بررسی تاثیر نسبت CaO/MgO برساختار و خواص نهایی بدنه‌های کاشی دیوار در پخت سریع با استفاده از منابع اولیه تالک زنجان و کربنات کلسیم عباس آباد

الموضوعات : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین

غلامرضا خلج ¹ (گروه مهندسی مواد، دانشکده فنی و مهندسی، واحد ساوه، دانشگاه آزاد اسلامی، ساوه، ایران.)
ابوالحسن نجفی ² (گروه مهندسی مواد، دانشکده فنی و مهندسی، واحد ساوه، دانشگاه آزاد اسلامی، ساوه، ایران.)
امیرحسین محمودحسینی ³ (گروه علم و مهندسی مواد، دانشکده فنی، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی، قزوین، ایران)

تاريخ الإرسال : 02 الإثنين , ذو القعدة, 1444 تاريخ التأكيد : 24 الأربعاء , ذو الحجة, 1444 تاريخ الإصدار : 27 الأحد , ربيع الأول, 1444

الکلمات المفتاحية: دیلاتومتری, استحکام خمشی, جذب آب, انبساط حرارتی, انقباض پخت, کاشی دیوار,

ملخص المقالة :

چکیده مقدمه: در این پژوهش تاثیر همزمان CaO و MgO به عنوان اصلی­ترین اکسیدهای فعال کننده واکنش­ها در حین پخت سریع کاشی­های سرامیکی بر مسیر تحولات و تشکیل فاز مفید آنورتیت و کاهش فاز مخرب ژلنیت مطالعه شد. روش­: کربنات کلسیم به­ عنوان منبع تامین اکسید CaO و پودر تالک به عنوان منبع تامین­ کننده MgO انتخاب شدند. آمیزها پس از شکل­ دهی با پرس، عملیات حرارتی شده و بدنه ­ها زینتر شدند. برای ارزیابی سازو کار تشکیل محصول از روش­ های آنالیزXRD، Dilatometery و SEM/FESEM استفاده گردید. فازهای بدنه­ های ساخته شده به وسیله آزمون پراش اشعه ایکس شناسایی شدند. از طریق نرم ­افزار Maud درصد وزنی فازهای تشکیل­ دهنده محاسبه شد. یافته ­ها: بررسی ­ها نشان داد که با کاهش نسبتCaO/MgO، درصد وزنی فاز آنورتیت روند افزایشی داشت. همین طور با کاهش نسبتCaO/MgO ضریب انبساط حرارتی روند کاهشی پیدا کردند. به­ طوری­که کمترین ضریب انبساط حرارتی (^6-10×75/7 واحد بر درجه سانتیگراد) گزارش شد. بررسی­ های ریزساختاری نشان داد که با ریزدانه کردن منابع اولیه کربنات کلسیم و تالک، فاز مضر ژلنیت از ریزساختار نهایی حذف و فاز آنورتیت (تا 10% وزنی) بیشتر شد. همین طور فاز آنورتیت رشد بیشتری کرده است. نتیجه ­گیری: در تحقیق حاضر، با توجه به ارتباط مستقیم خواص نهایی با مواد اولیه، ریزساختار نهایی، فازهای تشکیل شده، تحولات ریزساختاری و مسیر انجام این تحولات، بدنه­ های گوناگونی از منابع مختلف و رایج تهیه شد و هریک به طور جداگانه مورد مطالعه قرار گرفت و در آخر نسبت بهینهCaO/MgO، با در نظر گرفتن ویژگی­ های فیزیکی، مکانیکی و ریزساختاری در بدنه ها مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت.

المصادر:

1. Biffi, G., & Giovannini, R. (2003). Book for the production of the ceramic tiles. Gruppo editoriale Faenza.


2. Kingery, W. D., Bowen, H. K., & Uhlmann, D. R. (1976). Introduction to ceramics (Vol. 17). John wiley & sons.


3. Dondi, M., Raimondo, M., & Zanelli, C. (2014). Clays and bodies for ceramic tiles: Reappraisal and technological classification. Applied Clay Science, 96, 91-109.


4. Vari , (2007) , Drying And Firing Of Ceramic Tiles, S.A.L.A , Modena , Italy


5. Furlani, E., & Maschio, S. (2013). Mechanical properties and microstructure of fast fired tiles made with blends of kaolin and olivine powders. Ceramics International, 39(8), 9391-9396.


6. De Noni Jr, A., Hotza, D., Soler, V. C., & Vilches, E. S. (2010). Influence of composition on mechanical behaviour of porcelain tile. Part I: Microstructural characterization and developed phases after firing. Materials Science and Engineering: A, 527(7-8), 1730-1735.


7. Kronberg, T., & Hupa, L. (2020). The impact of wollastonite and dolomite on chemical durability of matte fast-fired raw glazes. Journal of the European Ceramic Society, 40(8), 3327-3337.


8. Torres, F. J., de Sola, E. R., & Alarcón, J. (2006). Mechanism of crystallization of fast fired mullite-based glass–ceramic glazes for floor-tiles. Journal of non-crystalline solids, 352(21-22), 2159-2165.


9. Alonso-De la Garza, D. A., Guzmán, A. M., Gómez-Rodríguez, C., Martínez, D. I., & Elizondo, N. (2022). Influence of Al2O3 and SiO2 nanoparticles addition on the microstructure and mechano-physical properties of ceramic tiles. Ceramics International.


10. Torres, F. J., & Alarcón, J. (2005). Pyroxene-based glass-ceramics as glazes for floor tiles. Journal of the European Ceramic Society, 25(4), 349-355.


11. Ke, S., Cheng, X., Wang, Y., Wang, Q., & Wang, H. (2013). Dolomite, wollastonite and calcite as different CaO sources in anorthite-based porcelain. Ceramics International, 39(5), 4953-4960.


12. Das, S. K., Dana, K., Singh, N., & Sarkar, R. (2005). Shrinkage and strength behaviour of quartzitic and kaolinitic clays in wall tile compositions. Applied Clay Science, 29(2), 137-143.


13. Mesbah, H., Wilson, M. A., Carter, M. A., & Shackleton, J. (2010, August). Effect of prolonged sintering time at 1200 C on the phase transformation and reactivity with moisture of fired kaolinite. In 11th International Conference on Ceramic Processing Science, ICCPS-11,(Zurich, Switzerland), The University of Manchester Library.


14. Wang, S., Li, X., Wang, C., Bai, M., Zhou, X., Zhang, X., & Wang, Y. (2022). Anorthite-based transparent glass-ceramic glaze for ceramic tiles: Preparation and crystallization mechanism. Journal of the European Ceramic Society, 42(3), 1132-1140.


15. Bozadjiev, L. S., Bozadjiev, R. L., Georgiev, G. T., & Doncheva, L. S. (2006). Diopside porcelain tile. Bull. Am. Ceram. Soc, 85, 12-9101.


16. Amberg, C. R. (1944). 'Effect of addtions of Diopsideon properties of wall tile body. Journal of the American Ceramic Society, 27(11), 324-326.


17. Traore, K., Kabre, T. S., & Blanchart, P. (2003). Gehlenite and anorthite crystallisation from kaolinite and calcite mix. Ceramics International, 29(4), 377-383.


18. Kłosek-Wawrzyn, E., Małolepszy, J., & Murzyn, P. (2013). Sintering behavior of kaolin with calcite. Procedia Engineering, 57, 572-582.


19. Cultrone, G., Rodriguez-Navarro, C., Sebastian, E., Cazalla, O., & De La Torre, M. J. (2001). Carbonate and silicate phase reactions during ceramic firing. European Journal of Mineralogy, 13(3), 621-634.


20. González-García, F., Romero-Acosta, V., García-Ramos, G., & González-Rodríguez, M. (1990). Firing transformations of mixtures of clays containing illite, kaolinite and calcium carbonate used by ornamental tile industries. Applied Clay Science, 5(4), 361-375.


21. احمدی مقدم، هاجر، عبداللهی، مهدی. (1398). بررسی رفتار استحکام فشاری و مقاومت به سایش کاشی کف در دماهای تف جوشی مختلف، فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین،10(37)، 74-63.

 قاسمی کهریزسنگی، سلمان، نعمتی، علی، شهرکی، عزیز، فاروقی، محمد. (1396). بهبود مقاومت به هیدراتاسیون دیرگدازهای منیزیت-دولومایتی (MgO-CaO) با استفاده از نانو ذرات اکسید زیرکونیم، فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین، 7(28)، 135-148.