خصوصیات شیمیایی خاک رس

در جدول ذیل درصد تشکیل دهنده ترکیبات خاک مناسب برای تولید آجر رسی قید شده است:

 

ردیف

ترکیب شیمیایی

حدود قابل قبول (درصد)

1

اکسید سیلسیم (sio2)

40 تا 60

2

اکسید آلومینیوم (Al2o3)

9 تا 21

3

اکسید آهن (Fe2o3)

3 تا 12

4

اکسید کلسیم (CaO)

حداکثر 17

5

اکسید منیزیم (MgO)

حداکثر 4

6

انیدرید کربنیک (CO2)

حداکثر 5/8

7

انیدرید سولفوریک (SO3)

حداکثر 5/0

8

کلرورهای سدیم و پتاسیم

حداکثر 1/0

9

افت وزن در اثر سرخ شدن در 1000درجه سیلسیوس (L.O.I)

حداکثر 16

10

مانده روی الک 100 مش

حداکثر 5/7

                                                                    

                                                           درصد تشکیل دهنده ترکیبات خاک رس برای تولید آجر رسی

 

اندازه سیلیس خاک در سنگهای سیلیکات آلومینیوم بستگی به جنس خاک دارد. طبق استاندارد مقدار مناسب اکسید سیلسم بین 40 تا 60 درصد خاک می باشد.از طرفی دانه های سیلیس با بالا رفتن درجه حرارت هنگام پختن آجر دائما حجم آن افزایش می یابد و با جمع شدن یکنواخت خشت هنگام پخت هماهنگی ندارد و در آجر دور دانه های سیلیس ترکهای موئی ایجاد می شود . افزایش مقدار سیلیس باعث توپر و سنگین شدن آجر و افزایش دمای پخت آن می گردد.

 

اکسید آلومینیوم یا آلومین

حدود قابل قبول اکسید آلومینیوم 9 تا 21 درصد می باشد. روش اندازه گیری میزان اکسید آلومینیوم در خاک در استاندارد ملی ایران به شماره 848 اشاره شده است .اکسید آلومینیوم جزء ترکیبات دیرگداز بوده و افزایش آن در خاک باعث بالا رفتن نقطه ذوب آجر شده و آجر در دمای بالاتری پخته می شود.همچنین بالا بودن آن در خاک باعث می شود خشت خام هنگام خشک شدن ترک بردارد و هنگام پخت آجر می شکند. تحقیقات انجام شده بر روی آنالیز خاک آجر با کیفیت استاندارد نشان داده است که مناسبترین میزان آلومین نزدیک 15 درصد می باشد.

 

اکسید آهن

اگر آهن در خاک بصورت سولفور باشد به هنگام پخت در کوره به اکسید آهن و SO3 تجزیه می شود که اکسید تولید شده با عنصری چون اکسید پتاسیم ،اکسید کلسیم ،اکسید منیزیم و سدیم ترکیب شده و سولفات این عناصر را می دهد و همانطور که گفته شد آجر پس از مصرف سفیدک می زند.اکسید آهن در گرمای بیش از 1000 درجه سانتیگراد در آجر نقش گداز آور (دمای پخت آجر را کاهش می دهد) را دارد.خاک رس دارای 5 الی 8 درصد اکسید آهن در شرایط معمولی پخت ،تولید آجر قرمز رنگ می نماید.رنگ خاک رس دارای اکسید آهن بستگی به درصد اکسید آهن ، درصد ترکیبات قلیایی و دما و شرایط کوره (اکسید یا احیاء) بعد از پخت تولید آجر به رنگ های مختلفی می دهد. در دمای پایین تر از 1020 درجه سانتی گراد و در شرایط اکسید آجر به رنگ قرمز است  و در دمای 1100 درجه سانتیگراد و کوره در شرایط اکسید کنندگی تولید آجر به رنگ قرمز پررنگ متمایل به قهوه ای می نماید. در شرایطی که کوره در حالت احیاء باشد رنگ آجر خاکستری یا سیاه خواهد بود. در صورتیکه خاک رس دارای 3 الی 4 درصد ترکیبات قلیایی نظیر سدیم و پتاسیم و یا در دمای بالا پخت شود رنگ آجر پر رنگ تر و یا به رنگ ارغوانی در می آید.

 

آهک (کربنات کلسیم)

کربنات کلسیم به مقدار کم و به شکل پودر به آجر آسیب نمی رساند و آجر را سفید رنگ می کند ولی مقدار زیادتر از حد لزوم نقش گدازآور داشته و درجه ذوب شدن خاک رس را پایین می آورد و در گرمای کوره خشت خمیری شکل و ذوب می شود.ضمنا دانه های درشت سنگ آهک در کوره ریخته و به آهک زنده (اکسید کلسیم) تبدیل می شود و پس از حذف شدن آن آب ملات را جذب کرده و باد می کند و سبب ترکاندن آجر می شود که این عمل را آلوئک زدن می گویند.برای جلوگیری از متلاشی شدن آجر در اثر شکفته شدن آهک در صورتیکه میزان اکسید کلسیم از 15 درصد بیشتر باشد باید خاک آجر را از الک 20 مش (85/0 میلی متر) گذراند.خاک های رسی دارای آهک در ساختن بزرگراهها و یا سایر کاربردهای باربر استفاده می شود. در اغلب موارد آهک باعث تجمع ذرات ریز خاک شده و آنها را به ذرات بزرگتری تبدیل می کند که این امر باعث بهبود خواص خاک جهت تحمل بار می شود و سپس خاک اصلاح شده با آهک در اثر واکنشهای شیمیائی سفت می شود.

 

سولفات ها

سولفات کلسیم ، سدیم ، پتاسیم و منیزیم که کم و بیش در رس ها وجود دارند مقدار بیش از حد معمول این مواد موجب سفیدک زدن آن پس از مصرف می شوند و علت جذب آب به وسیله سولفات های موجود در خاک رس است . اندازه سولفات منیزیم در خاک آجر تا 6 درصد وزن خاک قابل قبول است و بایستی حتی الامکان ذرات ریز دانه باشند و زیاد بودن مقدار آن در خاک باعث شکفتگی زودرس در آجر می شود. ترکیبات کلسیم،سدیم، پتاسیم و منیزیم در خاک رس باعث کاهش نقطه ذوب آجر شده بنابراین آجر در دمای پایینی پخته می شود.

 

مواد آلی

گیاهان موجود در خاک هنگام قرار گرفتن آجر در کوره می سوزند و محل آنها در آجر خالی می ماند و آجر پوک می شود.

 

تمام ترکیبات بررسی شده جزء موادی هستند که کم و بیش در خاک وجود دارند. به غیر از این مواد می توان از مواد افزودنی برای بهبود کیفیت خاک استفاده نمود.جهت سبک سازی آجر از خاک اره، مواد پلیمری، سنگ آهک ،خاک معدنی پرلیت و خاکستر زغال سنگ می توان استفاده نمود.تحقیقات نشان داده که افزودن 10 درصد شاموت (خاک نسوز پخته شده) به خاک باعث افزایش مقاومت آجر در مقابل یخ زدگی می شود.

 

روش آزمون خاک رس

ردیف

ترکیب شیمیایی

روش آزمون

1

اکسید سیلسیم (sio2)

استاندارد شماره 848 و861 و863 ایران

2

اکسید آلومینیوم (Al2o3)

استاندارد شماره 865 ایران

3

اکسید آهن (Fe2o3)

استاندارد شماره 849 ایران

4

اکسید کلسیم (CaO)

استاندارد شماره 851 ایران

5

اکسید منیزیم (MgO)

استاندارد شماره 851 ایران

6

انیدرید کربنیک (CO2)

استاندارد شماره 1162 ایران

7

انیدرید سولفوریک (SO3)

استاندارد شماره 1162 ایران

8

افت وزن در اثر سرخ شدن در 1000 درجه سیلسیوس (L.O.I)

استاندارد شماره 1162 ایران

9

مانده روی الک 100 مش

استاندارد شماره 1162 ایران