تولید سیمان پرتلند پرمصرف ترین مصالح ساختمانی است که به دو صورت خشک و مرطوب اجرا می شود. روش های شرح داده شده از نظر نوع ماده اولیه با یکدیگر متفاوت است. در روش جدید ابتدا مواد اولیه را با آب مخلوط کرده و سپس به صورت پودر در می آورند وصل می کنند. در روش خشک کیفیت کار بالاتر است و به همین دلیل بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد. فرآیند ساخت سیمان پرتلند پس از تهیه مواد اولیه می باشد، پس از مخلوط شدن مخلوط می شوند و در مرحله بعد کلینکر را با مواد افزودنی لازم آسیاب می کنند.برای اطلاعات بیشتر در مورد ساخت روش بتن ضد آب اینجا کلیک کنید.
تولید سیمان پرتلند، روش های تولید سیمان پرتلند، سیمان پرتلند،
درصد معینی از مواد اولیه در ساخت سیمان پرتلند استفاده می شود. در طول تولید این محصول، خاک رس باید 22-25 درصد و مواد مورد نیاز 75-78 درصد باشد. خاک با چنین خواصی را می توان در طبیعت یافت. به همین دلیل سیمان پرتلند از مخلوط خاک رس و سنگ آهن با تعداد معینی مواد افزودنی ساخته می شود.
قیمت سیمان در تهران
فرآیند تولید سیمان پرتلند، قیمت سیمان پرتلند، مصالح ساختمانی،
سیمان پرتلند و فرآیند ساخت آن
به طور کلی هر ماده ای که خاصیت چسبندگی داشته باشد و بتواند اشیاء را در کنار هم نگه دارد سیمان نامیده می شود. چسب ها به طور گسترده در صنعت ساختمان سازی برای اتصال سنگدانه ها، قطعات بزرگ سنگ، آجر و غیره استفاده می شوند. به طور طبیعی، اولین ماده سیمانی که توسط انسان استفاده شد، گل بود، بقایای ساختارهای گلی هنوز در مناطق بیابانی یافت می شود. امروزه عمده ترین سیمان مورد استفاده سیمان پرتلند است که در ادامه به تفصیل به آن پرداخته شده است.
1 - تاریخچه سیمان پرتلند
یکی از مشکلات اصلی سیمان رسی عدم مقاومت آن در برابر آب بود. این مهم باعث شد تا مردم برای به دست آوردن سیمان های ضد آب تحقیقات مختلفی انجام دهند و در نتیجه این تحقیقات سیمانی به نام سروج کشف شد. سوروج مخلوطی از آهک، خاکستر، ماسه، خاک رس و لوم است که در برابر رطوبت مقاومت بیشتری نسبت به خاک رس دارد. در ایران باستان از ساروجا در ساخت مخازن آب، آب انبارها و دیگر سازه هایی که خاصیت آب بندی داشتند استفاده می کردند. امروزه با اختراع سیمان پرتلند مصرف سیمان تقریبا متوقف شده است. از قرن هجدهم، در سال 1756، زمانی که جان اسمیتون مأمور بازسازی فانوس دریایی ادیستون شد، تحقیقاتی را برای به دست آوردن سیمان مناسب انجام داد و به این نتیجه رسید که بهترین سیمان زمانی به دست می آید که مخلوط آهک و خاک باشد. خاک استفاده می شود. در سال 1824، جوزف آسپیدین به این نتیجه رسید که مخلوطی از آهک و خاک رس باید حرارت داده شود تا سیمان مناسبی تولید شود و سرانجام در سال 1845، آیزاک جانسون سیمان پرتلند را به شکل امروزی ثبت کرد. امروزه روش متداول تولید سیمان پرتلند بدین صورت است که پس از استخراج و ساخت مواد اولیه (سنگ آهک و خاک رس)، مخلوط را تا دمای بیش از 1400 درجه حرارت می دهند. حاصل این فرآیند کلینکر است که پس از سرد شدن آسیاب می شود تا پودر سیمان پرتلند با 4-3 درصد وزنی گچ (CaSo4, 2H2o) بدست آید. شایان ذکر است که نام پرتلند به دلیل شباهت رنگ و کیفیت سیمان سخت شده به سنگ آهک اطراف شهر پورتلند انگلستان به کار رفته است.
2- تولید سیمان پرتلند
به طور کلی تولید سیمان پرتلند مراحل مختلفی دارد که در ادامه به آنها اشاره خواهد شد. اما قبل از ذکر آن لازم به ذکر است که صنعت سیمان دارای دو عیب عمده زیر است که محققان و مهندسان با ایجاد تغییراتی در خط تولید سعی در رفع آن دارند.
- مصرف برق بسیار بالا
- علت آلودگی هوا
- انتخاب محل احداث کارخانه
هنگام انتخاب مکان برای ساخت کارخانه سیمان، باید موارد زیر را در نظر بگیرید:
- کارخانه نزدیک به معدن مواد اولیه (سنگ آهک و خاک رس) باشد.
- ظرفیت معادن خام باید پاسخگوی نیازهای بلند مدت کارخانه باشد
- کیفیت مواد اولیه قابل قبول باشد
- تاسیسات در مجاورت تیرهای برق قرار گیرد
همانطور که مشاهده می شود عوامل «الف» و «د» با هزینه های حمل و نقل در صنعت سیمان مرتبط هستند. از آنجایی که هزینه حمل مواد اولیه به کارخانه و حمل سیمان به تیرهای تاسیسات بسیار زیاد است، محل کارخانه باید به گونه ای باشد که هر دو فاصله حداقل باشد. عوامل «ب» و «ج» نیز به انتخاب معادن مناسب برای وام کارخانه مربوط می شود. یک معدن مناسب ابتدا باید موادی با کیفیت قابل قبول داشته باشد. دوم اینکه از نظر کمیت حداقل 100 تا 150 سال می تواند مواد اولیه کارخانه را تامین کند. در غیر این صورت ممکن است ساخت کارخانه به صرفه نباشد. زیرا در ایران بیشتر سنگ آهک ها به صورت کوهستانی رسوبی است و در دشت های مجاور این کوه ها معادن رسی وجود دارد. به طور کلی فاصله این کوه ها و دشت ها محل مناسبی برای ساخت کارخانه است.
استخراج و انتقال مواد اولیه
معمولاً از آتش باز برای استخراج سنگ آهک استفاده می شود. آنها با استفاده از مواد منفجره قسمت های مورد نظر کوه را منفجر می کنند و سنگ آهک را به صورت قطعات سنگ بزرگ می گیرند. به همین ترتیب در استخراج خاک رس به دلیل سختی نسبتاً کم معادن آن معمولاً از لودر و بیل مکانیکی (بیل مکانیکی قدرتمند و بیل کششی) استفاده می شود. مواد اولیه پس از استخراج، با استفاده از واگن، تسمه نقاله یا کامیون های مخصوص حمل مواد اولیه به کارخانه منتقل می شوند.
سنگ شکن
سنگ آهک به دست آمده از معدن با رسیدن به کارخانه به سنگ شکن ها تحویل داده می شود. سنگ شکن های سنگی که وظیفه خردکردن قطعات بزرگ سنگ و ایجاد قطعات کوچکتر را بر عهده دارند دارای انواع مختلفی از جمله سنگ شکن های فکی، چکشی و چرخشی می باشند. در زیر سنگ شکن ها یک کانال اولیه وجود دارد که قطعات سنگ به داخل سنگ شکن می ریزند. قطعات مناسب سنگ های کوچکی که از غربال اولیه عبور می کنند به انبار مواد منتقل می شوند و قطعات درشتی که روی دندان باقی می مانند به دستگاه سنگ شکن بازگردانده می شوند.
2 - ذخیره سازی ابزار
مواد اولیه تا زمان استفاده در قسمتی از کارخانه نگهداری می شود. از آنجایی که مواد اولیه بسیار متفاوت است و یکسان نیست و سیمان تولیدی باید یکسان باشد، روش جمع آوری و برداشت مواد برای رسیدن به این هدف است. برای این منظور از روش «باند همگن سازی» استفاده می شود. در این روش یک دستگاه مخصوص با بازوی متحرک در قسمت بالا بر روی قسمت یکپارچه قطار عمل می کند و مواد آماده شده را از طریق تسمه نقاله به بالا منتقل می کند و با استفاده از دست آن را در مسیر خود می ریزد. حرکت .. نتیجه این حرکت در حین حرکت به جلو و عقب خودرو ایجاد تخلیه مواد لازم در مسیر حرکت است. هر دستگاه می تواند دو سطل در هر طرف بسازد و هر کارخانه بسته به حجم تولید به تعدادی از این دستگاه ها مجهز است. در هر صورت، اشیا در لایه های افقی روی هم ذخیره می شوند. هنگام برداشت و برش عمودی، منطقه برداشت تقریباً تمام لایه ها را شامل می شود.
3- آسیاب گلوله ای
در تهیه مواد برای تهیه سیمان، این مواد باید گردگیری شوند. برای این کار از آسیاب پول استفاده می شود. آسیاب گلوله ای استوانه ای با زاویه کوچک با محور افقی و دارای ابعاد مختلف مثلاً 10*4 متر می باشد. در این آسیاب گلوله ها در قسمت اول بزرگتر می شوند و با نزدیک شدن به انتهای آسیاب کوچکتر می شوند. روش کار به این صورت است که اگر غلتک بچرخد، این وسایل با توپ و از بالا بالا می روند
روش تولید سیمان پرتلند
مراحل تولید به این صورت است: ابتدا مواد اولیه را پس از جداسازی از معدن به کارخانه می آورند. پس از آن، گل را با کمک آب در حوض گل برش می دهند. سپس خمیر حاصل را برش داده و در کارخانه های مخصوص با آهک مخلوط می کنند. در مرحله پایانی مخلوط به دست آمده برای خامه گیری به سیلوی مخصوص فرستاده می شود و پس از آزمایش مقدار مواد لازم تعیین و مخلوط می شود.
فرآیند تولید سیمان پرتلند
مصالح ساختمانی، تولید سیمان پرتلند، روش تولید سیمان پرتلند،
از خمیر مذکور برای تغذیه کوره گرد که از آجر نسوز و ورق فولادی ساخته شده است استفاده می شود. کوره های گرد به طول حدود 150 تا 230 متر و عرض 4 تا 7 متر با شیب 4 درجه مشخص می شوند. خمیر را از کنار قالب داخل فر می پاشیم و در طرف دیگر فر با دمای ۱۵۰۰ درجه سانتی گراد قرار می دهیم. سپس گرانول های کلینکر مذاب که متخلخل و مخلوط با آب هستند به قسمت خنک کننده رفته و با جریان هوای کنترل شده خنک می شوند. در این مدت دمای کلینکر به 1500 تا 100 درجه سانتیگراد می رسد. اگر کلینکر حاوی اکسیدهای کلسیم و منیزیم مورد نیاز باشد، به سیلو و در غیر این صورت به آسیاب فرستاده می شود.
کلینکر در آسیاب با پودر گچ مخلوط می شود و دوباره وارد فرآیند آسیاب می شود و سیمان حاصل به بخش بسته بندی ارسال می شود. سیمان در بسته بندی های 50 کیلوگرمی بسته بندی می شود که اندازه آن تقریباً 30 دسی متر مکعب می باشد.معمولاً کیسه های سیمانی برای کارهای ساختمانی تهیه می شود. اگر عملیات مورد نظر در حجم زیاد انجام شود، مثلاً در ساخت پل ها و سدها، سیمان به صورت فله ای توسط یک تانکر مخصوص به محل پروژه حمل و در مخازن آماده نگهداری می شود.
این مقاله را فراموش نکنید
روشهای نگهداری و نگهداری سیمان
اثرات زیست محیطی تولید سیمان پرتلند
تولید سیمان پرتلند در هر مرحله از فرآیند تأثیر زیست محیطی دارد. انتشار آلاینده های هوا عبارتند از:
گرد و خاک
گاز
سر و صدا و لرزش هنگام کار بر روی ماشین آلات و در هنگام انفجار در معادن.
مصرف سوخت زیاد در حین ساخت
انتشار CO2 از مواد خام در طول ساخت و ساز و آسیب به زمین از معدن.
تجهیزات ضد گرد و غبار به طور گسترده در معدن و تولید سیمان استفاده می شود و دستگاه های جداسازی و به دام انداختن گاز به طور فزاینده ای استفاده می شود. حفاظت از محیط زیست همچنین شامل ادغام مجدد معادن در مناطق روستایی پس از بسته شدن، بازگرداندن آنها به طبیعت یا جابجایی آنها می شود.
کارگران کارخانه‌های سیمان پرتلند، به‌ویژه آن‌هایی که سوخت‌های گوگردی می‌سوزانند، باید از اثرات حاد و مزمن قرار گرفتن در معرض SO2 [دی‌اکسید گوگرد] آگاه باشند و باید به‌طور دوره‌ای غلظت‌های نوسان SO2 را اندازه‌گیری کنند.
یک مطالعه مستقل که توسط AEA Technology برای شناسایی مهمترین مسائل پیش روی صنعت سیمان انجام شد، به این نتیجه رسید که مهمترین مسائل امروزی عملکرد زیست‌محیطی، سلامت و ایمنی صنعت سیمان و انتشارات جوی (مربوط به انتشار گازهای گلخانه‌ای، دیوکسین‌ها، NOx، SO2 و ذرات) آمد ، حوادث و کارگران در معرض گرد و غبار قرار می گیرند.
کاربرد سیمان پرتلند چیست؟
سیمان پرتلند یک مصالح ساختمانی عالی است و عموماً به دلیل خاصیت چسبندگی عالی در برابر عناصر ساختاری مقاومت می کند. سیمان پرتلند معمولاً برای ساخت بتن استفاده می شود. به طور خاص، از آن به عنوان ماده اصلی در گچ، گچ و دفع زباله استفاده می شود.
بتن در ساده ترین شکل خود مخلوطی از خمیر و سنگدانه است. خمیری متشکل از سیمان پرتلند و آب سطح سنگدانه های ریز و درشت را می پوشاند. از طریق یک واکنش شیمیایی به نام هیدراتاسیون، خمیر سخت می شود و استحکام می یابد و توده ای سنگ مانند به نام بتن را تشکیل می دهد. در این فرآیند، کلید خواص قابل توجه بتن نهفته است: پلاستیک و انعطاف پذیری آن در صورت مخلوط شدن تازه، محکم و بادوام در هنگام سخت شدن است.
استحکام و هزینه نسبتا کم بتن آن را به ستون فقرات ساختمان ها و زیرساخت ها در سراسر جهان تبدیل کرده است. خانه‌ها، مدارس و بیمارستان‌ها، فرودگاه‌ها، پل‌ها، بزرگراه‌ها و سیستم‌های ریلی به بتن زیادی نیاز دارند. برای مثال، همانطور که کشورهای در حال توسعه به طور فزاینده ای شهرنشین می شوند، حوادث آب و هوایی شدید به مصالح ساختمانی بادوام بیشتری نیاز دارند و هزینه سایر مصالح زیرساختی افزایش می یابد.
حتی متخصصان ساختمان گاهی اوقات از اصطلاحات سیمان و بتن به جای یکدیگر استفاده می کنند. سیمان در واقع ماده تشکیل دهنده بتن است. این پودر ریز است که در صورت مخلوط شدن با آب، ماسه یا سنگ خرد شده (دانه های ریز و درشت)، توده ای سنگ مانند به نام بتن ایجاد می کند.