات ابتدایی ایجاد شده کوچکتر خواهند بود. کوچکتر شدن قطرات مایل به کوچکتر شدن گرانولها است. اما اگر افزایش فشار پمپ ضخامت ابر اسپری درایر را بیشتر کند امکان چسبیدن قطرات اولیه به یکدیگر بیشتر می شود در نتیجه احتمال بزرگتر شدن گرانولها بوجود می آید. هر کدام از این دو پدیده بر دیگری غالب شود، نتیجه امر از آن او خواهد بود. افزایش ابر اسپری درایر و در نتیجه افزایش امکان اتصال برقرار کردن قطرات به یکدیگر افزایش یابد، گرانولها بزرگتر می شود. اما اگر ابر اسپری درایر ضخیم نشود، قطرات کوچکتر، گرانولهای کوچکتر خواهند داد.

هر چه قطر سوراخ نازلها گشادتر باشد، قطرات ابتدایی ایجاد شده بزرگترند و در نتیجه اندازه گرانولها بیشتر خواهد بود.

هر چه ضخامت حلزونی بیشتر یعنی اندازه حلزونی بزرگتر باشد، فضای خالی بین ضخامت حلزونی و استوانه افشانک کوچکتر می شود و در نتیجه شبیه به آن است که فشار پمپ اسپری درایر را زیاد کرده باشیم و بحث همان بحث قبلی خواهد بود.

هر چه دمای اسپری درایر بالاتر باشد، سرعت خشک شدن بیشتر و گرانولها ریزتر می شوند علاوه بر این درصد رطوبت گرانولهای اسپری درایر کاهش می یابد.

هر چه زبره بالمیل کمتر باشد ریزتر بودن ذرات بیشتر است. در واقع سطح ویژه ذرات بیشتر در نتیجه ذرات تمایل بیشتری به چسبیدن دارند در نتیجه گرانولها درشت تر می شوند.

اندازه اسپری درایر: به تجربه دریافته اند که اسپری درایرهای بزرگتر، گرانولهای بزرگتری می دهند چرا که ضخامت ابر اسپری درایر در اسپری درایرهای بزرگتر می تواند بیشتر باشد.

ترکیب بدنه: ترکیب بدنه می تواند از طریق فاکتورهای بسیار متنوعی بر ویسکوزیته دوغاب اثر بگذارد و تاثیر ویسکوزیته دوغاب بر اندازه گرانولهای حاصله موثر خواهد بود. شکل گرانول تقریباً شبیه به کره برش خورده است.

هر گرانول در داخل خود یکسری تخلخل دارد علاوه بر این ما بین گرانولها یکسری تخلخلها وجود دارد.

 فضای خالی بین گرانولها:هر چه درصد آب دوغاب بیشتر باشد تخلخل داخلی هرگرانول افزایش پیدا می کند. تخلخل درونی گرانولها  بر بروز عیب lamination یا دوپوسته ای شدن یا لایه ای شدن و نیز بر استحکام خام و خشک و حتی پس از پخت قطعات موثر است.

در مورد گرانولها آزمایش جریان یابی صورت می گیرد به این صورت که یک شیشه گذاشته و در پشت شیشه یک نقاله می گذاریم و یک کپه گرانول از لبه شیشه می ریزیم و شیشه را آرام آرام بلند می کنیم به یک زاویه ای که می رسیم گرانولها شروع به ریختن می کنند و در یک زاویه همه گرانولها می ریزند.هر دو این دو زاویه هر چه کوچکتر باشند در واقع جریان یابی گرانولها بیشتر خواهد بود.

اگر رطوبت گرانولها از حد مناسب خیلی بیشتر بود با افزایش دمای اسپری درایر رطوبت گرانولها را کاهش می دهند. اما اگر رطوبت گرانولها اندکی از میزان مناسب بیشتر بود با کاهش فشار پمپ دوغاب کمتری به اسپری وارد شده، انرژی حرارتی اسپری در دمای ثابت، ثابت است لذا رطوبت باقیمانده در گرانولها کاهش می یابد.

  6-     پرس:

گرانول تولیدی در واحد اسپری درایر در این قسمت به کاشی خام

 یا بیسکوئیت تبدیل می گردد.

 

پرس چیست و چگونه کار میکند؟                                                           

پرس دارای چندین قسمت است اما دو قسمت مهم از نظر ما اول آیینه پرس ودوم سنبه پرس است.آینه در پایین است و خاک روی آن میریزد وروی کاشی را ایجاد میکند.اختلاف ضخامت همیشه مربوط به آینه است.سنبه در بالا است که پایین آمده وروی خاک قرار گرفته وبدنه کاشی را میزند.چون سنبه کمی کوچکتراز آینه است کاشی که از پرس بیرون می آید دارای کمی پلیسه است .اختلاف در پنتیومتری مربوط به سنبه پرس است. قبل از پرس کردن گرانولها باید سیلو شوند تا هموژنیزه شوند. هموژنیزه کردن گرانولها دو نتیجه خواهد داشت اول اینکه در هر گرانول رطوبت سطح گرانول از مغز گرانول کمتر است با هموژنیزه کردن رطوبت سطح و مغز یکسان می شود و دوم اینکه میزان رطوبت در گرانولهای ریزتر با گرانولهای درشت تر مقاومت خواهد بود. در گرانولهای ریزتر فاصله دیفوزیونی مغز تا سطح گرانول کوتاه تر است لذا گرانولهای کوچکتر رطوبت کمتری دارند. پس از بیات کردن رطوبت بین گرانولهای ریز و درشت یکسان می شود. درصد رطوبت گرانولها بطور غیر دقیق اما نسبتاً مناسب توسط دستگاهی به نام رطوبت سنج یا S.P.D اندازه گیری می شود

پرس ها به دو دسته تقسیم می شوند:

1- هیدرولیکی 2- ضربه ای

 پرسهای قدیمی بیشتر از نوع ضربه ای بودند که سرعت کار پرس های ضربه ای بیش از هیدرولیک است به نحویکه در هر دقیقه پرسهای ضربه ای می توانند 30سیکل یا 30مرتبه پرس انجام دهند. در ضمن وزن پرسهای ضربهای نسبت به فشاری که اعمال می کنند کم است. اما در پرس های هیدرولیک توزیع فشار بر سطح قطعه یکنواخت تر است و عیب ابعاد ناشی از اختلاف فشار پرس در طول روز با استفاده از پرسهای هیدرولیک کمتر دیده می شود. اما وزن و اندازه پرسهای هیدرولیک نسبت به فشاری که می توانند اعمال کنند بالا است.

 مزایای استفاده از روش پرس برای شکل دادن:

 1- استحکام خام و خشک و پخت قطعه بیشتر است.

 2- سرعت تولید در این روش شکل دهی بالا است.

 3- حین خشک شدن، از آنجایی که در روش پرس درصد رطوبت کمتر است میزان ضایعات کمتر خواهد بود.

 4- ابعاد محصول دقیقتر خواهد بود.

 5- انقباض حین خشک شدن و حین پخت کمتر خواهد بود.

 

سیکل کاری پرس های هیدرولیک:

جهت پرکردن قالب از گرانولها از ابزاری به نام دراور یا کشویی استفاده می شود. شکل کشویی ها حائز اهمیت است. داخل برخی از کشویی ها لوزی است و پنجره ای است. داخل بعضی دیگر از کشویی ها به شکل های متنوع است. پس از24 ساعت هموژنیزه شدن گرانولها، رطوبت گرانولها از %7 به %5 افت می کند. سیکل کاری پرس به قرار زیر است: ابتدا از سیلوی بالای پرس، دراور یا کشویی پر از گرانول می شود. سپس دراور به سطح قالب می آید سطح زیرین یا فوقانی دراور باز است وقتی دراور به سطح قالب می آید گرانولها به داخل قالب ریخته می شود و با برگشت دراور به جای خود سطح گرانولها در داخل قالب صاف می شود. توجه داشته باشید که کشویی یک حرکت رفت و برگشتی دارد با صاف شدن سطح گرانولها و کنار رفتن دراور پانچ فوقانی پائین می آید و فشار اولیه را اعمال می کند سپس نیرو حذف می شود. البته عملاً پانچ بالا نمی رود اما حذف فشار مهلت هواگیری را به قطعه پرس شده خواهد داد. یعنی هواگیری در فرصت کوتاهی مثلاً 2/0 ثانیه صورت می گیرد. سپس مجدداً توسط پانچ فوقانی فشار نهایی اعمال می شود. فشار اولیه حدودKg/Cm2 60-40 و فشار ثانویه و نهایی حدودKg/Cm2 340-220 بسته به نوع بدنه انتخاب می شود. سپس پانچ بالایی بالا می رود در این هنگام پانچ پائینی بالا می رود. با بالا آمدن پانچ پائین قطعه از داخل قالب خارج می شود. در اینجا کشویی جلو آمده و قطعه را از سطح قالب بیرون می راند سپس پانچ پائینی پائین رفته، گرانولها در محفظه قالب با پائین رفتن پانچ زیرین تخلیه می شوند در اینجا دراور به جای اول خود باز می گردد و سطح گرانولها را صاف می کند. سپس پانچ بالایی پائین آمده و فشار اولیه را اعمال می کند. کاشی های با ابعاد بزرگتر دارند کمتر بصورت دو ضرب تولید می شوند و بیشتر به صورت سه ضرب و حتی چهار ضربه ای تولید می شوند. مثلاً کاشی 60*60 و 50*50 را بصورت دوضربه ای نمی توان تولید کرد. تغییرات گرانولها حین مراحل مختلف پرس کاری: در اثر حرکت دراور یا کشویی، قالب از گرانولها پر می شود دانسیته ای که در این حالت بدست می آید برابر خواهد بود با Df یا فیل دسیتی. هر چه خواص جریان یابی گرانولها بیشتر و بهتر باشد در واقع هنگام پر شدن قالب، لرزش گرانولها بر روی یکدیگر ساده تر بوده است در نتیجه Df یا دانسیته پر شدن بالاتری حاصل می شود. از نظر شکل ظاهری، هر چه شکل گرانولها کروی تر باشد، Df بالاتری حاصل می شود. در مرحله اعمال فشار ابتدا گرانولها خرد می شوند و تخلخلها کاهش می یابد. بعضی از ذرات در اثر اعمال فشار می شکنند و برخی دچار تغییر فرمهای پلاستیک می گردند. همچنین بعضی از تغییر فرمهای پلاستیک نیز حادث می شود. دانسیته پس از اعمال فشار(Dc) از رابطه زیر قابل محاسبه است: Dc= Df + m LnPa/Py m (ضریب ثابت) Pa (فشار اعمالی) Py (فشار در حد تسلیم) در سیستم تک پخت، قطعات پس از پرس وارد Rapid Drier می شوند و ممکن است   Rapid Drier ها رولری و یا سیاره ای باشند. در Rapid Drier، کاشی ها به صورت انفرادی خشک می شوند. دمای Rapid Drier بسیار بالاتر از خشک کن های تونلی است و حتی تا 180 درجه سانتی گراد می تواند باشد. بعد از Rapid Drier ، اگر کاشی داغ باشد سطح کاشی را مقداری خنک می کنند نمکهایی که حین خشک شدن در سطح متمرکز شده اند و دهانه های لوله های مویین را مسدود کرده اند فرصت می کنند که در آب حل شده و در نتیجه دهانة لوله های مویین باز می شوند و قطعه آب دوغاب را جذب می کند و پس از انگوب ، لعاب و چاپ اول اعمال می شود در اینجا نیز اسپری لوبریکنت اعمال می شود. تذکر: نکته بسیار مهم در سیستمهای تک پخت؛ قطعه به هنگام چاپ هنوز خام است و هنوز پخته نشده و چاپ بر سطح قطعه خشک شده اعمال می گردد نه بدنه پخت شده لذا داشتن استحکام خام و خشک بالا در مورد سیستمهای تک پخت، بسیار اهمیت دارد. استحکام خشک؛ برای اعمال یک چاپ توسط سیلک اسکرین باید حدود kg/cm214 باشد و هر چه تعداد چاپ بیشتر می شود، استحکام خشک قطعات باید بالاتر باشد به نحوی که برای پیشگیری از ضایعات در سیستمی که سه چاپ اعمال می شود؛ استحکام خشک باید 225kg/cm باشد. توجه داشته باشید که در صورت نیاز به چاپ راکتیو ، این چاپ در آخرین مرحله اعمال می گردد. چاپ راکتیو در سطح لعاب، فرورفتگی ایجاد می کند که می تواند یک لعاب با خاصیت راکتیو بسیار قوی باشد و در بعضی موارد از سرنج برای ایجاد راکتیو استفاده می کنند . سپس لعاب می زنند و چاپ و در نهایت پخت لعابی، نوبت به درجه بندی و بسته بندی محصول و در نهایت فروش می رسد.

 

 فاکتور پرس پذیری:

 نسبت استحکام خشک به استحکام خام قطعات را فاکتور پرس پذیری گویند. فاکتور پرس پذیری باید بین 4-2 باشد. اصولاً فاکتور پرس پذیری بدنه هایی که در ایران مصرف می شود حدود 5/2-2 است. اگر فاکتور پرس پذیری کمتر از 2 باشد یعنی پلاستیسیته بدنه کم و احتمال ضایعات ناشی از حمل و نقل زیاد است و همچنین احتمال کثیف شدن پانچ زیاد خواهد بود. اگر فاکتور پرس پذیری بیش از 4 باشد پلاستیسیته بدنه بالاست و حین خشک شدن بدنه می تواند معیوب شود. اگر قالب کثیف باشد روی محصولات بعدی خط می افتد.

عیوب ناشی از انبساط پس از پرس زیاد: 1- ترک لبه 2- لب پر شدن

لازم به ذکر است که رطوبت خروجی از اسپری بایستی 2-1% بیش از مقدار مورد نیاز پرس باشد.

 

7-     خط لعاب:

بیسکوییت تولید شده در پرس در این واحد به ترتیب انگوب آستر می خورد و بعد از آن نیز لعاب بر روی آن اعمال می گردد و سپس بر حسب نیاز چاپ می خورد که ممکن است چند چاپ انجام شود و یا هیچ گونه چاپی انجام نشود.

 

دلایل اعمال انگوب:

انگوب ترکیبی است که مابین بدنه بیسکوئیت و لعاب قرار می گیرد.

 

اصولاً به سه دلیل عمده انگوب اعمال می شود

1- پوشاندن رنگ بدنه

2- تطابق بیشتر ضریب انبساط حرارتی بدنه و لعاب

3- کاهش احتمال بروز عیبpinhole   

منظور ما در اینجا از اعمال انگوب، کمتر موارد 1 و 2 می باشد و دلیل عمده اعمال انگوب کاهش احتمال بروز عیبpinhole  است.

نکته ای که لازم به ذکر است این است که هر چه وزن لیتر دوغاب بالاتر باشد یعنی میزان درصد آب دوغاب کمتر انتخاب شود میزان تخلخلهای موجود در قشر لعاب پس از خشک شدن کمتر خواهد بود. تخلخلهای موجود در قشر لعاب بعداً تبدیل به حباب داخل قشر مذاب لعاب در حین پخت خواهد شد و بعداً این حبابها می توانند بهpinhole  تبدیل شوند

 

8-     کوره:

بسکوئیت تولید شده در خط لعاب بعد از استراحت وارد کوره می شود و پخته می گردد و به شکل کاشی و سرامیکی که می شناسیم از آن خارج می گردد.

 

      

 

                                                                                      

 9-     بسته بندی:

 
 
کاشی پخته شده در کوره در این قسمت بر اساس یک سری پارامترهایی تائید شده توسط اداره استاندارد و خود شرکت جداسازی و کارتن و بسته بندی می گردد و به بازار ارائه می گردد.

 

 

 

 

فصل هفتم:

کنترل کیفیت

 

کنترل کیفیت چیست؟
حلقه های کنترل کیفیتQC
فرایندکنترل کیفیت
توان رقابتی و کنترل کیفیت
استاندارد،ایزو،کیفیت
 

 

 

کنترل کیفیت

 چالش فرا روی اکثر مؤسسات تولیدی و خدماتی هنگام مواجه شدن با تنزل کیفیت کالا و خدمات آن مؤسسات، یافتن علل کاهش کیفیت و خدمات این سازمان‌ها است. کارشناسان دلایل پائین بودن کیفیت کالا و خدمات را معمولاً در سوء مدیریت، عدم برنامه‌ریزی مناسب و کم بها دادن به وظیفه کنترل کیفیت می‌دانند. اولین مسئول حفظ کیفیت محصول و یا خدمات، مدیرآن مؤسسه تولیدی یا خدماتی است. زیرا مدیـــران بــایــد مــراحــل پیشرفت کــار را در تمــامی رده های شغلی در سیستم خود کنترل نمایند.
از بالاترین مسئول اجرائی تا کارمندان ساده باید زیرنظر مدیر باشند. این مدیر است که تقدم و تاخرها را مشخص می کند. و به کارمندان نشان می دهد چه اقدامی از همه مهمتر است البته تمام کارمندان هم باید خط‌مشی تعیین شده از طرف مدیر را بپذیرند، و تابع مقررات وی باشند. بنابراین، این پرسش مطرح می شود که یک مدیر خوب چگونه باید بر محیط کار نظارت کند تا بتواند بالاترین میزان کیفیت را برای تولیدات کسب نماید.

- اولین نکته این است که برای مدیر، کیفیت نخستین اولویت باشد.

- هرگز در مورد برنامه های زمانی فاکتور کیفیت را فراموش نکند.

- هرگز اولویت بندی بودجه را بدون در نظــر گـرفـتـن هـــزینــه افـزایـش کیفیـت بـــررسی ننمــایـــد

- هــرگـــز مـیزان بـودجــه برنامه های مختلف کـــارخـــانـه و یا شرکت خود را بدون بررسی کیفیت آن موارد مورد سنجش قرار ندهد.

 بدون شک برای داشتن کیفیت بالا در یک سازمان باید تاریخچه ای از مفهوم کیفیت از آن سازمان و هدفهای آن سازمان در اختیار داشته باشیم. به بیان دیگر، اگر می‌خواهیم که سازمان ما به سمت افزایش کیفیت پیش برود باید اطلاعات خود را در مورد واژه کیفیت بالا ببریم. دقیقا زمانی که ما متوجه می شویم چگونه می توانیم مدیریت زمــان و بـودجــه را رعایت کنیم همـان زمـــان است کـــه می توانیم به مدیریت کیفیت هم پی ببریم. ما باید با رابطه بین بودجه، کیفیت و زمان آشنا باشیم. دقیقا در این زمان می توانیم با سرمایه‌گذاریهای موثر که باعث افزایش سود سهام مالی می‌شوند، کیفیت تولیدات و خدمات خود را هم بالا ببریم بدون این که اثرات منفی در بخش بودجه و زمان را تحمل کنیم.
نقش مــدیــر این است کـــه بعــد از آشنـــایی بـــا روابـــط تــوضیــح داده شـــده در بــالا، بـــه سرمایه گذاری درست بپردازد و کارمندان خود را در راه افزایش کیفیت کالا و یا خدمات راهنمایی کند. بعد از نقش مدیریت، باید نقش برنامه ریزها را بررسی کرد. کیفیت نیز مانند سایر شاخص ها نمی تواند در یک سیستم خودنمایی کند مگر این که از ابتدا در آن سیستم برنامه ریزی شده باشد. بنابراین، سؤال اینجاست که یک برنامه ریز چگونه، عمل می کند تا کیفیت سیستمی را که شناخته افزایش دهد؟ اولین قدم در راه پیشرفت، شناخت شرایط موجود است. هر مهندس باید کیفیت برنامه ریزی های خود را اندازه گیری کند. در عین حال باید بررسی کند که چگونه با ظرفیت های موجود می تواند به حداکثر کیفیت برسد. هر برنامه ریز باید به خوبی با میانگین نواقص کارهای انجام شده و سودمندی آنها و میانگین سرعت برنامه های طراحی شده و کارهای انجام شده آشنا باشد. در نتیجه یک برنامه ریز مانند یک دونده ماراتن می تواند با در نظر داشتن اهداف و تغییر الگوهای کاری گامهای مهمی در راه پیشرفت بردارد. یک برنامه ریز باید مانند یک مربی تیم ورزشی که به هدایت تیم خود برای رسیدن به حداکثر نتیجه می پردازد، به کنترل و هدایت کارمندان یک سیستم بپردازد تا حداکثر کیفیت حاصل شود. بنابراین یک برنامه ریز کاردان باید به جمع آوری آمارهای مناسب بپردازد و سپس بررسی کند که آمارها چه معنا و مفهومی دارد و از آنها در جهت یک برنامه‌ریزی مناسب استفاده‌کند. همچنین یک برنامه ریز خوب باید اهداف کامل و جامعی را طراحی کند و در راه رسیدن به آنها به تغییر عادات کاری بپردازد. سؤال اینجاست که اگر کنترل کیفیت در جهت افزایش کیفیت و محصولات گام بر نداشته است، پس نقش آن چیست؟ کنترل کیفیت در حقیقت در نقش چشم و گوش مدیریت است تا او را آگاه کند که آیا سیستم به خوبی کار می‌کند یا اینکه نیاز به کارهای اصلاحی دارد.
با اندازه گیری و بررسی مراحل پیشرفت سیستم، به کمک کنترل کیفیت در می‌یابیم آیا مراحل کاری و استانداردهای سازمان اجرا می شوند یا نه؟ نکته دیگر این که آیا این استاندارد ها و مراحل مختلف در راه به ثمر رساندن خوب کارها و اهداف موثر هستند یا نه؟ وقتی این استانداردها در نظر گرفته نمی شوند علت چیست؟ نکته دیگــر این که آیــا ایـــن استانداردها و مراحل مختلف در راه به ثمر رساندن خوب کارها و اهداف مؤثر هستند یا نه؟ وقتی این استانداردها در نظر گرفته نمی شوند، کنترل کیفیت، علل ایجاد مشکلات را بررسی می کند و به مدیریت کمک می کند تا یک راه حل جدید ارائه دهد و پیشرفت را به سیستم برگرداند. با تست کردن محصولات می توان میزان پیشرفت سیستم را بررسی کرد. کنترل کیفیت، میزان کیفیت به دست آمده را بررسی می‌کند و به این ترتیب مدیریت می تواند تعیین کند که آیا مراحل کاری برای نیازهای پروژه مناسب بوده اند یا نه؟ وقتی میزان نواقص بالاتر از میزان پیش‌بینی شده باشد، کنترل کیفیت می تواند کمک کند تا دلایل روشن شود و اقدامات در جهت رفع مشکل انجام شود. در پایان باید گفت وقتی مدیریت دست به تلاشی منظم و دائمی برای افزایش کیفیت کار بزند این روند به تمام قسمتهای سازمان منتقل می شود. یک برنامه ریز می تواند افقهای تازه ای را به یک مدیر نشان دهد تا به این ترتیب به کیفیت بالاتر محصولات برسیم و در نهایت کنترل کیفیت با تست کردن و یافتن نواقص و ارائه راه حل به مدیریت کمک کند تا بهتر در راه افزایش کیفیت گام بردارد.

 

 

حلقه های کنترل کیفیتQC

 

مقدمه
به‌منظور دست‌يابي به الگوهاي بهينه حل مساله و ايجاد بهبود در سازمان‌ها، گروه‌هاي حل مساله يکي از راه‌کارهاي مورد استفاده در سازمان‌هاي مختلف بوده است. در اين راستا، سازمان‌ها نسبت به ايجاد تشکل‌هاي کاري و ايجاد فرهنگ کار گروهي، اقدام نموده‌اند و در اين راه دستاوردهاي مهمي نيز توسط آن‌ها کسب شده است.
البته تشکيل، کارايي و اثربخشي اين گروه‌ها، در گرو مسائل مختلفي است که نقش فرهنگ جامعه در اين رابطه نقش به‌سزايي را به‌عهده دارد.

تاريخچه پيدايش دواير كنترل
ژاپن پيش از جنگ جهاني دوم، به‌واسطه عدم به‌كارگيري روش‌هاي كنترل كيفيت، به‌توليدكننده كالاهاي ارزان و نامرغوب شهرت داشت. اين كشور براي ورود به‌بازارهاي جهاني تلاش زيادي را مصروف داشت.
از سال 1970 صحنه رقابت‌ها تغيير كرد و از آن به‌بعد ژاپن توانست اطمينان بازارهاي جهاني را به‌خاطر كيفيت مطلوب كالاهايش جلب كند و بازارهاي جهاني را به‌دست گيرد.
اين انتقال تسلط بر بازارهاي كشورهاي پيشرفته غربي، تاثير زيادي گذاشت، تا آنجا كه غربي‌ها، دلايل متعددي را براي موفقيت ژاپني‌ها تراشيدند. يكي از دلايل معروف كه غربي‌ها برآن تكيه مي‌كنند اين است كه، اين سيستم‌ها، فقط با فرهنگ ژاپني‌ها قابل اجراست و ژاپني‌ها جز كار كردن، به‌چيزي نمي‌انديشيدند. ولي اگر از نزديك مسائل را مورد بررسي قرار دهيم، متوجه مي‌شويم كه دلايل رشد ژاپن، به‌راز و رمز شرق يا خاور دور مربوط نمي‌شود، بلكه اين تغيير و تحول به‌دنبال پاره‌اي از تصميمات اساسي، كه از جانب دولت و شركت‌هاي بزرگ ژاپني، در چگونگي اداره و هدايت كاركنان خود اتخاذ شد، به‌دست آمد. اين تصميمات اساسي در اين جمله خلاصه مي‌شود:

« از آنجايي‌كه، اكثريت كاركنان ما مستعد و توانمند هستند، لازم است فرصتي در اختيار آن‌ها قرار گيرد تا، از فكرشان همانند جسم خود استفاده كنند»

ظهور جنبش دايره كيفيت نتيجه چنين فلسفه‌اي بود و بسياري از افراد معتقد بودند كه دواير كيفيت و ابزارهاي مرتبط با مطلب فوق، يكي از مهمترين عوامل مؤثر در پيشرفت ژاپن، درطي بيست سال گذشته، بوده است.
به‌واسطه موفقيت‌هاي فوق‌العاده‌اي كه شركت‌هاي ژاپني در به‌كارگيري اين گروه‌ها در زمينه كنترل كيفيت محصولات و بهره‌وري به‌دست آوردند، ساير كشورها از جمله كشورهاي آمريكايي، اروپايي وآسيايي درمورد به‌كارگيري اين گروه‌ها در شركت خود ترغيب شدند، به‌طوريكه در آمريكا از سال 1973 تا سال 1982 بيش از 5000 سازمان، دواير كنترل كيفي را به‌كار گرفتند كه نيروي هوايي آمريكا، ‌شركت‌هاي توليدي، بانك‌هاي ملي و خطوط هوايي آمريكا را شامل مي‌شود. بر اساس آمار سال 1984 در چين، 480000 دايره كنترل كيفي با بيش از چهار ميليون كارگر به‌عنوان عضو تشكيل شد در حالي‌كه براساس آمار سال 1988 در خود ژاپن يك ميليون دايره كنترل كيفي با بيش از ده ميليون كارگر به‌عنوان عضو فعاليت مي‌كردند. جالب اينكه رئيس جمهور چين، ساليانه جوائز بهترين‌ها را شخصاً اهدا مي‌كند.
در ابتدا ، موضوع تشكيل دواير كنترل كيفي در ژاپن، تنها مسائل مرتبط با كنترل كيفي بود ولي در حال حاضر به‌نحو وسيع‌تري به‌موضوع كار اين گروه‌ها توجه مي‌شود. اين گروه‌ها علاوه بر مسائل كيفي، در زمينه افزايش بهره‌وري، كاهش هزينه و افزايش ايمني و به‌سازي در محيط كار فعاليت مي‌كنند. لذا در ميان ملل مختلف به‌گروه‌هاي بهبود، دواير كيفيت، گروه‌هاي بهروه‌وري، و امثال آن مشهور هستند.

فرضیات:
فرضيه يك: بيشتر اشخاص توانايي آن‌را دارند كه مقدار زيادي از مسايل كاري سازمان خود را با روش‌هاي خلاق و ابتكاري حل كنند.
فرضيه دو: فقط بخشي از توانايي‌هاي افراد مورد استفاده قرار مي‌گيرد يعني، بسياري از شركت‌ها طوري با كارمندان خود رفتار مي‌كنند كه تنها از دست و پاي آن‌ها استفاده مي‌شود، بنابراين، بايد فرصتي به‌آن‌ها داده شود تا توانايي‌هاي ذهني خود را در جهات مثبت به‌نمايش بگذارند.
فرضيه سه: اگر به‌هر فرد فرصت داده شود تا براي حل مسائل كاري، از استعدادهاي خود استفاده كند، بعدها، براي ارائه راه حل، تمايل بيشتري نشان مي‌دهد.
فرضيه چهار: اگر دواير كيفيت به‌درستي آموزش ببينند، قادر خواهند بود با سازماندهي دقيق، وقت خود را به‌طور مطلوب تنظيم كنند و ديگر نيازي نخواهد بود تا بيرون از دايره به‌آن‌ها بگويند كه چه كاري بايد انجام دهند.
فرضيه پنج: اين فرضيه، كه فرضيه اساسي نيز مي‌باشد، بهترين افراد را براي حل مسائل محل كار، افرادي معرفي مي‌كند كه با مسائل درگيرند و بيشتر تمايل دارند كه مسائل، توسط خود آن‌ها حل شود. حال اگر اين افراد از دانش، تجربه ‌و توانايي لازم برخوردار باشند، بهتر مي‌توانند مسائل كاري خود را حل نمايند.

حلقه های کیفیت چیست؟
دوایر کیفیت نتیجه تعامل بین روش کنترل کیفیت آماری آمریکایی و تجربیات سازمانی ژاپنی است .ژاپنی ها مفهوم کنترل کیفیت را از آمریکایی ها گرفتند و آن را به طور عملی و در قالب دوایر کنترل کیفیت توسعه دادند.
برای درک مفهوم حلقه کنترل کیفیت لازم است با مفهوم سه کلمه تشکیل دهنده آن آشنا شویم :

حلقه(Circle=A ring) : به گروهی از افراد اطلاق می شود که به سبب علایق مشترک گرد هم می آیند . بعضی این لغت را دایره و برخی چرخه نیز ترجمه کرده اند .

کنترل: (Control =A check )به معنی وارسی ،نظارت ، رسیدگی، ممیزی به منظور اطمینان از صحت و سقم کار است .

کیفیت(Quality): به معنای ارتقا و بهبود دائمی کیفیت کالا یا خدمات به منظور جلب اعتماد مشتری می باشد 
بنابراین دايره شامل تعدادی افراد هستند که به صورت داوطلبانه در قسمت های مختلف واحدهای تولیدی یا خدماتی با حضور فعال سرپرست یا مدیر آن قسمت برای حل مسائل از طریق خلق ایده هایی نو گردهمایی تشکیل می دهند و فعالیت های مربوط به کیفیت را از طریق شناسایی و تعریف مسئله بررسی کرده و در ارتباط با مشکلات با استفاده از روشهای تحلیلی راه حل های مناسب را ارائه می کنند.تعداد اعضای یک حلقه کنترل کیفیت (QC) می تواند از 5 تا 15 نفر متغیر باشد البته در بیشتر موارد این تعداد در حدود 7 تا 10 نفر است . حلقه های کیفیت به طور داوطلبانه شکل می گیرد و مجاز نیستند که تغییری در ساختار سازمانی موجود به وجود آورند .
شش عنصر در ساختار حلقه کیفیت وجود دارد:
1- اعضای حلقه : افراد واحد های سازمانی هستند که به صورت داوطلبانه به حلقه می پیوندند

2- رهبر حلقه: مسئول کلیه عملیات حلقه است ، با تسهیل کننده همکاری نزدیک دارد،در دوره آموزشی رهبری شرکت میکند . به اعضا آموزش می دهد و در حلقه رهبران شرکت می کند.

3- کمیته رهبری: یک کمیته مشاوره ای است .و ریاست آن با رئیس سازمان است . دامنه کاریشان: ارائه کنندگان عملیات اصلی ،ارتباط با تسهیل کننده ها ، تعیین دستورالعمل ها، شناساندن حلقه ها در سازمان ها و مشارکت در ارائه گزارش های مدیریت است

4- تسهیل کننده : رابط مستقیم بین حلقه،کارکنان ، سازمان و مدیریت است.عضو کمیته رهبری است . ضبط و نگهداری مدارک و نیز آموزش اعضا و رهبران بر عهده اوست .

5-مدیریت: به گونه ای ترتیب داده شده که اعضای حلقه ها احساس غرور میکنند که مدیریت به آنها اطمینان دارد ، همکاری آنان را می پذیرد و مشتاق است در حل مشکلات با آنها همکاری داشته باشد.

6-اعضای غیر عضو : به نحوی قسمتی از حلقه محسوب می شوند زیرا فعالیت حلقه ها در سازمان منعکس شده و موجب تغییر و تحول در سازمان می شود .

 

فرآیند کنترل کیفیت

شناسايي و انتخاب موضوع
شناسايي موضوعات از طريق کليه کارکنان (شامل مديران، سرپرستان، کارشناسان و کارگران) صورت مي‌پذيرد. بعد از شناسايي و طرح موضوع توسط كاركنان، پس از تجزيه و تحليل اوليه، از بين موضوعات پيشنهادي، موضوعات مهم‌تر به تشخيص مدير يا معاون مربوطه انتخاب مي‌گردد. فرد پيشنهاددهنده (يا فرد انتخاب‌شده از سوي مدير مربوطه)، مسئول تشکيل تيم يا مسئول اجرايي مي‌باشد.
- تشکيل، سازمان‌دهي تيم و تهيه طرح اجرايي
در اين راستا توسط مسئول اجرايي موضوع، از افراد و يا واحدهاي مختلف به صورت غيررسمي جهت همكاري در تشكيل دايره كنترل كيفي دعوت به‌عمل مي‌آيد. سپس افراد مدعو، اقدام به تهيه طرح پيشنهادي كه شامل موضوع، اهداف، برنامه زمان‌بندي، صرفه‌جوئي‌هاي قابل پيش‌بيني و نام اعضا، نام راهبر و دبير جلسات مي‌باشد، مي‌نمايند.

اخذ تاييد کميته راهبري

پس از تهيه طرح پيشنهادي، دبير دايره، طرح پيشنهادي را جهت تأئيد براي كميته راهبري ارسال مي‌نمايد. كميته راهبري پس از بررسي و تأييد، طرح پيشنهادي را جهت تخصيص كد و مركز هزينه، براي امور مالي ارسال مي‌نمايد. واحد مالي نيز پس از اختصاص مركز هزينه و كد، مراتب را به اطلاع راهبر دايره و واحدهاي مرتبط از جمله كميته راهبري مي‌رساند.
- تشکيل جلسات و اطلاع‌رساني
پس از دريافت نامه، راهبر دايره اقدام به تشكيل جلسات دايره كنترل كيفي نموده و براساس ابزار‌هاي هفت‌گانه كنترل كيفي اقدام به تشخيص علل ايجاد مشكل و حل آن‌ها مي‌نمايد. كليه صورتجلسات اين دواير، براي واحدهاي مرتبط ارسال مي‌گردد.

 اجراي راه‌حل‌هاي شناسايي شده

پس از تعيين راه‌حل‌ (يا راه‌حل‌ها)، دايره با هماهنگي دبير، اقدام به اجراي راه‌حل‌هاي ارايه شده مي‌نمايند. پس از اجرا، اعضا اقدام به بررسي نتايج به‌دست آمده از اجراي اين راه‌حل‌ها مي‌نمايد. (بررسي نتايج و بازخورد در اجرا در نظر گرفته نشده است)
- جمع‌بندي و ارائه گزارش
پس از انجام مراحل تعيين شده، راهبر اقدام به ارسال نامه‌اي مبني بر اتمام فعاليت گروه نموده و براي انجام محاسبات مالي، به كميته راهبري ارسال مي‌نمايد.
پس از تأئيد كميته راهبري، دايره اقدام به ارايه فعاليت‌هاي انجام شده طي يك سمينار به مديريت عامل، مديران ارشد و افراد ذي‌نفع مي‌نمايد. سپس، پاداش اعضاي دايره كنترل كيفي طبق دستورالعمل تدوين شده جهت پرداخت پاداش، پرداخت مي‌شود.

وظایف حلقه های کیفیت
فلسفه اصلی تشکیل حلقه های کیفیت مشارکت کارکنان در بهبود و توسعه ساختار اقتصادی سازمان است . تشکیل حلقه های کنترل کیفیت و فعالیت آنها باد د زمینه های مختلف که بعضی از آنها به شرح زیر است :
- ایمنی محیط کار
-کاهش ضایعات
-کاهش زمان تحویل یا خدمات به مصرف کنندگان
-بهبود فرآیندهای کاری
-بهبود استانداردهای کاری
-تجزیه و تحلیل مسائلی که در طی کار به وجود می آید و یا توسط مدیران پیشنهاد می شود تا با تحقق آنها در یک کار گروهی موفق ،سازمان ضمن اطمینان از کیفیت کالایی که ارائه می دهد ،نظرات مصرف کننده را نیز در طراحی محصول منظور نموده و رضایت آنها را جلب نماید از این رو حلقه های کیفیت باید ضمن توسعه توانایی های فردی و آشنایی با ابزار کنترل کیفیت ،خود را برای اجرای وظایف زیر آماده سازند :

-شناسایی مشکل که در محدوده کاری آنها اتفاق می افتد .این مشکل می تواند در مورد هر یک از زمینه های مختلفی که به آنها اشاره شد صورت پذیرد
-انتخاب مشکل و جمع آوری اطلاعات دقیق در مورد آن
-تجزیه و تحلیل مشکل
-حل مشکل و جمع آوری نظرات اعضا در یک کار گروهی و با استفاده از ابزار کیفیت
-تهیه و اجرای راه حلهای مناسب برای رفع مشکل
-ارائه راه حل ها به مدیریت

عوامل مهمی که در اجرای خوب حلقه های کیفیت نقش دارند :

-فرهنگ و جو سازمان
-ارزشهای مدیریتی
-اجرای اهداف کارکنان
-برانگیختن انگیزهای باطنی
-درک کارکنان از توسعه قابلیت هایشان به وسیله حلقه های کیفیت و رشد در یک جنبه از توانایی هایشان

توان رقابتی و کنترل کیفیت

 امروزه نقش اصلی موفقیت در تجارت را توان رقابتی تعیین می کند، تشخیص عواملی که یک محصول را برجسته تر از سایر تولیدات می سازد در دنیایی که روزانه صدها نوع از یک محصول و با شکل و طرح های متفاوت توسط شرکت های گوناگون تولید می شود، کاری بس دشوار به نظر می رسد. از همین رو، این سوال در ذهن بسیاری از دست اندرکاران امور اقتصادی مطرح می شود که عوامل اساسی در افزایش توان رقابتی شرکت ها کدامند؟ تجربه شرکت های مشهور جهان نشان می دهد گر چه تولید محصول باید مطابق سلیقه و ذوق مصرف کنندگان باشد اما این شرط به تنهائی برای جلب رضایت مشتری کفایت نمی کند، زیرا کسب رضایت کامل مشتری هنگامی حاصل می شود که یک شرکت بتواند از طریق ارایه کالا و خدمات با کیفیت مناسب توأم با ظاهر جذاب و مطابق پسند و سلیقه مشتریان این حس رضایت را در آنها به وجود آورد. آنچه در مجموع محصول کار یک شرکت را از کیفیت مطلوب برخوردار می سازد چگونگی استفاده بهینه از سخت افزار، نرم افزار، فن افزار و نیروی انسانی است که این مجموعه را در قالب امکانات و تجهیزات مواد اولیه، روش ها، فنون و ابزارهای مدیریتی که توسط منابع انسانی به کار می روند، می توان تحقق بخشید. برای ایجاد سیستم های بهتر و بازده خدماتی بیشتر ، مؤسسات باید افزون بر توجه به تولید کمی و افزایش آمار تولیدات آن، نگاه خود را بر پرورش انسان هایی با نیروی کار ماهرتر و بهتر متمرکز کنند. به بیان دیگر باید نیروهای کاری را پرورش داد که توانایی خلق چنین سیستم هایی را به نحو مطلوب دارا باشند. بسیاری از الگوهای مدیریتی که تاکنون پیشنهاد شده نمی توانند به تنهایی در ارتقاء کیفیت کارها و ارائه خدمات مناسب و رقابتی کارساز باشند، مگرآنکه الگوهای مدیریتی منطبق بر الگوهای فرهنگی کاربران آن تدوین گردد، زیرا اصولاً مدیریت، علمی است که با نیازهای انسان در ارتباط است. در نتیجه اگر انتظار ما ایجاد تحول و بهبود در وضعیت صنعت و خدمات به افراد باشد، باید بیش از هر چیز به اصلاح روش های مدیریتی بپردازیم. از این دیدگاه، مدیریت کیفیت را می توان مجموعه ای از تدابیر برای تولید مقرون به صرفه کالا و خدماتی که نیازهای مشتری را برطرف می سازد دانست. در واقع مدیریت کیفیت در جهت افزایش توان رقابتی به فعالیت می پردازد، با ایجاد ساختاری جدید کلیه امور را با توان بالاتر و ضایعات کمتر به اجرا در می آورد. البته باید به این نکته نیز توجه داشت که این ساختار جدید در کلیه شرکت ها، کارخانه ها و سیستم ها، با هر سطح توانی قابل اجرا باشد. اما وظیفه اصلی مدیریت کیفیت، تضمین کیفیت است، زیرا موجب می شود تا مصرف کننده دریابدکه محصولات یا خدمات ارایه شده مطابق خواست و انتظار وی است و به این ترتیب اعتماد هر چه بیشتر مشتری را می توان جلب کرد و رسیدن به این هدف یعنی تضمین کیفیت محصولات و خدمات تنها در صورتی تحقق می یابد که کلیه افراد شامل تولیدکنندگان و ارایه دهندگان خدمات (شامل کلیه پرسنل) اعم از سرپرستان قسمت های مختلف، مدیران قسمت های بالاتر و حتی بازرسان وظیفه خود را به خوبی بشناسند و آن را کامل و به نحو احسن انجام دهند. همچنین صنایع تولیدی به منظور برآوردن رضایت مشتری باید در دو جهت اقدام کنند: جنبه درون سازمانی تضمین ایجاد و حفظ کیفیت کالا بر اساس نظم درون سازمان . و جنبه برونی: تضمین کیفیت مبتنی بر قراردادهای منعقد شده با مشتریان و مصرف کنندگان. در ضمن رعایت کیفیت در زمینه فرآیند تولید و خدمات آن شامل مراحل زیر می شود: کنترل مواد اولیه جهت ساخت و بسته بندی، کنترل مواد و محصولات در حین تولید و برچسب گذاری، کنترل محصول نهایی و اطمینان از اینکه خطایی در روند تولید یک محصول رخ نداده است که در صورت بروز خطا، بخشی با عنوان بخش مدیریت و کنترل کیفیت، مسئول تأیید و یا عدم تأیید همه موارد اجرایی و خصوصیات مربوط به محصولات به لحاظ ماهیت، قدرت، کیفیت و خلوص است. شاید اگر به پیامدهای زیانبار رعایت نکردن استاندارد بیشتر دقت کنیم به اهمیت بالای آن پی می بریم. استفاده از وسایل غیر استاندارد با بالا رفتن مصرف انرژی باعث افزایش هزینه ها و یا حتی اتلاف انرژی هایی از جمله برق یا گاز می شود. همچنین استفاده از لوازم خانگی غیر استاندارد هر ساله تلفات مالی و جانی چشمگیری را به بار می آورد که می تواند موجب بروز مشکلات سنگین و زیادی شود که به صرف هزینه های کلان برای جبران آن نیاز داشته باشد. در برخی موارد خسارت ناشی از توزیع گسترده یک محصول غذایی غیر بهداشتی در جامعه فقط با پرداخت بهای کالای نامرغوب جبران نخواهد شد و حتی در مواردی جبران ناپذیر است. همچنین به نظر می رسد که استانداردسازی تنها نیاز تولید کننده و یا مصرف کننده نیست، بلکه نیاز جامعه است تا به وسیله آن در منابع انرژی از جمله برق و سوخت صرفه جوئی شود. پس با کمی تأمل می توان به این نتیجه رسید که استاندارد باید به صورت قانون برای هر جامعه ارائه شود تا تولید کننده مشتری خود را ترغیب به خرید کالاهای استاندارد نماید و فرهنگ استفاده از کالای استاندارد در جامعه چنان نهادینه شود که مصرف کنندگان هیچگاه به خرید کالای غیر استاندارد و بدون کیفیت تمایل نداشته باشند. نکته قابل اهمیت دیگری در زمینه نظام مدیریت کیفیت این است که، این نظام می کوشد با ایجاد فرصت های مناسب و با بهره گیری از فنون و نیروهای کارآمد زمینه ای را فراهم کند که بخش خصوصی بتواند با اطمینان خاطر خود را وارد عرصه رقابت کند و در عین حال بخش عمومی کار و خدمات بیشتری را با صرفه جوئی در منابع انرژی و نیروی کار ارائه دهد. در این نظام محور اصلی کار است که اگر قانون آن رعایت شود، بدون شک می توان کیفیت بازده کار را نیز تضمین شده و درخشان دانست. از این رو نظمی در روند تولید ایجاد می شود که مهم ترین حاصل آن جلب مشتری است که این خود مهم ترین قدم برای کسب بازار مناسب است. وقتی محصولی اعتماد مشتری را به خود جلب می کند، به او این اطمینان را می دهد که خواست و نیاز او در چرخه تولید مورد نظر قرار گرفته و به این ترتیب مشتری محدود به خریدار فعلی نمی شود بلکه نفرات بعدی در زنجیره تولید کالا یا خدمات را نیز در بر می گیرد وجود کالای مناسب با جلب مشتری فراوان در بازار نشان دهنده این است که تمام کسانی که در تولید و ارائه و عرضه آن نقش داشته اند، با انجام وظایف خود به بهترین نحو ممکن، به هدف خود رسیده اند و هر موفقیتی در این زمینه نشان می دهد که بستر تولید گنجایش پیشرفت را داراست و می تواند در زمینه های متفاوتی که شاید در نظر اول مهم ترین آن عامل اقتصادی باشد به رشد کشور تولید کننده خود کمک کند و در کل می توان گفت کنترل کیفیت در هر صورت نوعی کنترل است و کنترل همیشه مطلوب است و تعیین هدف، ارزیابی وضعیت، مقایسه و اقدام اصلاحی مراحلی است که در هر نوع کنترلی باید طی شود بدون شک اجرای آن لازمه موفقیت است

 

 

استاندارد ایزو کیفیت

 مطابق تعریف سازمان بین المللی استاندارد (ISO) استاندارد ، مدرکی است که با اجماع تهیه می شود و توسط مقامات معینی به تصویب می رسد .« نظمی است مبتنی بر نتایج استوار علوم و فنون و تجارب بشری در کلیه رشته ها و فعالیتهای عمومی که به صورت قواعد و مقررات و به منظور ایجاد هماهنگی و وحدت و توسعه و تفاهم و تسهیل در ارتباطات ، صرفه جوئی در اقتصاد ملی، حفظ سلامت و ایمنی عمومی و گسترش مبادلات بازرگانی به کار می رود »
ساده کردن ، تعویض پذیری، تبادل افکار، ایمنی، تامین منافع مصرف کننده، رمزدار و نشاندار کردن برای تبادل بین المللی، کیفیت ، تامین منافع اجتماعی و رفع موانع تجاری را می توان از اهداف استاندارد نام برد . هدف غائی استاندارد کردن فرهم کردن وسائل زندگی راحت و خوب یرای مردم است.
سازمان بین المللی استاندارد International Organization for Standardization سال1947 تاسيس يافت. وظيفه اصلي (ISO) توسعه استاندارد كردن و فعاليت هاي مرتبط در جهان با نگرشي تسهيل كننده نسبت به تبادلات بين المشللي كالاها و خدمات, ب

هبود همكاري در محدوده علمي, فني, اطلاعاتي و فعاليت هاي اقتصادي و حمايت از توليد كننده و مصرف كننده مي باشد. سازمان بين المللي استاندارد (ISO) تدوين استانداردهاي فني و اختياري را بر عهده دارد. دامنه كار (ISO) به يك شاخه اختصاصي محدود نمي شود و شامل كليه موضوعات و رشته هاي فني به‌ جز حوزه مهندسي برق و الكترونيك كه توسط IEC) International Electrical Commission) انجام می گیرد, مي گردد. در حال حاضر، اين سازمان بین‌الملی متشكل از یک شبکه از مؤسسات استاندارد ملی در 157کشور دنیا است، كه بر پایه یک مرکز در هر کشور و یک مرکز اصلی در شهر ژنو - سوئیس فعالیت می‌کند که وظیفه هماهنگی مراکز مختلف را برعهده دارد.

 

خاك نسوز (گل آتشخوار)

خاک نسوز (گل آتشخوار)

خاک نسوز یک ماده نسوز سیلیسی است که pH اسیدی دارد، رطوبت می‌پذیرد و به‌خوبی به قالب در می‌آید تا در دمای بالا پخته شود و سخت گردد. نقطه‌ ذوب آن بالاتر از 1420 درجه سلسیوس و مرتبه آذرسنجی آن حدود 15 است.

خاک نسوز اساساً از کائولینیت با مقدار متغیری از Fe2O3 TiO2, SiO2, CaOتشکیل می‌شود و به‌طور تقریبی دارای 45 درصد آلومین و 54 درصد سیلیس است و به‌هنگام پختن تا حدود 10 درصد انقباض پیدا می‌کند.

خاک نسوز، بیشتر در بخش‌های زیرین رگه‌‌های زغالی یافت می‌شود و نسوز‌ها در این نوع معادن دارای آهن کمتری است، زیرا به‌علت وجود اسید‌های هومیک آهن آزاد می‌شود و از محیط بیرون می‌رود و ترکیبات قلیایی فلدسپات‌ها نیز به‌صورت محلول در می‌آید و درون خاک نسوز باقی می‌ماند. خاک نسوز بیشتر در رسوبات آب شیرین یافت می‌شود.

ویژگی مهم بسیاری از خاک‌های نسوز قابلیت خمیری شدن یا قابلیت جذب آب و تشکیل توده‌ای خمیری است که بتواند به‌راحتی به‌شکل دلخواه قالب‌گیری شود. خمیر شوندگی خاک در اثر پخته شدن از میان می‌رود و رنگ خاک نسوز از زرد نخودی تا خاکستری تغییر می‌کند.

خاک‌های نسوز پلاستیک و نیمه‌پلاستیک از نظر ویژگی‌هایی نظیر پلاستیسیته، نسوزندگی و استحکام پیوند متغیرند، با افزودن مقدار کافی آب به آنها به‌صورت توده‌ای پلاستیک در آمده و قابل کار کردن می‌شوند، انواع مرغوب آن دارای E.C.P 26 تا 33 است و عموماً مقدار کمی ناخالصی آهن و عناصر قلیایی دارند

همه چيز در باره بال‌كلي ها

كلمه بال كلي روزانه توسط تعداد زيادي از مردم در اقصي نقاط دنيا مورد استفاده قرار ميگيرد بدون آنكه اغلب آنها بدانند كه دقيقاً از چه چيزي صحبت مي‌كنند، بال‌كلي يك كاني فوق‌العاده كم‌ياب است كه در نقاط معدودي از جهان يافت مي‌گردد. بال‌كلي بخش ضروري بيشتر بدنه‌هاي سفالي و سراميكي مي‌باشد. اين ماده به آساني غالب‌گيري شده و پس از پخت در حرارت بالا به رنگ سفيد يا نزديك به سفيد در مي‌آيد و از اين رو به درستي مي‌توان بال‌كلي‌ها را از جمله رس‌هاي مفيد در صنايع سراميك ناميد. تاريخچه نام‌گذاري بال‌كلي‌ها به روش‌هاي ابتدايي برداشت و استخراج آنها از معدن (اولين بار در انگلستان) باز مي‌گردد، به اين شكل كه در ابتدا از ابزارهاي دستي ويژه‌اي جهت استخراج اين مواد استفاده مي‌گرديد كه آنها را در اشكال مكعبي شكل ناهموار و با ابعادي حدود 30 سانتيمتر برداشت مي‌نمود، اما به علت انتقال، جابجايي و ذخيره‌سازي اين قطعات مكعب شكل، به تدريج گوشه‌ها و زواياي آنها ضربه خورده و گرد مي‌شدند و به شكل توپ در مي‌آمدند و از اين رو به نام بال‌كلي (رس توپي) شناخته مي‌شوند.
تصوير هوايي از رخنمون شرقي حوزه بووي (Bovey Basin)
تركيب شيميايي: بال‌كلي نوعي رس، همانند كائولن مي‌باشد و تفاوت آن با كائولن در داشتن پلاستيسيته بالا و مقاومت كمتر در برابر حرارت است. اما در تركيب شيميايي بال‌كلي و كائولن تفاوت چنداني ديده نمي‌شود و تنها در نسبت و ميزان سيليس شركت‌كننده در تركيب داراي اختلاف مي‌باشند. تركيب عمومي بال‌كلي‌ها غالباً شامل 20 تا 80 درصد كائولينيت، 10 تا 25 درصد ميكا و 6 تا 65 درصد سيليس (كوارتز) مي‌باشد. به‌علاوه كاني‌هاي فرعي ديگر و برخي مواد كربناته كه داراي منشاء گياهي مي‌باشند در تركيب آنها حضور دارند. البته در منابع مختلف تركيبات ديگري نيز براي آنها ذكر گرديده كه داراي تفاوت‌هاي اندك مي‌باشند مثلاً مقدار كائولينيت را بين 20 تا 95 درصد، كوارتز 10 تا 70 درصد، ايليت و كلريت 5 تا 45 درصد ذكر كرده و مواد آلي، مونت‌موريونيت‌ها، تركيبات آهني، اكسيد تيتان و نمك‌هاي محلول را از جمله ناخالصي‌هاي آن در نظر گرفته‌اند. بايد توجه داشت كه گستره دامنه تغيير در تركيب شيميايي و كاني‌شناسي و نيز در اندازه رس‌هاي سازنده تركيب، به مشخصات و ويژگي‌هاي متفاوت و منحصر به فرد رگه‌هاي رسي نازك شكل گرفته در داخل يك پهنه رسوبي بستگي دارد.
منشاء و نحوه شكل‌گيري: بال‌كلي يك رس رسوبي مي‌باشد كه داراي منشاء طبيعي بوده و نيز به عنوان يك رس ثانويه شناخته مي‌شود، اين بدان معناست كه عوامل هوازدگي طبيعي باعث انتقال آن از محل و منشاء اوليه خود كه از آن سرچشمه گرفته است گرديده‌اند، رنگ طبيعي آن مي‌تواند از زرد كم رنگ تا مشكي متغير باشد كه اين تغير رنگ به حضور ساير كاني‌هاي موجود در آن و ساير موادي كه با آن رسوب كرده‌اند، بستگي دارد. اين ماده عموماً با درصدي از ماسه و رسوبات كربن دار (ليگنيت) همراه مي‌باشد، به‌طور مثال برخي از لايه‌ها به‌طور عمده از ماسه‌هاي كوارتزي ساخته شده‌اند و برخي واحدها تقريباً به‌طور كامل ليگنيتي هستند، اما اكثر لايه‌هاي سازنده بال‌كلي‌ها مشتمل بر تركيبي از كاني‌هاي رسي ريز دانه (به ويژه كائولينيت) به همراه تركيب متغيري از رسوبات سيليس و كربن‌دار مي‌باشند. عاملي كه باعث تغير در نسبت عناصر تشكيل‌دهنده آن مي‌شود، به محتوي مواد ورودي به رودخانه و هر محيط رسوبگذاري كه رسوبات در آنجا ته‌نشست مي‌يابند بستگي دارد، در حقيقت محتوي رسوبات و كاني‌هاي رسي موجود در آنها به‌طور عمده به سنگ منشاءهايي كه از آنها ايجاد گرديده‌اند وابسته است. تحقيقات نشان مي‌دهد كه هوازدگي عميق و طولاني مدت سنگهاي منشاء، تقريباً تمام اكسيدهاي آهن موجود در آن را از بين مي‌برد، اين اكسيد‌ها در واقع عامل اصلي رنگ‌هاي زرد، قهوه‌اي و يا قرمز در نهشته‌هاي رسي شكل گرفته در حوضه رسوبي محسوب مي‌گردند. از رس‌هاي رنگي شكل گرفته حاصل از اين اكسيد‌ها عموماً براي ساخت آجرهاي ساختماني، لوله‌هاي فاضلاب و سفال‌هاي رنگي استفاده مي‌شود ولي در صنايع سراميك‌هاي سفيد كاربرد ندارند. در مناطقي كه زمين هاي بالادست و ارتفاعات يك حوضه رسوبي، از سنگهایی با منشاء گرانيتي هستند و منابع و ذخاير رسي از هوازدگي عميق آنها شكل گرفته است، بال‌كلي‌هاي حاصل از آنها خصوصياتي شبيه به كائولينيت‌ها خواهند داشت، يعني داراي ذرات درشت و نه چندان پلاستيك اما داراي رنگ پخت سفيد مي‌باشند، ولي چنانچه منشاء كاني‌هاي رسي، آلتراسيون سنگ‌هاي ديگري به غير از گرانيت‌ها باشد، رس‌هاي شكل گرفته اغلب داراي قطعات سازنده كوچكتري بوده و خصوصيات پلاستيسيته بالا دارند اما در عوض داراي رنگ پخت تيره‌تر (زرد تا كرم) مي‌باشند. به‌طور كلي براي تشكيل و نگهداري ذخيره‌هاي رسوبي بال‌كلي، به يك سري شرايط زمين‌شناسي كم‌ياب احتياج مي‌باشد: اين شرايط شامل: الف – سنگ منشاء‌هايي كه به لحاظ ميزان كائولينيت غني بوده و عمدتاً كم‌ترين ميزان انواع اكسيد آهن را دارا مي‌باشند. ب- فرسايش اين سنگ‌ها و حمل آنها به داخل مانداب‌ها و يا حوضه‌هاي آب شور يا شيرين و ادامه فرسايش تا قطعات سازنده بسيار ريز‌دانه گردند. ج- فرسايش محدود و كم دامنه بعدي و يا دفن عميق رسوبات حاصل از مرحله قبل در نهايت سبب ايجاد واحدهاي بال‌كلي مي‌گردد.
انواع خصوصيات بال‌كلي‌ها: بال‌كلي‌ها مي‌توانند داراي خصوصيات متفاوتي باشند، اين گروه از كاني‌هاي رسي را مي‌توان به دو بخش عمده تقسيم نمود: 1- رس‌هاي با رنگ پخت نسبتاً روشن كه اغلب شامل درصد قابل توجهي از عنصر كربن در تركيب خود مي‌باشند، به اين دسته از رس‌ها، رس‌هاي آبي (تيره يا روشن) گفته مي‌شود (بستگي به رنگ پس از پخت آن دارد) و بخش عمده بال كلي‌ها از اين گروه هستند. 2- رس‌هاي با رنگ پخت سفيدتر اما با خصوصيات پلاستيك كمتر كه به لحاظ محتوايي مقدار اندكي كربن داشته و يا فاقد آن هستند و در عوض داراي درصد قابل توجهي از ماسه‌هاي كوارتزي كوچك مي‌باشند. اين نوع رس‌ها اغلب به عنوان رس‌هاي شكسته شناخته مي‌شوند زيرا دانه‌هاي كوارتز با خصوصيات غيرچسبنده باعث ايجاد ترك و شكستگي سريع در آنها مي‌شوند. برخي از انواع بال‌كلي‌ها داراي خاصيت سياليت هستند كه اين ويژگي آنها را در غالب‌گيري قطعات سراميكي بزرگ نظير قطعات سرويس‌هاي بهداشتي ارزشمند مي‌نمايد (در واقع باعث افزایش سیالات دو غاب‌های ریخته‌گری مي‌شوند يعني اگر بخواهيم بدون اینکه آب اضافه کنیم دوغاب را سیال کنیم به اين ترکیب بال‌کلی اضافه می‌کنیم).

بررسي عوامل موثر در قيمت تمام شده مواد معدني

همان‌طوركه مي‌دانيم بخش اصلي مواد اوليه محصولات سراميكي و مشخصاً كاشي به‌طور مستقيم يا غيرمستقيم مواد معدني مي‌باشد. (حدود90 تا 95 درصد) به‌عبارت ديگر تمام يا بخشي از اجزاي مختلف كاشي اعم از بدنه، لعاب، رنگ و ... از مواد معدني غيرفلزي كه عمدتاً از خانواده رس‌ها هستند تشكيل شده‌اند مانند سيليس، فلدسپار، كائولن، بال‌كلي، بنتونيت، ايليت، دولوميت و ... كه به‌طور كلي به ‌آنها خاك‌هاي صنعتي اطلاق مي‌گردد. بنابراين با توجه به نقش تعيين‌كننده مواد معدني در توليد كاشي و مقدار مصرف بالاي آن، در كنار هزينه‌هايي نظير انرژي و نيروي انساني بخش قابل توجهي از هزينه‌هاي يك واحد توليدي كاشي به مواد اوليه (مواد معدني) مربوط مي‌شود. از آنجايي كه ساليانه ميليون‌ها تن ماده معدني جهت توليد كاشي در كشور مصرف مي‌شود و جريان نقدينگي قابل ملاحظه‌اي را ايجاد مي‌كند، در اين مقاله سعي بر آن است كه عوامل هزينه‌اي مربوط به استخراج خاك‌هاي صنعتي كه عموماً جزء معادن كوچك هستند مورد بررسي قرار گيرد.
مهمترين عوامل موثر درقيمت تمام شده ماده معدني كه در محاسبات فني و اقتصادي معادن نيز تعيين‌كننده می‌باشند عبارت است از :

-1 هزينه‌هاي سرمايه‌اي :
با استهلاك سرمايه، اين هزينه به معدن تحميل می‌شود.

-2 هزينه‌هاي جاري :
در طول فعاليت معدن، هزينه‌هاي مختلفي به عنوان هزينه‌هاي جاري صرف می‌گردد.
-3 هزينه پرداخت قيمت پايه :
به ازاي هر تن ماده معدني استخراج شده، مبلغ مشخصي به حساب خزانه واريز می‌شود كه به آن حقوق دولتي نيز گفته می‌شود.

-4 ماليات :
همانند تمام واحدهاي اقتصاي ، معادن نيز مبلغي را به عنوان ماليات پرداخت می‌نمايند.

-1 هزينه‌هاي سرمايه اي :
هزينه‌هاي سرمايه‌اي از قبيل خريد ماشين‌آلات سنگين و سبك شامل بولدوزر، لودر، بيل‌مكانيكي، كاميون، ماشين تداركات و نيز ادوات اصلي حفاري نظير دريل واگن، كمپرسور، پرفراتور و هم‌چنين هزينه ساختمان و تأسيسات و راه به‌علاوه هزينه‌هايي كه در مرحله اكتشاف ماده معدني شده است مي‌باشد. استهلاك سرمايه‌هاي مذكوركه با نرخ‌هاي مختلف مستهلك مي‌گردند، درتمام سال‌هاي عمر معدن ادامه دارد و به‌عنوان يك آيتم مهم و مؤثر در قيمت‌تمام‌شده ماده معدني محسوب مي‌گردد.

-2 هزينه‌هاي جاري :
اين هزينه‌ها شامل هزينه‌هاي پرسنلي، سوخت، لوازم و ادوات مصرفي، مواد غذايي، تعمير و نگهداري، هزينه‌هاي استخراجي و نيز هزينه‌هاي متفرقه و پيش‌بيني نشده مي‌باشد.
از آنجايي كه هزينه‌هاي استخراجي بخش قابل توجهي از هزينه‌هاي جاري را تشكيل مي‌دهد و از طرفي برخلاف ساير موارد فوق، مختص واحد‌هاي معدني مي‌باشد مورد بررسي بيشتري قرارمي‌گيرد.
هزينه‌هاي استخراج مواد‌ معدني: با توجه به روش استخراج كه خود تابعي است از نوع ماده معدني و خواص آن، شكل و امتداد ذخيره، توپوگرافي زمين و... اين هزينه‌ها نيز متغير است. مثلاً در يك معدن فلدسپارسديك كه ماده معدني به‌صورت سنگ بوده و سختي آن بر اساس معيار Mohs حدود 6 تا 7 است و رگه ماده معدني تقريباً يك‌نواخت مي‌باشد، معمولاً از روش حفاري و آتشباري جهت استخراج ماده معدني استفاده مي‌شود. در حالي‌كه در يك معدن بنتونيت كه ماده معدني به شكل خاك است با استفاد از بولدوزر اقدام به استخراج و دپوي ماده معدني مي‌گردد. هم‌چنين در صورت وجود رگه‌هاي باطله دركانسار، شرايط به‌گونه‌اي ديگر خواهد بود و براي جلوگيري از اختلاط ماده معدني و باطله، عمليات استخراج با استفاده از بيل‌مكانيكي و به‌صورت انتخابي (METHOD SELECTIVE) صورت مي‌گيرد و هم‌زمان، بولدوزر عمليات دپوسازي را انجام مي‌دهد.
با توجه به انتخاب هر يك از روش‌هاي استخراجي مذكور و نيز با توجه به حجم عمليات، هزينه‌ها متفاوت خواهد بود. مثلاً در روش انفجاري، هزينه‌هاي عمده مربوط به حفر چال‌هاي آتشباري و نيز خريد مواد منفجره مي‌باشد. در حالي‌كه در روش‌هاي ديگر اگر ماشين‌آلات خريداري شده باشد در اين بخش هزينه چنداني تحميل نمي‌شود (بلکه هزينه سرمايه‌ای بيشتری خواهد داشت.) ولي در صورتي كه ماشين‌آلات اجاره‌اي باشد‌، اجاره ماشين‌آلات هزينه‌هاي اين بخش را به شدت افزايش خواهد داد. به هر حال دقت در انتخاب روش و بهينه‌سازي عمليات استخراجي تأثير چشمگيري در كاهش هزينه‌هاي استخراجي خواهد داشت. هم‌چنين اگر نياز به عمليات جانبي نظير سرند جهت جداسازي خاكه از سنگ و يا سنگجوري دستي جهت جداسازي سنگ‌هاي باطله باشد به همان نسبت به هزينه‌هاي استخراج ماده معدني اضافه خواهد شد.

-3 هزينه پرداخت قيمت پايه ماده معدني:
از آنجا‌يي كه معادن جزء منابع ملي هستند به ازاي هر تن ماده معدني استخراج شده، مبلغي به عنوان قيمت پايه يا حقوق دولتي از طرف بهره‌بردار معدن به دولت پرداخت مي‌شود. اين مبلغ بستگي به نوع ماده معدني دارد و هر سال توسط وزارت صنايع و معاون تعيين و اعلام مي‌گردد. با توجه به حداقل ظرفيت استخراج ساليانه كه در پروانه بهره‌برداري معادن درج گرديده است كل حقوق دولتي ساليانه محاسبه و به حساب خزانه واريز مي‌شود. البته چنانچه مقدار استخراج و فروش ماده معدني، بيشتر از ظرفيت حداقلي باشد به‌همان نسبت حقوق دولتي ساليانه نيز افزايش مي‌يابد.

-4 ماليات:
به درآمد ناخالص معادن يعني تفاضل درآمد فروش ماده معدني از هزينه‌هاي جاري، استهلاك و حقوق دولتي به‌صورت ساليانه (با استثناي معادني كه در مناطق محروم واقع شده‌اند) ماليات تعلق مي‌گيرد.
جمع هزينه استهلاك متوسط ساليانه‌، هزينه‌هاي جاري ساليانه‌، حقوق دولتي ساليانه و ماليات متوسط ساليانه تقسيم بر حداقل ظرفيت استخراج ساليانه عددي را به‌عنوان قيمت‌تمام‌شده ماده معدني به‌دست مي‌دهد كه اين مبلغ به‌اضافه مبلغي به‌عنوان سود‌، تعيين‌كننده قيمت‌نهايي فروش ماده معدني به كارخانجات كاشي مي‌باشد. عموماً هر چه ميزان استخراج ساليانه بيشتر باشد، قيمت‌تمام‌شده هر تن ماده معدني كاهش خواهد يافت مگر اينكه مقدار استخراج از نقطه سربه‌سري عبور نمايد. البته در بسياري از موارد به دليل عدم توازن عرضه و تقاضا قيمت فروش ماده معدني متناسب با قيمت‌تمام‌شده آن نيست و عوامل ديگري در اين خصوص تعيين كننده است. مثلاً در برخي موارد كارخانجات به علت ضرورت‌هايي، مجبور به خريد ماده معدني با قيمت‌هاي بالا هستند و نيز در بسياري از موارد معدنداران به علت كمبود مشتري و يا رقابت غيرمتعارف با يكديگر ماده معدني را با قيمت‌هاي خيلي كم مي‌فروشند كه در خوشبينانه‌ترين حالت درآمد با هزينه برابر مي‌گردد.
البته كارخانجات مصرف‌كننده علاوه‌بر پرداخت قيمت‌ماده معدني، هزينه‌هاي حمل ماده معدني به كارخانه و نيز هزينه خردايش برخي از مواد معدني را ن

 
عضو  مهندس مهرداد شکوهی رازی مديرعامل شرکت استخراج و فرآوری مواد اولیه شیشه در گفتگو با نشريه سراميك و ساختمان گفت هدفمند شدن یارانه‌ها در این مرحله افزایش قیمت بنزین به رقم لیتری 7000ریال و گازوئیل 1500ریال و گاز صنعتی هر متر مکعب 700ریال و برق نیز با نرخ‌های تعرفه جدید باعث 5/11 درصد افزایش در قیمت تمام‌شده پودر سیلیس شده است.
چنانچه خصوصی شدن به معنی انتقال مالکیت و مدیریت به بخش خصوصی واقعی باشد مسلماً با توجه به انتظارات سرمایه‌گذاران برای سودآوری، در جهت قیمت‌تمام شده معدن تأثیر مثبت خواهد داشت و بازار رقابتی را تقویت خواهد کرد. ولی چنانچه این خصوصی‌سازی به معنی تغییر مدیریت از دولت به تشکیلات شبه دولتی باشد، تنها در جهت ارائه آمار و افقزایش خصوصی‌سازی موثر خواهد بود و تأثیری در زمینه رقابت‌پذیری و کاهش هزینه‌ها و قیمت ‌تمام‌شده نخواهد داشت.
وي يكي از موارد مهم در بخش معدن را شناسنامه‌دار شدن معادن عنوان نمود و گفت مسلماً خریدار محصول معادن هنگامی‌که با مواد اولیه شناسنامه‌دار سر و کار داشته باشد قدرت اتخاذ تصمیم در مورد میزان خرید از محصول معدن و نحوه ترکیب آن در مواد اولیه کارخانجات کاشی را خواهد داشت. متأسفانه در حال‌حاضر به دلیل رقابت بسیار فشرده در صنعت کاشی و سرامیک تمام توان تولیکنندگان کاشی و سرامیک مصروف کاهش قیمت‌تمام‌شده و در نتیجه تأمین مواد اولیه ارزان قیمت می‌شود که این امر آنان را به سوی خرید از معادن غیرشناسنامه‌دار سوق داده و نهایتاً باعث افت کیفیت محصول تولیدی آنها شده است. نمونه‌های بسیاری از این محصولات با کیفیت پائین که در مدت کوتاهی جلای لعاب از بین رفته و یا محصول استحکام لازم را نداشته است قابل ذکر می‌باشد.

وي هم چنين چگونگی تأثیر روش‌های استخراج و اکتشاف و فرآوری صنعتی را بسيار حائز اهميت دانست و افزود مسلماً در صورتی‌که دانش استخراج معدن در زمینه استخاج اعمال گردد با اتخاذ روش‌های استخراج Selective امکان استخراج گزینه‌ای فراهم می‌شود و به این ترتیب از همان بدو کار معدن، مواد معدنی به تفکیک کیفیت قابل استخراج خواهد بود. از سوی دیگر فرآوری مواد معدنی بخش تفکیک‌ناپذیر از فرآیند استخراج و تحویل مواد به مصرف‌کننده آن می‌باشد و بدون فرآوری مناسب امکان تحویل کالای قابل مصرف به معنی واقعی آن وجود نخواهد داشت.اتخاذ روش‌های اکتشاف به منظور تعیین کیفیت ماده معدنی و گزینش روش استخراج مناسب به منظور استخراج گزینه‌ای کیفیت‌های مختلف قطعاً به کاهش قیمت‌تمام‌شده استخراج و ارائه کیفیت بالاتر مواد اولهی معدنی کمک خواهد کرد.

 
وي در خصوص قیمت تمام‌شده مواد معدني اظهار داشت بررسی کلی، قیمت‌تمامشده و عرضه کالای داخلی در هر صورت از کالای خارجی به دو علت که یکی مسافت و تأثیر آن بر روی قیمت‌تمام شده و دیگری تعرفه‌های کالاست، بایستی پایین‌تر باشد و در صورتی‌که خلاف آن دیده ‌شود موردی استثنایی خواهد بود. ولی در بعضی موارد نیز دیده می‌شود که فروشنده خارجی به منظور کنار زدن رقبای داخلی قصد عرضه مواد اولیه به قیمت‌هایی ارزان‌تر از کالای داخلی را دارد که در این صورت وضع تعرفه‌های مناسب به رقابت‌پذیری کالای داخلی کمک خواهد کرد.
البته این نکته نیز نباید از نظر دور بماند که وضع تعرفه بالا و ممنوعیت ورود بایستی فقط در مواردی اعمال گردد که کالای مشابه‌ کالای داخلی از خارج از کشور عرضه شود. والا اگر برای مواد اولیه‌ای که مشابه داخلی ندارد این شرایط را ایجاد کنیم تنها موجب بالا رفتن قیمت‌تمام‌شده محصول کارخانجات و نهایتاً عدم رقابت‌پذیری آنها در بازارهای صادراتی خواهد شد که این مهم باید با تعامل تولیدکنندگان معدنی، کارخانجات مصرف‌کننده مواد اولیه و مسئولین دولتی حل و فصل گردد که هم منافع ملی و هم قدرت رقابت‌پذیری تولیدکننده محفوظ بماند.

 

عضو  محمد بهزادیان مديريت عامل شركت سیلیکات شرق در گفتگو با نشريه سراميك و ساختمان در خصوص هدف‌مند شدن یارانه‌‌ها عنوان داشت كه هدف‌مند شدن یارانه‌‌ها به سهم خود در ارتباط با حامل‌های انرژی مانند گازئیل، برق در افزایش هزینه‌های تولید (بهره‌برداری و استخراج) به‌طور مستقیم و در سایر موارد حمل و نقل و خدمات اکتسابی از واحدهای مختلف نیز غیرمستقیم تاثیر موثر داشته است.
وي افزود به عنوان شاخص در مورد مصرف گازئیل که میانگین نیاز ماهیانه این واحد بیست‌هزار لیتر می‌باشد، مقایسه نرخ‌های قبل از اجرای قانون فوق و بعد از اجرای آن، حاکی از افزایش هزینه‌ها و نهایتاً افزایش قیمت تمام شده ماده معدنی می‌باشد. میزان دقیق افزایش به علت نسبی بودن آیتم‌های مختلف و لحاظ میزان تراکم و سختی هریک از آنان و اینکه باطله همراه پا پوشاننده هرکدام به چه میزان و مقداری باشد، قابل اندازه‌گیری نبوده و اقلام و اعداد محاسبه شده و طبقه‌بندی شده‌ای را نمی‌توان اعلام نمود.
در مورد خصوصی‌سازی به جهت عدم شمول کانی‌های غیرفلزی که حوزه فعالیت ما است، نمی‌توان اظهارنظر نمود.
ايشان يادآور شد شناسنامه‌دار شدن معادن، امری بسیار مثبت و تاثیرگذار در بهبود و روند فعالیت‌های معدنی خواهد بود. در مورد خاک‌های صنعتی از اولین مرحله یعنی بهره‌برداری و استخراج و پروسس و فرآوری، تا کاربرد نهایی یعنی صنعت و مصرف، شناخت دقیق و آگاهی کامل و تضمین شده از آنچه در اختیار قرار می‌گیرد و به مصرف می‌رسد، نه تنها آسودگی خاطر و اعتماد و اطمینان لازم را تامین می‌نماید بلکه از هدر رفتن و پرت سرمایه و انرژی جلوگیری نموده و اعتماد به نفس و تقویت انگیزه‌های دست‌اندرکاران امور صنعت و تولید را موجب می‌گردد. ولی نسبت به اجرای آن همه بخش‌های درگیر باید هماهنگ و به مساعدت این پروژه ارزشمند پرداخته و از هیچ اهتمامی دریغ نورزند از مدیران سازمان‌ها و وزارت صنایع و معادن تا خانه معدن و کمیته‌های زیر مجموعه آن.
وي عنوان نمود روش‌های اکتشاف و استخراج، در همه معادن سطح کشور از یک اصل و قعده مشترک و مشابه تبعیت نمی‌کند. به عبارت بهتر تاکنون هیچ مرجع و منبع فنی و عملی ناظر بر ای نمقوله حضور عینی و فعال و درخور توجهی را نشان نداده است. هماهنگ‌شدن و روش‌مند شدن شیوه‌های بهوه‌برداری و استخراج در وضعیت‌های متفاوت و مختلف، خود بسته به نوع ماده معدنی و شرایط معدن یک پدیده مثبت و موثر در ارتقاء کیفیت و نهایتاً بهینه‌کردن مصرف انرژی‌های مختلف و هزینه‌های مصروفه در استحصال و دسترسی هرچه بیشتر و ارزانتر مواد معدنی می‌باشد. کوشش و اهتمام ادارات صنایع و معادن شهرستان‌هائی که معادن قابل توجهی را تحت پوشش دارند نقش اصلی را ایفاء می‌نمایند که با هماهنگی نهادهای صنفی چون خانه معدن و انجمن‌های مشابه و مانند آن می‌توانند کارآئی خود را افزایش بخشیده و موثر و موفق باشند.
وي گفت مهمترین مساله در یک معدن پس از کیفیت، تناسب قیمت‌تمام شده با آن ماده معدنی است که شامل:
الف- هزینه نیروی انسانی
ب- انرژی
ج- ماشین‌آلات
د- سایر هزینه‌ها: شامل حقوق دولتی، مالیات، بازباریابی، توسعه و اکتشاف حین استخراج و ...
که در بخش ماشین‌آلات در حال حاضر نگران‌کننده‌ترین فاکتور، مربوط به افزایش قیمت‌تمام شده است، اعم از قیمت ماشین‌های ورداتی، یا مونتاژ (طرح هپکو) تا کیفیت و طول قطعات و نمایندگان فروش در ایران و گارانتی، ورداتی که به خصوص موضوع گارانتی بسیار ضعیف و غیر متعهدانه بوده و علاوه‌بر نگرانی عملاً هزینه‌ها را نیز افزایش می‌دهد.
وي در نهايت عنوان نمود به‌عوان مثال یک دستگاه چکش هیدرولیک قابل نصب بر بی مکانیکی با مارک سندویک (فنلاند) به نمایندگی شرکت صبا ماشین، با قیمت بالای چهل میلیون تومان در تابستان سال جاری، خریداری کرده‌ایم و تا به حال سه بار نیاز به تعمیر و تعویض بوش و سایر قطعات مربوط به آن را با صورف هزینه بسیار تجربه کردیم این وضعیت نگران کننده، هرگز در رقابت جهانی به‌خصوص در مقایسه با چین و هندوستان ما را رتبه‌ای نمی‌بخشد و مطمئناً با این شرایط قادر به کسب امتیازی در بازار‌های بین‌المللی نخواهیم‌بود ... .

 

 
عضو  مهندس معصومي از شركت سوراوجين عقيق در گفتگو با نشريه سراميك و ساختمان گفت: اجرای قانون هدفمند نمودن یارانه‌ها یا به تعبیر دقیق‌تر تصحیح و آزادسازی قیمت حامل‌های انرژی از آن‌جایی‌که منجر به تغییر روش مصرف و جلوگیری از هدر رفتن انواع انرژی و آموزش صرفه‌جویی در تمام عرصه‌ها گردید امری مثبت می‌باشد اما در روش اجرا، بسیار شتابزده و در تناقض با روح و دوره اجرای قانون و با شیب تند انجام‌گردید و موجب بروز شوک‌های متعدد به‌ویژه در بخش‌های تولیدی گردید. علی‌ایحال پس از اجرای قانون، بسته به نوع ماده معدنی و هزینه‌های باطله‌برداری و نیز میزان حمل و نقل داخلی در معادن تا واحد عمل‌آوری مواد حدوداً بین 10 تا 15 درصد به‌طور مستقیم افزایش قیمت داشته‌ایم. البته تاثیرات غیرمستقیم افزایش قیمت‌ها را هم از اواخر اسفند ماه به بعد تجربه کرده‌ایم. در بخش افزایش هزینه‌های غیرمستقیم هزینه‌های حمل و افزایش قیمت ماشین‌آلات معدنی که عمدتاً ساخت خارج است نقش مهمتری را داشته است.

ايشان يادآور شد بدون تردید اداره واحدهای معدنی هم مثل سایر واحدهای تولیدی توسط بخش خصوصی واقعی، نه‌تنها موجب کاهش قیمت‌ها در شرایط رقابتی شده بلکه ارتقای مستمر کیفیت تولیدات را به‌همراه خواهد داشت. همچنین در درازمدت شاهد حضور گسترده و رقابتی به منظور کسب سهم بالاتری از بازارهای جهانی خواهیم بود.
ايشان افزود در صدور مجوزها و پروانه‌های اکتشاف و بهره‌برداری معدنی در سال‌های گذشته، توجه کافی به صلاحیت مالی و فنی دارندگان پروانه نشده است، لذا ظهور پدیده " معادن غیرشناسنامه‌ای و معدنکاران غیرحرفه‌ای" را تشدید نموده است. امید است با سرعت بخشیدن در ابلاغ اصلاحیه قانون معادن و توجه جدی به صلاحیت‌ فنی و مالی شرکت‌کنندگان در مزایده‌های معدنی استان‌ها و در نهایت کمک به شکل‌گیری گروه‌های بزرگ از شرکت‌های معدنکاری، در بخش خصوصی و نه شبه خصوصی و با بهره‌برداری اصولی از معادن و صیانت از ذخایر معدنی کشور تضمین گردد. در حال حاضر نیز عدم همکاری مصرف‌کنندگان خاک‌های صنعتی با بهره‌برداران حرفه‌ای معادن موجب تقویت معدنکاران غیرحرفه‌ای و تضعیف شرکت‌های معدنی شناسنامه‌دار خواهد شدکه این موضوع در درازمدت به زیان مصرف‌کنندگان در صنعت سرامیک و دیرگدازها شده چراکه تضییع ذخایر با ارزش معدنی را به دنبال دارد. در کوتاه مدت هم نمی‌تواند جبران خسارت‌های ناشی از مصرف مواد اولیه ارزان و بدون کیفیت را نماید.
مهندس معصومي خاطرنشان كرد در سال‌های گذشته به دلیل پر هزینه بودن هزینه‌های اکتشافات معادن به ویژه اکتشافات تحت‌الارضی در محدوده‌های معدنی خیلی کم‌رنگ شده‌ است و گواهینامه‌های کشف ذخایر معدنی صادره عمدتاً محدود به اکتشافات سطحی گردیده است همچنین علی‌رغم ایجاد چند واحد فرآوری مواد معدنی در بخش کانی غیرفلزی سرمایه‌گذاری بسیار ناچیز بوده است در نتیجه تولیدات معدنی غالباً به‌صورت خام عرضه شده‌که علاوه بر عدم سودآوری مناسب و کم‌رنگ شدن بحث اشتغال، موجب هدر رفتن ذخایر معدنی می‌شود که نهایتاً منجر به از بین رفتن مزیت‌های بخش معدن در عرصه اقتصاد می‌گردد.
وي يادآور شد قیمت تمام شده مواد معدنی هنوز در تعدادی از معادن (در بخش کانی غیرفلزی) جزء مزیت محسوب می‌شود.چنانچه در آینده، فاکتورها و عواملی چون تامین ماشین‌آلات سنگین معدنی با قیمت‌های حمایتی، اداره اصولی معادن به ویژه در امر اکتشاف، استخراج و فرآوری همچنین تشکیل گروه‌های بزرگ معدنی با هدف تجمیع بهره‌برداران کوچک معدنی (که فاکتور مهمی در کاهش قیمت‌های تمام شده است) و نظایر آن مورد توجه قرار گیرد، می‌تواند مزیت قیمت تمام شده پایین رقابت‌پذیری معادن کشور را همچنان حفظ نماید.
علاوه بر موضوعات مطروحه فوق سامان دادن به ناوگان حمل و نقل ریلی، جاده‌ای و ایجاد شرکت‌های بزرگ حمل و نقل و خارج شدن از سیستم حمل و نقل "خود راننده" کنونی، اجرای پروژه‌های زیربنایی مانند احداث راه‌ها، تامین آب و برق، ارتباطات (اجرای کامل ماده28 قانون معادن توسط وزراتخانه‌های ذیربط) و حمایت از بهره‌برداران حرفه‌ای معدنی از طریق اعطای گسترده تسهیلات بدون بهره یا کم‌بهره به منظور توسعه امر اکتشاف، نوسازی ماشین‌آلات معدنی و توسعه صنعت فرآوری در معادن می‌تواند در آینده نه‌چندان دور موجبات رونق و شکوفایی معادن و صنایع معدنی را فراهم آورد.
کلام آخر این‌که، حسب اظهار رئیس محترم انجمن تولیدکنندگان سرامیک در نوزدهمین نمایشگاه بین‌المللی کاشی و سرامیک، ظرفیت ایجاد شده تولید کاشی و سرامیک کشوردر سال 1390 بالغ بر 600 میلیون مترمربع می‌باشد و با احتساب 850 میلیون مترمربع مجوزهای صادره که در مراحل مختلف پیشرفت کار می‌باشند در آینده ظرفیت، بالغ بر 1450 میلیون مترمربع خواهد شد. لذا بدون چون و چرا از هم‌اکنون دغدغه اصلی تولیدکنندگان صنعت سرامیک می‌بایستی موضوع تامین مواد اولیه معدنی مرغوب و حفاظت و صیانت از ذخایر معدنی غیرفلزی (گروه خاک‌های صنعتی) کشور از طریق حمایت از تولیدکنندگان واقعی و حرفه‌ای معدنی باشد.