الوزن النوعي للسيراميك وأوزان أنواعه المختلفة
يعود تاريخ أولى القطع المصنوعة من الطين المحروق إلى الألفية الخامسة والعشرين حتى التاسعة والعشرين قبل الميلاد. ويرى العلماء أن أسلاف البشرية صنعوا آنذاك أول مادة اصطناعية مع انتقالهم إلى نمط الحياة المستقرة. ولم تُخترع عجلة الخزاف، التي بسّطت العملية التقنية بدرجة كبيرة، إلا في الألفية الثالثة قبل الميلاد.
كانت لكل بلد وصفاته المميزة لإنتاج السيراميك. ومع تطور البشرية تحسنت التركيبات وطرائق صنع المنتجات. ولم يكتف الحرفيون بنقش زخارف بسيطة على أعمالهم، بل ابتكروا رسومًا فريدة ووضعوا طلاءات متنوعة.
يُطلق السيراميك اليوم على المنتجات المصنوعة من الطين وبعض المواد غير العضوية الأخرى (الدياتوميت والتراب الدياتومي وغيرها) مع إضافات معدنية، والتي خضعت للمعالجة الحرارية.
أنواع السيراميك
منذ القدم، تُعد الأنواع الأساسية المستخدمة في إنتاج القطع الفنية:
- التراكوتا: طين أصفر أو أحمر محروق بلا طلاء زجاجي، ويكون جسم القطعة مساميًا.
- الفخار: منتجات طينية تُعالج في الفرن وتُغطى بطبقة زجاجية شفافة، ويكون جسمها مساميًا.
- المايوليكا: سيراميك نشأ في جزيرة مايوركا، وله جسم كبير المسام وزخارف بارزة غالبًا. وكان يُصنع من طين أبيض أو ملوّن ويُغطى جزئيًا بطبقة زجاجية بألوان هادئة.
- الخزف القاشاني: من ابتكار الحرفيين الإيطاليين، ويُصنع من طين أبيض ذي جسم مسامي دقيق للغاية، ويُغطى بطبقة زجاجية عديمة اللون ولا يكون شفافًا.
- البورسلان: نوع فريد من السيراميك. جسمه الأبيض الرقيق شبه الشفاف غير منفذ للماء. ومواد إنتاجه هي الكاولين والطين الحراري اللدن والفلسبار والكوارتز.
يُستخدم السيراميك على نطاق واسع في إنتاج مواد البناء والتشطيب. ويكون السيراميك المسامي، الذي تبلغ نسبة امتصاصه للرطوبة 8–10%، معتمًا ويسمح بمرور الماء تحت الضغط. وتُصنع منه منتجات مختلفة للجدران والأسقف وأنابيب الصرف وغيرها. أما طوب الكسوة والبلاط والأدوات الصحية القاشانية فتُنتج من السيراميك المسامي المطلي بالزجاج.
يُصنع طوب الكلنكر وبلاط الأرضيات والبورسلان وشبه البورسلان الصحي من سيراميك ذي جسم متلبد خالٍ من المسام. ويتراوح امتصاص هذا النوع للماء بين 3 و10%. وتقلل الطلاءات الزجاجية الإضافية درجة امتصاص الماء.
ينتمي طوب البناء العادي وقرميد الأسقف الخزفي إلى فئة السيراميك الخشن ذي البنية كبيرة الحبيبات. أما السيراميك الدقيق فيشمل بلاط الكسوة المزجج والطوب المقاوم للأحماض ومنتجات البورسلان.
جدول أوزان أنواع السيراميك المختلفة (غ/سم³)
| نوع السيراميك | الكثافة الحقيقية | الكثافة المتوسطة |
|---|---|---|
| خزف قاشاني صلب | 2,45–2,60 | 1,20–2,50 |
| خزف قاشاني لين | 2,40–2,50 | 2,30–2,45 |
| بورسلان | 2,42–2,60 | 2,26–2,50 |
| شبه بورسلان | 2,30–2,40 | 2–2,20 |
| طوب خزفي | 2,60–2,70 | 1,50–1,90 |
| طوب خفيف | 2,60–2,70 | 0,70–1,40 |
| حجر خزفي | 2,60–2,70 | 1,25–1,40 |
يُصنف السيراميك أيضًا بحسب الغرض الإنشائي:
- للجدران (الطوب والألواح وغيرها)،
- للأسقف (القرميد)،
- للبلاطات (الكمرات والأحجار والألواح)،
- ركام للخلطات الخرسانية (الطين الموسع)،
- عناصر الكسوة (بلاط الأرضيات والجدران والزخارف)،
- للصرف وشبكات المجاري (الأنابيب وطوب الطرق)،
- للأدوات الصحية (المراحيض والمغاسل وأحواض الاستحمام)،
- منتجات مقاومة للأحماض والحرارة: الطوب والبلاط وغيرها من المواد.
يعتمد الوزن النوعي للسيراميك على كثافة جسمه. ولذلك يوجد مفهوما الكثافة الحقيقية والمتوسطة. فالحقيقية هي كتلة المادة بلا مسام، والمتوسطة هي كتلتها في حالتها الطبيعية مع المسام والفراغات.
الأسئلة الشائعة
ما كثافة السيراميك؟
لا توجد قيمة واحدة، إذ تعتمد الكثافة على نوع السيراميك وتركيب المادة الخام ودرجة حرارة الحرق والمسامية والطلاء الزجاجي. ويعرض الجدول قيمًا تقريبية للخزف القاشاني والبورسلان والطوب والحجر الخزفي.
ما الفرق بين الكثافة الحقيقية والمتوسطة؟
تخص الكثافة الحقيقية المادة من دون احتساب المسام، أما الكثافة المتوسطة فتأخذ مسام وفراغات المنتج الفعلي في الحسبان. وعند حساب وزن البلاط أو الطوب أو المنتجات تكون الكثافة المتوسطة أهم عادةً.
لماذا قد يختلف وزن الطوب الخزفي؟
تتأثر كتلة الطوب بنسبة الفراغات والمسامية والمقاس والرطوبة وتركيب الطين ونظام الحرق. لذلك يُفضل أخذ الوزن الدقيق من شهادة المنتج المحدد.