تمام مواد نسوز بر پایه‌ی خاک نسوز و محتوای آن یعنی آلومینا و سیلیس هستند. در واقع آجر نسوز مقاوم در برابر حرارت از خاک نسوز ساخته می‌شود. همانند ملات‌های مقاوم در برابر حرارت، عایق‌ها، ظروف سفالی، سرامیک‌ها، پتوهای سرامیکی یا کاشی‌های سرامیکی روی شاتل فضایی نیز از خاک نسوز نشأت می‌گیرند که نقطه ذوب این خاک از ۱۶۰۰ درجه سانتیگراد یا ۲۹۱۲ درجه فارنهایت شروع می‌شود. فقط فناوری‌های خاصِ تولید این مواد گران قیمت می‌توانند خصوصیات و کاربردهای آنها را تغییر دهند. دراین مقاله به بررسی کامل خاک نسوز و مکان هایی که می توان آن را یافت می پردازیم.
خاک نسوز چیست و چه ویژگی هایی دارد؟
تصویری از خاک نسوز را با جزئیات مشاهده می‌کنید. خاک نسوز یک گل نرمال است، به همین سادگی، اما گلی با محتوای آلومینای (AL) بالاتر است. این خاک معمولاً رنگ سفیدتر و روشن‌تری دارد: مایل به سفید تا مایل به زرد، مایل به صورتی، قهوه‌ای روشن. همچنین به اندازه‌ی گل ارزان است. تأمین کنندگان مواد نسوز یا سفال آن را می‌فروشند. حتی اگر به صورت پودر خشک در کیسه‌ها وجود داشته باشد، خاک نسوز هنوز بسیار سنگین است. اگر خاک رس را به صورت پودر خشک خریداری کنید، برای ساخت هر گنبد فقط به یک کیسه نیاز دارید. معمولاً محتوای آلومینا در خاک نسوز بین ۲۴ % – ۳۴ % و سیلیس بین ۵۰ % تا ۶۰ % است.
از نظر جرم، حتی اگر به صورت پودر خشک با تراکم ۱.۳۰۳ گرم بر سانتی‌متر مکعب یا به ترتیب ۰.۷۵۳ اونس بر متر مکعب باشد، خاک نسوز در مقایسه با سیمان هنوز یک محصول سنگین است و هر وقت که یک کیسه خاک نسوز را بلند می‌کنم متوجه آن می‌شوم. با استفاده از این ابزار آنلاین حجم در مقابل وزن fire_clay ، واحدهای اندازه‌گیری به راحتی قابل تبدیل / محاسبه هستند.
🧱 مطالعه بیشتز: آزبست، خطری خاموش در نزدیکی ما 🧱
از کجا می‌توان خاک نسوز را در طبیعت پیدا و جمع‌آوری کرد؟
منبع خاک نسوز در طبیعت : خوب، شاید کسی در محل زندگی شما خاک نسوز نمی‌فروشد. جای نگرانی نیست چون شما تنها فرد در این شرایط نخواهید بود. چشمان خود را ببندید و به این مسئله فکر کنید …، چند بار آن را امتحان کنید. به مکانی در بیرون فکر کنید که گل و لای رنگ روشن‌تری را در آن دیده‌اید. منظور مکانی است که خاک خیس فرسایش یا حفاری در آن جریان دارد. وقتی گل خیس باشد، نرم و چسبناک است و هیچ ماده آلی در آن وجود ندارد. مانند یک خاک فوقانی نیست، این دو را اشتباه نگیرید (مواد آلی آن از بین می‌روند.) لجن را می‌توان در اعماق بیشتری در زیر خاک فوقانی یافت. لجن همه جا در اطراف ما وجود دارد اما تا زمانی که کشف نشود قابل مشاهده نیست. شما باید محلی را پیدا کنید که با شن و ماسه یا سنگ مخلوط نشده باشد و رنگ روشن را فراموش نکنید. شما باید گلی را کشف کنید که ساختاری شبیه خمیر بازی دارد (وقتی خیس است). به نظر می‌رسد این کار یک گردش جالب است، اینطور نیست؟ من بدم نمی‌آید که با یک دوست خوب بیرون بروم (اگر یکی از آنها را داشتم) و همین الان این کار را انجام دهید. فقط محیط بیرون را حفاری کنید.
به طور کلی آجرهای نسوز در نمای ساختمان به کار می‌روند که به آنها آجر دکوراتیو یا آجر نما نیز گفته می‌شود. قیمت آجر دکوراتیو عمدتاً به کیفیت و جنس آن بستگی دارد.
خاک نسوز پس از خشک شدن آب حدود ۱۰ تا ۱۵ درصد کوچک می‌شود بنابراین یک سطل بیشتر از این خاک را با خود به خانه ببرید. اگر دوست دارید می‌توانید امتحان کنید.
- یک قطعه خاک رس را باریک کرده و به صورت نواری به طول ۱۳ سانتی‌متر یا ۵ اینچ پهن (صاف) کنید.
- با یک شی تیز ۲ علامت در آن بزنید – دقیقاً ۱۰ سانتی‌متر یا ۴ اینچ بین علامت‌ها فاصله بگذارید.
- اجازه دهید خاک رس خشک شود.
- وقتی خشک شد مجدداً اندازه‌گیری کنید تا تفاوت جمع‌شدگی (کوچک شدن) را مشاهده کنید.
برخی از سفالگران هنوز هم منابع خاک رس خود را به عنوان بهترین اسرار جهان محفوظ نگه می‌دارند. تهیه‌ی یک منبع شخصی سال‌ها پیش بسیار متداول بود اما مطمئناً این سرگرمی و افتخارِ بسیاری از هنرمندان است که خاک‌های رس مدرن بسته‌بندی شده را به صورت تجاری خریداری نمی‌کنند. علاقه‌مندان زیادی برای یافتن خاک رس حفاری می‌کنند. خاک نسوز را با ماسه‌ی ریز الک شده مخلوط کنید (خاک گلدان عالی است) تا ملات نسوز بسازید! آن را با ماسه‌ی درشت رودخانه یا نهر مخلوط کنید و از آن کاشی خشت درست کنید. می‌توانید خاک رس مرطوب را با راه رفتن بر روی آن مخلوط کنید یا ماسه را با خاک رس هم به صورت مرطوب و هم به صورت خشک مخلوط کنید. مثال دوم به تلاش کمتری نیاز دارد و بسیار سریعتر انجام می‌شود. وقتی این خشت‌ها خشک می‌شوند، کمی کوچک می‌شوند و باید با پلاستیک پوشانده شوند تا سرعت خشک شدن کندتر شود زیرا مانع از جمع شدن و ترک خوردن می‌شود. برای جلوگیری از جمع شدن و ترک خوردن کاشی‌های خشتی، مقدار بیشتری grog به خاک رس اضافه می‌شود.
برای ساخت یک اجاق گنبدی هرگز کاه یا چوب را در بدنه‌ی آجرهای خشتی یا گلی اضافه نکنید زیرا دقیقاً مانند مواد آلی می‌سوزد. این ماده فقط به منظور ایجاد لانه زنبور مانند اثر سبک وزن هوایی به عایق حرارتی اضافه می‌شود (هوا بهترین عایق است و چنین موادی گرمای زیادی را جذب نمی‌کنند!). آجرهای ساختمان‌سازی با کاربردهای نسوز فرق دارند. خشت و آجر باید متراکم و متخلخل، جامد و سنگین باشند. ملات رس ماسه‌ای در نسبت ماسه به خاک نسوزِ ۵۰:۵۰ به این خشت‌ها اضافه می‌شود. اگرچه وجه داخلی گنبد ساخته شده از خشت یا گل بسیار شکننده است، اما به خوبی می‌پزد. اگر آن را محکمتر لمس کنید، مثلاً با یک پاروی پیتزاپزی، مقداری از خاک رس کنده می‌شود زیرا آجرهای گلی و خشتی ناپایدارند، باید با سرعت دمای پایین حداقل تا ۹۵۰ درجه سلسیوس در کوره پخت شوند تا سفت گردند. اگر فرصت دارید تا خاک نسوز خود را در کوره برقی یا گازی بپزید، با یک خشت آزمایش کنید.
هنگام ساخت قوس‌های گنبد با استفاده از الگوی چوبی: اگر می‌توانید از آجرهای دیوار جانبی گنبد پشتیبانی کنید تا از فشار قوس گنبد بر روی آنها و احتمالاً ریزش آن جلوگیری شود، بهترین ملاتی که می‌توانید استفاده کنید مخلوط خاک نسوز:ماسه‌ی ۵۰:۵۰ است. ماسه‌ی خوب الک شده یا سنگریزه می‌تواند در مکان‌هایی که شکاف کوچک بین آجرها مورد نظر است، دوام بیاورد. سیمان فقط برای سریعتر خشک شدن ملات استفاده می‌شود. همچنین متخصصان ساخت و فروش آجرهای نسوز به شما می‌گویند که نیازی به سیمان‌های نسوز در جاهای دیگر ندارید، این مواد گران قیمت هستند و صنایع از آنها برای کوره‌های تولید حرارت و یا از نوع ریخته‌گری استفاده می‌کنند.
مخلوط ملات ماسه و خاک نسوز بسیار آهسته خشک می‌شود، اما اگر با ریختن روکش بتونی پشت آنها دیوارهای جانبی را پشتیبانی کنید، اجازه دهید به عمل بیاید و سپس با استفاده از مخلوط ملات ماسه و خام نسوزِ ۵۰:۵۰ سقف قوسی را شکل دهید، بهترین کار را انجام داده‌اید. وقتی می‌خواهم سریع پیش روم، از کمی سیمان پرتلند در ملات استفاده می‌کنم، بنابراین در عرض ۲ ساعت بسته می‌شود. سیمان پرتلند از قبل کمی نسوز است اما جایگزین کردن نیمی از مقدار آن با آهک بسیار عاقلانه است. آهک یک نوع کلسیم است و هنگامی که در گرما از بین می‌رود جانشین سیمان می‌شود. کوره‌های قدیمی فقط با خاک نسوز همراه با آهک ساخته می‌شدند، نه سیمان. این کوره‌ها برای همیشه کار می‌کنند، بسیاری از آنها چندین دهه است که هر روز روشن می‌شوند و هرگز خنک نمی‌شوند.
🧱 مطالعه بیشتز: سازه Lsf چیست؟ بررسی مهم ترین نکات آن 🧱
خاک نسوز را از کجا می‌توان تهیه کرد؟
یک قطعه سفال نرم – معمولاً با وزن ۱۰ تا ۱۵ کیلوگرم در هر بسته‌بندی. اگر خاک رس با محتوای آلومینای بیشتر یعنی خاک رس سفالی بخواهید، ممکن است زبر باشد و خیلی ریز نباشد. به طور معمول رنگ آن مایل به سفید است. نیازی نیست که به دنبال خاک رس گران بروید، فقط یک نوع را با رنگ روشن‌تر برای درجه حرارت بالاتر انتخاب کنید.
به خاطر بسپارید: گیج نشوید، وقتی خاک رس نرم و مرطوب را در کیسه‌ها می‌بینید ممکن است رنگش تیره‌تر باشد اما با خشک شدن به رنگ روشن‌تری در می‌آید. همچنین خاک ر‌س‌هایی نیز وجود دارد که هنگام خیس شدن سفید می‌شوند. معمولاً فروشگاه‌ها دارای نمونه‌های خشک هستند. فراموش نکنید که خشتی را که برای مدت طولانی ذخیره کرده‌اند بخواهید. آنها در کیسه‌های پلاستیکی سخت‌تر خواهند بود، از نظر سفالگری خیلی تازه نیستند و سفالگران نمی‌خواهند هنگام پرتاب روی چرخ سفالگری، با خاک رس خشک کار کنند. بنابراین می‌توانید این خاک رس را با قیمت بهتری نیز تهیه کنید. غالباً آنها برای خلاص شدن از شر این نوع خاک‌های رس خشک، تخفیف می‌دهند. بنابراین شما اکنون خاک رس خود را به خانه آورده‌اید … اما ممکن است بپرسید که بعد از آن باید چه کار کنید؟ خاک رس را از کیسه‌های پلاستیکی خارج کنید. برای برش دادن آن به صورت برش‌های نازک، می‌توانید از سیم یا نخ‌های ماهیگیری قوی‌تری استفاده کنید. اجازه دهید خشک شود.
پس از قرار دادن خاک رس حدود یک هفته در یک مکان با جریان هوا، خشک خواهد شد. روی بعضی از نیمکت‌های نرم و راحت در کنار خیابان بنشینید و از یک چکش استفاده کنید تا آنها را تقریباً پودر کنید. این کار اصلاً سخت نیست اما مدتی طول می‌کشد. شما به یک سطل ملات و به نصف سطل مخلوط ماسه و خاک نسوز (۵۰:۵۰) برای قرار دادن آجرهای کف و همتراز کردن آنها در یک سطح صاف نیاز دارید.
🧱 مطالعه بیشتز: عایق بندی ساختمان و مهم ترین نکات که قبل از انجام باید بدانید! 🧱
خاک نسوز کوره از چه موادی تشکیل شده است؟
خاک نسوز کوره حاوی درصد مشخصی از موادی مانند آب است که در حین پخت آجر تبخیر می‌شوند؛ به عنوان مثال بسیاری از این مواد در روند پخت، ذوب شده و باعث افزایش استحکام آجر می‌شوند.
ترکیبات موجود در خاک نسوز عبارت‌اند از:
اکسید آلومینیوم:این ماده حدود ۱۸ تا ۳۰ درصد وزن خاک نسوز را تشکیل می‌دهد.
سیلیس: این ماده حدود ۵۰ تا ۶۰ درصد وزن خاک نسوز را تشکیل می‌دهد.
این دو ماده از اصلی‌ترین مواد موجود در آجر هستند. به جز این دو ترکیبات و ناخالصی‌های دیگری هم در آجر نسوز وجود دارد؛ از جمله مونوترمیک‌ها، هیدرویل‌ها، فلدسپات‌ها، بوکسیت، هالوسیت‌ها و … . درصد این ترکیبات در خاک نسوز باعث ایجاد تغییر در استحکام، کیفیت و جنس آجر خواهد شد. به عنوان مثال آجر نسوز انگلیسی پرطرفدارترین نوع آجر نسوز است رنگی از قرمز تا قهوه‌ای‌تیره دارد که بیشتر در نمای ساختمان استفاده می‌شود. دلیل رنگ متفاوت این آجر وجود ترکیبات متفاوت از آجرهای دیگر است.
همچنین آجر شیل نوع دیگری از آجرهای نسوز و به رنگ قرمز است که در نمای ساختمان کاربرد دارد؛ این آجر نیز به دلیل ترکیبات شیمیایی موجود مقاومت فیزیکی و شیمیایی، مقاومت بالایی در برابر، فشار، ضربه، حرارت، رطوبت، سایش و انجماد داد. نکته‌ای که در خرید آجر شیل باید به آن توجه داشته باشید، جنس و مقاومت آن است.
درصد آهن و تیتانیوم موجود در خاک نسوز تاثیر زیادی در رنگ، استحکام و نسوز بودن آجر دارد که در فرایند تولید آجرها به دقت بررسی می‌شود.
شاید برای شما جالب باشد که بدانید آجرهای مختلف در کوره‌های مختلفی تولید می‌شود؛ انواع کوره‌های آجرپزی عبارت است از:
- کوره هوفمان با آتش رونده: در این کوره آجرها به شکل حلقه‌ای چیده شده و آتش به شکل متحرک فرایند پخت را انجام می‌دهد.
- کوره تنوره‌ای با آتش ثابت: به دلیل مصرف بالای سوخت، استفاده از این کوره‌ها کمتر مورد استقبال تولید کننده‌ها است.
- کوره تونلی با آتش ثابت: این نوع کوره به شکل تونل بوده و آجرها از یک سمت وارد شده و پس از طی فرایند پخت از سمت دیگر کوره خارج می‌شوند. کوره تونلی بر خلاف کوره تنوره‌ای، انرژی و سوخت کمتری مصرف می‌کنند و به همین دلیل محصول نهایی مقرون به صرفه و دارای توجیه اقتصادی است.
🧱 مطالعه بیشتز: نمای سبز ساختمان چیست – بررسی مزایا و معایب آن 🧱
کاربرد خاک نسوز
خاک نسوز نه تنها در ساخت و تولید آجرهای نسوز استفاده می‌شود، بلکه کاربردهای متنوع دیگری نیز دارد. میزان اکسیدهایی مانند آهن، کلسیم، سیلیسیم و تیتانیوم کاربردهای مختلفی برای این نوع خاک ایجاد می‌کند. چنین ترکیباتی تاثیر مستقیمی در مقاومت، زجاجی شدن و ترک نخوردن محصول نهایی دارد.
مهم‌ترین کاربردهای خاک نسوز چند مورد مشخص است که در ادامه به آنها اشاره می‌کنیم:
- تعمیر کوره‌های حرارتی
- ساخت باربیکیو و شومینه
- ساخت کوره‌های الکتریکی
- ساخت دیگ بخار
- ساخت انواع کاشی و سرامیک
- ساخت مخازن و کوره‌های شیشه‌ای
- صنایع ذوب فلزات
یکی از نکاتی که در زمان خرید خاک نسوز یا محصولات حاصل از آن باید مد نظر داشته باشید، نوع خاک و درصد ترکیبات به کار رفته در آن است. علاوه بر آن، نوع سوخت به کار رفته در کوره‌هایی که محصولات خاک نسوز در آن تولید می‌شود، می‌تواند تاثیر مستقیم بر کیفیت آن داشته باشد؛ زیرا عواملی مانند رنگ آجر و ظاهر آن را تغییر می‌دهد.
🧱 مطالعه بیشتز: انواع ملات ساختمانی و بررسی کاربرد هرکدام 🧱
انواع خاک نسوز
خاک یا رس نسوز بسته به میزان مواد به کار رفته در تولید آن به دو دسته آلومینوسیلیکانی و آلومینی طبقه بندی می‌شود. نوع دیگری از دسته بندی خاک نسوز بر اساس دمای ذوب آن است که آن را به سه دسته تقسیم می‌کند:
۱. خاک زود گداز
خاک نسوز زود گداز از مواد اولیه موریلونیت، ناخالصی‌های کوارتز و کربنات‌ها و هیدروسیلیت تشکیل شده است. علاوه بر این، وجود کمی اکسید آلومینیوم قابلیت تحمل درجه حرارت بالا در این خاک را کاهش داده است.
۲. خاک دیر گداز
بر خلاف خاک نسوز زود گدار، این خاک مقداری مونوترمیت دارد که تحمل دمای بالا برای این خاک را افزایش می‌دهد.
۳. خاک نسوز
این نوع خاک تک کانی، کائولینیت است؛ البته کمی کوارتز و کربنات نیز دارد.
🧱 مطالعه بیشتز: انواع سنگ ساختمانی، بررسی کاربرد و معرفی محبوب ترین آنها 🧱
مزایای خاک نسوز
یکی از مشخص‌ترین مزایای این نوع خاک، ظرفیت حرارتی بالای آن است که باعث گستردگی کاربرد آن در موارد مختلف شده است. از دیگر مزایای آن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- خاصیت پلاستیکی: این ویژگی به دلیل وجود رس‌های فیلیتی در آن است.
- انعطاف پذیری (انقباض ۱۰ درصدی): در زمان خشک کردن این نوع خاک، انقباض آن حدود ۱۰ درصد است که باعث انعطاف پذیری آن می‌شود.
- شکل پذیری: خاصیت پلاستیکی این نوع آجر آن را فرم پذیر می‌کند.
- خاصیت اسیدی: به دلیل نوع ترکیبات موجود در این نوع خاک، پی اچ این خاک کمتر از ۷ است که نشان دهنده اسیدی بودن است.
- قابلیت خمیری شدن: میزان جذب آب خاک نسوز در قابلیت خمیری شدن آن تاثیر مستقیم دارد.
- جذب آب مناسب
🧱 مطالعه بیشتز: ۰ تا ۱۰۰ مراحل ساخت ساختمان به زبان ساده! 🧱
خاک نسوز مرغوب چه ویژگی هایی دارد
با توجه به میزان مواد اولیه به کار رفته در خاک نسوز می‌توان میزان مرغوبیت آن را تشخیص داد و برای خرید آن اقدام نمود. خاک نسوز مرغوب قابلیت تحمل حرارت ۱۵۰۰ درجه سانتیگراد را دارا است؛ دمایی که بعد از پخت روی محصول نهایی هیچ ترکی مشاهده نشود.
آلومینیوم و سیلیس به کار رفته در خاک نسوز مرغوب باید به اندازه‌ای باشد که روی خاصیت اسیدی، پلاستیکی و شکل پذیری محصول نهایی تاثیر منفی نداشته باشد.
میزان کائولینیت، آب و سایر ترکیبات شیمیایی فرّار نقش حیاتی در کیفیت خاک نسوز دارد. میزان آب و ترکیبات فرّار حدود ۱۲ درصد در نظر گرفته می‌شود که مقدار مناسبی است.
میزان مرغوبیت خاک نسوز به طور مستقیم در قیمت آن تاثیرگذار است؛ به عنوان مثال نوع کوره‌ای که آجر در آن پخته می‌شود، به دلیل تاثیر روی کیفیت و ویژگی‌های ظاهری و فیزیکی آجر مستقیما روی قیمت نهایی محصول تاثیر خواهد داشت.
برای دریافت مشاوره و قیمت جهت خرید بهترین و مرغوب‌ترین انواع خاک نسوز و آجرهای دکوراتیو می‌توانید با همکاران ما در شرکت اصفهان آجر تماس بگیرید تا شما را در این زمینه راهنمایی کنند.
