بنتونیت نوعی خاک رس است که در اثر جذب آب افزایش حجم پیدا می کند. در واقع این کانی به دلیل خاصیت تورم پذیری و ژله ای شدن می تواند مقادیر زیادی آب را در ساختار مولکولی خود به دام بیندازد. این قابلیت بنتونیت سبب شده کاربرد گسترده ای در تولید سرامیک و کاشی داشته باشد. خاصیت پلاستیسیته و پخش شدن در سیستم کلوئیدی سبب شده بنتونیت به یک فاکتور مهم چربی بری در ساخت کاشی و سرامیک بدل شود. در ادامه بیشتر درباره نقش بنتونیت در این صنعت صحبت خواهیم کرد.
بنتونیت در سرامیک
بنتونیت در سرامیک سازی بیشترین کاربرد و استفاده را دارد. علت آن قابلیت جذب بالای بنتونیت است که منجر به افزایش تراکم سرامیک و بالا رفتن حجم آن می شود. در قسمتی از سایت ceramicartsnetwork درباره علت استفاده از بنتونیت در صنعت سرامیک سازی آمده است که:
Bentonite is a fine-particle clay that is often used as a suspension agent in glazes. Bentonite has colloidal properties, which means the particles are so small and light that they disperse in water and remain in suspension rather than settle out.
از بنتونیت در سرامیک سازی، جهت ساخت بدنه بهره برده می شود. این کانی نقطه ذوب پایینی داشته و در اثر گرما، خیلی زود تغییر رنگ می دهد. معمولا لعاب شیشه ای حاصل از ذوب آن دارای رنگ تیره ای می باشد. این ترکیب معدنی به دلیل برخورداری از کاتیون ها، رنگ های متنوعی را در سرامیک و کاشی ایجاد می کند.
لعاب، لایه نازکی به صورت شیشه است که بر روی برخی اجسام سرامیکی کشیده می شود. این کار سبب زیبایی بیشتر، تراکم و سختی بالا، صیقلی شدن، ماندگاری بالا در برابر شرایط جوی و رنگی شدن سطح سرامیک یا کاشی می گردد. بنتونیت در تولید لعاب براتی که یکی از انواع لعاب است، کاربرد دارد.
نقش بنتونیت در صنعت سرامیک
بنتونیتی که در صنعت سرامیک سازی استفاده می شود، از نوع بنتونیت سدیم است. زیرا نوع سدیک این کانی با قابلیت جذب آب بالا، تورم پذیری بیشتری خواهد داشت. در ساخت سرامیک، بنتونیت در مقادیر کمتر در ساخت بدنه، جهت افزایش پلاستیسیته و به مقدار جزئی در تولید سوسپانسیون لعاب برای جلوگیری از ته نشینی مواد استفاده می گردد. در صورت افزودن بیش از 2% بنتونیت، امکان تغییر رنگ فرآورده وجود دارد.
پس می توان گفت در تولید سرامیک های جدید، بنتونیت با هدف تنظیم پلاستیسیته مصرف می شود. به این ترتیب امکان کنترل بهتر شکل پذیری خمیر سرامیک فراهم شده و اشکال خاص تری از کاشی و سرامیک حاصل می آید. در واقع خاصیت فعال سطحی این ماده سبب می شود با سایر مواد اولیه موجود در سرامیک واکنش متقابل انجام دهد. این تعامل به علت بار الکتریکی زیاد موجود در بنتونیت، بسیار قوی بوده و می تواند سبب ایجاد تبادل کاتیونی گردد. در این میان ذرات این ترکیب معدنی هیدراته شده و تا 20 برابر حجم اولیه خود منبسط می شود.
این ماده معدنی ارزشمند به راحتی بر مواد اولیه تشکیل دهنده سرامیک اثر گذاشته و سبب انعطاف پذیری خمیر سرامیک و شکل پذیری آسان آن می گردد. بنتونیت سرامیکی موجب افزایش مقاومت محصول در برابر عوامل محیطی چون گرما، سرما، تغییرات ناگهانی دما و پایداری آن در برابر خط و خش و سایر عوامل آسیب زا می شود.
البته ترکیبات دیگری نیز در بازار وجود دارند که می توانند جایگزین بنتونیت در سرامیک سازی شوند، اما قیمت ارزان این ترکیب طبیعی و نقشی که در کاهش زمان خشک شدن فرآورده ها ایفا می کند، سبب شده هنوز هم از ترکیبات پرمصرف در ساخت کاشی و سرامیک باشد.
ویژگی بنتونیت سرامیک
گفتیم که بنتونیت مصرفی در صنعت تولید سرامیک و کاشی از نوع سدیمی است. این ترکیب معدنی در شبکه کریستالی خود مقادیر زیادی سدیم دارد. اصلی ترین ویژگی بنتونیت سدیک، خاصیت تورم پذیری آن در اثر جذب آب می باشد. در واقع این قابلیت بنتونیت سدیمی به دلیل خاصیت کلوئیدی قابل توجه آن است. این کانی پس از جذب آب، متورم و حجیم شده و همچون یک چسب طبیعی هوشمند، تمامی منافذ عبور آب را مسدود می کند.
ممکن است این سوال مطرح شود که آیا می توان از بنتونیت کلسیم در ساخت کاشی و سرامیک استفاده کرد؟ در پاسخ باید گفت در تولید فرآورده های فوق، به بنتونیتی نیاز داریم که قابلیت جذب آب و تورم پذیری داشته باشد. بنابراین باید از نوع سدیمی بنتونیت استفاده کنیم.
اما نکته جالب این که بنتونیت کلسیمی قابل تبدیل به نوع سدیک است. به این منظور تنها کافی است محلول 10-5 درصد از یک نمک سدیمی مثل هیدروکسید سدیم را به بنتونیت کلسیم دار اضافه کنیم. مدتی زمان لازم است تا تبادل یون ها به طور کامل انجام شود. محصول به دست آمده از این واکنش، بنتونیت سدیمی است که قابل استفاده در صنعت سرامیک سازی خواهد بود.
خرید بنتونیت سرامیک
کشور ما منابع باکیفیتی برای استخراج کلوخه های بنتونیت دارد. معادن بنتونیت ایران در 6 استان پراکنده شده اند. لذا تولیدکنندگان، فرصت مناسبی جهت تولید انواع پودرهای میکرونیزه بنتونیت در مش بندی های مختلف، طبق نیاز صنعتگران خواهند داشت.
برای پی بردن به سطح کیفی کانی علاوه بر بررسی آنالیز مربوط، باید در مورد نحوه استخراج و فرآوری خاک معدنی بنتونیت نیز اطلاعاتی به دست آورد.
زئولایف یکی از شرکت های فعال تولیدکننده انواع بنتونیت از جمله بنتونیت ساختمانی، بنتونیت کشاورزی و نوع مناسب برای مصرف در سرامیک سازی می باشد. این مجموعه با بهره گیری از نیروی متعهد و متخصص و ماشین آلات و دستگاه های مدرن و به روز شده و در راستای جلب رضایت مشتریان محترم، این محصول را با کیفیت برتر و قیمت رقابتی در بسته بندی با اوزان مختلف عرضه می کند.
کلام آخر
اگرچه بنتونیت ها از اجزاء اصلی سازنده کاشی و سرامیک نیستند، اما افزودن آنها به مواد اولیه بسیار حائز اهمیت می باشد. از مزایای آن می توان به شکل پذیری بهتر خمیر و خشک شدن سریع و خروج سرامیک از قالب اشاره کرد. بنتونیت مصرفی در صنعت سرامیک، از نوع سدیمی بوده که قابلیت جذب آب و تورم پذیری فوق العاده ای دارد.
سوالات متداول
1- ویژگی بنتونیت سرامیک چیست؟
بنتونیت مصرفی در صنعت سرامیک سازی از نوع بنتونیت سدیمی است. اصلی ترین ویژگی بنتونیت سدیم، خاصیت تورم پذیری آن در اثر جذب آب می باشد. در واقع این قابلیت بنتونیت سدیمی به دلیل خاصیت کلوئیدی قابل توجه آن است. این کانی پس از جذب آب، متورم و حجیم شده و همچون یک چسب طبیعی هوشمند، تمامی منافذ عبور آب را مسدود می کند.
2- کاربرد بنتونیت در صنعت سرامیک سازی چیست؟
از بنتونیت در سرامیک سازی، جهت ساخت بدنه بهره برده می شود. این کانی نقطه ذوب پایینی داشته و در اثر گرما، خیلی زود تغییر رنگ می دهد. معمولا لعاب شیشه ای حاصل از ذوب آن دارای رنگ تیره ای می باشد. این ترکیب معدنی به دلیل برخورداری از کاتیون ها، رنگ های متنوعی را در سرامیک و کاشی ایجاد می کند.
سلام
بنتونیت مورد استفاده در صنعت سرامیک سازی از نوع بنتونیت سدیمی هست یا بنتونیت کلسیمی؟
سلام
بنتونیت سدیمی، چون بنتونیت سدیک با قابلیت جذب بالای آب، قابلیت تورم پذیری بیشتری خواهد داشت. به این ترتیب سبب انعطاف پذیری خمیر سرامیک و شکل پذیری آسان تر می گردد.
روز بخیر
بنتونیت در صنعت سرامیک تاثیر منفی رویی کییفییت نهایی داره؟
سلام همراه گرامی
چنان چه خاک بنتونیت به اندازه و اصولی استفاده شود، تاثیرات مثبت زیادی در صنعت سرامیک خواهد داشت. از جمله افزایش شکل پذیری و چسبندگی خمیر، کاهش ترک خوردگی در حالت خام و کمک به یکنواختی بدنه. اما در صورت استفاده نادرست و غیراصولی، عوارضی چون جمع شدگی بیش از حد، ترک خوردن، دفرمه شدن قطعه، افزایش تخلخل بدنه نهایی پدید آمده و رنگ و شفافیت لعاب نیز تحت تاثیر قرار می گیرد.
سلام
بنتونییت به عنوان یه عامل پلیمری برای چسبندگیی سرامیک استفاده میشود؟
درود بر شما
بنتونیت به طور مستقیم یک پلیمر نیست. اما در صنعت سرامیک به عنوان یک عامل چسباننده مورد استفاده قرار گرفته و نقشی مشابه یک عامل پلیمر ایفا می کند. بنتونیت در واقع یک رس طبیعی است که در ترکیب با آب، به شدت ژله مانند شده و ذرات خاک سرامیک را به هم می چسباند. این کانی عامل چسبنده غیرسمی و سازگار با محبط زیست است که در دمای پخت به راحتی سوخته و اثری باقی نمی گذارد. همچنین ارزان و در دسترس و کاملا طبیعی است.
سلام
بنتونیت چه تاثیری در ظاهر سرامیک ها دارد؟
سلام دوست عزیز
بنتونیت به دلیل خاصیت چسبندگی و پلاستیسیته بالا سبب افزایش شکل پذیری خمیر سرامیک، جلوگیری از ترک خوردگی و افزایش استحکام مکانیکی سرامیک خام و پخته می شود. بنتونیت گاهی جهت چسبندگی بهتر به بدنه در ترکیب لعاب نیز استفاده می شود که سبب ایجاد سطح سرامیک صاف تر، براق تر و یکنواخت تر می گردد.
سلام وقت بخیر
استفاده از بنتونیت تاثیر خوبی در خشک شدن سرامیک داره؟
درود بر شما
بله، استفاده از بنتونیت تأثیر مثبت در فرآیند خشک شدن بدنه سرامیکی دارد، ولی باید به اندازه مناسب مصرف شود.
اثرات مثبت بنتونیت در خشک شدن سرامیک:
– افزایش استحکام خام (Green Strength): بدنه قبل از پخت کمتر ترک میخورد یا پودر نمیشود.
– کاهش ریزترکها: به دلیل خاصیت پلاستیسیته، ذرات بهتر در کنار هم قرار میگیرند و یکنواختی بدنه بیشتر میشود.
– کنترل یکنواختی انقباض خشک شدن: باعث میشود جمعشدگی تا حدی منظمتر و کمتر ناهمگن باشد.
بنتونیت به شرطی که در حد ۲ تا ۴ درصد استفاده شود، باعث بهبود خشک شدن و کاهش مشکلات ترک میشود.
آیا نوع بنتونیت (سدیمدار یا کلسیمدار) در کاشیسازی تفاوت دارد؟
درود بر شما
بله.
بنتونیت سدیمدار: خاصیت تورم و پلاستیسیته بالاتری دارد، مناسب برای افزایش چسبندگی و استحکام خام.
بنتونیت کلسیمدار: پلاستیسیته کمتر اما انقباض پایینتری دارد، مناسب در ترکیب با خاکهای دیگر.
گاهی کارخانهها بنتونیت سدیمی را ترجیح میدهند چون در مقدار کم، اثرگذاری بیشتری دارد.
چه مقدار بنتونیت معمولاً در ترکیب بدنه سرامیک استفاده میشود؟
سلام دوست عزیز
مقدار معمول مصرف بین ۱ تا ۵ درصد وزنی است؛ افزایش بیش از این مقدار میتواند باعث افزایش انقباض خشک و مشکلات پخت (مانند تاب برداشتن) شود.
چرا بنتونیت در بدنههای فشرده (پرسشده) ضروری است؟
سلام دوست عزیز
در پرس خشک، ذرات خام نیاز به پیوند مکانیکی دارند. بنتونیت با جذب آب و ایجاد لایههای چسبناک بین ذرات خاک، موجب افزایش استحکام خام و استحکام سبز (Green Strength) میشود و قطعه را در برابر شکستگی مقاوم میکند.
چگونه بنتونیت بر زمان و انرژی پخت تأثیر میگذارد؟
درود بر شما
مقدار زیاد بنتونیت ممکن است باعث افزایش جذب آب و در نتیجه نیاز به زمان خشککردن طولانیتر شود. اما در پخت نهایی، بهدلیل حضور ترکیبات آلومینوسیلیکاتی، به استحکام و چسبندگی ذرات سیلیس و فلدسپات کمک میکند.
بنتونیت چه نقشی در جلوگیری از ترکهای خشکشدگی (Dry Cracking) دارد؟
درود بر شما
بنتونیت پس از جذب آب، فیلم الاستیکی بین ذرات ایجاد میکند. این فیلم باعث کاهش تنشهای جمعشدگی و جلوگیری از ایجاد ترک مویی در هنگام خشککردن بدنه میشود.
استفاده از بنتونیت چگونه روی سرعت پرسکاری (Pressing) تأثیر میگذارد؟
سلام دوست عزیز
بنتونیت کمک میکند تا پودر کاشی در قالب پرس بهتر فشرده شود و تراکم خام یکنواختتری ایجاد گردد. این موضوع امکان افزایش سرعت پرس بدون ایجاد لبهپریدگی (Edge Chipping) را فراهم میکند.
چرا برخی کارخانهها بنتونیت فعالشده (activated) را به بنتونیت طبیعی ترجیح میدهند؟
درود بر شما
بنتونیت فعالشده (سدیمیشده) دارای:
– پلاستیسیته بالاتر
– تورم بیشتر
– اثر چسبندگی قویتر
است و در نتیجه مقدار مصرف آن کمتر و عملکرد آن یکنواختتر است.