*** آزمایشگاه پرسلان ***

[zeinab68]

روند انجام آزمایش

هر بدنه بسته به اهداف مورد نظر دارای ترکیب خاصی است چندین روش برای به دست آوردن

ترکیب مینرالی وجود دارد مانند روش های شیمیایی ( نظیر بردل و کالاونر-ماتیکا و هیرش – داویل و غیره )و

روش محاسباتی و ترسیمی . که روش شیمیایی معمولا خیلی وقت گیر است و بیشتر از روش محاسباتی و

ترسیمی که اقتصادی تر و سریع تر است استفاده می شود .

 

[zeinab68]

روش شیمیایی

به این صورت است که اسیدها و بازها با هم واکنش می دهند و مقدار اجزا را به دست می آورند .

روش محاسباتی

ترکیب خاک ها معمولا به صورت آنالیز اکسیدی در اختیار ما قرار می گیرد که در این آزمایشگاه نیز به این

صورت است . دستگاه EDS و XRF آنالیز اکسیدی خاک ها را به ما می دهد و دستگاه XRD و DTA آنالیز

مینرالی را اما بصورت کیفی به ما می دهد . به همین دلیل بطور معمول از XRF استفاده می شود و بعد با

استفاده از روش محاسباتی و یا ترسیمی آنالیز اکسیدی را به مینرالی تبدیل می کنند . قبل از انجام XRF

ابتدا خاک را خشک می کنیم و سپس در 1050 c به مدت 1 h نگه می دارند . اگر مواد آلی یا آب متبلور در

خاک باشند خارج می شود ( البته رطوبت خاک خارج نمی شود ) برای اینکه بدانیم هر اکسید در کدام خاک

وجود دارد از XRD استفاده می کنیم . در نتیجه با استفاده از آنالیز مینرالی می دانیم که اکسیدهای قلیایی

Na2O , K2O , CaO به وسیله فلدسپات وارد خاک می شوند. Al2O3 به وسیله فلدسپات یا

کائولینیت وارد خاک می شود و SiO2 به وسیله فلدسپات یا کائولینیت یا کوارتز آزاد وارد خاک می شود در

نتیجه با استفاده از XRF مقدار هر یک از این اکسیدها را به دست می آوریم و با انجام محاسبات لازم

تناسب مقدار فلدسپات سدیک Na2O . Al2O3 . 6SiO2 و فلدسپات پتاسیک K2O . Al2O3 . 6SiO2 .

فلدسپات کلسیک CaO . Al2O3 . 2SiO2 را توسط مقدار Na2O و K2O و CaO داده شده توسط آنالیز

اکسیدی خاک محاسبه می کنیم . سپس مقدار Al2O3 و SiO2 وارد شده توسط فلدسپات را محاسبه

می کنیم و این مقدار را از مقدار کل Al2O3 و SiO2 در آنالیز اکسیدی خاک کم می کنیم تمام Al2O3

باقی مانده را به کائولینیت نسبت می دهیم و به وسیله آن وقدار کائولینیت موجود در خاک محاسبه می

شود . و بعد SiO2 وارد شده توسط کائولینیت را محاسبه و ازمقدار باقی مانده SiO2 کم کی کنیم تا مقدار

کوارتز به دست آید . بطور مثال برای به دست آوردن میزان فلدسپات سدیک از روی میزان Na2O بصورت زیر

عمل می کنیم

 

[zeinab68]

پس به این روش میزان کائولن و فلدسپات و کوارتز هر خاک را به دست می آوریم . (قابل ذکر است که اگر

CaO + MgO > 1% باشد CaO از کربنات کلسیم آمده است و در غیر اینصورت CaO از فلدسپات کلسیک آمده

است .)

 

[zeinab68]

در این آزمایشگاه از 3 خاک استفاده می کنیم مثلا خاک های A , B , C . با استفاده از آنالیز مینرالی خاک

ها که در بالا توضیح داده شد میزان K و F و Q هر خاک را به دست می آوریم . در نتیجه داریم KA و

FA و QA و KB و FB و QB و KC و FC و QC. میزان مورد نیاز k و F و Q هر بدنه در جدول شماره

1 آمده است . باید بگونه ای (با ضرایب مناسب ) این 3 خاک (A و B و C) را با هم مخلوط می کنیم که

به فرمولاسیون بدنه برسیم . اگر a و b و c به ترتیب درصد خاک های A و B و C باشد با استفاده از

3 معادله و 3 مجهول می توان a و b و c را به دست آورد .

بطور مثال اگر ترکیب بدنه به صورت زیر باشد :

K=50 و F=25 و Q=25

می توان 3 معادله و 3 مجهول را به صورت زیر نوشت :

اگر مقدار یکی از مجهولات منفی به دست آید یعنی با خاک های موجود نمی توان به فرمولاسیون بدنه رسید .

 

[zeinab68]

روش ترسیمی

یک راه ساده تر برای حل دستگاه 3 معادله 3 مجهول است . ابتدا یک دیاگرام 3 جزئی کائولینیت– فلدسپات-

کوارتز را با استفاده از مثلث متساوی الاضلاع رسم می کنیم سپس موقعیت ترکیب هر یک از 3 خاک مورد

نظر را در این مثلث مشخص می کنیم و آن 3 نقطه را به هم وصل می کنیم تا یک مثلث کوچکتر در مثلث

اولیه به دست آید سپس موقعیت ترکیب بدنه را مشخص می کنیم اگر ترکیب بدنه در مثلث کوچکتر افتاد می

توانیم با همان 3 خاک بدنه را بسازیمولی اگر ترکیب بدنه در آن مثلث کوچکتر نیفتاد باید حداقل یکی از خاک

ها را با توجه به ترکیب بدنه عوض کنیم . با این روش تا اینجا خاک های مناسب برای ترکیب بدنه به دست

آمد ولی برای به دست آوردن a و b و c یا میزان مورد نیاز از هر خاک به روش هندسی عمل

می کنیم که در این روش قبلا در درس خواص فیزیکی آموخته شده است . معمولا در یک بدنه بیش از 3

خاک استفاده می شود ولی در این آزمایشگاه از 3 خاک برای راحتی محاسبات استفاده می شود .

بدنه انتخاب شده در این گروه زجاجی است در زیر محاسبات انجام شده برای تبدیل آنالیز اکسیدی خاک ها

به مینرالی و به دست آوردن میزان مورد نیاز از هر 3 خاک برای به دست آوردن فرمولاسیون بدنه آورده شده

است .

 

[zeinab68]

محاسبات

ترکیب مینرالی بدنه زجاجی در زیر آورده شده است .

کائولینیت = 45 % و فلدسپار = 30 % و کوارتز = 25 % .

در ابتدا از 3 خاک سیلیس همدان و فلدسپار چغایی و کائولن زنوز استفاده شد که همان طور که در ادامه

نشان داده خواهد شد ترکیب بدنه در مثلث تشکیل شده از این 3 خاک نمی افتد در نتیجه به جای کائولن زنوز

از کائولن زدلیتز استفاده کردیم .

 

[zeinab68]

آنالیز اکسیدی خاک های مورد استفاده

با استفاده از جدول گزارش کار (فاکتور های تبدیل آنالیز اکسیدی به مینرالی ) آنالیز اکسیدی خاک ها که در

جدول بالا آمده است را به آنالیز مینرالی تبدیل می کنیم .

 

[zeinab68]

محاسبات مربوط به فلدسپار چغایی
4.06 × 8.4597 = 34.346 %فلدسپات سدیک در فلدسپار چغایی
فاکتور تبدیل Na2O به فلدسپات سدیک
4.06 × 1.6452 = 6.676 Al2O3% در فلدسپار چغایی
SiO2 % = 4.06 × 5.8161 = 23.61 در فلدسپار چغایی
5.5 × 5.91 = 32.505 %فلدسپات پتاسیک در فلدسپار چغایی
3.925 + 32.505 + 34.346 = 70.776= FA : % فلدسپات در فلدسپار چغایی
14.36 – (1.439+5.9554+6.679)=0.287 %Al2O3 درکائولینیت در فلدسپار چغایی
KA = 0.287 × 2.5314 = 0.73 %کائولینیت در فلدسپار چغایی
SiO2 % = 0.287 × 1.1784 = 0.34 درکائولینیت در فلدسپار چغایی
H2O % =0.287 × 0.3529 = 0.1013 درکائولینیت در فلدسپار چغایی
73.9 – (23.61+21.054+1.698+0.34) = 27.2= QA : %کوارتز در فلدسپار چغایی
QA = 27.12 %کوارتز در فلدسپار چغایی
FA =70.776 %فلدسپات در فلدسپار چغایی
KA = 0.73 %کائولینیت در فلدسپار چغایی

 

[zeinab68]

به همین صورت محاسبات را برای سایر خاک ها انجام می دهیم . که نتایج آن در جدول زیر آمده است :

در محاسبات مربوط به سیلیس همدان عدد منفی به دست آمد که به همین دلیل فرض کردیم سیلیس همدان فقط شامل Q است .

 

[zeinab68]

حال ترکیب خاک ها را در دیاگرام 3 جزئی به دست می آوریم . همان طور که در دیاگرام مشخص است ترکیب بدنه در مثلث حاصل از خاک های فلسپار چغایی ، کائولن زدلیتز و سیلیس همدان قرار گرفته . از روی دیاگرام 3 جزئی میزان هر یک از خاک ها را به روش هندسی به دست می آوریم و سپس میزان خاک ها را برای 4 kg بدنه حساب می کنیم .
میزان به دست آمده برای هر خاک از روی دیاگرام 3 جزئی :
50.68 = کائولن زدلیتز 36.71 = فلدسپار چغایی
12.84 = سیلیس همدان
میزان خاک ها برای 4 kg :
2027 = کائولن زدلیتز 1468 = فلدسچار چغایی
513 = سیلیس همدان

دیاگرام 3 جزئی :

 

[zeinab68]

نتایج سایر گروه ها

ترکیب مینرالی و فرمولاسیون بدنه گروه های مختلف

 

[zeinab68]

برای کنترل صحیح بودن محاسبات به روش زیر عمل می کنیم :
در بدنه زجاجی که میزان کائولینیت در فلدسپار چغایی کم است تامین کننده اصلی کائولینیت ، کائولن زدلیتز است .

 

[zeinab68]

بحث و نتیجه گیری:
بدنه زجاجی نسبت به بدنه نیمه زجاجی باید فاز شیشه ای بیشتری داشته باشد در نتیجه باید میزان فاز مایعی که در حین پخت ایجاد می شود در بدنه زجاجی بیشتر ازبدنه نیمه زجاجی باشد البته برای این دو بدنه در کل باید در مقایسه با بدنه های دیگر فاز شیشه ای بیشتری ایجاد شود . که در اینجا از بین سیلیس همدان و فلدسپار چغایی و کاﺋولن ، فلدسپار چغایی است که گداز آور است و زودتر از بقیه ذوب می شود ودر نتیجه فاز شیشه ای درست می کند . پس باید میزان فلدسپار چغایی در این دو بدنه(زجاجی و نیمه زجاجی ) در مقایسه با دو بدنه ی دیگر بیشتر باشد و همچنین باید میزان فلدسپار چغایی در بدنه زجاجی بیشتر از بدنه نیمه زجاجی باشد .میزان مواد چسبنده در بدنه زجاجی باید بیشتر از بدنه نیمه زجاجی باشد که در اینجا نیز میزان کاﺋولن در بدنه زجاجی بیشتر از بدنه نیمه زجاجی است . میزان مواد پرکن ( سیلیس همدان ) باید در بدنه نیمه زجاجی بیشتر از بدنه زجاجی باشد که در اینجا نیز بیشتر است . این فرمول بندی برای بدنه زجاجی و نیمه زجاجی به این دلیل است که بدنه زجاجی باید نسبت به بدنه نیمه زجاجی متراکم تر باشد و استحکام بیشتری داشته باشد .

 

[zeinab68]

آزمایش شماره 2 :تهیه بچ بدنه و ساخت دوغاب بدون روانساز
وسایل مورد نیاز : مواد اولیه ، ترازو ، هم زن ، سطل بزرگ درپوش دار .
روند انجام آزمایش :
با توجه به بدنه و مقادیر محاسبه شده ی هر خاک و مقدار مورد نیاز هر خاک را برای 4kg محاسبه کردیم . مقدار آب مورد نیاز برای هر بدنه را با توجه به جدول شماره ی 5 در گزارش کار به دست می آوریم .
در صورت نیاز باید خاک ها ساییده شوند و از الک مش 100 عبور داده شوند . سپس مقادیر به دست آمده برای خاک ها و آب ها را با هم خوب مخلوط می کنیم و دوغاب تهیه شده را در سطل پلاستیکی درپوش دار می ریزیم و یک روز به حال خود رها می کنیم .
محاسبات
با توجه به اینکه بدنه ی این گروه چینی زجاجی است . درصد آب به مواد اولیه 40 ~ 60 است . پس برای 4kg بدنه داریم :

سوال: چرا با افزایش رس به آب بیشتری نیاز است ؟
چون رس پلاستیک است و ساختمان لایه ای دارد. آب بیشتری را جذب می کند پس برای به دست آوردن روانی یکسان با افزایش رس باید میزان آب بیشتری اضافه کنیم .

نتیجه گیری
هر چه میزان رس بیشتر شود میزان آب بیشتری نیاز است و در اینجا بدنه های فشار قوی ،سخت استاندارد،زجاجی وپریان به ترتیب دارای رس بیشتری هستند پس به همین ترتیب میزان آب بیشتری نیاز خواهند داشت .

 

[zeinab68]

آزمایش شماره3-اندازه گیری وزن لیتر قبل از روانسازی
هدف از انجام آزمایش : اطمینان از اختلاط صحیح مواد اولیه و آب که بدین منظور وزن لیتر که شاخصی از کنترل کیفی دوغاب است را به دست می آوریم .
وسایل مورد نیاز : دوغاب 100ml ، استوانه مدرج با ظرفیت 100ml و ترازو
روند آزمایش :
ابتدا استوانه مدرج خشک و تمیز را توزین می کنیم (W1) سپس دوغاب را تا حجم مشخص (مثلا 100ml ) در داخل آن ریخته و دوباره توزین می کنیم (W2) با کم کردن W2 از W1 وزن دوغاب به حجم 100ml به دست می آید . اگر این مقدار ار ضربدر 10 کنیم وزن یک لیتر دوغاب به دست می آید .

بحث و نتیجه گیری
هر چقدر وزن لیتر کمتر باشد یعنی آب بیشتری اضافه کردیم . در بدنه زجاجی وسخت استانداردنیز آب بیشتری نسبت به دیگر بدنه ها اضافه شده در نتیجه وزن لیتر آنها نیز کمتر است . هر قدر وزن لیتر یک دوغاب بیشتر باشد بهتر است زیرا از روانی مناسبی برخوردار است . ولی ما با کمک روانساز ها به دنبال آب کمتر برای رسیدن به روانی یکسان هستیم . به این صورت میزان آب کاهش می یابد که باعث کاهش انقباض و تخلخل و افزایش استحکام می شود .

 

[zeinab68]

آزمایش شماره 4-اندازه گیری درصد ماده جامد در دوغاب قبل از روانسازی
هدف از انجام آزمایش : اندازه گیری مقدار ماده جامد در دوغاب که یکی دیگر از روش های کنترل کیفی دوغاب است . که اطمینان از اختلاط مواد اولیه و آب با نسبت صحیح است و اگر بعد از روانسازی صورت بگیرد نشان دهنده ی این است که آیا روانسازی صحیح انجام گرفته است یا خیر .
وسایل مورد نیاز : دوغاب 100gr ، شیشه مربا ، ترازو .
روند آزمایش :
ابتدا شیشه خالی را به تنهایی وزن می کنیم (W1) سپس 100gr از دوغاب را در آن می ریزیم و در خشک کن در دمای 110C قرار می دهیم تا خشک شود سپس دوباره آن را توزین می کنیم (W2) حال اگر W1 را از W2 کم کنیم وزن ماده خشک به دست می آید .

بحث و نتیجه گیری
با توجه به اینکه درصد آب بدنه نیمه زجاجی از همه کمتر است در نتیجه درصد ماده خشک آن نیز از همه بیشتر است و بدنه زجاجی و بدل چینی درصد آب یکسان دارند در نتیجه درصد ماده خشک شان تقریبا با هم برابر است .
بدنه پخت و پز آبش از همه بیشتر است در نتیجه درصد ماده خشکش از همه بیشتر است .

 

[zeinab68]

آزمایش شماره5-اندازه گیری مانده روی الک 230 قبل از روانسازی
وسایل مورد نیاز : دوغاب 100gr ، ترازو ، الک مش 230 ، شیشه مربا خوری ، آب فشان ، خشک کن 150C .
روند آزمایش :
شیشه مربا خوری خالی را توزین کنید (W1) پس از توزین، 100gr دوغاب را بر روی الک مش 230 تخلیه کنید و با آب فشان کاملا آنرا بشوید و مانده ی روی الک را به کمک آب فشان به درون شیشه برگردانید و در خشک کن قرار دهسد تا خشک شود . سپس آن را توزین کنید (W2) اگر W1 را از W2 کم کنید وزن مانده ی روی الک به دست می آید (E) . در آزمایش قبل درصد ماده خشک به دست آمد (M) . از رابطه زیر می توان درصد مانده ی روی الک را حساب کرد (R) .

نتایج سایر گروه ها

بحث و نتیجه گیری:
بیشترین عاملی که بر روی زبره تاثیر گذار است میزان رس است . همان طور که می دانیم در صد رس به ترتیب از گروه 1 تا گروه 4 افزایش می یابد .با توجه به ریز دانه بودن رس ، هر چه میزان رس بیشتر باشد زبره کاهش می یابد لذا از گروه 1به 4 سیر نزولی قابل انتظار است .

 

[zeinab68]

آزمایش شماره 6-اندازه گیری PH دوغاب قبل از روانسازی
هدف ار انجام آزمایش : اندازه گیری PH برای کنترل کیفی دوغاب صورت می گیرد که در هنگام روانسازی تاثیر مهمی در خواص رئولوژیک دوغاب خواهد داشت .
وسایل مورد نیاز : دوغاب ، شیشه مربا ، کاغذ یا دستگاه PH سنج .
روند انجام آزمایش :
با استفاده از کاغذ PH سنج ، PH دوغاب اندازه گیری می شود به این صورت که کاغذ را درون دوغاب کرده و مشاهده می کنیم که آیا رنگ قسمتی از آن تغییر کرده یا خیر . رنگ قسمتی که تغییر کرده با الگو مقایسه کرده و عدد مربوط به آن را می خوانیم .

بحث و نتیجه گیری :
میزان PH بر روی ویسکوزیته دوغاب تاثیر گذار است و هر چه ویسکوزیته دوغاب بیشتر باشد یعنی پتانسیل زتا کمتر است وذرات رس کمتر همدیگر را دفع میکنند که یعنی تراکم یون هیدروژن بیشتر است و دوغاب بیشتر حالت اسیدی دارد .که در اینجا هم براساس آزمایش تقریبا phتمامی گروه ها یکسان می باشد.

 

[zeinab68]

آزمایش شماره 7-اندازه گیری گرانروی دوغاب قبل از روانسازی
هدف از انجام آزمایش : گرانروی از خواص رئولوژیکی دوغاب است که به دلیل اهمیت آن برای ریخته گری دوغابی اندازه گیری می شود .
وسایل مورد نیاز : دوغاب 100ml ، شیشه مربا خوری ، همزن ، ویسکومتر ریزشی به حجم 100ml و قطر دهانه خروجی 4mm ، کورنومتر .
روند انجام آزمایش :
دوغاب را تا نشانه ی آن در ویسکومتر می ریزیم . زمان عبور آن را با استفاده از کورنومتر اندازه گیری می کنیم .




بحث و نتیجه گیری:
از انجام این آزمایش نتیجه می شود که ویسکوزیته دوغاب بدنه های نیمه زجاجی ، زجاجی ، بدل چینی و پخت وپز به ترتیب افزایش می یابد. با توجه به آزمایش pH که طبق ترتیب فوق دوغاب به سمت اسیدی شدن می رود و با توجه به اینکه اسیدی شدن باعث بسته شدن دوغاب می شود لذا ترتیب فوق قابل پیش بینی است .

 

[zeinab68]

آزمایش شماره8-آبگیری از دوغاب توسط لوح گچی

هدف از انجام آزمایش : گرفتن آب دوغاب برای شکل دهی پلاستیک آن
وسایل مورد نیاز : دوغاب ، لوح گچی ، هاون ، خشک کن ، الک مش 100 .
روندانجام آزمایش :
جهت شکل دهی پلاستیک دوغاب را روی لوح گچی می ریزیم و پس از گرفته شدن آب ، آن را جمع می کنیم و در خشک کن قرار می دهیم . پس از خشک شدن آن را کوبیده و از الک مش 100 عبور می دهیم . ( وقتی دوغاب را بر روی لوح گچی می ریزیم آب آن توسط لوله های موئین گرفته می شود البته این کار باعث حذف املاح محلول در آب نیز می شود .) ولی ممکن است هنگام برداشتن مواد توسط کاردک ، گچ هم برداشته شود .

 

[zeinab68]

آزمایش شماره9-اندازه گیری درصد مواد فرار
هدف از انجام آزمایش : جلوگیری از ترک خوردت بدنه ، زیرا مواد فرار هنگام خروج مشکلاتی مانند ترک خوردن را ایجاد می کنند که باید مقدار دقیق آن محاسبه شود
وسایل مورد نیاز : 10gr پودر خشک ف ترازو ، خشک کن ، کوره الکتریکی 900C ، بوته چینی ، دسیکاتور ، انبر .
روند آزمایش :
بوته چینی خشک و تمیز را توزین کرده (W1) و درن آن 10gr پودر خشک شده در دمای 110C بریزید و مجددا توزین کنید (W2) بوته را درون کوره قرار دهید و کوره را به دمای 900 برسانید. بوته را 2 h در آن نگه دارید و سپس آن را خاموش کنید . بعد نمونه را به دسیکاتور ببرید و پس از سرد شدن توزین کنید (W3) . درصد مواد فرار بدنه با استفاده از رابطه ی زیر به دست می آید :

نتایج سایر گروه ها

سوال : آیا نتیجه حاصل با آنالیز همخوانی دارد ، در مورد آن بحث کنید ؟
در صد مواد فرار با انجام محاسبات :
در جدول صفحه 14 گزارشکار در صد مواد فرار برای هرخاک آورده شده است .که برای خاک های این آزمایشگاه به صورت زیر است

گروه 3 ( بدنه زجاجی ) :
در صد مواد فرار خاک کاﺋولن زدلیز : 2027×12.6/100=255.4
در صد مواد فرار خاک سیلیس همدان 513×0.42/100=2.15
در صد مواد فرار خاک فلدسپار چغایی 0.0

در صدمواد فرار بدنه زجاجی (255.4+2.15) ×100/4000 =6.44

بحث و نتیجه گیری:
باتوجه به اینکه در صد مواد فرار در کاﺋولن بیشتر است انتظار می رود هر خاکی که میزان کاﺋولنش بیشتر است در صد مواد فرارش نیز بیشتر باشد که احتمالا خطای آزمایش باعث عدم تحقق این واقعیت گشته است .

 

[zeinab68]

آزمایش شماره 10درصد آبکارپذیری ففرکورن
هدف از انجام آزمایش : برای به دست آوردن آبکاپذیری مناسب انجام می شود زیرا برای شکل دادن بدنه هی چینی به روش پلاستیک باید خمیری با آبکارپذیری مناسب تهیه کرد .
وسایل مورد نیاز : دوغاب ، لوح گچی ، کولیس ، ففر کورن
روند آزمایش :
دوغاب را روی لوح گچی بریزید و پس از مدتی جمع کنید و ورز دهید و با استفاده از قالب ففرکورن نمونه ی استوانه ای تهیه کنید ( داخل قالب را چرب کنید ) سپس نمونه را زیر دستگاه ففرکورن قرار دهید و وزنه را رها کنید . آن گاه ارتفاع نمونه را اندازه گیری کنید . اگر ارتفاع استوانه کمتر از 16mm است آن را برروی لوح ورز دهید تا رطوبت آن کاهش یابد سپس دوباره ارتفاع ففر کورن را اندازه گیری کنید این کار را آنقدر تکرار کنید تا به ارتفاع 16mm برسید . سپس بلافاصله آن را توزین کنید (Ww) و بعد به مدت 24 h در خشک کن در دمای 110C قرار دهید تا کاملا خشک شود . بعد از رسیدن دمای نمونه به دمای محیط دوباره آن را توزین کنید

نتایج سایر گروه ها

بحث و نتیجه گیری
می دانیم هر چه میزان رس بیشتر باشد پلاستیسیته نیز بیشتر است و هر چه ماده ای دانه ریزتر باشد پلاستیسیته اش بیشتر است
در این آزمایش با افزایش میزان رس میزان آبکارپذیری ففرکورن نیز افزایش یافته است.در بدنه نیمه زجاجی ممکن است به دلیل خطاهای اندازه گیری این روند طی نشده باشد.

 

[zeinab68]

آزمایش شماره 11ـ اندازه گیری استحکام و انقباض خام و پخت
هدف از انجام آزمایش
اندازه گیری استحکام خمشی و انقباض بدنه های چینی ساخته شده بعد از فرآیند خشکایش و پخت، مقایسه نتایج به دست آمده از بدنه های مختلف مورد آزمایش، تحلیل نتایج با استفاده از تئوری.
وسایل مورد نیاز جهت انجام آزمایش
پودر بدنه gr) 1000)، قالب انقباض (2 عدد)، قالب استحکام (4 عدد)، آب، کولیس.
شرح انجام آزمایش
جهت اندازه گیری استحکام خمشی و انقباض بدنه های مورد بررسی، ابتدا نمونه های مناسب ساخته شد. به این ترتیب که gr650 پورد بدنه با مقدار آب تعیین شده در آزمایش آب کارپذیری ففرکورن مخلوط شد. (محاسبات مربوط به مقدار آب مورد نیاز در زیر ارائه شده است)

*لازم به ذکر است که مقدار به دست آمده برای درصد آب کارپذیری ففرکورن  65/29% می باشد که در محاسبة مورد نیاز برای این آزمایش با تقریب، 30% در نظر گرفته شده است.
در ادامه خمیر پلاستیک حاصل در قالب ها پر شد و دو نمونه مربعی شکل جهت اندازه گیری انقباض و چهار نمونه مستطیل شکل جهت اندازه گیری استحکام ساخته شد.
بر روی نمونه های انقباض به صورت قطری دو فاصلة cm5 علامت زده شد.

نمونه های استحکام و انقباض در خشک کن قرار داده شده و پس از خشکایش استحکام خمشی نمونه های استحکام با استفاده از دستگاه Zwick Roll اندازه گیری گردید.
فاصله نقاط علامت گذاری شده بر روی نمونه های انقباض، با استفاده از کولیس اندازه گیری شد و متوسط درصد انقباض خشک نمونه ها محاسبه گردید.
در ادامه آزمایش ، 2 نمونه شکسته نشده استحکام و دو نمونه انقباض در دمای °C1200 به مدت 1 ساعت زينتر گردید. و استحکام و انقباض پخت نمونه ها به همان ترتیبی که برای نمونه های خشک شده ذکر گردید، اندازه گیری شد.
لازم به ذکر است که جهت اندازه گیری استحکام خمشی نمونه ها در هر دو حالت خشک و پخت با استفاده از دستگاه Zwick Roll، نیروی لازم برای شکست نمونه ها در حالت سه نقطه ای، به دست آمد و استحکام خمشی هر یک با استفاده از رابطة زیر محاسبه گردید.

*در این رابطه p نیروی شکست ( Nmm-2)، L فاصلة تکیه گاهها، b میانگین قاعده ها در مقطع شکست، h ارتفاع نمونه (همگی به mm) است.
در ادامه درصد انقبض خام (S d)، پخت (S f) و کل (St) نیز با استفاده از روابط زیر محاسبه گردید.

نمونه تر، Ld طول نمونه خشک و Lf طول نمونه پخته شده است.
در ادامه نتایج آزمایش و بحث و بررسی پیرامون نتایج تمامی گروه های آزمایش ارائه می گردد.

 

[zeinab68]

نتايج به دست امده از آزمايش
نتایج مربوط به انقباض خشک

و در نهایت درصد انقباض خشک با استفاده از رابطه ای که پیش از این ذکر گردید محاسبه می شود :

نتایج مربوط به انقباض پخت

و در نهایت درصد انقباض پخت و کل با استفاده از روابطی که پیش از این ذکر گردید محاسبه می شوند

لازم به ذکر است که جهت اندازه گیری دقیق تر ارتفاع و قاعده نمونه ها، ارتفاع و قاعده هر یک از دو نقطه اندازه گیری شد و اعداد گزارش شده در جدول بالا میانگین نتایج حاصل از اندازه گیری می باشد.

نتایج مربوط به استحکام پخت

نتایج حاصل از اندازه گیری انقباض خام، پخت و کل مربوط به گروه های مختلف

 

[zeinab68]

تحلیل نتایج به دست آمده از آزمایش
نتایج حاصل از اندازه گیری انقباض خام، پخت و کل مربوط به گروه های مختلف
ترکیب بدنة خام تأثیر زیادی در خشک شدن فرآورده ها دارد. بدیهی است که بدنه هایی که دارای مقادیر زیادی رس بوده یا در ترکیب آن ها رس های بسیار پلاستیک با دانه بندی ریز
به کار رفته، دارای مقادیر زیادی ذرات کلوییدی و کوچک هستند. و مسیر حرکت آب از لایه های داخلی به لایه های سطحی بسیار طولانی و پیچیده بوده و بنابراین سرعت تبخیر آب بسیار کم خواهد بود. همچنین در این بدنه ها میزان انقباض بیش تر است.
دانه بندی، توزیع دانه بندی ،خلوص مواد اولیه، تراکم، میزان رطوبت، یکنواختی، عاری بودن از هوا از جمله خواصي از بدنه هستند كه بر ميزان انقباض خشك و پخت بدنه ها تاثير گذارند.


به نمودارهاي زير توجه فرماييد:

*اعداد نوشته شده در كنار نام هر بدنه در نمودار درصد رس كائولينيت موجود در بدنه را مشخص مي كند.
با توجه به افزايش درصد رس از گروه 1 تاگروه 4 و باتوجه به اينكه بدنه هایی که دارای مقادیر زیادی رس بوده یا در ترکیب آن ها رس های بسیار پلاستیک با دانه بندی ریز به کار رفته، داراي میزان انقباض بیش تري هستند. و از سويي با توجه به اينكه به تناسب افزايش درصد رس موجود در بدنه (به دليل اب دوست بودن رس)رطوبت بدنه افزايش مي يابد و با نظر به اينكه انقباض خام معياري از درصد رطوبت و نوع خاك مورد استفاده است انتظار ميرود نمودار درصد انقباض خشك داراي روندي صعودي باشد.اما نتايج ازمايش به اين صورت نيست. نظر به اينكه خلوص مواد اولیه، تراکم، یکنواختی، عاری بودن از هوا از جمله خواصي از بدنه هستند كه بر ميزان انقباض خشك موثر است و (با توجه به اينكه دانه بندي
پودرهاي مورد استفاده همه يكسان هستند.به دليل استفاده از الك يكسان در مورد تمام بدنه ها).اين عوامل و نيز عواملي كه موجب خطا در ازمايش مي شوند مانع از ايجاد روند مورد توافق با تئوري گشته است.

 

[zeinab68]

*اعداد نوشته شده در كنار نام هر بدنه در نمودار درصد رس كائولينيت موجود در بدنه را مشخص مي كند.در مورد نمودار درصد انقباض كل و درصد انقباض خشك به پخت بر حسب درصد رس موجود در بدنه نيز روندي همانند انقباض تر به خشك مورد انتظار است كه به دلايل ذكر شده در نتايج به طور كامل براورده نشده است.

 

[zeinab68]

نتایج حاصل از اندازه گیری استحکام خمشی خام و پخته مربوط به گروه های مختلف
پلاستیسیته بیش تر به معنی استحکام خشک بیش تر است. همچنين به ماهیت مواد اولیه و نيز یکنواختی و میزان رطوبت و تراکم بستگی دارد.

اعداد نوشته شده در كنار نام هر بدنه در نمودار درصد رس كائولينيت موجود در بدنه را مشخص مي كند.
با توجه به نكات ذكر شده انتظار مي رود استحكام خام با افزايش درصد رس در بدنه افزايش

يابد كه اين موضوع در نمودار بالا در مورد افزايش استحكام از بدنه نيمه زجايي به زجايي صادق است.اما در مورد ساير گروه ها با اختلاف جزيي دارای خطا مي باشد.كه احتمالا به دليل وقوع خطا در ازمايش و يا تاثير ساير عوامل ذكر شده در استحكام خام بدنه است.

 

[zeinab68]

*اعداد نوشته شده در كنار نام هر بدنه در نمودار درصد فلداسپار موجود در بدنه را مشخص مي كند.
با توجه به اينكه عناصر قليايي و تركيبات انها در پايين اوردن نقطه ذوب بدنه نقش اصلي را ايفا مي كنند و پايين امدن نقطه ذوب بدنه ميزان شيشه اي شدن را افزايش مي دهد.و شيشه اي شدن يك قطعه اثار زير را به دنبال دارد:
1- كاهش ميزان تخلخل بدنه
2- كاهش جذب اب بدنه
3- كاهش انبساط حرارتي بدنه
لذا با افزايش فلداسپار در بدنه انتظار ميرود استحكام پخت بدنه افزايش يابد.اين حقيقت در مورد بدنه چيني زجايي با 30 درصد فلداسپار كه داراي بيشترين استحكام پخت در ميان ساير بدنه هاي مورد ازمايش است اتفاق افتاده است.انتظار ميرود پس از چيني زجايي به ترتيب استحكام پخت از چيني پخت وپز،نيمه زجايي و بدل چيني كاهش يابد اما در نتايج ديده ميشود كه چيني پخت و پز داراي كمترين ميزان استحكام است كه مي تواند به دليل دماي پخت مورد استفاده در ازمايشگاه باشد چرا كه اين بدنه تنها بدنه اي است كه با محدوده پخت 1400-1430 درجه سانتيگراد داراي اختلاف بيشتري نسبت به ساير بدنه ها با دماي پخت مورد استفاده در ازمايشگاه(1200 درجه سانتيگراد)دارد.محدوده دماي پخت بدنه زجايي1250-1280،نيمه زجايي 1200-1250وبدل چيني فلداسپاتي 1200-1250 درجه سانتيگراد است.لذا دماي پخت مورد استفاده در ازمايشگاه در مورد اين بدنه ها مناسب بوده و مقايسه استحكام پخت انها با توجه به ميزان فلداسپار موجود در بدنه صحيح است.
سوال
به غير از عوامل اشاره شده در توضيحات،انقباض خام و پخت نشان دهنده چيست؟
دانه بندی، توزیع دانه بندی ،خلوص مواد اولیه، تراکم، میزان رطوبت، یکنواختی، عاری بودن از هوا از جمله خواصي از بدنه هستند كه بر انقباض خام و پخت بدنه ها تاثير گذار مي باشند.بايد توجه داشت كه انقباض پخت معياري از دقت ابعادي بدنه نيز مي باشد.

 

[zeinab68]

آزمایش شماره 12ـ اندازه گیری دانسیته و درصد تخلخل بدن
هدف از انجام آزمایش
اندازه گیری دانسیته کلی و ظاهری و درصد تخلخل باز نمونه ها، مقایسه و بررسی نتایج به دست آمده از گروه های مختلف.
وسایل مورد نیاز جهت انجام آزمایش
ظرف کوچک به گنجایش حدود 1L، نمونه های پخته شده انقباض، هیتر، ترازو با دقت gr01/0.
شرح انجام آزمایش
ابتدا نمونه های پخته شده انقباض توزین گردید. سپس دو نمونه به مدت 30 دقیقه در آب جوشانده شد تا آب کاملاً تخلخل های باز بدنه را پر کند.سپس بدنه ها از آب خارج شد و درون آب سرد قرار داده شد و سپس با یک اسفنج مرطوب قطرات اضافی آب زدوده شد و وزن اشباع بدنه ها اندازه گیری گردید. در ادامه وزن هر دو نمونه در حالت غوطه وری نیز اندازه گیری شد
آن گاه با استفاده از روابط مربوط و نتایج به دست آمده از آزمایش دانسیتة بالک (ρb) دانسیتة ظاهری (ρa) درصد تخلخل باز (%ρo) و درصد جذب آب (%Aw) محاسبه گردید.
نتایج به دست آمده از آزمایش
لازم به ذکر است که در این محاسبات از میانگین وزن دو نمونه استفاده شده است :

جدول مقایسه نتایج گروه های مختلف

تحلیل نتایج به دست آمده از آزمایش

عواملي چون دانه بندی، توزیع دانه بندی، عاری بودن از هوا بر تراكم بدنه موثر ميباشد.


با توجه به اينكه عناصر قليايي و تركيبات انها در پايين اوردن نقطه ذوب بدنه نقش اصلي را ايفا مي كنند و پايين امدن نقطه ذوب بدنه ميزان شيشه اي شدن را افزايش مي دهد.و شيشه اي شدن يك قطعه اثار زير را به دنبال دارد:
1- كاهش ميزان تخلخل بدنه
2- كاهش جذب اب بدنه
3- كاهش انبساط حرارتي بدنه
لذا با افزايش فلداسپار در بدنه انتظار ميرود دانسيته و تراكم بدنه افزايش يابد.اين حقيقت در مورد بدنه چيني زجايي با 30 درصد فلداسپار كه داراي بيشترين دانسيته در ميان ساير بدنه هاي مورد ازمايش است اتفاق افتاده است.انتظار ميرود پس از چيني زجايي به ترتيب دانسيته از چيني پخت وپز،نيمه زجايي و بدل چيني كاهش يابد اما در نتايج ديده ميشود كه چيني پخت و پز در اين روند خطا ايجاد كرده است كه مي تواند به دليل دماي پخت مورد استفاده در ازمايشگاه باشد چرا كه اين بدنه ،تنها بدنه اي است كه با محدوده پخت 1400-1430 درجه سانتيگراد داراي اختلاف بيشتري نسبت به ساير بدنه ها با دماي پخت مورد استفاده در ازمايشگاه(1200 درجه سانتيگراد)دارد.محدوده دماي پخت بدنه زجايي1250-1280،نيمه زجايي 1200-1250وبدل چيني فلداسپاتي 1200-1250 درجه سانتيگراد است.لذا دماي پخت مورد استفاده در ازمايشگاه در مورد اين بدنه ها مناسب بوده و مقايسه دانسيته انها با توجه به ميزان فلداسپار موجود در بدنه صحيح است.

 

[zeinab68]

با توجه به ارتباط تخلخل با درصد جذب اب كه ارتباطي مستقيم مي باشد و نيز ارتباط ميان درصد تخلخل بادانسيته بالك و با توجه به تاثير فلداسپار در كاهش ميزان تخلخل ها وافزايش دانسيته و نيز كاهش جذب اب.روندي مشابه نمودار دانسسيته بالك بر حسب درصد فلداسپار موجود در بدنه در مورد دو نمودار بالا قابل مشاهده است به استثناي بدنه پخت وپز كه همان طور كه از قبل گفته شد دماي مورد استفاده در ازمايشگاه براي پخت كامل اين بدنه و حداقل شدن تخلخل ها كافي نبوده است.
در مورد دانسیته ظاهری قابل ذکر است که چون در حجم آن تخلخل های باز و بسته هم در نظر گرفته می شود می توان گفت که حجم همه ی بدنه ها تقریبا با هم برابر است و چون جرمشان به هم نزدیک است پس تقریبا دانسیته ی ظاهری همه ی بدنه ها با هم برابر است

سوال
تخلخل بر روي جه عوامل ديگري تاثير دارد؟

بر روي پلاستیسیته، انقباض پخت، انقباض خشک ،جذب آب، مدول گسیختگی ،استحکام مکانیکی، دقت ابعادی و نيزخواص الكتريكي و نوري تاثير گذار است.