في عملية تصحيح أخطاء التزجيج واستخدامه، بالإضافة إلى استيفاء التأثيرات الزخرفية ومؤشرات الأداء المحددة، يجب أيضًا استيفاء أبسط متطلبات العملية. نستعرض ونناقش المشكلتين الأكثر شيوعًا في عملية استخدام التزجيج.
1. أداء عجينة التزجيج ليس جيدًا
نظراً لاستمرارية إنتاج مصنع السيراميك، فإن أي مشكلة في أداء عجينة التزجيج ستظهر عيوباً مختلفة في عملية التزجيج، مما يؤثر بشكل مباشر على جودة منتجات الشركة المصنعة. يُعد الأداء الأساسي والأهم من ذلك، لنأخذ متطلبات أداء عجينة التزجيج على شكل جرة الجرس كمثال. يجب أن تتمتع عجينة التزجيج الجيدة بما يلي: سيولة جيدة، وعدم وجود خواص لزجة، وعدم وجود ترسب، وعدم وجود فقاعات في عجينة التزجيج، واحتفاظ مناسب بالرطوبة، وقوة تحمل معينة عند الجفاف، إلخ. ثم دعونا نحلل العوامل التي تؤثر على أداء عجينة التزجيج.
1) جودة المياه
يؤثر صلابة الماء ودرجة حموضته على أداء عجينة التزجيج. وبشكل عام، يختلف تأثير جودة المياه من منطقة لأخرى. فمياه الصنبور في منطقة معينة تكون مستقرة نسبيًا بعد المعالجة، بينما تكون المياه الجوفية غير مستقرة بسبب عوامل مثل محتوى الأملاح الذائبة في طبقات الصخور والتلوث. لذا، يُفضل استخدام ماء الصنبور في عجينة التزجيج الخاصة بمطحنة الكرات من الشركة المصنعة، نظرًا لاستقرارها النسبي.
2) محتوى الأملاح القابلة للذوبان في المواد الخام
بشكل عام، يؤثر ترسب أيونات الفلزات القلوية والفلزات القلوية الترابية في الماء على درجة الحموضة (pH) والتوازن المحتمل في عجينة التزجيج. لذلك، عند اختيار المواد الخام المعدنية، نسعى إلى استخدام مواد مُعالَجة بالتعويم والغسل بالماء والطحن بالماء. ستكون هذه المواد أقل، كما أن محتوى الأملاح الذائبة في المواد الخام يرتبط أيضًا بالتكوين العام لعروق الخام ودرجة التجوية. تختلف نسبة الأملاح الذائبة باختلاف المناجم. إحدى الطرق البسيطة هي إضافة الماء بنسبة معينة واختبار معدل تدفق عجينة التزجيج بعد الطحن بالكرات. نسعى إلى استخدام مواد خام أقل أو معدومة ذات معدل تدفق ضعيف نسبيًا.
3) الصوديومكربوكسي ميثيل السليلوزوثلاثي فوسفات الصوديوم
مادة التعليق المستخدمة في طلاء السيراميك المعماري لدينا هي كربوكسي ميثيل سلولوز الصوديوم، والمعروفة عمومًا باسم CMC. يؤثر طول السلسلة الجزيئية لـ CMC بشكل مباشر على لزوجته في ملاط الطلاء. إذا كانت السلسلة الجزيئية طويلة جدًا، تكون اللزوجة جيدة، ولكن في ملاط الطلاء، من السهل ظهور الفقاعات في الوسط ويصعب تفريغها. إذا كانت السلسلة الجزيئية قصيرة جدًا، تكون اللزوجة محدودة ولا يمكن تحقيق تأثير الترابط، ويتدهور ملاط الطلاء بسهولة بعد وضعه لفترة من الوقت. لذلك، فإن معظم السليلوز المستخدم في مصانعنا هو سليلوز متوسط ومنخفض اللزوجة. ترتبط جودة ثلاثي بولي فوسفات الصوديوم ارتباطًا مباشرًا بالتكلفة. في الوقت الحاضر، العديد من المنتجات في السوق مغشوشة بشكل خطير، مما يؤدي إلى انخفاض حاد في أداء إزالة الصمغ. لذلك، من الضروري عمومًا اختيار الشركات المصنعة العادية للشراء، وإلا فإن الخسارة تفوق الربح!
4) الشوائب الأجنبية
بشكل عام، لا مفر من إدخال بعض التلوث النفطي وعوامل التعويم الكيميائية أثناء تعدين ومعالجة المواد الخام. علاوة على ذلك، تستخدم العديد من أنواع الطين الصناعي حاليًا بعض الإضافات العضوية ذات السلاسل الجزيئية الكبيرة نسبيًا. يتسبب التلوث النفطي مباشرةً في عيوب التزجيج المقعر على سطحه. تؤثر عوامل التعويم على توازن الحمض والقاعدة، كما تؤثر على سيولة عجينة التزجيج. تتميز إضافات الطين الصناعي عادةً بسلاسل جزيئية كبيرة، وهي عرضة لتكوين الفقاعات.
5) المادة العضوية في المواد الخام
تتحول المواد الخام المعدنية حتمًا إلى مواد عضوية بسبب عمر النصف والتمايز وعوامل أخرى. بعض هذه المواد العضوية يصعب إذابتها في الماء نسبيًا، وقد تظهر أحيانًا فقاعات هوائية وغربلة وانسداد.
2. الطلاء الأساسي غير متطابق جيدًا:
يمكن مناقشة مطابقة الهيكل والطلاء من ثلاثة جوانب: مطابقة نطاق عادم الحرق، ومطابقة انكماش التجفيف والحرق، ومطابقة معامل التمدد. دعونا نحللها واحدًا تلو الآخر:
1) مطابقة فاصل عادم الإطلاق
أثناء عملية تسخين الجسم والتزجيج، ستحدث سلسلة من التغيرات الفيزيائية والكيميائية مع زيادة درجة الحرارة، مثل: امتصاص الماء، وتصريف الماء البلوري، والتحلل التأكسدي للمواد العضوية وتحلل المعادن غير العضوية، وما إلى ذلك، والتفاعلات والتحلل المحددة تم تجربة درجة الحرارة من قبل كبار العلماء، ويتم نسخها على النحو التالي للرجوع إليها 1 درجة حرارة الغرفة -100 درجة مئوية، يتطاير الماء الممتص؛
② 200-118 درجة مئوية تبخر الماء بين المقصورات ③ 350-650 درجة مئوية حرق المواد العضوية، تحلل الكبريتات والكبريتيد ④ 450-650 درجة مئوية إعادة تركيب البلورة، إزالة ماء البلورة ⑤ 573 درجة مئوية تحويل الكوارتز، تغيير الحجم ⑥ 800-950 درجة مئوية تحلل الكالسيت والدولوميت والغاز استبعاد ⑦ 700 درجة مئوية لتشكيل سيليكات جديدة ومراحل سيليكات معقدة.
لا تُستخدم درجة حرارة التحلل المذكورة أعلاه إلا كمرجع في الإنتاج الفعلي، نظرًا لانخفاض جودة موادنا الخام باستمرار، ولخفض تكاليف الإنتاج، تُقصر دورة حرق الفرن تدريجيًا. لذلك، بالنسبة لبلاط السيراميك، تتأخر درجة حرارة تفاعل التحلل نتيجةً للحرق السريع، وحتى تركيز العادم في منطقة درجة الحرارة العالية قد يُسبب عيوبًا مختلفة. لطهي الزلابية، ولجعلها تنضج بسرعة، يجب العمل بجد على القشرة والحشو، وجعل القشرة أرق، وتقليل الحشو، أو الحصول على حشوة سهلة الطهي، وما إلى ذلك. وينطبق الأمر نفسه على بلاط السيراميك، حيث يتم الحرق، وتخفيف الجسم، وتوسيع نطاق حرق التزجيج، وما إلى ذلك. العلاقة بين الجسم والتزجيج هي نفسها علاقة مكياج الفتيات. من رأى مكياج الفتيات، لن يصعب عليه فهم سبب وجود طبقات تزجيج سفلية وعلوية على الجسم. الغرض الأساسي من الماكياج ليس إخفاء القبح، بل تجميله! ولكن إذا تعرقت قليلاً عن طريق الخطأ، سيتلطخ وجهك وقد تُصاب بالحساسية. وينطبق الأمر نفسه على بلاط السيراميك. فقد كان يُحرق جيدًا في الأصل، ولكن ظهرت ثقوب صغيرة عن طريق الخطأ، فلماذا تُولي مستحضرات التجميل اهتمامًا بالتهوية وتختار وفقًا لأنواع البشرة المختلفة؟ في الواقع، تختلف مستحضرات التجميل، وأنواع التزجيج لدينا متشابهة، ولكل جسم نوع طلاء خاص به. بلاط السيراميك الذي يُحرق مرة واحدة، ذكرتُ في المقال السابق: إذا كان الهواء متأخرًا، يُفضل استخدام المزيد من المواد الخام، وإدخال معادن قلوية ترابية ثنائية التكافؤ مع الكربونات. إذا استنفد الجسم الأخضر مبكرًا، فاستخدم المزيد من الفريت أو أدخل معادن قلوية ترابية ثنائية التكافؤ مع مواد ذات فقد اشتعال أقل. مبدأ الاستنزاف هو: درجة حرارة استنزاف الجسم الأخضر أقل عمومًا من درجة حرارة التزجيج، بحيث يكون السطح المزجج جميلًا بالطبع بعد تفريغ الغاز الموجود أسفله، ولكن يصعب تحقيقه في الإنتاج الفعلي، ويجب إرجاع نقطة تليين التزجيج بشكل صحيح لتسهيل استنزاف الجسم.
2) مطابقة الانكماش أثناء التجفيف والحرق
يرتدي الجميع ملابس، ويجب أن تكون مريحة نسبيًا، أو إذا كان هناك إهمال طفيف، فسيتم فتح اللحامات، ويكون التزجيج على الجسم تمامًا مثل الملابس التي نرتديها، ويجب أن يكون مناسبًا جيدًا! لذلك، يجب أن يتطابق انكماش تجفيف التزجيج أيضًا مع الجسم الأخضر، ويجب ألا يكون كبيرًا جدًا أو صغيرًا جدًا، وإلا ستظهر الشقوق أثناء التجفيف، وسيكون للطوب النهائي عيوب. بالطبع، بناءً على الخبرة والمستوى الفني لعمال التزجيج الحاليين، يُقال إن هذه لم تعد مشكلة صعبة، كما أن المصححين العامين جيدون جدًا في فهم الطين، لذلك لا يظهر الموقف المذكور أعلاه كثيرًا، إلا إذا حدثت المشكلات المذكورة أعلاه في بعض المصانع ذات ظروف الإنتاج القاسية للغاية.
3) مطابقة معامل التوسع
عمومًا، يكون معامل تمدد الجسم الأخضر أكبر قليلًا من معامل تمدد التزجيج، ويتعرض التزجيج لضغط بعد حرقه، مما يزيد من ثباته الحراري ويمنع تشققه. هذه أيضًا هي النظرية التي يجب أن نتعلمها عند دراسة السيليكات. قبل بضعة أيام، سألني صديق: لماذا يكون معامل تمدد التزجيج أكبر من معامل تمدد الجسم، فيتشوه شكل الطوب، بينما يكون معامل تمدد التزجيج أصغر من معامل تمدد الجسم، فينحني شكل الطوب؟ من المنطقي القول إنه بعد التسخين والتمدد، يصبح التزجيج أكبر من القاعدة ومنحنيًا، ويكون التزجيج أصغر من القاعدة ومتشوهًا...
لست في عجلة من أمري لإعطاء إجابة، دعنا نلقي نظرة على ماهية معامل التمدد الحراري. أولاً وقبل كل شيء، يجب أن تكون قيمة. ما نوع القيمة؟ إنها قيمة حجم المادة التي تتغير مع درجة الحرارة. حسنًا، نظرًا لأنها تتغير مع "درجة الحرارة"، فسوف تتغير عندما ترتفع درجة الحرارة وتنخفض. معامل التمدد الحراري الذي نسميه عادةً السيراميك هو في الواقع معامل التمدد الحجمي. يرتبط معامل التمدد الحجمي عمومًا بمعامل التمدد الخطي، وهو حوالي 3 أضعاف التمدد الخطي. عادةً ما يكون لمعامل التمدد المقاس فرضية، وهي "في نطاق درجة حرارة معينة". على سبيل المثال، ما نوع المنحنى الذي تكون عليه قيمة 20-400 درجة مئوية بشكل عام؟ إذا كنت تصر على مقارنة قيمة 400 درجة إلى 600 درجة بالطبع، لا يمكن استخلاص أي استنتاج موضوعي من المقارنة.
بعد فهم مفهوم معامل التمدد، دعنا نعود إلى الموضوع الأصلي. بعد تسخين البلاط في الفرن، يكون له مرحلتي تمدد وانكماش. دعونا لا نفكر في التغييرات في منطقة درجة الحرارة العالية بسبب التمدد الحراري والانكماش من قبل. لماذا؟ لأنه في درجة الحرارة العالية، يكون كل من الجسم الأخضر والتزجيج بلاستيكيين. وبصراحة، يكونان ناعمين، ويكون تأثير الجاذبية أكبر من شدهما. من الناحية المثالية، يكون الجسم الأخضر مستقيمًا ومستقيمًا، ويكون لمعامل التمدد تأثير ضئيل. بعد مرور البلاط الخزفي عبر قسم درجة الحرارة العالية، فإنه يخضع لتبريد سريع وتبريد بطيء، ويصبح البلاط الخزفي صلبًا من جسم بلاستيكي. مع انخفاض درجة الحرارة، ينكمش الحجم. بالطبع، كلما زاد معامل التمدد، زاد الانكماش، وكلما صغر معامل التمدد، قل الانكماش المقابل. عندما يكون معامل تمدد الجسم أكبر من معامل تمدد التزجيج، ينكمش الجسم أكثر من التزجيج أثناء عملية التبريد، ويكون الطوب منحنيًا؛ إذا كان معامل تمدد الجسم أصغر من معامل تمدد التزجيج، سينكمش الجسم بدون التزجيج أثناء عملية التبريد. إذا كان عدد الطوب كبيرًا جدًا، فسيقلب الطوب، لذا ليس من الصعب شرح الأسئلة السابقة!
وقت النشر: ٢٥ أبريل ٢٠٢٤