تحقیق سیمان

سیمان

اگر از مخلوطی از سنگ آهك، خاك رس با گچ در كوره دوار با حرارت زیاد پخته شود و بعد با مقدار كمی گچ از طریق آسیاب كردن به پودر تبدیل شود، محصول بدست آمده سیمان خواهد بود. زمانی كه سیمان با آب مخلوط شود واكنش شیمیایی آغاز میگردد و برروی سطح هر دانه سیمان، محصولات حاصل از هیدراته شدن پدید می آید. كه بر اثر اتصال این محصولات به یكدیگرتمام دانه ها با هم ارتباط می‌یابند. براثر این ارتباط بتون سفت و سخت شده در نهایت، مقاومت حاصل می شود.

این واكنشهای شیمیایی (هیدراتاسیون ) نامیده می شود كه با تولید حرارت همراه است. البته در قطعات نازك، مانند دیوارهاو یا دال ها (تا 200 میلیمتر ضخامت ) حرارت حاصل از هیدراتاسیون به سرعت از بین می رود. پس از قالب برداری دیوارهایی با ضخامت 200 میلیمتر و بیشتر، حتی پس از 24 ساعت اززمان بتون ریزی چنانچه سطح آن لمس گردد، دمای بتون احساس می شود.

كارخانه سیمان سازی

روش تولید سیمان به این صورت است كه باتدا مواد خام آسیاب كرده و بعد آنها را با نسبتهای معین بطور كامل مخلوط می كنند و در مرحله بعد در یك كوره بزرگ دوار (دوران كننده) در درجه حرارت حدود 1300 تا 1400 درجه سانتیگراد حرارت می دهند. در این درجه حرارت به مرز ذوب شدن رسیده و بخشی از آنها ذوب می شوند و سبب ایجاد گلوله هایی به نام كلینكر می شود. كلینكر را سرد كرده و مقدار كمی سنگ گچ (1 تا2 درصد) به آن می افزایند و سپس آن را آسیاب می كنند تا بصورت پودر نرم درآید. محصول به دست آمده سیمان پرتلند تجارتی است كه به میزان بسیار وسیع در سراسر جهان تولید و مصرف می شود. مخلوط و آسیاب كردن مواد خام را می توان یا در آب و یا در حالت خشك انجام داد كه به همین جهت روشهای تر و خشك به وجود آمده است. روشهای واقعی تولید به ماهیت مواد خام مصرف شدهنیز بستگی خواهد داشت.

روش تر: مواقعی كه از سنگ آهك سست استفاده می شود، ابتدا آن را خرد كرده سپس به وسیله آسیاب شوینده در آب پخش می كنند (این آسیاب بصورت گداول مدوری است كه در آن بازوهای شعاعی حامل میله های به هم زن در گردش هستند، در اثر برخورد میله ها با قطعات،‌ مواد جامد آنها را خرد می كنند) خاك رس نیز ابتدا خرد شده، سپس در یك آسیاب مشابه، با آب مخلوط می شود. دو مخلوط به نحوی پمپ می شوند كه با نسبتهای قبلاً تعیین شده با یكدیگر مخلوط شده و از میان یك سری صفحات مشبك عبور كنند. دوغاب سیمان حاصل به داخل مخازن مخصوصی می ریزد (وقتی از سنگ آهك استفاده می شود ابتدا كوه را منفجر كرده و قطعات سنگی حاصل را در سنگ شكنها تا اندازه مورد نظر خرد كرده، مواد خرد شده را با خاك رسی كه در آب حل شده داخل آسیابهای گلوله ای می ریزند. در این حالت سنگ آهك كاملاً نرم شده و دوغاب سیمان حاصل به داخل مخازن نگهداری پمپ می شود). از این مرحله به بعد، بدون توجه به ماهیت اصلی مواد خام،‌روشها یكسان خواهند بود.

تعریف: دوغاب مایعی است كه از خامه رقیق تر و شل تر می باشد و مقدار آب آن از بین 35 تا 50 درصد است و تنها بخش كوچكی از مواد آن،‌ حدود 2% بزرگتر از 90 میكرون (مانده روی الك نمره 17 ASTN ) است. معمولاً تعداد زیادی مخزن برای نگهداری دوغاب وجود دارد وبه وسیله همزنهای مكانیكی، دمیدن هوای فشرده، از ته نشین شدن مواد جامد معلق در دوغاب جلوگیری به عمل می آید. همان طور كه قبلاً ذكر شد، مقدار آهك موجود تابعی از نوع مواد آهكی و رسی اولیه است. تنظیم نهایی جهت انجام تركیبات شیمیایی لازم را از مخلوط كردن دوغابهای مخازن مختلف به دست می آورند. دوغاب حاوی مقدار آهك لازم به داخل كوره دوار ریخته می شود. این كوره استوانه فولادی بزرگی است كه داخل آن با آستری از مواد نسوز پوشیده شده و قطر آن تا 5/7 متر و طول آن تا 230 متر می رسد. استوانه حول محور خود كه با افق زاویه ای كوچك می سازد، به آهستگی می چرخد. دوغاب حاوی مقدار آهك لازم به داخل كوره دوار ریخته می شود. این كوره استوانه فولادی بزرگی است كه داخل آن با آستری از مواد نسوز پوشیده شده و قطر آن تا 5/7 متر و طول آن تا 230 متر می رسد. استوانه حول محور خود كه با افق زاویه ای كوچك می سازد، به آهستگی می چرخد. دوغاب از انتهای فوقانی كوره وارد می شود و گرد زغال به وسیله هوای فشرده از انتهای تحتانی (جایی كه درجه حرارت به 1400 الی 1500 درجحه سانتیگراد می رسد) به داخل كوره پاشیده می شود. (زغال نباید خاكستر زیادی ایجاد كند. مقدار مصرف آن نیز برای یك تن سیمان بین 190 تا 350 كیلوگرم است) می توان مواد نفتی (150 لیتر در هر تن سیمان) یا گاز طبیعی را جایگزین گرد زغال كرد.