سرامیک و کاربرد آن در صنعت ساختمان
مقدمه
از زمان های قدیم که انسان های غارنشین قصد داشتند مکانی بهتر برای سکونت پیدا کنند با مصالح ساختمانی آشنا شدند. آنها از مواد موجود در طبیعت برای ساختن محل اسکان خود استفاده کردند. از جمله این مواد میتوان به پوست برای درست کردن خیمه و یا گل و سنگ برای ساخت مسکن دائم اشاره کرد. بعد از گذر زمان انسانها یاد گرفتند از موادی مانند آهک، ساروچ (گلی سفت که از ترکیب آهک و خاک رس ساخته می شود) و سیمان برای اتصال محکم تر محل اسکانشان استفاده کنند. خاک رس مهمترین ماده اولیه مصالح ساختمانی است. سرامیک نیز یکی از مصالح ساختمانی است که به صورت ناخالص دارای خاک رس است. سرامیک امروزه یکی از مصالح مهم بوده که در داخل و خارج ساختمان مورد استفاده قرار میگیرد.
تعریف سرامیک
ریشه واژه سرامیک از کلمه یونانی کراموس (Keramos) به معنی سفال یا شیء پخته شده، گرفته شده است. سرامیک را میتوان از دو منظر عمومی و شیمیایی تعریف کرد. از منظر عمومی، به مواد (جامد) اطلاق می‌شود که بخش عمده تشکیل دهنده آن غیرفلزی یا غیرآلی باشد. اما از منظر شیمیایی به موادی گفته می‌شود که از مخلوط خاک رس با ماسه و فلدسپار در دمای زیاد تشکیل شود و به صورت تودهای شیشه مانند، گداز ناپذیر و بسیار سخت در آید. همچنین میتوان گفت سرامیک نوعی کاشی است و درساختمان سازی به کاشی هایی که ذرات آنها بیشتر بهم فشرده شده‌اند، سرامیک میگویند. از جمله خواص برتر سرامیک ها نسبت به مواد دیگر میتوان به دیرگدازی بالا، سختی زیاد، مقاومت به خوردگی بالا و استحکام فشاری بالا شاره کرد.
تاریخچه سرامیک
برخی تاریخ نگاران قدمت آغاز استفاده و ساخت سرامیک را حدود هفت هزار سال قبل از میلاد مسیح میدانند. اما برخی دیگر از آنها قدمت آن را حدود پانزده هزار سال پیشبینی می‌کنند. ولی اکثریت تاریخ نگاران بر روی ده هزار سال قبل از میلاد مسیح اتفاق نظر دارند.
مواد اصلی تشکیل دهنده سرامیک
همانطور که پیشتر ذکر گردید مواد اولیه سرامیک ها شامل خاک رس، ماسه و فلدسپار است که هر کدام از این مواد نقش خاصی را در سرامیک ها ایفا می‌کنند. خاک رس که به عنوان ماده اصلی در سرامیک شناخته می‌شود موجب نرمی، انعطاف و تشکیل ذرات بلوری سرامیک
می شود. ماسه قابلیت چین خوردن را در سرامیک ها کاهش میدهد و فلدسیار باعث کاهش دمای پخت و تشکیل توده شیش های و چسپاننده ذرات بلوری سرامیک می‌شود.
مراحل ساخت سرامیکها
تولید و ساخت سرامیک شامل چهار مرحله است:
۱- مخلوط و آماده سازی مواد اولیه
مواد اولیه پس از وزنکشی و تعیین نسبت مناسب، مخلوط شده و وارد آسیاب چکشی میشوند. پس از خروج مواد از آسیاب، مواد خشک شده و به آسیاب گلول های منتقل خواهد شد. در این آسیاب با اضافه کردن مقداری آب این مواد به دوغاب تبدیل میگردد. دوغاب تهیه شده را از این مواد جدا می‌کنند و مواد اولیه به صورت مواد نرم جهت انجام مراحل بعد آماده می‌شود.
۲- قالبگیری مواد و تهیه بیسکویت
در این مرحله، مواد اولیه نرم شده بوسیله دستگاه های پرس به شکل بیسکویت فشرده خواهند شد.
۳- پختن بیسکویت
بیسکویت های خشک شده وارد کوره های تونلی خواهند شد و در دمای ۱۰۵۰ درجه سانتیگراد حرارت میبینند. این بیسکویت های پخته شده، به کمک واگنهایی به بیرون از کوره حمل شده و به تدریج سرد میشوند.
۴- لعاب دادن
از عناصری مانند وانادیم، کروم، منگنز، آهن، کبالت، نیکل، مس و … برای لعاب رنگی سرامیک ها استفاده می‌شود.
انواع سرامیک ها
سرامیک های سنتی: میتوان گفت این سرامیک ها همان سرامیک های سیلیکاتی مانند کاشی، سفال، چینی و شیشه هستند.
- سرامیک های مدرن: این نوع از سرامیک از مواد اولیه خالص و سنتزی ساخته میشوند.
- سرامیک های اکسیدی: برخی از پرکاربردترین این نوع از سرامیک ها عبارتند از: برلیا، تیتانیا، آلومینا، زیر کونیا و منیزیا.
- سرامیک های غیرکسیدی: این سرامیک ها با توجه به نوع ترکیب شان به دو دسته نیتریدها و کاربیدها تقسیم میشوند.
همچنین سرامیک ها را بر اساس پوشش رویه به چهار دسته موزائیکی، لعابی، پرسلانی و گرانیتی طبق بندی می‌کنند.
ابعاد و درجه بندی سرامیک
رایج ترین ابعاد سرامیک در گذشته ۱۵ در ۱۵ سانتیمتر بوده است. اما امروزه سرامیک ها در ابعاد مختلفی و به دو شکل مربعی و مستطیلی تولید میشوند. ابعاد سرامیک های مربعی از ۷۵ میلیمتر تا ۲۵۰ میلیمتر و ابعاد سرامیک مستطیلی به اندازههای ۷۵ در ۱۵۰، ۱۰۰ در ۲۰۰، ۱۲۵ در ۲۵۰ و ۱۵۰ در ۳۰۰ (میلیمتر) است. سرامیک ها بر اساس مقدار لکه، محلهای لعاب و ترک روی آن، از نظر مرغوبیت به سه درجه یک، دو و سه تقسیم بندی میشوند.
کاربردهای سرامیک
سرامیک ها در صنایع مختلف از جمله صنعت ساختمان، صنایع خودروسازی، ریختگری، تراشکاری، الکتریکی، شیمیایی و هست های کاربرد دارد. در صنعت ساختمان، سرامیکها مناسب ترین پوشش برای کف فضاهای بهداشتی در هستند. از آنها برای سرامیک کف آشپزخانه، توالت، حمام و کلیه فضاهای
مرطوب استفاده می‌شود. سرامیک ها میتوانند در هر عنصری که با آب در تماس است، بهکار روند. به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی آن، گاهی برای پوشش دیوارهای داخلی و خارجی ساختمان نیز از سرامیک استفاده خواهد شد. مهمترین سرامیکی که در ساختمانسازی مورد استفاده قرار میگیرد، سرامیک‌های اسلب یا سایز بزرگ هستند.
از سرامیک های اسلب در مکان هایی که بیشترین رفت و آمد (حمام، آشپزخانه، اتاق انتظار بیمارستان ها، سالن شرکت های بزرگ و اتاق نشیمن) در آنها انجام میگیرد، استفاده می‌شود. از ویژگی های سرامیک اسلب میتوان به طول عمر بالا و شرایط نگهداری و نظافت آسان اشاره کرد. استفاده از این نوع سرامیک میتواند مزایایی متعددی را برای استفاده کننده به همراه داشته باشد. این نوع سرامیکها دارای تنوع بسیار زیادی هستند. قیمت سرامیکها با توجه به تنوع آنها بسیار مناسب بوده و خریدار به راحتی میتواند آن را تهیه کند. به طور کلی استفاده از سرامیک اسلب با توجه به بزرگ بودن، قیمت مناسب و سرعت بیشتر در نصب آن برای مصرف کننده آن مقرون به صرفه خواهد بود.
استفاده از سرامیک در نمای ساختمان
نمای ساختمان یکی از قسمتهای مهم ساختمان است که سرامیک به کار رفته در آن، طراحی و معماری ساختمان را تحت تاثیر قرار میدهد. نمای یک ساختمان علاوه بر مهم بودن جنبه زیبایی آن از نظر استحکام نیز بسیار با اهمیت است. از سرامیک های سایز بزرگ در نمای ساختمان استفاده می‌شود. استفاده از این سرامیکها در نمای ساختمان میتواند از جنبه‌های زیبایی و دکوراسیون، استحکام در برابر آب و هوا، مقاومت در برابر مواد شیمیایی و نظافت آسانتر بررسی کرد.
مزایای سرامیک‌های سایز بزرگ
سرامیک های سایز بزرگ از مواد طبیعی ساخته می‌شود. استفاده از مواد طبیعی در این سرامیک ها باعث ایجاد طرح های کاملاً طبیعی در سرامیک های سایز بزرگ می‌شود. ویژگی مهم دیگر این سرامیک ها، قابلیت چاپ بر روی آنها است. این ویژگی باعث خواهد شد که طراحان طرح های خود را بر روی مجتمع های مسکونی بکشند و شرکت ها لوگوی شرکت را بر روی ساختمان خود ایجاد کنند. انتخاب پوشش مناسب برای ساختمان به دلیل اینکه در معرض تغییرات آب و هوایی قرار دارد بسیار با اهمیت است. سرامیک های سایز بزرگ در برابر این تغییرات آب و هوایی بسیار مقاومت داشته و سطح آن پوسته پوسته نخواهد شد. همچنین سطح یکپارچه سرامیک ها موجب جلوگیری از یخ زدن سطوح داخلی بتن ها و فروپاشی سنگ ها می‌شود.
شهرهایی که بسیار آلوده هستند هوای آنها همیشه دارای مواد آلاینده و ریزگرده ها است. ورود گوگرد و دیاکسید کربن به جو همراه با بارش باران موجب باران های اسیدی می‌شود. این بارانها برای نمای ساختمانها مضر است و باعث آسیب به نما خواهد شد. سرامیک‌های سایز بزرگ به دلیل داشتن لعاب شیشه های در برابر بارانهای اسیدی استقامت بسیار بالایی دارد. بسیاری از سازندگان سرامیک ها به مشتریان توصیه می‌کنند که سرامیک ها به طور مرتب نظافت و تمیز شوند. معمولاً کسی به نظافت نمای بیرونی ساختمان اهمیت چندانی نمیدهد. اما وجود لعاب صیقلی بر روی سرامیک ها باعث خواهد شد که سرامیک ها به راحتی تمیز شوند. در واقع به کمک باد میتوان گرد و غبار بر روی سرامیک را تمیز کرد و یا وجود بارانهای فصلی برای تمیزی سرامیکها بسیار مناسب است.
پس میتوان نتیجه گرفت که کاربرد سرامیک ها در صنعت ساختمان بسیار زیاد است و بر جنبه های زیبایی، استحکام و تمیزی ساختمان نقش بسیار مهمی دارد.
منبع: سلام ساختمان
