علم سرامیک

فرآيند كنوني توليد آجر در استان اصفهان كه مبتني بر تامين مواد از خاك هاي آبرفتي و مرغوب كشاورزي است، باعث تخريب محيط زيست و تحديد منابع كشاورزي شده است . براي توليد آجر قرمز مي بايستي به مواد اوليه براي توليد آجر معمولي مواد ديگري افزوده شود كه مستلزم هزينه ميباشد. به منظور تامين منابع جديد ، بخش شيل سبز كرتاسه در جنوب شرق شهرضا مورد مطالعه و تست كاربردي قرار گرفت. براساس مطالعات زمين شيميايي K2O,MgO,CaO,Fe2O3,Al2O3,SiO2 به ترتيب فراوان ترين سازنده هاي اين خاك است. بر اساس نتايج آناليز XRD نشان ميدهد كاني هاي اصلي اين خاك، كوارتز، كلريت، مسكويت ، كلسيت، اورتوز،آلبيت و دولوميت است.مقايسه نتايج بدست آمده در آناليز شيميايي و XRD با تركيب استاندارد و مناسب خاك آجرپزي و توليد آزمايشي نشان ميدهد كه اين خاك براي ساخت آجر مناسب است. ميزان پائين اكسيد كلسيم نسبت به اكسيد آهن ،باعث توليد آجر به رنگ قرمز شده و فقدان كاني هاي سولفيدي مانع از ايجاد هر گونه شوره زدگي كي شود. وجود ميزان بالاي كاني هاي رسي بررسي حدود اتبرگ نشان داد كه اين ذخيره پلاستيسيته لازم جهت شكل گيري و حفظ و ثبت آن را دارا ميباشد. ارزيابي آجر توليدي از نظر خواص فيزيكي و مكانيكي بر اساس استاندارد ASTM ، نشان ميدهد كه اين آجر داراي مقاومت فشاري بالا ،جذب آب و ضريب اشباع پائين و در نتيجه از استحكام و پايداري بالايي برخوردار است. نتايج اين بررسي و توليد انجام شده نشان ميدهد كه بخش شيل ارغواني سازند از خاك هاي بسيار مناسب به منظور توليد و ساخت آجر قرمز است. با توجه به وجود شيل سبز كرتاسه در استان اصفهان و به منظور جلوگيري از تخريب محيط زيست ، جايگزيني اين منبع جديد سازندي به جاي منابع آبرفتي و خاك كشاورزي توصيه ميشود.

از حرارت دادن پختن خشت آجر بدست مي آيد.خشت مخلوط همگن خاك و آب شكل داده شده است. خاك اوليه توليد آجر بيشتر از نهشته هاي رسوبي چون رس ،شيل و مارن تامين ميگردد. در تعداد زيادي كارگاه محلي ، در نزديكي شهر ها و روستا ها آجر توليد شده غالبا با استفاده از خاك هاي محل خود آجر هاي مشخصي را توليد مي كرده اند. با صنعتي شدن توليد آجر نيز به مراكز محدود تري اختصاص يافته و به صورت متمركز و مكانيزه صورت ميگيرد و حتي براي توليد آجر قرمز از مواد ديگري كمك گرفته شده است.
اين رسوبات آبرفتي جوان كه حاوي ذرات ريزدانه رس و سيلت مي باشند دشت هاي وسيعي را تشكيل ميدهند و به دليل دارا بودن مقدار قابل توجهي از مواد معدني ، بسيار حاصلخيز و براي كشاورزي مناسب هستند. برداشت طولاني مدت و بي رويه اين خاك ها ، از يك طرف و گسترش شهر ها از سوي ديگر ، علاوه بر ايجاد مناظر ناخوشايند گودال هاي بزرگ حفر شده ومسائل زيست محيطي ،باعث تضييع و تهديد خاك هاي كشاورزي ميشود. در اين رابطه كافيست سري به اطراف اصفهان و شهر هاي بزرگ اين استان بزنيم. آجر توليدي ضمن استحكام مي بايستي ظاهر و نمايي عام پسند داشته باشد. با توجه به اهميت كنوني توسعه پايدار و اهداف آن جايگزيني منابع جديد خاك آجرپزي ضروري به نظر ميرسد كه با در نظر گرفتن تركيب خاك مناسب براي ساخت آجر ،و آجر رنگي قرمز سازند هاي حاوي نهشته هاي شيل و مارن، كه در اين استان فراوان ميباشند، ميتوانند بهترين جايگزين باشند. به منظور تامين اهداف فوق بخش شيلي سازند در جنوب شرق شهر شهرضا براي توليد آجر قرمز مناسب،بررسي شد.

ذخاير شيل سبز در بخش ساختاري سنندج-سيرجان و در مسير جاده ارتباطي رامشه به امين آباد ، با طول و عرض جغرافيايي 7-59 و 49-31 واقع است. سازند شيلي واحدي است شيلي آهكي از محيطي دريايي كه در نواحي جنوب شهرضا و جنوب شرقي استان توسعه يافته و داراي دو بخش غير رسمي شيل سبز و آهك هاي چرتي است. ارتفاعات نسبتا بلند منطقه بيشتر از نوع آهك و دولوميت دوران اول و دوم است.
در اصفهان و بعضي از مناطق همجوار اصفهان بخش شيل سبز به صورت ناهمساز بر روي سازند زيرين قرار ميگيرد. سن اين بخش در اصفهان و مناطق همجوار آن در اصفهان كرتاسه است.

به منظور انجام مطالعات زمين شيميايي ، كاني شناختي و توليد آجر قرمز، نمونه برداري از بخش شيل صورت گرفت. نمونه برداري به روش شبكه بندي سيستماتيك انجام شد. كليه نمونه هاي برداشتي با هم مخلوط و نمونه مركب بدست آمد. تجزيه شيميايي كه به روش جذب اتمي در آزمايشگاه انجام شد نشان ميدهد كه در خاك اين منطقه به ترتيب TiO2,K2O,MgO,CaO,Fe2O3,Al2O3,SiO2 فراوان ترين اجزاي اصلي ميباشند ( جدول1). مطالعات كاني شناختي با پراش پرتو(XRD) صورت گرفت. طبق نتايج بدست آمده كاني هاي موجود در اين شيل عبارتند از: موننت موريلونيت ، كوارتز، كلسيت ، آلبيت و دولوميت (جدول2) . با مقايسه تركيب اين خاك و تركيب استاندارد خاك آجرپزي (جدول3) مشخص ميگردد كه اين خاك كاملا در محدوده استاندارد قراردارد و درصد بالاي كاني رسي و كوارتز نشان ميدهد كه خاكي مناسب براي ساخت و توليد آجر قرمز است(جدول3).
بر اساس تجزيه بدست آمده براي توليد آجر قرمز از ذخاير خاك رس مصرفي براي توليد آجر هاي معمولي مي بايستي خاك قرمز(هماتيت) اضافه و مصرف نمود. به ازا هر تن خاك رس حدود 200 تا 150 كيلوگرم خاك قرمز مورد نياز مي باشد، اين موضوع مستلزم پرداخت هزينه خواهد بود.