سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور فصلنامه علمی علوم زمین 1023-7429 36 1 2026 03 21 Study of mineralogical and physicochemical properties of raw materials in brick production and their changes through final product: A case study of Nasrabad, Gorgan مطالعه خصوصیات کانی‌شناسی و فیزیکوشیمیایی مواد اولیه تولید آجر و تغییرات آن در طول تهیه محصول نهایی: مطالعه موردی نصرآباد، گرگان 39 56 236318 10.22071/gsj.2025.506659.2181 FA میلاد رجبی گروه زمین‌شناسی معدنی و آب، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران 0009-0006-3159-8502 فاطمه اسدی کرد گروه زمین‌شناسی معدنی و آب، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران فریبرز مسعودی گروه زمین‌شناسی معدنی و آب، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران 0000-0003-0383-5823 بهمن رحیم زاده گروه زمین‌شناسی معدنی و آب، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران حمیدرضا آزادی شرکت تولیدی و بازرگانی مرجان‌کار، گلستان، ایران Journal Article 2025 02 16 This research was conducted at Marjan-Kar Company to investigate the characteristics of raw materials used in brick production and their transformations during firing. The company's raw materials are sourced from Caspian Alluvial deposits, consisting of clay playa and loess in a 30:70 ratio. Mineralogical studies revealed that the main phases in both clay playa and loess units were similar, with differences in minor phases including hematite in clay playa and dolomite in loess. The clay playa unit was classified as Silty clay, while the loess unit fell into the Silty clay loam category. Higher concentrations of SiO₂, Al₂O₃, and Fe₂O₃ were observed in the clay playa, whereas greater amounts of CaO and LOI were found in the loess, with elevated Na₂O concentrations present in both units. During firing at 950°C, complete calcite decomposition occurred, leading to the formation of new phases such as anorthite, augite, and gehlenite, accompanied by an amorphous phase that plays a crucial role in the mechanical strength of the final product. Results indicated that the 70% loess and 30% clay playa composition is suitable for brick production. However, grain size optimization is essential: adding 7.8 to 14.1 kg of sand per 100 kg raw material brings sand content to the optimal 10-15% range while reducing plasticity index to 16-19%, thereby enhancing product quality without requiring fundamental process changes. <span lang="FA">این پژوهش به منظور بررسی ویژگی‌های مواد اولیه تولید آجر و تغییرات آن طی فرایند پخت، در شرکت مرجان‌کار انجام گردید. مواد اولیه شرکت از نهشته‌های کواترنری دشت گرگان، شامل کفه رسی و لس با ترکیب 30 به 70 تامین می‌گردد. مطالعات کانی‌شناسی نشان داد فازهای اصلی در واحدهای کفه رسی و لس مشابه بوده، با تفاوت‌هایی در فازهای فرعی شامل حضور هماتیت در کفه رسی و دولومیت در لس. واحد کفه رسی در دسته </span><span dir="LTR">Silty clay</span> <span lang="FA">و لس‌ در دسته </span><span dir="LTR">Silty clay loam</span><span lang="FA"> قرار گرفت</span><span dir="LTR">.</span> <span lang="FA">غلظت بالاتر </span><span dir="LTR">SiO₂</span><span lang="FA">، </span><span dir="LTR">Al₂O₃</span><span lang="FA"> و </span><span dir="LTR">Fe₂O₃</span><span lang="FA"> در کفه رسی و مقادیر بیشتر </span><span dir="LTR">CaO</span><span lang="FA"> و </span><span dir="LTR">LOI</span> <span lang="FA">در لس و غلظت بالای </span><span dir="LTR">Na₂O</span><span lang="FA"> در هر دو واحد مشاهده گردید. طی فرایند پخت در دمای 950 درجه سانتی‌گراد، تجزیه کامل کلسیت و تشکیل فازهای جدید آنورتیت، اوژیت و ژلنیت به همراه فاز بی‌شکل (آمورف) مشاهده شد که نقش اساسی در استحکام مکانیکی محصول نهایی دارند. نتایج نشان داد ترکیب 70 درصد لس و 30 درصد کفه رسی برای تولید آجر مناسب است، اما افزودن 10 الی 15 درصد ماسه با ترکیب شیمیایی کنترل شده، برای بهبود خواص محصول نهایی پیشنهاد می‌شود.</span> http://www.gsjournal.ir/article_236318_13363bf912912c0dfa3c9108a7e638b2.pdf