در صنایع مختلف، مواد نسوز متفاوتی وجود دارند. این مواد برای ساخت تجهیزاتی که در معرض گرمای شدید قرار می‌گیرند، بهترین گزینه به حساب می‌آیند. آجر نسوز یکی از این متریال‌های محبوب است که به خاطر مقاومت بالایی که نسبت به حرارت دارد، در ساخت تجهیزات گوناگونی مانند کوره‌ها، شومینه و… به کار می‌رود. این آجر به دلیل ساخته شدن از نوعی خاک مخصوص یا انواع جرم‌های نسوز ریخته‌گری، ویژگی‌هایی کاملاً متفاوت با آجر معمولی دارد و در نتیجه موارد کاربرد آن نیز ویژه است. آجرهای نسوز بر اساس نوع کاربرد، ساختار و… به انواع مختلف تقسیم می‌شوند و مزایا و کاربردهای متنوعی دارند که در ادامه مقاله، به طور تخصصی به آنها پرداخته شده است.
آجر نسوز چیست؟
همان‌طور که در ابتدای متن اشاره کردیم، آجرهای نسوز از انواع جرم‌های ریختنی دیرگداز که خاک نسوز نام دارد، تشکیل می‌شوند. این نوع ماتریس‌های مقاوم به حرارت، نوعی خاک معدنی هستند که به دلیل کانی‌هایی که در خود جای داده‌اند، ویژگی‌های منحصر به فردی را ارائه می‌دهند. فرآیند ساخت آجر نسوز از خاک نسوز در کوره و در دمایی حدود 1500 درجه سانتی گراد انجام می‌شود که این خود می‌تواند بیانگر مقاومت بالای این آجر نسبت به گرما باشد. خوب است بدانید آجرهای نسوز معمولاً دمای 1000 درجه سانتی گراد را به راحتی تحمل می‌کنند، بدون این که دچار تخریب و آسیب شوند. پایداری این نوع آجر در شرایط دمایی خاص، موجب شده در صنایع مختلف کاربردهای بی‌نظیری داشته باشد. خوب است بدانید تا حدود 80 سال قبل، خاک نسوز و کربن به عنوان پوشش کوره‌ها مورد استفاده قرار می‌گرفت، اما پس از آن، آجر نسوز به خوبی جایگزین این مواد شد. امروزه از آجرهای نسوز می‌توان برای ساخت سریع و بهینه جداره کوره‌ها و مخازن مخصوص با کمترین هزینه و بیشترین طول عمر، استفاده کرد.
جرم نسوز چیست؟
جرم نسوز، نوعی ماده غیرفلزی محسوب می‌شود که از نظر ترکیبات تشکیل دهنده شباهت بسیاری با خاک نسوز دارد. این ماده، از ذرات بسیار ریزی تشکیل شده که به شکل پاشیدنی، ریختنی و کوبیدنی اجرا و نصب می‌گردند. جرم نسوز در صورت مواجهه با حرارت بسیار بالا، خصوصیات فیزیک و شیمیایی خود را به خوبی حفظ می‌کند و از این جهت در صنایعی مانند سرامیک، شیشه سازی، ریخته گری، فولادسازی و… کاربردهای فراوانی دارد. این ماده پرکاربرد، بر اساس درصد ترکیبات به کار رفته در آن، دارای انواع و ویژگی‌های متفاوتی است. با این حال، می‌توان گفت نوع سنتی آن یعنی جرم ریخته گری نسوز معمولی، تا دمای 1300 درجه سانتی گراد را بدون مشکل تحمل می‌کند.
آجر نسوز از چه موادی تشکیل می شود؟
قبلاً نیز اشاره کردیم که آجرهای نسوز از خاک نسوز یا همان جرم‌های نسوز تشکیل می‌شوند و خاک نسوز نوعی ماده معدنی است که در لایه‌های زیرین زغال سنگ به راحتی پیدا می‌شود. اجزاء تشکیل دهنده این خاک عمدتاً سیلیس و آلومینا هستند. می‌توان گفت حدود سه چهارم از جرم‌های نسوز از سیلیس و مابقی از آلومینا است. این خاک با قرار گرفتن در کوره به مدت سه روز و تحت دمای متوسط 1500 درجه سانتی گراد، به آجر نسوز تبدیل می‌شود. علاوه بر سیلیس و آلومینیوم، مواد دیگری مانند منیزیم، تیتانیوم، فریک اسید و… از دیگر اجزائی هستند که در آجر نسوز یافت می‌شوند. البته درصد این اجزاء به مراتب از درصد آلومینا و سیلیس کمتر است. توجه داشته باشید که امروزه با پیشرفت علم، جرم‌های نسوز با ترکیباتی مهندسی شده‌تر نسبت به قبل، تولید و عرضه می‌شوند. بنابراین، ممکن است در طرح اختلاط آنها علاوه بر سنگدانه‌های نسوز و بایندرها، انواع افزودنی نیز مشاهده شود.
مراحل تولید آجر نسوز چیست؟
تا اینجا به طور مختصر با نحوه تولید آجر نسوز آشنا شدیم. آنچه مسلم است، تولید ماده‌ای که تا این اندازه در برابر گرما مقاوم باشد، نیازمند فرآیندی خاص و کاملاً حساب شده است. این فرآیند را می‌توان طی مراحل زیر تعریف کرد.
مرحله اول: تهیه مواد اولیه
در اولین مرحله لازم است خاک یا جرم نسوز مورد نیاز برای تولید آجر نسوز به طور متناسب با نیازهای کاربرد، تهیه شود. بنابراین، برای انتخاب صحیح، باید ازمتخصصین این حوزه که مشخصات مکانیکی و فیزیکی انواع مواد نسوز اعم از ریخته‌گری نسوز معمولی، جرم دیرگداز ریختنی کم سیمان و فوق‌العاده کم سیمان و ماتریس فرانسوز بدون سیمان، را می‌شناسند، کمک بگیرید تا بتوانید بهترین نوع آن را متناسب با نیازهای آجر نسوز، انتخاب و تهیه نمایید.
مرحله دوم: آماده سازی مخلوط نسوز
در دومین مرحله از تولید آجر نسوز، جرم نسوز تهیه شده باید آماده به مصرف شود. آماده سازی جرم‌های نسوز، به دلیل تنوع این مخلوطهای دیرگداز، ممکن است متفاوت باشد. بنابراین، برای تضمین عملکرد آنها، آماده سازی باید طبق دستورالعمل سازنده، باشد. عمدتا، برای آماده به مصرف کردن جرم‌های نسوز، کافیست تا ابتدا آنها به طور خشک مخلوط و آرام آرام با مقداری آب ترکیب شوند. با رسیدن به مخلوطی همگن، جرم نسوز ریخته‌گری، آماده برای مصرف است.
مرحله سوم: قالبگیری یا ریخته‌گری
جرم نسوز آماده شده برای اجرا، کافیست تا به قالب‌های از پیش پاکسازی شده و آغشته به روغن، انتقال یابند. ارتعاش با استفاده از دستگاه‌های ویبره به منظور خارج کردن حباب‌های هوا موجود در جرم ریخته شده، الزامی است. توجه داشته باشید که جرم‌های نسوز ریخته‌گری، متناسب با اجرا به روش ریختن طراحی شده‌اند. پس جریان‌پذیری لازم را ارائه می‌دهند.
مرحله چهارم: خشک کردن
در این مرحله، جرم‌های نسوز قالبگیری شده ابتدا باید تا حد مناسبی خشک شوند تا برای فرآیند پخت آماده گردند. این بخش از فرآیند تولید آجر نسوز در کیفیت نهایی آن نقش مهمی دارد. خشک کردن آجر به صورت طبیعی یا مصنوعی انجام می‌شود و حدوداً دو روز زمان می‌برد. البته در مورد آجرهای نسوز معمولاً از خشک کن‌های صنعتی برای حذف رطوبت کمک گرفته می‌شود.
مرحله پنجم: پخت آجر
در این گام، آجرهای خشک شده، به کمک ماشین آلات صنعتی داخل کوره قرار داده می‌شوند. مدت زمان مورد نیاز برای پخت آجر با توجه به نوع جرم نسوز مصرفی متفاوت است، اما می‌توان زمان پخت را به طور متوسط 40 ساعت در نظر گرفت. از رایج‌ترین کوره‌های مورد استفاده برای پخت آجر نسوز، می‌توان به کوره‌های رولر، تونلی و هوفمان اشاره نمود.
مرحله ششم: بسته بندی
مرحله بسته بندی، آخرین مرحله است. بسته‌بندی می‌تواند کیفیت و ماندگاری آجر نسوز را تعیین نماید. زیرا هر اشتباه کوچک در بسته بندی محصولات، منجر به تخریب و آسیب دیدن آنها پیش از مصرف می‌شود. بدیهی است، آجرهای شکسته و خراب شده، کارایی خاصی ندارند. به این ترتیب، ضرر و زیان زیادی متوجه سازنده می‌شود. به همین دلیل است که معمولاً بسته بندی توسط ماشین آلات انجام نمی‌شود.
مزایا و معایب آجر نسوز
با توجه به این که آجرهای نسوز یکی از محصولات پرکاربرد و محبوب در حوزه ساخت و ساز است، می‌توان حدس زد مزایای آن بسیار بیشتر از محدودیت‌ها و معایب آن است. این مزایا عبارتند از :
- تنوع بالا در رنگ، اندازه و طرح
- طول عمر بسیار بالا
- مقاومت عالی آجر نسوز در برابر گرما و سرما
- خاصیت عایق بودن نسبت به هدررفت انرژی
- سازگار با محیط زیست
- ماندگاری رنگ و خواص
- جذب آب بسیار کم
- سبک وزن بودن
- نصب و اجرای آسان
- مقاوم در برابر شوره و قارچ
- مقاوم در برابر باران اسیدی و…
- مقاوم در برابر واکنش‌های شیمیایی
همان‌طور که می‌بینید مزایای آجر نسوز متعدد است. با این حال اگر محصول تحت شرایط استاندارد تولید نشده باشد، ممکن است با معایبی از جمله پوک شدن، دفرمه شدن، شوره زدگی، تیرگی و تغییر رنگ، ترک خوردگی و… همراه باشد.
آجرهای نسوز شکل داده شده چیست؟
آجرهای نسوز برای اساس نوع ارائه به دو نوع شکل داده شده و بی‌شکل تقسیم می‌شوند. انواع شکل داده آجر نسوز ممکن است در ابعاد استاندارد یا اشکال خاص و ویژه، تولید شوند. شکل دهی به آجرها به صورت دستی یا به کمک ماشین پرس انجام می‌شود. در روش اول، خواص محصول ممکن است هموژن نباشد، اما در شکل دهی ماشینی محصول دارای خواص هموژن خواهد بود. آجرهای شکل داده شده، خصوصاً در ابعاد و اشکال خاص، در صنعت ساخت و ساز، کاربردهای فراوانی دارند.
آجرهای نسوز بی‌شکل چیست؟
نوع دیگری از آجرهای نسوز، بی‌شکل نامیده می‌شود. آجرهای بی‌شکل با نام مونولیتیک نیز شناخته می‌شوند. این محصولات معمولاً به صورت سفارشی و بنابر درخواست شرکت‌ها تهیه و عرضه می‌گردند.
انواع آجر نسوز کدام است؟
آجرهای نسوز بر اساس ترکیبات تشکیل دهنده، در دسته‌های گوناگونی قرار می‌گیرند. این نوع دسته بندی به خوبی می‌تواند خواص و کاربرد آجرها را مشخص کند. در ادامه رایج‌ترین انواع آجرهای نسوز مطابق با این نوع بسته بندی، عنوان خواهند شد.
آجر نسوز سیلیسی
سیلیس یکی از ترکیباتی است که در برابر گرما، پایداری بسیار بالایی دارد. از این رو، زمانی که به یک محصول با مقاومت گرمایی بسیار بالا نیاز باشد، آجر نسوز سیلیسی به عنوان یکی از بهترین گزینه‌ها مورد توجه قرار می‌گیرد. خوب است بدانید سیلیس ترکیبی است با نقطه نرمی 2800 درجه سانتی گراد و نقطه ذوب 3300 درجه سانتی گراد. همین ویژگی منحصر به فرد باعث می‌شود آجرهای ساخته شده از سیلیس بهترین محصول برای ساخت دیواره کوره‌ها در کارخانه‌های شیشه سازی، ذوب مس و فولاد باشند. آجرهای نسوز سیلیسی معمولاً از 95 درصد سیلیس تشکیل شده‌اند و به همین دلیل به این نام خوانده می‌شوند.
آجر نسوز ویژه
یکی از انواع پرکاربرد آجرهای نسوز، آجرهای ویژه هستند که خود به سه دسته زیر تقسیم می‌شوند :
- آجر نسوز زیرکونیوم : در ساختار این محصول، سولفات زیرکونیوم یکی از ترکیبات مهم محسوب می‌شود که موجب بالاتر رفتن مقاومت آجر نسبت به گرمای زیاد می‌گردد. راکتورهای اتمی، کوره‌های مخازن شیشه مذاب و کوره ذوب آلومینیوم از موارد کاربرد این محصول به شمار می‌روند.
- آجر نسوز اکسید کروم – کوروندوم : ترکیب عمده تشکیل دهنده این نوع آجر، اکسید آلومینیوم است (حدود 90-95 درصد). 5 تا 10 درصد باقی مانده آن را نیز اکسید کروم تشکیل می‌دهد. این نوع آجر صنعتی اغلب در کوره بلند ذوب آهن (به عنوان پوشش درونی)، مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- آجر نسوز اکسید کروم : این محصول، برعکس نوع قبلی، از درصد بیشتری اکسید کروم تشکیل می‌شود (حدود 90-95 درصد.) مقاومت فوق العاده این آجر در برابر گرما و حرارت موجب شده یکی از بهترین گزینه‌ها برای بکارگیری در کوره‌های ذوب آلومینیوم و تولید شیشه باشد.
آجر نسوز آلومینیومی
یکی از ترکیبات پرطرفدار در صنعت ساخت نسوزها، آلومینا است. این ترکیب با نقطه ذوب و نرمی بالاتر از سیلیس، یکی از بهترین گزینه‌ها برای تولید محصولاتی با مقاومت گرمایی بسیار بالا است. بنابراین می‌توان گفت آجر نسوز آلومینیومی که تحت دمای 1200 تا 1800 پخته می‌شود، محصولی عالی برای ساخت کوره‌های سیمان، ذوب فلزات، شیشه و… است.
آجر نسوز قلیایی
می‌توان ادعا کرد که مقاوم‌ترین نوع آجر نسوز، چه در برابر گرما و چه در برابر سایش، آجر قلیایی است. این محصول به دلیل طول عمر بسیار بالایی که دارد، یکی از پرطرفدارترین‌ها به حساب می‌آید و در صنایع ذوب شیشه، فولادسازی، فلزات (غیرآهنی) و… کاربردهای فراوانی دارد. این نوع آجر به دلیل عاری بودن از اکسیدهای اسیدی، خاصیت قلیایی دارد و حتی از متریال‌هایی مانند آهن، گرانیت و سنگ آهک نیز پایداری و ماندگاری بیشتری دارد.
آجر نسوز شاموتی
یکی دیگر از انواع پرکاربرد آجرهای نسوز، شاموتی نام دارد. ترکیبات اصلی این محصول، اکسید آلومینیوم و اکسید سیلیس هستند، یعنی دو ماده‌ای که هر دو در برابر گرما مقاومت بالایی دارند. البته درصد ترکیب اکسید سیلیس بالاتر از اکسید آلومینیوم است، اما هر دو ماده حضور مؤثری دارند. از جمله کاربردهای رایج این نوع آجر می‌توان به کوره ذوب فلزات، نمای ساختمان، صنعت فولاد، ریخته گری، ساخت شومینه، ذوب شیشه و… اشاره نمود.
تفاوت بین آجر نسوز و آجر معمولی در چیست؟
بدون شک اولین و مهم‌ترین تفاوت میان آجر معمولی و آجر نسوز، میزان مقاومت آنها در برابر گرما و شوک حرارتی است. بدیهی است، آجرهای نسوز به مراتب مقاومت گرمایی بیشتری نسبت به آجرهای معمولی دارند و در نتیجه در موقعیت‌های خاص قابل استفاده هستند. به عبارتی دیگر می‌توان گفت، آجر نسوز یک عایق حرارتی بسیار خوب به حساب می‌آید. آجر نسوز، دارای مقاومت مکانیکی بالا، پایداری شیمیایی بسیار خوب، مقاومت عالی در برابر خوردگی و… هستند. در کنار این موارد، این محصول از چگالی بالاتری نسبت به آجر معمولی برخوردار است. در واقع آجرهای معمولی سبک وزن‌تر هستند و این شاید یکی از مزیت‌های آنها به حساب آید، اما با در نظر گرفتن استحکام آجرهای نسوز می‌توان از وزن بالاتر این نوع آجرها، به راحتی چشم پوشی کرد.
طراحی نمای ساختمان با آجر نسوز
یکی از رایج‌ترین کاربردهای آجر نسوز در طراحی نمای بیرونی ساختمان است. از آنجایی که نمای ساختمان به طور مداوم در معرض تغییرات آب و هوایی، بارش و رطوبت، گرما و سرمای زیاد است، باید در طراحی آن از محصولی بسیار مقاوم استفاده کرد. شوره نزدن، عدم تغییر رنگ، ترک نخوردن، عدم تخریب در اثر گرما و سرما و… معیارهایی است که باید هنگام تهیه محصول مناسب برای نمای ساختمان، مورد توجه قرار بگیرد. با این اوصاف بدیهی است آجر نسوز باکیفیت و استاندارد بهترین گزینه برای این کار است. استفاده از آجرهای نسوز در ساخت نما، طول عمر نمای ساختمان را زیاد می‌کند، تا جایی که حتی بعد از گذشت چندین سال، ساختمان هنوز نمایی زیبا و تمیز خواهد داشت. رنگ بندی زیبا، طراحی منحصر به فرد، سبک وزن بودن و… از دیگر ویژگی‌هایی است که آجرهای نسوز را به محصولی عالی برای نمای ساختمان تبدیل می‌سازد.
استفاده از آجر نسوز در پوشش کف ساختمان
یکی دیگر از کاربردهای آجرهای نسوز در صنعت ساخت و ساز، استفاده در پوشش کف ساختمان است. پوشش کف به دلیل پا خوردن زیاد و قرار گرفتن در معرض آسیب‌های متعدد، باید از بهترین مصالح ساخته شود. در غیر این صورت پس از مدتی، به راحتی دچار خرابی، تغییر رنگ و… می‌شود. از این رو استفاده از آجر نسوز می‌تواند یک انتخاب عالی برای پوشش کف ساختمان باشد. این محصول به دلیل طول عمر بالایی که دارد، کمترین آسیب را متحمل خواهد شد و حتی با گذشت مدت زمان طولانی، کیفیت اولیه خود را حفظ خواهد کرد. جذب رطوبت بسیار پایین، مقاوم بودن در برابر فشار و ضربه، طراحی زیبا و تنوع رنگ بالا از دیگر عواملی هستند که آجرهای نسوز را برای نصب به عنوان پوشش کف حیاط، تراس، پارکینگ و… مناسب می‌سازند.
بهترین آجر نسوز برای انواع مناطق آب و هوایی کدام است؟
شرایط آب و هوایی یکی از علل مهم تخریب و آسیب در مصالح ساختمانی است. با این حساب برای افزایش طول عمر ساختمان باید از مصالحی سازگار با نوع آب و هوا استفاده کرد. به عنوان مثال آجر نسوز سفید یک انتخاب عالی برای ساختمان‌هایی است که در آب و هوای گرم و مرطوب یا معتدل و مرطوب قرار دارند. همچنین در مناطق سرد و کوهستانی، بهترین نوع آجر، شاموتی است که می‌تواند به خوبی خود را با این آب و هوا سازگار کند، بدون این که آسیب ببیند. علاوه بر این در چنین مناطقی که سرمای هوا آزار دهنده است، استفاده از آجرهای نسوز با رنگ تیره می‌تواند به گرم‌تر شدن ساختمان نیز کمک کند.
راهنمای خرید آجر نسوز
خرید آجر نسوز مناسب و باکیفیت در میان انواع گوناگونی که در بازار دیده می‌شوند، ممکن است کمی پیچیده به نظر برسد، اما با در نظر گرفتن نکات زیر می‌توانید در زمانی کوتاه بهترین محصول را انتخاب و خریداری نمایید.
- آجر باکیفیت باید سطحی یک‌دست داشته باشد.
- آجر را از میان بشکنید. رنگ و بافت میانی آجر باید با لایه رویی آن یکسان باشد.
- ترجیحاً از انتخاب و خرید آجر نسوز جوشی پرهیز کنید.
- دو آجر را به آرامی به هم برخورد دهید و به صدای آن دقت کنید. اگر صدایی شبیه برخورد قطعه‌های سرامیک بشنوید، می‌توانید از بابت کیفیت و توپر بودن محصول مطمئن باشید.
قیمت آجر نسوز چقدر است؟
قیمت نهایی آجرهای نسوز با توجه به پارامترهای مختلف، متفاوت است. در ادامه این پارامترها را عنوان خواهیم کرد تا در نهایت بتوانید بهترین محصول را با قیمتی مقرون به صرفه خریداری نمایید.
- نوع آجر نسوز : بدون شک، اولین پارامتر تأثیرگذار بر قیمت آجرهای نسوز، نوع آجر است. همان‌طور که پیش‌تر اشاره کردیم، این محصول از نظر شکل فیزیکی به دو نوع بی‌شکل و شکل داده شده و از نظر ترکیبات و ویژگی‌ها به انواع مختلف قلیایی، ویژه، شاموتی و… تقسیم می‌شود. لازم است پیش از خرید، نوع کاربرد مورد نظر تعیین گردد و به تناسب آن، بهترین نوع آجر انتخاب و خریداری شود.
- ابعاد و اندازه آجر نسوز : بسیاری از آجرهای نسوز در ابعاد استاندارد تولید می‌شوند. با این حساب گاهی بنابر سلیقه تولید کننده یا سفارش مشتری، محصولات در طراحی و ابعاد گوناگون وارد بازار می‌شوند که همین امر روی قیمت نهایی آنها تأثیر می‌گذارد.
- کیفیت آجر نسوز : شکی نیست که یک کالا هر چقدر باکیفیت‌تر باشد، قیمت بالاتری دارد. این مورد درباره آجرهای نسوز نیز صدق می‌کند. آجر نسوز استاندارد که تمام آزمایش‌های لازم روی آن انجام شده و به شکلی صحیح بسته بندی و آماده ارائه گشته است، قیمت بالاتری نسبت به آجرهای نامرغوب بازار دارد.
- ناحیه تولید آجر نسوز : بدون شک، تهیه این محصول در مناطقی که خود در تولید آجرهای نسوز فعال هستند، هزینه کمتری به همراه دارد، زیرا تهیه و ارسال محصول به دیگر نواحی کشور مشمول هزینه‌های باربری و انبارداری نیز خواهد بود.
بازار عرضه و تقاضا آجر نسوز
عرضه و تقاضا همیشه روی قیمت کالاهای مختلف تأثیر می‌گذارد. زمانی که بازار خرید و فروش آجرهای نسوز پررونق است، طبیعتاً هزینه تهیه این محصول نیز کمی بالاتر است. در مقابل، زمانی که بازار در وضعیت رکود به سر می‌برد و میزان تقاضا از عرضه پایین‌تر است، قیمت آجر نیز کمتر خواهد بود. آجر نسوز یکی از محصولاتی است که نیاز به آن، همیشه در بازار احساس می‌شود. زیرا گستره کاربرد بسیار متنوعی دارد. استفاده از این محصول، در صورتی که هوشمندانه انتخاب و خریداری شده باشد، می‌تواند طول عمر سیستم مورد نظر را به طور قابل توجهی بالا ببرد و موجب کاهش بسیاری از هزینه‌های جانبی شود. البته تمام این موارد به شرطی است که انتخاب و بکارگیری آجرهای نسوز با مشورت کارشناسان فعال در این حوزه انجام گردد. در این صورت نتیجه نهایی، بی‌نقص خواهد بود.