همه چیز درباره درجه بومه و درصد جامد در سیلیکات مایع
اگر با خرید، فرمولاسیون یا کنترل کیفیت سیلیکات سروکار دارید، احتمالاً بارها شنیده‌اید که فلان گرید «۴۰ بومه» است یا «درصد جامد ۳۸٪ دارد». اما دقیقاً درجه بومه و درصد جامد در سیلیکات مایع یعنی چه و چرا این دو شاخص تا این حد روی کار شما اثر می‌گذارند؟ در این راهنمای جامع، با زبانی تخصصی اما روان و دوستانه، همه‌چیز را درباره تعریف، اندازه‌گیری، تبدیل، اثرات فرایندی و نکات عملی خواهیم گفت تا بتوانید بهتر تصمیم بگیرید، دقیق‌تر خرید کنید و با خطاهای کمتر تولیدی پایدارتر داشته باشید.
چرا این موضوع مهم است؟
در پروژه‌های پوشش‌های معدنی، چسب‌های آب‌پایه، ریخته‌گری، کاغذ و کارتن، شوینده صنعتی، ملات‌های نسوز و حتی کشاورزی، تنظیم فرمول بدون دانستن درجه بومه و درصد جامد در سیلیکات سدیم مایع تقریباً ناممکن است. بومه به شما می‌گوید محلول «چقدر سنگین/غلیظ» است و درصد جامد می‌گوید «چقدر مادهٔ واقعیِ خشک» داخل هر کیلو محلول دارید. نتیجه؟ شما می‌فهمید برای رسیدن به یک مقدار بایندر خشک، دقیقاً چند کیلو از محلول لازم دارید، ویسکوزیته را چطور کنترل کنید و دوز مصرفی را چگونه پایدار نگه دارید.
تعریف ساده اما دقیق: درجه بومه چیست؟
بومه یک مقیاس چگالی‌سنجی است که با هیدرومتر سنجیده می‌شود و در اصل نسبت به آب مرجع تعریف شده است. برای بیشتر محلول‌های سیلیکاتی که از آب سنگین‌ترند، هر چه درجه بومه بالاتر باشد، محلول غلیظ‌تر و چگال‌تر است. همین شاخص در انبارداری و کنترل ورود کالا بسیار کاربردی است: یک نگاه به بومه و سریع متوجه می‌شوید بار «رقیق شده» یا «غلیظ‌تر از قرارداد» نیست.
به بیان عملی، درجه بومه و درصد جامد در سیلیکات مایع همبستگی دارند، اما یکسان نیستند؛ بومه بیشتر به «چگالی/رقیقی» اشاره دارد، در حالی که درصد جامد به «محتوای خشک واقعی» مربوط است.
درصد جامد یعنی چه؟
وقتی از درصد جامد حرف می‌زنیم، منظور سهم مواد غیر فرار (اغلب SiO₂ و Na₂O یا K₂O و مواد حل‌شدهٔ دیگر) از کل وزن محلول است. روش مرجع، تبخیر آب و سنجش باقیماندهٔ خشک در دمای کنترل‌شده است. این عدد برای محاسبهٔ دوز مصرفی در بسیاری از خطوط تولید کلیدی است: اگر بدانید درصد جامد دقیقاً چقدر است، می‌توانید به‌جای «با چشم و تجربه»، فرمول را وزنی و تکرارپذیر تنظیم کنید.
تفاوت و ارتباط: چرا هر دو را لازم داریم؟
شاید وسوسه شوید فقط به بومه اکتفا کنید؛ اما دو مشکل وجود دارد:
-
بومه تابع دماست. یک تغییر چند درجه‌ای می‌تواند قرائت را تغییر دهد.
-
بومه با نسبت مولی (SiO₂/Na₂O یا SiO₂/K₂O) و ترکیبات همراه عوض می‌شود؛ دو محلول با بومهٔ برابر، حتماً درصد جامد یکسان ندارند.
پس در کنترل کیفی حرفه‌ای، هم بومه و هم درصد جامد را کنار هم می‌سنجیم. این همان جایی است که فهم درستِ درجه بومه و درصد جامد در سیلیکات مایع جلوی بسیاری از خطاهای پرهزینه را می‌گیرد.
روش‌های عملی اندازه‌گیری در کارگاه
1) اندازه‌گیری بومه با هیدرومتر
-
ظرف بلند و تمیز، نمونهٔ هم‌دما با اتاق (یا اعمال تصحیح دما).
-
هیدرومتر را آرام رها کنید تا ثابت شود و قرائت را در سطح مایع بخوانید.
-
دمای مرجع ابزار را در نظر بگیرید؛ معمولاً ۲۰°C یا ۱۵.۶°C (۶۰°F).
-
اگر اختلاف دما زیاد است، از جدول تصحیح استفاده کنید.
2) اندازه‌گیری درصد جامد (روش خشک‌کردن)
-
ظرف آلومینیومی/کوارتز وزن‌شده، ۵–۱۰ گرم نمونه هم‌زده.
-
خشک‌کردن تا وزن ثابت (مثلاً ۱۱۰–۱۸۰°C بسته به پروتکل داخلی).
-
درصد جامد = ۱۰۰ × (وزن خشک/وزن اولیه).
-
یادآوری: دمای بالاتر خشک‌کردن ممکن است ترکیبات حساس را تغییر دهد؛ پروتکل را ثابت نگه دارید.
3) روش‌های کمکی/سریع
-
رفرکتومتر (اندازه‌گیری ضریب شکست) برای پایش روزانه؛ نیاز به کالیبراسیون دارد.
-
اندازه‌گیری چگالی با پیکنومتر و تبدیل به بومه.
-
برآورد درصد جامد از روی بومه فقط با «منحنی کالیبراسیون اختصاصی همان نسبت مولی».
نکتهٔ کلیدی: اگر برای گرید مشخصی از سیلیکات (با نسبت مولی ثابت)، چند نقطه «بومه–درصد جامد» بسازید، در ادامه می‌توانید با یک معادلهٔ خطی/چندجمله‌ای ساده، درصد جامد را از روی بومه حدس بزنید. این کاری است که بسیاری از تیم‌های QC حرفه‌ای انجام می‌دهند.
نسبت مولی و اثرش بر خوانش‌ها
نسبت مولی SiO₂/Na₂O یا SiO₂/K₂O شخصیت محلول را عوض می‌کند: ویسکوزیته، چسبندگی سطحی، حلالیت، رفتار خشک‌شدن و حتی رابطهٔ بومه–درصد جامد. بنابراین درجه بومه و درصد جامد در سیلیکات مایع را همیشه باید «در متن نسبت مولی» تفسیر کرد. دو محلول با ۳۸° بومه، اگر نسبت مولی‌شان متفاوت باشد، ممکن است یکی ۳۵٪ جامد باشد و دیگری ۴۰٪. به همین دلیل، همیشه از فروشندهٔ معتبر «COA با نسبت مولی دقیق» بگیرید.
دما، ویسکوزیته و پایداری
-
دما بالا می‌رود → ویسکوزیته پایین می‌آید → هیدرومتر کمی بیشتر در مایع فرو می‌رود → بومه ظاهراً کمتر/بیشتر خوانده می‌شود (بسته به کالیبراسیون).
-
انبارداری طولانی → ورود CO₂ هوا → تغییرات جزئی pH و ریسک ژل موضعی.
-
یخ‌زدگی/گرمای شدید → جداشدگی فاز، رسوب یا افزایش نقطهٔ ژل.
در کنترل روزانه، دما را یادداشت کنید، مخزن را هم بزنید و بعد درجه بومه و درصد جامد در سیلیکات مایع را ثبت کنید تا منحنی‌های شما مولد تصمیم‌های دقیق باشند.
محاسبات کاربردی
اگر چگالی نسبی (SG) دارید و می‌خواهید بومهٔ تقریبی بگیرید (برای مایعات سنگین‌تر از آب):
-
بومه ≈ 145 − (145 / SG)
و بالعکس:
-
SG ≈ 145 / (145 − بومه)
تأکید مهم: این روابط کلاسیک هیدرومتری‌اند و برای برآورد اولیه خوبند، ولی برای تبدیل بومه به درصد جامد، حتماً منحنی کالیبراسیون ویژهٔ همان گرید/نسبت مولی را بسازید؛ این همان «راز حرفه‌ای» کار است که باعث می‌شود برداشت شما از درجه بومه و درصد جامد در سیلیکات مایع دقیق و تکرارپذیر باشد.
نمونهٔ گام‌به‌گام (سناریوی واقعی کنترل ورودی)
فرض کنید یک محمولهٔ سیلیکات سدیم مایع دریافت کرده‌اید و روی COA نوشته: نسبت مولی 3.3، درصد جامد هدف 38±1٪، بومه مرجع 39° در ۲۰°C.
-
هم‌زدن مخزن نمونه‌برداری، قرائت بومه در ۲۳°C: 38.5°.
-
تصحیح دما طبق جدول داخلی → معادل در ۲۰°C: حدود 39°.
-
آزمون خشک‌کردن نمونه: 10.00 g اولیه → 3.83 g باقیماندهٔ خشک → 38.3٪ جامد.
-
پذیرش محموله؛ هر دو شاخص در تلرانس‌اند.
این روال ساده، هر روز جلوی اختلاف‌های بزرگ را می‌گیرد؛ چون شما از دو زاویه به همان حقیقت نگاه می‌کنید: درجه بومه و درصد جامد در سیلیکات مایع.
اثر این دو شاخص بر فرمولاسیون
-
پوشش معدنی پایه سیلیکات پتاسیم: درصد جامد پایین‌تر → فیلم نازک‌تر، خطر سفیدک، چسبندگی کاهش می‌یابد.
-
چسب کارتن نشاسته–سیلیکات: بومه خیلی بالا → پمپاژ سخت، شرهٔ کمتر اما نفوذ ناکافی؛ بومه خیلی پایین → شره و تاخیر گیرش.
-
ریخته‌گری با واترگلس: درصد جامد بالا → استحکام خشک بهتر؛ اما فروپاشی هسته سخت‌تر.
-
شویندهٔ صنعتی: درصد جامد و نسبت مولی → pH و بَفر قلیایی؛ تغییر در قدرت شویندگی و رسوب‌گذاری.
با اصلاح هدفمند درجه بومه و درصد جامد در سیلیکات مایع، بدون تغییر «نوع» ماده، می‌توانید کارایی فرمول را به‌طور چشمگیری بهتر کنید.
چک‌لیست ۱۲ نکتهٔ طلایی
-
همیشه دما را همراه با بومه ثبت کنید.
-
برای هر گرید، منحنی داخلی «بومه ↔ درصد جامد» بسازید.
-
نسبت مولی را در COA بررسی کنید.
-
مخازن را درپوش‌دار نگه دارید تا ورود CO₂ و تبخیر آب کم شود.
-
نمونه را قبل از آزمون همگن کنید.
-
برای خشک‌کردن تا وزن ثابت، زمان کافی بدهید.
-
اگر بومه درست است اما درصد جامد پرت است، احتمال خطای دما/خشک‌کردن را بررسی کنید.
-
ویسکوزیته را در کنار بومه پایش کنید؛ دو خط داده کنار هم معنادارند.
-
اگر فرمول حساس است، از آب دیونیزه برای رقیق‌سازی استفاده کنید.
-
تغییر کوچک در درصد جامد می‌تواند دوز مصرف را زیاد تغییر دهد؛ محاسبه کنید.
-
ثبت سوابق، کلید تکرارپذیری است.
-
تیم تولید را آموزش دهید: همه باید معنای درجه بومه و درصد جامد در سیلیکات مایع را بفهمند.
عیب‌یابی سریع
-
بومه نوسان می‌کند، درصد جامد ثابت است
احتمالاً دما تغییر می‌کند یا قرائت هیدرومتر ناپایدار است. تصحیح دما و آرام‌سازی حباب‌ها. -
درصد جامد پایین‌تر از سفارش، بومه نزدیک قرارداد
ترکیب نسبت مولی متفاوت یا آب آزاد بیشتر. با فروشنده چک کنید؛ آزمون خشک‌کردن را تکرار کنید. -
شوره/سفیدک در پوشش‌های سیلیکاتی
جامد کم یا رطوبت محیط بالا. بومه/جامد را کمی بالا ببرید و شرایط پخت را اصلاح کنید. -
پمپاژ سخت و شرهٔ کم
بومه خیلی بالا یا دمای پایین. با آب دیونیزه دقیق رقیق کنید یا دمای محیط/سیال را کمی بالا ببرید.
کاربردها و هدف‌گذاری شاخص‌ها
-
رنگ معدنی نما (K₂SiO₃): درصد جامد و بومه متوازن برای فیلم یکنواخت و چسبندگی به زیرلایه‌های معدنی.
-
چسب کارتن: بومه میانه برای تعادل بین نفوذ و شره؛ درصد جامد کافی برای استحکام خشک.
-
ریخته‌گری: درصد جامد بالاتر برای استحکام، با کنترل فروپاشی.
-
ملات‌های نسوز: جامد بالا برای مقاومت و کاهش آب آزاد.
در همهٔ این موارد، نقطهٔ شروع خوب، فهم دقیق درجه بومه و درصد جامد در سیلیکات مایع است؛ سپس با آزمون‌های کوچک بهینه‌سازی کنید.
قیمت و خرید سیلیکات سدیم مایع
اگر به‌دنبال انتخاب گرید مناسب و پایش حرفه‌ای هستید و می‌خواهید با تکیه بر دادهٔ دقیق، فرمول‌های پایدار بسازید، پیشنهاد می‌کنیم از دسته‌های محصولی مرتبط در ایران سیلیکات دیدن کنید. در دسته‌های سیلیکات سدیم مایع و سیلیکات پتاسیم می‌توانید گریدهای متنوع را با نسبت مولی، درصد جامد و ویژگی‌های فنی متفاوت بررسی کنید و بر اساس نیاز پروژه خود انتخاب هوشمندانه انجام دهید.
https://iransilicate.com/
تیم فنی می‌تواند کنار شما باشد تا تنظیم دوز و کنترل کیفیت بر مبنای درجه بومه و درصد جامد در سیلیکات مایع به‌صورت عملی در خط تولید پیاده شود.
جمع‌بندی
در یک جمله: درجه بومه و درصد جامد در سیلیکات مایع دو چشم شما برای دیدن «واقعیتِ ماده» هستند. بومه تصویری از چگالی و رقیق/غلیظ بودن می‌دهد؛ درصد جامد مقدار واقعیِ مادهٔ خشک را نشان می‌دهد. هر دو به دما، نسبت مولی و شرایط نگهداری حساس‌اند و هر دو باید با پروتکل ثابت سنجیده شوند. وقتی منحنی اختصاصی «بومه ↔ درصد جامد» برای گریدهای خود می‌سازید، انتخاب، رقیق‌سازی، دوز مصرف و کنترل کیفیت از «حدس» به «حساب» تبدیل می‌شود. همین تغییر کوچک، تفاوت بزرگ در پایداری، هزینه و کیفیت خروجی ایجاد می‌کند.
سوالات متداول
-
آیا می‌توان درصد جامد را فقط از روی بومه حدس زد؟
اگر برای همان گرید و نسبت مولی، منحنی کالیبراسیون ساخته باشید، بله تا حد خوبی. اما بدون منحنی اختصاصی، خیر؛ برای دقت بالا باید آزمون خشک‌کردن انجام دهید. به‌هرحال، تفسیر حرفه‌ایِ درجه بومه و درصد جامد در سیلیکات مایع نیاز به هر دو داده دارد. -
چرا دو محلول با بومهٔ برابر، درصد جامد متفاوتی دارند؟
به خاطر تفاوت نسبت مولی و ترکیبات حل‌شدهٔ همراه. چگالی همیشه معادلِ مستقیم جامد نیست. -
بهترین دمای آزمون چیست؟
دمای مرجع ابزار/آزمایشگاه را ثابت نگه دارید (مثلاً ۲۰°C) و حتماً تصحیح دما را لحاظ کنید. -
ویسکوزیته با بومه یکسان است؟
خیر. ویسکوزیته علاوه بر جامد، به ساختار شبکه و نسبت مولی وابسته است. دو محلول با بومه برابر می‌توانند ویسکوزیته‌های متفاوتی داشته باشند. -
درصد جامد را در چه دمایی خشک کنیم؟
پروتکل داخلی را ثابت کنید (مثلاً ۱۱۰–۱۲۰°C) و تا وزن ثابت ادامه دهید. دمای بسیار بالا می‌تواند روی برخی ترکیبات اثر بگذارد. -
چگونه بومه را به چگالی تبدیل کنیم؟
برای مایعات سنگین‌تر از آب، تقریباً: SG ≈ 145/(145 − °Bé). این تبدیل برای برآورد اولیه مناسب است. -
اگر محموله‌ای بومهٔ درست اما جامدِ پایین داشت چه کنم؟
روش آزمون را دوباره بررسی کنید، همگن‌سازی را تکرار کنید و با فروشنده درباره نسبت مولی/آب آزاد چک کنید. -
چرا در زمستان قرائت‌ها تغییر می‌کند؟
به دلیل تغییر دما و ویسکوزیته. نمونه را هم‌دما کنید یا از جدول تصحیح استفاده کنید تا خوانش درجه بومه و درصد جامد در سیلیکات مایع پایدار بماند. -
برای رقیق‌سازی از چه آبی استفاده کنم؟
ترجیحاً آب دیونیزه تا املاح جانبی، pH و رفتار محلول را تغییر ندهند. -
هر چند وقت یک‌بار منحنی کالیبراسیون را به‌روزرسانی کنیم؟
با تغییر تأمین‌کننده، نسبت مولی یا هر تغییر معنادار در COA، نقاط جدید بگیرید و منحنی را به‌روزرسانی کنید.