آشنایی با ماسه سیلیس و کاربردهای آن
مدتی است که طرح‌های جدید ساختمان‌سازی، دانش معماری را به‌کلی متحول کرده است. در این طرح‌های جدید، معمولاً از شیشه استفاده می‌شود. امروزه، به‌راحتی می‌توان در شهرهای بزرگ، بناهای بلند و آسمان‌خراش‌های زیبایی را دید که تمام نمای بیرونی آن‌ها از شیشه است؛ اما بااین‌حال، همواره این سؤال وجود دارد که چگونه می‌توان از شیشه‌ای که چنین شکننده است، به‌جای دیوار استفاده کرد؟ در همین راستا باید پاسخ داد که در ساخت شیشه، همیشه پای سیلیس در میان است. چراکه سیلیس از مقاومت و دوام زیادی برخوردار می‌باشند و بدون شک یکی از مطمئن‌ترین مصالح ساختمانی، برای بناهای ساختمانی زیبا و باشکوه است. همچنین لازم به ذکر است که از این ماده در بخش‌های متعددی از ساختمان استفاده می‌شود که ازاین‌بین می‌توان به نماسازی، بلوک سازی، تهیه پشم‌شیشه که کاربرد گسترده‌ای به‌عنوان عایق در صنعت ساختمان دارد، ساخت انواع بتن، تولید کف‌پوش بتنی، تولید کف‌پوش اپوکسی و … اشاره کرد. حال در این نوشتار از سازه افزار به ارائه اطلاعاتی دقیق‌تر و جامع‌تر در باب این نوع از ماسه‌های ساختمانی می‌پردازیم پس مثل همیشه با وبلاگ ما همراه باشید.
آشنایی با انواع ماسه
در یک نگاه کلی می‌توان تقسیم‌بندی انواع ماسه‌های موجود را در دودسته‌ی طبیعی و مصنوعی قرار داد که این موارد به شرح زیر می‌باشد.
۱. ماسه طبیعی:
این نوع از متریال شامل ماسه‌های رودخانه‌ای و ماسه‌های بادی می‌باشد. ماسه طبیعی مستقیماً از منابع طبیعی، استخراج و استفاده می‌شود و هیچ‌گونه کار اضافی روی آن انجام نمی‌شود که ازجمله نمونه‌های این دسته از ماسه‌ها ماسه کنار رودخانه می‌باشد. لازم به ذکر است که این ماسه‌ها را به‌وسیله فرایند اچ سی ال آزمایش می‌کنند تا حاوی آهک نباشد. درواقع می‌توان اذعان نمود که حسن ماسه رودخانه‌ای در این است که شسته شده و میزان گردی بیشتری دارند درنتیجه کیفیت سطحی قطعات بالا می‌رود؛ اما در ماسه‌بادی، خاک نیز وجود دارد که خاصیت چسبندگی داشته و از کیفیت کار می‌کاهد.
بیشتربخوانید : مصالح ساختمانی از سنتی تا مدرن
۲. ماسه مصنوعی:
در این حالت، به‌منظور تهیه ماسه مصنوعی معادن طبیعی را شناسایی کرده و پس از استخراج آن را الک می‌کنند تا ناخالصی‌هایی مثل آهک را حذف نمایند. به‌طورکلی در این رویه مصنوعی سنگ ماسه را خرد نموده و گرد می‌کنند. همچنین لازم به ذکر است که این ماسه‌ها تحمل دمایی بالاتری نیز دارند.
آشنایی با انواع ماسه ازنظر شکل ظاهری
بر اساس شکل ظاهری می‌توان انواع ماسه‌ها را دسته‌بندی زیر قرار داد که به‌صورت:
• ماسه‌های گرد
در این حالت شکل ذرات ماسه در زیر میکروسکوپ، کروی است. درواقع می‌توان اذعان نمود که اکثر ماسه‌های مصنوعی از نوع ماسه‌های گرد هستند که کیفیت سطحی بهتری را ایجاد می‌کند و قابلیت عبور گاز بهتری نیز دارد چراکه قابلیت عبور گاز وابسته به تخلخل ماسه‌ها می‌باشد.
• ماسه‌های شبه گرد
به‌طورکلی این نوع ماسه در قسمت‌هایی گرد و در قسمت‌هایی گوشه‌دار است.
• ماسه‌های گوشه‌دار
جالب است بدانید که این نوع از ماسه‌ها کاملاً گوشه‌دار بوده و به‌طور کامل در هم چفت می‌شوند و استحکام بالاتری ارائه می‌دهد. همچنین ازنظر حمل‌ونقل قالب و حرکت مذاب و فشار مذاب، نیز استحکام بالاتری دارد اما قابلیت عبور گاز در آن‌ها کم است.
بیشتر بخوانید : ساحتمان و همه موارد به ساخت آن
• ماسه‌های مخلوط
این نوع از ماسه‌ها شکل خاصی ندارند و اصطلاحاً آمورف می‌باشند.
بررسی انواع ماسه ازنظر ترکیب شیمیایی
ساختار شیمیایی ماسه بر ویژگی‌ها و کاربردهای آن‌ها تأثیر مستقیم دارد؛ بنابراین با توجه به همین مسئله می‌توان آن‌ها را در دسته‌بندی به شرح زیر قرار داد که این موارد به‌صورت زیر است:
۱. ماسه سیلیسی
همان‌طور که در ادامه این مقاله از سازه افزار به بررسی دقیق و جامع‌تر این نوع از ماسه‌ها خواهیم پرداخت. باید بدانید که سیلیس ماده‌ای با یک حالت آلوتروپیک و چند ساختارِ است که در دماهای مختلف، ساختارهای متفاوتی دارد. درنتیجه اگر با سرعت‌های مختلف سرد شود، خواص متفاوتی را از خود ارائه خواهد داد. همچنین همان‌طور که از وزن مخصوص آن (دانسته یا چگالی) ملاحظه می‌شود، با تغییرات دما، انبساط و انقباض در ابعادشان به وجود می‌آید که باعث شکست قالب می‌شود. به‌طورکلی یکی از مزایای ماسه سیلیسی، وجود معادن زیاد آن در کشور ایران و ارزانی آن است. لازم به ذکر است که در باب سایر ویژگی‌های این نوع از ماسه در ادامه این نوشتار بیشتر صحبت خواهیم نمود.
۲. ماسه زیرکنیوم
زیرکنیوم ماده‌ای است که در طبیعت همراه با سیلیس موجود است و غلظت آن در ماسه بین 40 تا 50 درصد می‌باشد. جالب است بدانید که تحمل دمایی ماسه زیرکوبیم بالا بوده و همین امر نیز عاملی برای استفاده از آن در محیط‌هایی با درجه حرارت بالا یا ذوب فلزات است. از دیگر خصوصیات این ماسه همچنین وجود دانه‌های گرد و منظم، عدم چسبندگی و عدم تمایل به واکنش شیمیایی با اکثر فلزات است. همچنین این نوع زا ماسه‌ها در دسته انواع ماسه‌های مقاوم قرار می‌گیرند.
۳. ماسه الوینی
جالب است بدانید که این نوع از ماسه‌ها در دسته انواع ماسه گوشه‌دار قرارگرفته و به دلیل نقطه ذوب بالا، اتلاف حرارتی پایین و مقاومت در برابر شوک‌های حرارتی در صنایع نسوز و فولادسازی کاربرد دارد.
۴. ماسه کرومیتی
کروم فلزی سخت و شکننده است که به‌صورت آزاد در طبیعت یافت نمی‌شود. مهم‌ترین ترکیب معدنی این عنصر کرومیت است؛ بنابراین این ماده معدنی به علت انتقال حرارت بالا و انبساط حرارتی پایینی که دارد، گزینه مناسبی برای تولید دسته‌ای از ماسه‌های دیرگداز به نام ماسه کرومیتی محسوب می‌شود. این ماسه، سیاه‌رنگ و از نوع ماسه‌های گوشه‌دار بوده و مزایایی ازجمله در دسترس بودن، قیمت پایین و کاهش مشکلات هنگام ریخته‌گری و قطعه‌سازی به دلیل ضریب انبساط پایین آن است.
۵. ماسه شاموتی
استفاده از این مدل ماسه برای فولاد آلیاژی بسیار مناسب می‌باشد. ماسه شاموتی دیرگداز بوده و در ریخته‌گری و بدنه کوره مورداستفاده قرار می‌گیرد. شایان‌ذکر است که این نوع از ماسه برای استفاده در فولاد آلیاژی و کم‌کربن بسیار مناسب است.
۶. ماسه شسته شده
وجود خاک در ماسه مزایا و معایبی به همراه دارد. از مزایای وجود خاک در ماسه می‌توان به شکل‌پذیری آسان آن اشاره کرد. از طرفی وجود خاک دردانه‌های ماسه باعث کاهش چسبندگی سیمان و ماسه می‌شود که این امر از معایب وجود خاک در ماسه می‌باشد. در اینجا منظور از ماسه شسته شده به میزان خاک درون آن برمی‌گردد، به‌گونه‌ای که هرچه ماسه بیشتر شسته شود، خاک آن کمتر می‌شود.
ماسه سلیس چیست؟
به‌طورکلی می‌توان اذعان نمود که این ماسه از یک سنگ کوارتز و یک ماده گرانول طبیعی که ازجمله سنگ‌های معدنی می‌باشد، تشکیل‌شده است. درواقع سنگ سلیس به‌صورت طبیعی و به‌مرورزمان به‌وسیله باد و آب به‌صورت دانه‌های ریز تجزیه می‌شود و به شن و ماسه سیلیسی تبدیل می‌شود. از طرفی فرایند تولید سلیس به‌صورت مصنوعی طی رویه استخراج از معادن دنبال می‌شود و بعد از گذراندن مراحل فرآوری مختلف ماسه سیلیسی به دست می‌آید. لازم به ذکر است که سیلیس فراوری‌شده که به‌عنوان قالب در صنایع مختلف کاربرد دارد ماسه سیلیس ریخته‌گری نامیده می‌شود. این نوع از مصالح بعد از فرآوری شدن در کارخانه خردشده و شستشو داده می‌شوند. سپس آن‌ها را خشک نموده و در هشت سایز متفاوت و با توجه به نیاز بازار، دانه‌بندی می‌کنند.
آشنایی با کاربردهای متنوع ماسه سیلیس
جالب است بدانید علا رقم رویه تهیه ساده این نوع از مصالح ساختمانی، شن و ماسه سلیسی ازجمله پرکاربردترین انواع متریال در صنایع مختلف ازجمله صنایع ساختمان می‌باشد. با توجه به همین مسئله در این بخش از سازه افزار به سراغ آشنایی اجمالی شما عزیزان با کاربردهای متنوع این ماده می‌رویم که شامل:
• ماسه سیلیس در شیشه‌سازی
جالب است اگر بدانید که قسمت عمده مصرف سیلیس کشور در شیشه‌سازی است. چراکه سیلیس موردنیاز برای شیشه‌سازی باید دارای عیار بالا، ترکیب شیمیایی یکنواخت و عاری از مواد آهنی رسی و آهکی باشد، در همین راستا انواع فراوری‌شده آن مناسب چنین کاری می‌باشد. به‌طورکلی برای تهیه شیشه مرغوب و بلور (کریستال)، مقدار سیلیس مورداستفاده باید از 99 درصد بیشتر و مقدار آهن آن از 0.12 درصد کمتر باشد.
• ماسه سیلیس در صنعت ساختمان (نماسازی)
در این مورد دانه‌ها را با چسب مخصوص به یکدیگر پیوند داده در نماسازی ساختمان‌ها به مصرف می‌رسانند. به‌طورکلی رنگ، فرم و یکنواخت بودن دانه‌ها از ویژگی‌های مهم مصالح بکار گرفته‌شده در نماسازی است. لازم به ذکر است که در این موردنیازی به گرفتگی ناخالصی نمی‌باشد چراکه ماسه‌های دارای ناخالصی‌های آهن اکسید، مس اکسید و غیره که به رنگ‌های قرمز، سبز، سیاه و دیگر رنگ‌ها می‌باشد، نیز در نماسازی مصرف دارند.
بیشتر بخوانید : بانک اطلاعات ساختمان | پروژه های در حال ساخت
• ماسه سیلیس در صنعت ساختمان (بلوک سازی)
یکی دیگر از مصارف ماسه سیلیسی، تهیه قطعات و آجرهای ماسه سیلیسی است. چراکه این مصالح از مخلوط ماسه سیلیسی و آهک با سیمان به دست می‌آیند.
• ماسه سیلیس در تصفیه آب
جالب است بدانید که از ماسه‌های سیلیسی برای تصفیه آب نیز استفاده می‌شود. درواقع در تصفیه‌خانه‌ها در قسمت تحتانی از ماسه‌های سیلیسی با دانه‌بندی 0.4 تا 0.7 میلی‌متر، در قسمت وسط از دانه‌بندی 0.8 تا 1.2 میلی‌متر و در بالا از ماسه‌های با دانه‌بندی 3 تا 6 میلی‌متر استفاده می‌شود که در رویه تسویه آب و گرفتگی آلودگی‌ها بسیار مؤثر و کارا می‌باشد.
• ماسه سیلیس در تهیه پشم‌شیشه
با مخلوط نمودن پودر سیلیس و موادی ازجمله فلدسپات و دولومیت، با نسبت‌ها و فرمول‌های معینی می‌توان پشم‌شیشه تهیه نمود. همان‌طور که در مقاله مربوط به آشنایی با پشم‌شیشه در سازه افزار مطالعه نمودید این ماده یکی از بهترین عایق‌های حرارتی و صوتی به‌حساب می‌آید.
• ماسه به‌عنوان مصالح پرکننده در معادن
در برخی نقاط مقادیر زیادی از ماسه به‌عنوان پرکننده پشت‌کار در معادن مصرف می‌شود. مهم‌ترین خاصیت ماسه‌ای که به این منظور استفاده می‌شود سرعت جذب آن است. پرکننده ماسه‌ای باید متخلخل و به‌اندازه کافی نفوذپذیر باشد تا آب بتواند به‌سادگی از آن عبور کند. به‌طور تجربی، ماسه‌های دارای نفوذپذیری 15 سانتیمتر بر ساعت، یا بیشتر از آن، مفید تشخیص داده می‌شوند.
• ماسه پاشی
به‌منظور تمیز کردن سطوح وسایل فلزی (مانند مخازن فلزی بزرگ، کشتی‌ها و قالب‌های فلزی) از زنگ یا دادن جلای مجدد به سطوح آن‌ها، ماسه سیلیسی با فشار زیاد توسط هوا یا آب بر سطح آن‌ها پاشیده می‌شود. جالب است بدانید که من باب این موضوع نیز به‌طور کامل در وبلاگ سازه افزار صحبت نموده‌ایم و شما می‌توانید برای دسترسی به این مقاله به نوشتاری در باب آشنایی با ماسه پاشی و کاربردهای آن مراجعه نمایید. لازم به ذکر است که ازجمله ویژگی‌های مهم دانه‌ها در چنین فرایندی خلوص، مقاومت و سختی زیاد آن‌ها به همراه دانه‌بندی مناسب است.
• تهیه لعاب، کاشی و چینی با ماسه سیلیس
یکی دیگر از کاربردهای سیلیس تهیه لعاب کاشی و سرامیک است. جالب است بدانید که طی این فرایند ماده سیلیسی را با نسبت معینی با مواد معدنی دیگر از قبیل بوراکس، سنگ‌آهک، کائولن، روی، اکسید، منیزیت، دولومیت، سود، فلدسپات، تالک و غیره مخلوط نموده و لعاب‌هایی با رنگ‌های مختلف تهیه می‌نمایند. همچنین کارخانه‌های تولید چینی و کاشی سازی با مخلوط نمودن ماده سیلیسی با سایر مواد (ازجمله کائولن، دولومیت و غیره) چینی و کاشی تهیه می‌نمایند.
• ماسه سیلیس به‌عنوان ماسه‌سنگ بر و سایش دهنده شیشه‌ها
ماسه سیلیسی خالص، محکم کاملاً جور شده و دانه‌درشت است که عاری از ذرات ریز و پهن می‌باشد. این ماسه برای ساییدن اولیه سطوح سنگی و اره کردن آن‌ها بکار می‌رود. همچنین از ماسه سیلیس تمیز و مقاوم، عاری از مواد خارجی، دانه‌ریز تا متوسط که برای پرداخت و سایش مقدماتی و نیمه‌نهایی سطوح شیشه‌ای بکار گرفته می‌شود.
• تهیه سموم
جالب است بدانید که مخلوطی از پودر نرم سیلیس و داروهای شیمیایی مناسب به‌عنوان سموم دفع‌کننده آفات نباتی بکار گرفته می‌شوند.
• ماسه سیلیس در صنعت ذوب‌آهن
به‌طورکلی یکی دیگر از مصارف سیلیس در ذوب‌آهن و در کوره بلند است. علاوه بر آن، ماسه سیلیسی برای کلوخه کردن سنگ‌آهن نیز استفاده می‌شود. ماسه سیلیسی نشسته و با ذراتی نه دقیقاً یک اندازه، برای آستر کردن کوره‌های فولادی الکتریکی نیز مصرف می‌شود.
• ماسه تزریقی
یکی دیگر از کاربردهای ماسه سیلیسی، تزریق با فشار آن‌ها به داخل لایه‌های نفت دار می‌باشد. در این مورد معمولاً ماسه‌های سیلیسی با اندازه‌های مابین الک‌های 16 الی 60 مورداستفاده قرار می‌گیرد و ماسه‌ها با فشار وارد سطح لایه‌بندی و درزها شده، به‌نحوی‌که پس از برداشته شدن فشار، ماسه‌ها شکاف‌ها را باز نگه‌داشته و نفوذپذیری لایه‌ها افزایش می‌یابد.
• ماسه سیلیسی در تهیه سیلیسیم کاربید
سیلیسیم کاربید عبارت است از ماده‌ای بلوری به رنگ‌های آبی یا سیاه، غیرقابل‌حل در آب و بسیار مقاوم که به‌صورت ماده ساینده، منعکس‌کننده حرارت مورداستفاده قرار می‌گیرد. در همین راستا و به این منظور معمولاً از ماسه سیلیسی که حداقل 99.25 درصد سیلیس داشته باشد، استفاده می‌شود. در اینجا وجود مقدار کمی آهن و Al2O3 قابل‌تحمل است (درصورتی‌که مقدار آن در کل مصالح یکنواخت باشد) ولی حضور موادی مانند آهک، منیزیم و مواد فسفر دار، زیان‌آور و نامناسب می‌باشند.
• کاربرد ماسه سیلیس در فرایند ریخته‌گری
یکی دیگر از مصارف مهم ماسه‌های سیلیسی کاربرد آن در ریخته‌گری و قالب‌ریزی ابزار و ادوات فلزی است. ماسه ریخته‌گری بسته به کاربرد آن (ماسه پشت قالب، ماسه روی قالب، ماسه ماهیچه، ماسه قالب‌گیری مرطوب و ...) از مشخصات مختلفی برخوردار است. به‌طورکلی ویژگی‌های عمومی ماسه ریخته‌گری شامل مقاومت زیاد در برابر حرارت، ضریب انبساط حرارتی پایین، قابلیت عبور گازها، قابلیت انتقال حرارت، قابلیت شکل‌گیری و قابلیت فروریزی بالا است. لازم به ذکر است که ماسه ریخته‌گری را می‌توان از ماسه طبیعی و ماسه‌سنگ سیلیسی و کوارتزیتی به دست آورد اما باید خاطرنشان نمود که در کشور ما بیش از همه از انواع ماسه‌سنگ سیلیسی استفاده می‌شود.
کلام پایانی
همان‌طور که در این مقاله از سازه افزار متوجه شدید، ماسه سیلیسی نمونه از انواع ماسه‌هایی است که معادن آن زیاد و از قیمت مناسبی برخوردار می‌باشد. همچنین این ماده نمونه‌ای از مواد چند ساختاری شناخته می‌شود که در دماهای متفاوت ساختارهای مختلفی دارد. ازاین‌رو سرعت سرد شدن آن می‌تواند باعث ایجاد خواص متفاوتی شود. در کنار این موارد در این نوشتار اشاره شد که این نوع از ماسه به علت خواص جالب توجه‌ای که دارد، دارای کاربردهای متنوعی در ریخته‌گری، نماسازی، کاشی و سرامیک و بسیاری از صنایع دیگر است. بنابراین با توجه به تمام موارد ذکرشده امیدواریم که این نوشتار در راستای افزایش اطلاعات شما در باب آشنایی با ماسه سیلیسی مفید واقع‌شده باشد.