جمعه، 05 دی 1404
بررسی استحکام خمشی کاشی های سوپرسرامیک و پرسلان

بررسی استحکام خمشی کاشی های سوپرسرامیک و پرسلان

استحکام خمشی کاشی یکی از مهم ترین شاخص های ارزیابی کیفیت مکانیکی کاشی های سرامیکی، بویژه در گروه پرسلان و سوپرسرامیک است. این ویژگی نقش تعیین کننده ای در تحمل تنش های بهره برداری، بارگذاری و شکست قطعه در مراحل نصب و مصرف دارد. در استانداردهای معتبر، ارزیابی عملکرد مکانیکی کاشی ها بر پایه نتایج آزمون ها انجام می شود و ضخامت اسمی به تنهایی معیار قضاوت کیفی محسوب نمی شود.

استحکام خمشی کاشی چیست و چگونه اندازه گیری می شود؟

استحکام خمشی Bending Stregth یا Modules of Rupture حداکثر تنشی است که یک قطعه سرامیکی پیش از شکست تحت بار خمشی تحمل می کند. این پارامتر از طریق آزمون خمش سه نقطه ای اندازه گیری شده و بیانگر توانایی کاشی در مقاومت در برابر تنش های مکانیکی در شرایط واقعی مصرف است.

عوامل موثر بر استحکام خمشی کاشی های پرسلان و سوپرسرامیک

استحکام خمشی کاشی های سوپرسرامیک و پرسلان تابع مجموعه ای از عوامل فنی و ریزساختاری است که از مهم ترین آن ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • دانسیته و میزان تخلخل بدنه
  • یکنواختی توزیع مواد اولیه
  • کیفیت فرآیند پرس و فشردگی بدنه خام
  • شرایط پخت و تشکیل فازهای مختلف
  • کاهش عیوب داخلی و ترکهای میکروسکوپی

در این میان، ضخامت تنها یکی از پارامترهای هندسی است و نقش آن در صورت کنترل سایر عوامل تولید، تعیین کننده نهایی کیفیت نخواهد بود.

تاثیر ضخامت کاشی بر استحکام خمشی و عملکرد مکانیکی

از منظر مهندسی مواد، افزایش ضخامت می تواند موجب افزایش مقاومت خمشی شود؛ با این حال، در استاندارد ملی ایران، ضخامت به عنوان معیار مستقل پذیرش تعریف نشده است. معیار اصلی، دستیابی به حداقل مقادیر استحکام خمشی و بار شکست تعیین شده در استاندارد است. بنابراین، کاهش جزئی ضخامت در صورت حفظ شرایط ریزساختاری و فرآیندی، الزاما" به افت عملکرد مکانیکی منجر نمی شود.

الزامات استاندارد ملی ایران شماره 25 برای استحکام خمشی کاشی

مطابق استاندارد ملی ایران به شماره 25، کاشی ها بر اساس میزان جذب آب و شاخص های مکانیکی طبقه بندی می شوند:

گروه کاشی
محدوده جذب آب (%)
حداقل استحکام خمشی (MPa)
حداقل بار شکست (N)
گروه کاشی
BIa (پرسلانی)
محدوده جذب آب (%)
<<0.5
حداقل استحکام خمشی (MPa)
>>35
حداقل بار شکست (N)
>>1300
گروه کاشی
BIb
محدوده جذب آب (%)
3-0.5
حداقل استحکام خمشی (MPa)
>>30
حداقل بار شکست (N)
>>1100
گروه کاشی
BIIa
محدوده جذب آب (%)
6-3
حداقل استحکام خمشی (MPa)
>>22
حداقل بار شکست (N)
>>800

این الزامات نشان می دهد که عدد استحکام خمشی و بار شکست مبنای ارزیابی کیفیت محصول هستند و ضخامت اسمی نقش مستقیمی در پذیرش یا رد کاشی ندارد.

جمع بندی: چرا استحکام خمشی مهم تر از ضخامت اسمی کاشی است؟

استحکام خمشی معیار اصلی ارزیابی عملکرد مکانیکی کاشی های سوپرسرامیک و پرسلان است. بر اساس استاندارد ملی ایران شماره25، دستیابی به مقادیر حداقلی استحکام خمشی و بار شکست برای هر گروه جذب آب الزامی بوده و ضخامت اسمی تنها در صورتی اهمیت می یابد که بر این پارامترها اثرگذار باشد. با بهره گیری از فناوری های نوین تولید و کنترل دقیق فرآیند، امکان بهینه سازی ضخامت بدون خروج از الزامات استاندارد فراهم شده است. بررسی دلایل فنی و مزایای این رویکرد، موضوع مقاله بعدی خواهد بود.

سینا کاشی با رعایت این رویکرد، روی کارتن های خود محدوده عددی مقاومت خمشی هر گروه کاشی را درج می کند و به مشتری اطلاع می دهد. این اقدام علاوه بر شفافیت و اعتماد، نشان دهنده تعهد شرکت به رعایت استاندارد ملی و اهمیت دادن به انتخاب آگاهانه مشتری است.

منابع

  • ISO 13006:Ceramic tiles-Definitions, classification,charactristics and marking. conformity evaluation.
  • EN 14411: Ceramic tiles- Definitions, classification,charactristics and conformity evaluation.
  • Kingery,W.D.,Bowen, H.K.,Uhlmann, D.R., Introduction to Ceramics, Wiley.
  • Reed, J.S.,Principles of Ceramic Processing, Wiley – Interscience.
  • سازمان ملی استاندارد ایران، استاندارد ملی ایران شماره 25، کاشی ها و سرامیک ها – ویژگی ها و روش های آزمون.
  • گرد آورنده: اسماعیلی، اعظم. کارشناس ارشد واحد آزمایشگاه شرکت کاشی و سرامیک سینا