مقاله درمورد انواع سیمان

این مقاله با فرمت Word بوده و قابل ویرایش است همچنین آماده پرینت می باشد

موضوع : مقاله درمورد انواع سیمان

اگر از مخلوطي از سنگ آهك خاك رس با گچ در كوره دوار با حرارت زياد پخته شود و بعد با مقدار كمي گچ از طريق آسياب كردن به پودر تبديل شود محصول بدست آمده سيمان خواهد بود زماني كه سيمان با آب مخلوط شود واكنش شيميايي آغاز ميگردد و برروي سطح هر دانه سيمان محصولات حاصل از هيدراته شدن پديد مي آيد كه بر اثر اتصال اين محصولات به يكديگرتمام دانه ها با هم ارتباط مي‌يابند براثر اين ارتباط بتون سفت و سخت شده در نهايت مقاومت حاصل مي شود 

اين واكنشهاي شيميايي (هيدراتاسيون ) ناميده مي شود كه با توليد حرارت همراه است البته در قطعات نازك مانند ديوارهاو يا دال ها (تا 200 ميليمتر ضخامت ) حرارت حاصل از هيدراتاسيون به سرعت از بين مي رود پس از قالب برداري ديوارهايي با ضخامت 200 ميليمتر و بيشتر حتي پس از 24 ساعت اززمان بتون ريزي چنانچه سطح آن لمس گردد دماي بتون احساس مي شود

كارخانه سيمان سازي روش توليد سيمان به اين صورت است كه باتدا مواد خام آسياب كرده و بعد آنها را با نسبتهاي معين بطور كامل مخلوط مي كنند و در مرحله بعد در يك كوره بزرگ دوار (دوران كننده) در درجه حرارت حدود 1300 تا 1400 درجه سانتيگراد حرارت مي دهند در اين درجه حرارت به مرز ذوب شدن رسيده و بخشي از آنها ذوب مي شوند و سبب ايجاد گلوله هايي به نام كلينكر مي شود كلينكر را سرد كرده و مقدار كمي سنگ گچ (1 تا2 درصد) به آن مي افزايند و سپس آن را آسياب مي كنند تا بصورت پودر نرم درآيد محصول به دست آمده سيمان پرتلند تجارتي است كه به ميزان بسيار وسيع در سراسر جهان توليد و مصرف مي شود مخلوط و آسياب كردن مواد خام را مي توان يا در آب و يا در حالت خشك انجام داد كه به همين جهت روشهاي تر و خشك به وجود آمده است روشهاي واقعي توليد به ماهيت مواد خام مصرف شدهنيز بستگي خواهد داشت روش تر: مواقعي كه از سنگ آهك سست استفاده مي شود ابتدا آن را خرد كرده سپس به وسيله آسياب شوينده در آب پخش مي كنند (اين آسياب بصورت گداول مدوري است كه در آن بازوهاي شعاعي حامل ميله هاي به هم زن در گردش هستند در اثر برخورد ميله ها با قطعات‌ مواد جامد آنها را خرد مي كنند) خاك رس نيز ابتدا خرد شده سپس در يك آسياب مشابه با آب مخلوط مي شود دو مخلوط به نحوي پمپ مي شوند كه با نسبتهاي قبلاً تعيين شده با يكديگر مخلوط شده و از ميان يك سري صفحات مشبك عبور كنند دوغاب سيمان حاصل به داخل مخازن مخصوصي مي ريزد (وقتي از سنگ آهك استفاده مي شود ابتدا كوه را منفجر كرده و قطعات سنگي حاصل را در سنگ شكنها تا اندازه مورد نظر خرد كرده مواد خرد شده را با خاك رسي كه در آب حل شده داخل آسيابهاي گلوله اي مي ريزند در اين حالت سنگ آهك كاملاً نرم شده و دوغاب سيمان حاصل به داخل مخازن نگهداري پمپ مي شود) از اين مرحله به بعد بدون توجه به ماهيت اصلي مواد خام‌روشها يكسان خواهند بود

تعريف: دوغاب مايعي است كه از خامه رقيق تر و شل تر مي باشد و مقدار آب آن از بين 35 تا 50 درصد است و تنها بخش كوچكي از مواد آن‌ حدود 2% بزرگتر از 90 ميكرون (مانده روي الك نمره 17 ASTN ) است معمولاً تعداد زيادي مخزن براي نگهداري دوغاب وجود دارد وبه وسيله همزنهاي مكانيكي دميدن هواي فشرده از ته نشين شدن مواد جامد معلق در دوغاب جلوگيري به عمل مي آيد همان طور كه قبلاً ذكر شد مقدار آهك موجود تابعي از نوع مواد آهكي و رسي اوليه است تنظيم نهايي جهت انجام تركيبات شيميايي لازم را از مخلوط كردن دوغابهاي مخازن مختلف به دست مي آورند دوغاب حاوي مقدار آهك لازم به داخل كوره دوار ريخته مي شود اين كوره استوانه فولادي بزرگي است كه داخل آن با آستري از مواد نسوز پوشيده شده و قطر آن تا 5/7 متر و طول آن تا 230 متر مي رسد استوانه حول محور خود كه با افق زاويه اي كوچك مي سازد به آهستگي مي چرخد دوغاب حاوي مقدار آهك لازم به داخل كوره دوار ريخته مي شود اين كوره استوانه فولادي بزرگي است كه داخل آن با آستري از مواد نسوز پوشيده شده و قطر آن تا 5/7 متر و طول آن تا 230 متر مي رسد استوانه حول محور خود كه با افق زاويه اي كوچك مي سازد به آهستگي مي چرخد دوغاب از انتهاي فوقاني كوره وارد مي شود و گرد زغال به وسيله هواي فشرده از انتهاي تحتاني (جايي كه درجه حرارت به 1400 الي 1500 درجحه سانتيگراد مي رسد) به داخل كوره پاشيده مي شود (زغال نبايد خاكستر زيادي ايجاد كند مقدار مصرف آن نيز براي يك تن سيمان بين 190 تا 350 كيلوگرم است) مي توان مواد نفتي (150 ليتر در هر تن سيمان) يا گاز طبيعي را جايگزين گرد زغال كرد

دوغاب در حركت خود به طرف پايين كوره بتدريج در معرض حرارتهاي بالاتري قرار مي گيرد در وهله اول آب آن به خارج رانده شده و اكسيد كربن   آزاد مي شود در اين حالت در مواد خشك شده يك سري واكنشهاي شيميايي صورت مي گيرد در گرمترين قسمت كوره حدود 20 تا 30 درصد از مواد ذوب شده و آهك سيليس و آلومينا دوباره با يكديگر تركيب شده و به هم مي چسبند و به صورت گلوله هايي به قطر 3 تا 25 ميليمتر كه به آنها كلينكر مي گويند در مي آيند دستگاه كلينكر را به داخل دستگاههاي خنك كننده مي ريزد و كلينكر سرد شده سياه رنگ و قدري براق و سخت است كه با سنگ گچ آسياب مي شود تا از گيرش سريع سيمان جلوگيري به عمل آيد عمل آسياب كردن در آسيابهاي گلوله اي كه از چندين قسمت تشكيل شده و اندازه گلوله هاي آن بتدريج كوچكتر مي شود صورت مي گيرد سيمان آسياب شده الك مي شود و ذرات ريز به وسيله جريان هوا به سيلوي نگهداري هدايت شده و ذرات درشت تر مجدداً آسياب مي شوند (ريزي ذرات سيمان به اندازه اي است كه در هر كيلوگرم آن در حدود 12 10*2/1 ذره وجود دارد) در انتها سيمان آسياب شده براي بسته بندي در كيسه هاي كاغذي يا در بشكه و به صورت فله آماده حمل خواهد بود (شكل 4-1)

روش خشك و نيمه خشك: ابتدا مواد خامرا خرد مي كنند و با نسبتهاي مناسب به داخل يك آسياب سايشي كه در آن مواد خشك شده به صورت پودر بسيار نرم در مي آيد مي ريزند سپس پودر خشك را كه خوراك خان ناميده مي شود به داخل سيلوي مخلوط كننده پمپ مي گردد در اين مرحله است كه تنظيم نهايي نسبتهاي مواد لازم براي توليد سيمان به عمل مي آيد در عمل براي بدست آوردن مخلوط يكنواخت معمولاً خوراك خام به وسيله هواي فشرده كاملاً به هم زده مي شود در بعضي از كارخانجات از  روش مخلوط كردن مداوم استفاده مي گردد در روش نيمه خشك خوراك مخلوط شده الك مي شود و به داخل سيني هاي گردنده اي به نام گلوله ساز (هليس) مي ريزد و همزمان در حدود 12% وزن خوراك ‌به آن آب اضافه مي شود بدين طريق گلوله هاي سختي با قطر 15 ميليمتر ساخته مي شود گلوله ها به وسيله گازهاي مداومي كه از كوره خارج مي شوند در دستگاههاي پيش گرم كن مشبك حرارت ديده سخت مي شوند سپس گلوله وارد كوره شده مراحل بعدي به همان صورت روش توليد تر خواهد بود با توجه به درصد كم رطوبت‌در اين روش طول كوره به مراتب كوتاهتر است و مقدار كل زغال مصرف شده براي توليد هر تن سيمان به 100 كيلوگرم خواهد رسيد در روش خشك مواد خام تغذيه كننده كوره كه حدود 2% رطوبت دارد از داخل يك پيش گرم كن (معمولاً از نوع معلق) عبور داده مي شوند مواد خام قبل از رفتن به داخل كوره به دماي   1800 (درجه سانتيگراد) رسانده مي شود از آنجا كه مواد خام تغذيه رطوبتني ندارد و همچنين به دليل گرماي اوليه مواد خام طول كوره مي تواند خيلي كوتاهتر از روش خام باشد قسمت عمده مواد خام را مي توان از ميان يك كلسينه كننده سيمان (با به كار بردن يك منبع حرارتي جداگانه) كه بين پيش گرم كن و كوره قرار گرفته است عبور داده اين عمل باعث تجزيه CaCo3 (كربناتاكلسيم) قبل از ورود مواد خام به كوره مي شود و به ميزان زياد بازدهي كوره را افزايش مي دهد

سيمان و انواع آن

فهرست مطالب

سیمان ۵

کارخانه سیمان سازی ۵

روش تر ۶

روش خشک و نیمه خشک ۹

انواع سیمان ۱۱

سیمان پرتلند ۱۱

انواع سیمان پرتلند ۱۲

الف – سمیان پرتلند نوع (I) پرتلند معمولی ۱۲

ب – سیمان نوع (II) متوسط ۱۲

ج – سیمان نوع (III) زودرس ۱۲

د – سیمان پرتلند نوع (IV) کم حرارت ۱۳

هـ – سیمان پرتلند نوع (v) ضد سولفات ۱۳

انواع فرعی سیمانهای پرتلند و یا سیمانهای ترکیبی با سیمان پرتلند ۱۴

الف – سیمان پرتلند حباب زا ۱۴

ب – سیمان پرتلند نوع سفید (سیمان سفید) ۱۵

ج – سیمانهای رنگی ۱۵

د – سیمان پرتلند آهن گدازی ۱۶

هـ – سیمان پرتلند پوزولانی (Portland – pozzolancement) : 16

مواد پوزولانی به دو نوع تقسیم می شوند ۱۷

مواد پوزولانی معدنی ۱۷

مواد پوزولانی مصنوعی ۱۷

سیمان پرتلند بنایی (Masonry cement) 18

سیمان منبسط شوند (Expansive cement) 18

سیمان منبسط شونده نوع k 19

سیمان منبسط شونده نوع M 19

سیمانهای مخصوص پرتلند ۲۰

سیمان پرتلند چاه نفت ۲۰

سیمان پرتلند ضد آب ۲۰

سیمانهای خمیری ۲۱

خواص سیمانهای پرتلند ۲۱

۱- نرمی سیمان (fineness) 21

2- سلامت سیمان ۲۱

۳- زمان گیرش ۲۲

۴- گیرش کاذب ۲۳

۵- مقاومت فشاری ۲۴

۶- حرارت هیدراسیون سیمان ۲۵

۷- افت حرارتی ۲۵

۸- وزن مخصوص ۲۶

حمل و انبار کردن سیمان ۲۶

موارد اساسی در نگهداری سیلوهای سیمان