XMEHRDADX 7514 اشتراک گذاری ارسال شده در 3 آذر، ۱۳۹۰ اشاره: وقتي صحبت از هر ماده معدني به ميان ميآيد، همواره در ابتدا اين سئوال در ذهن ايجاد ميشود كه ماهيت و ساختار آن چيست؟ چه وقت و چگونه توسط بشر كشف و از چه زمان بهكار گرفته شده؟ چه روند تكاملي را طي كرده و هماكنون چه كاربردهايي دارد؟ چشمانداز و آينده اين ماده چگونه است؟ و... سيمان نيز مستثني از اين موارد نيست و با توجه به نقش مهم اين ماده در زندگي امروز بشر، هنگامي كه صحبت درباره آن به ميان ميآيد، كنجكاوي درباره ماهيت، تاريخچه كشف و روند تكاملي و... آن دوچندان ميشود. از اين رو، در گزارشي مختصر و مفيد، ويژگيها، تاريخچه، سير تكاملي و... سيمان را مورد بررسي قرار دادهايم كه در زير ميخوانيد. سيمان چيست؟ كلمه سيمان از يك لغت لاتين به نام سمنت (cement) گرفته شده و مادهاي است كه خاصيت چسبانندگي مواد به يكديگر را دارد و در حقيقت واسطه چسباندن است. اين ماده، مجموعهاي از مواد شيميايي است كه در انواع سازههاي مختلف براي پيوند اجزاي ساختمان مورد استفاده قرار ميگيرد و بهم چسباندن اجزاي ساختمان و ايجاد يكپارچكي و افزايش استحكام و مقاومت آن در مقابل فشارهاي گوناگون مهمترين كاربرد آن است. اين ماده، تركيبي است از اكسيد كلسيم (آهك) با ساير اكسيدها مانند اكسيد آلومينيوم اكسيد سيليسم، اكسيد آهن، اكسيد منيزيم و اكسيدهاي قليايي كه تركيبي با آب دارند و در مجاورت با هوا و در زير آب، بتدريج سخت شده و مقاومت بالايي دارد، بهطوري كه در مدت زماني (حدود ٢٨ روز) كه در زير آب بماند، مقاومتي حداقل ٢٥٠ كيلوگرم بر سانتيمتر مربع خواهد داشت. ساختار و تركيبات شيميايي سيمان: رايجترين و پرمصرفترين سيمان مورد استفاده در صنعت ساختمانسازي، اعم از پل، تونل، راهسازي و يا ساختمان و... همان سيمان پرتلند است. موادي كه براي پخت سيمان به كوره ميروند از دو ماده اصلي شامل خاك رس و سنگ آهك تشكيل شدهاند، اما اگر بخواهيم بهطور مجزا مواد تشكيل دهنده سيمان را بيابيم، اين مواد عبارتند از: آهك زنده، سيليس، اكسيد آلومينيوم، اكسيد منيزيم و مواد ديگر. اين مواد، براساس جنس سيمان و ساير مشخصات فني آن، با نسبتهاي مختلف وارد كوره شده و تبديل به سيمان مورد نظر ميشود. 2 لینک به دیدگاه
XMEHRDADX 7514 مالک اشتراک گذاری ارسال شده در 3 آذر، ۱۳۹۰ انواع سيمان و كاربردهاي آن: سيمان برحسب مشخصات و نوع تركيبات مواد، انواع متفاوتي دارد و هر كدام از انواع سيمان نيز برحسب خواصي كه دارند، داراي كاربرد خاصي هستند كه استفاده از آن براي سدسازي و پلسازي و ساير كارهاي عمراني، از آن جمله هستند كه برخي از انواع سيمان عبارت است از: ـ سيمان تيپ يك(پرتلند معمولي): عموما براي مصارفي كاربرد دارد كه نيازمند ويژگيهاي خاصي از بتن نباشند. از اين نوع سيمان در ساختن پيادهروها، روسازي جادهها، پلهاي بتن مسلح، راهآهن، مخازن، لولههاي آب و ملات ساختمانهاي بنايي استفاده ميشود. ـ سيمان تيپ 2: از اين سيمان در ساختمانهاي حجيم استفاده ميشود تا هنگام گرفتن بتن، حرارت كمتري ايجاد شود و حجم بتن نيز كمتر باشد. ـ سيمان زودگير: اين نوع سيمان در مدت كوتاهي (يك هفته يا كمتر) مقاومت زيادي بدست ميآورد. اين سيمان نسبت به سيمان نوع يك، هنگام گرفتن، حرارت بيشتري توليد ميكند. از اين سيمان زماني استفاده ميشود كه بخواهند زودتر از معمول قالب را برداشته و از بتن استفاده كنند. ـ سيمان ديرگير: اين سيمان هنگام گرفتن، حرارت خيلي كمتري توليد ميكند و موارد استفاده آن نيز زمانهايي است كه شدت و مقدار حرارت توليد شده اهميت دارد. بتني كه با اين سيمان ساخته ميشود آهستهتر افزايش مقاومت پيدا ميكند و ديرتر ميگيرد. كاربرد اصلي اين نوع سيمان در ساختمانهاي حجيم بتني است. سيمانهايي كه براي درزگيري چاههاي نفت بهكار ميروند و عمده آنها در برابر دماها و فشارهاي بالا مقاوم هستند نيز از اين نوع هستند. ـ سيمان ضدسولفات: اين سيمان زماني بهكار ميرود كه بتن در تماس شديد با سولفاتها قرار داشته باشد. ـ سيمان سفيد: براي استفاده در سطح ساختمانها و مواقعي كه استفاده از سيمانهاي بدون رنگ با مقاومتهاي بالا مورد نياز باشد، كاربرد دارد. در سيمان سفيد به جاي خاك رس از كائولن استفاده ميشود. تيتانيوم و منگنز از جمله موادي هستند كه سفيدي اين نوع سيمان را خراب كرده و موجب كاهش جذابيت بازار آن ميشوند. ـ سيمان پرتلند پوزولاني: از اين سيمان در ساختمانهاي بتني معمولي و بيشتر در مواردي كه مقاومت متوسط در مقابل سولفاتها و حرارت هيدراتاسيون متوسط مورد نظر باشد استفاده ميشود. ـ سيمان پرتلند آهكي: در تهيه ملات و بتن در تمام مواردي كه سيمان پرتلند نوع يك بهكار ميرود، قابل استفاده بوده و دوام بتن را در برابر يخ زدن، آب شدن، املاح يخزا و عوامل شيميايي افزايش ميدهد. ـ سيمان بنايي: براي استفاده در مواقعي كه ملات بنايي با مقاومتهاي كمتر از سيمان پرتلند نوع يك مورد نياز است كاربرد دارد. ـ سيمانهاي نسوز 450، 500 و 550: حاوي 40 تا 80 درصد al203 با اتصال هيدروكسيلي و فازهاي كلسيم آلومينات بوده و بهمنظور مصرف بعنوان ماده نسوز در صنايع حرارتي و آتمسفرهاي احياي هيدروژن بهكار برده ميشود. ـ سيمانهاي پرتلند ضدآب: اين سيمان كه به رنگ سفيد ـ خاكستري توليد ميشود، انتقال مويينه آب را تحت فشار ناچيز يا بدون فشار، كاهش ميدهد، اما مانع انتقال بخار آب نميشود. 2 لینک به دیدگاه
XMEHRDADX 7514 مالک اشتراک گذاری ارسال شده در 3 آذر، ۱۳۹۰ تاريخچه سيمان: سمنت (cement) واژهاي است كه از لغت سمنتوم رومي گرفته شده، قدمت آن به پيش از ميلاد ميرسد و مصرف آن در ساختمان پانتئون شهر رم در ايتاليا كه مربوط به 27 سال قبل از ميلاد است، ديده شده، اگرچه از زمانهاي بسيار گذشته اقوام و ملل مختلف بنحوي با استفاده از سيمان در ساخت بنا سود ميجستند، اما كشف سيمان به شكل امروز مربوط است به يك نفر بناي انگليسي بنام ژوزف اسپدين كه از پختن آهك و خاك رس در حرارت بالا و آسياب كردن آن موفق شد، ابتداييترين نوع سيمان را كشف كرده و آن را در 21 اكتبر 1824 بنام خود در انگلستان ثبت كند و نام محصول بدست آمده را سيمان پرتلند گذاشت. وي اين ماده را ابتدا براي ساخت فانوس دريايي مورد استفاده قرارداد. علت اين نامگذاري، شباهت ظاهري و كيفيت بتنهاي توليد شده از سيمانهاي اوليه به سنگهاي جزيره پرتلند در دورست انگليس بوده و تا به امروز براي سيمانهايي كه از مخلوط كردن و حرارت دادن مواد آهكي و رسي و مواد حاوي سيليس، آلومينا و اكسيد آهن و توليد كلينكر و در نهايت آسياب كردن كلينكر بدست ميآيد، استفاده ميشود، البته قبل از ژوزف اسپدين اشخاص ديگري در فرانسه و انگلستان از پختن خاك رس و سنگ آهك محصولات مشابهي بدست آوردند، اما هيچكدام كار خود را دنبال نكرده و محصول خود را به ثبت نرساندند. تاريخ علم سيمان: قرون 18 و 19 زمان كشف بسياري از پديدهها بود و توجه زيادي به پديدههاي علمي و طبيعي توسط دانشمندان و محققان ميشد. يكي از پديدههايي كه مورد توجه زيادي بود، گيرايش و سخت شدن ملاتها بود. از جمله اين مواد، خواص هيدروليكي ملاتها بود. در اواخر قرن 18 بهمنظور آشنايي با خواص هيدروليكي ملاتهاي ساختماني، گامهاي موثري توسط انگليسي جواني به نام جان اسميتون برداشته شد و در سال ١٧٦٩ ميلادي نيز مطالعاتي در زمينه خواص تركيبي موجود در خاك رس، گيرايش هيدروليكي و خاصيت سخت شدن اين تركيبات بعمل آمد كه در نتيجه مواد جديد حاصله، سيمان نامگذاري شد. پس از نتايج بدست آمده، در سال ١٨٠٢ ميلادي، اولين كارخانه سيمان در انگليس احداث شد كه با تلاش يك شيميدان معروف بنام فردريچ جان، با افزايش كيفيت پخت سيمان و همچنين ازدياد درجه حرارت دماي كوره و خردايش بهتر مواد، سيمان مرغوبتري حاصل شد، اما در نهايت اين ژوزف آسپدين بود كه ٢2 سال بعد، يعني در سال ١٨٢4، موفق شد از پخت مخلوط سنگ آهك و خاك رس در درجه حرارت بالا، به نوعي آهك آبي بينظير دست يابد. تاريخچه سيمان در ايران: مطالعات تاريخي نشان ميدهد كه ايرانيان نيز همانند فينيقيها و يونانيها و روميها، قادر به تهيه ملاتهاي آبي بودهاند كه توانايي تحمل فشار و انسجام خود را در مجاورت آب نيز حفظ ميكرده است، آثار باقيماندهاي مانند سدها و پلهاي عظيم در مناطق مختلف ايران همچون سد ايزدخواست كه اولين سد قوسي جهان بهشمار ميرود، سد كرخه و سد شادروان، مسلم ميسازد كه ايرانيها از ديرباز خواص هيدروليك آهك را ميشناختهاند، حتي پختن آهك را روميها از يونانيها و يونانيها از ايرانيان فرا گرفتند، زيرا قديميترين ملات آهكي در ايران كشف شده، چينيها هم پختن سنگ آهك را ميدانستند و 2000 سال پيش در ساختن برجهاي ديوار چين، از ملات آهكي استفاده ميكردهاند، اما ملاتهاي ايران خيلي قديميتر از اين زمانهاست. اقوام ساكن در مناطق شمالي خليجفارس از نوعي ساروج استفاده ميكردند كه خواص هيدروليكي جالب و مقاومت بالايي دارد. معروفترين اين ساروجها، ساروج خمير است كه در بندر خمير تهيه ميشد و هنوز تاسيسات بندري ساخته شده با اين نوع ملات در نقاطي از بندر لنگه و بندر بوشهر پابرجا هستند. در عصر حاضر نيز، اولين كارخانه سيمان كشور در سال 1312 در شهر ري در نزديكي تهران با ظرفيت روزانه 100 تن احداث شد. با گذشت زمان و افزايش تقاضا براي اين محصول، نياز به كارخانههاي ديگر آشكار شد. بر اين اساس در سال 1314، كارخانه ديگري با ظرفيت روزانه 200 تن خريداري و در سال 1315 در جوار كارخانه قبلي عمليات ساختماني آن شروع و در سال 1316 بهرهبرداري از واحد دوم آغاز شد. 2 لینک به دیدگاه
XMEHRDADX 7514 مالک اشتراک گذاری ارسال شده در 3 آذر، ۱۳۹۰ مواد و نحوه توليد سيمان: ـ مواد اوليه: سيمان گردي نرم، جاذب آب و چسباننده خرده سنگ كه متشكل از تركيب پخته شده و گداخته شده اكسيد كلسيم با اكسيدهاي سيليكون و آلومينيوم و آهن است. ملات اين گرد به مرور در مجاورت هوا يا زير آب سخت، فشرده ميشود و همزمان، ثبات حجم داشته و مقاومت خود را نيز حفظ ميكند. تركيبات اصلي سيمان مورد استفاده در صنايع ساختماني، مواد آهكي است. سيمانهاي آهكي معمولا از تركيبات سيليكات و آلوميناتهاي آهك تشكيل شدهاند كه هم بصورت طبيعي وجود دارند و هم قابل توليد در كارخانههاي سيمانسازي هستند. بهطور معمول، 4 تركيب عمده بعنوان عوامل اصلي تشكيل دهنده سيمان در نظر گرفته ميشوند كه عبارتند از: 3 كلسيم سيليكات، 2 كلسيم سيليكات، 3 كلسيم آلومينات و 4 كلسيم آلومينوفريت كه 2 تركيب عمده سيليكاتي سيمان يعني C3S و C2S عوامل عمده سخت شدن سيمان محسوب ميشوند. تركيبات ديگري نيز در سيمان وجود دارند كه از نظر وزن قابل ملاحظه نيستند، اما تاثيرات قابلملاحظهاي در خواص سيمان دارند كه عمدتا عبارتند از: MgO، TiO2، Mn2O3، K2O و NaO2. مقدار و اندازه واقعي اكسيدها در تركيبات انواع سيمان متفاوت است. ـ مراحل توليد: سيمان با آسياب كردن مواد خام از قبيل سنگ و آهك و آلومينا و سيليسي كه بصورت خاك رس يا سنگهاي رسي وجود دارد و مخلوط كردن آنها با نسبتهاي معين و با حرارت دادن در كورههاي دوار تا حدود 1400 درجه سانتيگراد حاصل ميشود. در اين مرحله، مواد در كوره تبديل به گلولههاي تقريبا سياه رنگي ميشوند كه كلينكر ناميده ميشود.كلينكر پس از سرد شدن، با مقداري سنگ گچ بهمنظور تنظيم گيرايش، مخلوط و آسياب شده و پودر خاكستري رنگي بدست ميآيد كه همان سيمان پرتلند است. با توجه به نوع و كيفيت مواد خام، سيمان با دو روش عمده «تر و خشك» توليد ميشود، ضمن اينكه روشهاي ديگري نيز وجود دارد، البته امروزه عمومـا از روش خشك در توليد سيمان استفاده ميشود، مگر در مواردي كه مواد خام، روش تر را ايجاب كند، زيرا در روش خشك، انرژي كمتري براي توليد مورد نياز است. ـ آزمايشهاي كنترل كيفي: بعلت كاربرد حساس سيمان و استفاده از اين محصول در احداث بناهايي نظير پلها، سدها، اسكلهها، منازل، راهها و... انجام آزمايشات كنترل كيفي در توليد محصول اهميت اساسي دارد. اين آزمايشهاي كنترل كيفي در مراحل مختلف توليد، اعم از تست مواد خام مصرفي در كارخانه و همچنين كنترل مواد خام و خوراك كوره و نيز كلينكر و سيمان در مناطق و مراحل مختلف خط توليد انجام ميشود. 2 لینک به دیدگاه
XMEHRDADX 7514 مالک اشتراک گذاری ارسال شده در 3 آذر، ۱۳۹۰ روند توليد، فروش و صادرات سيمان كشور: ـ ظرفيت توليد سيمان كشور: در حال حاضر، تعداد واحدهاي سيماني در داخل كشور 63 كارخانه است كه 94 كوره پخت در آنها فعال و 6 واحد ديگر هم در سال جاري افتتاح ميشود كه 5/9 ميليون تن به ظرفيت قبلي كشور اضافه خواهد كرد. براساس اعلام اداره كل صنايع معدني وزارت صنايع و معادن، توليد سيمان كشور در سال گذشته نسبت به سال 88 بالغ بر 3/18 درصد افزايش داشته و در مقايسه با هدف برنامه پيشبيني شده نيز 5 درصد بيشتر بوده است. به گفته فاطميان مديركل صنايع معدن، در حال حاضر ظرفيت توليد سيمان كشور 72 ميليون تن است كه قرار است با راهاندازي طرحهاي جديد سيماني در سال جاري، 5/9 ميليون تن ديگر به اين ظرفيت افزوده شده و اين ميزان به 5/81 ميليون تن برسد. براساس اين اعلام، امسال نيز بين 68 تا 70 ميليون تن توليد سيمان در كشور انجام ميشود. ـ صادرات سيمان كشور: بنابر اعلام اداره كل صنايع معدني وزارت صنايع و معادن، در حاليكه در سال 89 ميزان صادرات سيمان كشور به ديگر كشورها بين 8 تا 9 ميليون تن بوده، پيشبيني ميشود، صادرات اين محصول امسال به 15 ميليون تن افزايش يابد. بر اين اساس، تاكنون بيشترين ميزان صادرات سيمان ايران به كشورهاي همسايه مانند عراق، جمهوري آذربايجان و حوزه خليجفارس انجام ميشد، اما با تاسيس شركت صادرات سيمان كشور طي دو سال اخير، با هماهنگي و همكاري مسئولان وزارت صنايع و معادن و انجمن صنفي صنعت سيمان، امسال واحدهاي سيماني، ورود به بازارهاي منطقه آفريقا را در دستور كار قرار دادهاند. دبير انجمن صنفي كارفرمايان صنعت سيمان نيز در اين خصوص اظهار ميدارد: ميزان صادرات مجموع سيمان و كلينكر طي 3 ماهه نخست سال جاري بالغ بر 2 ميليون و 576 هزار و 632 تن بود كه اين ميزان نسبت بمدت مشابه سال 89 رشد 12 درصدي داشته است. به گفته پورخليل، كشورهاي آسياي ميانه (تركمنستان، تاجيكستان، آذربايجان)، افغانستان، عراق، قطر، كويت، يمن و عمان، كشورهاي هدف صادراتي محصول سيمان و كلينكر توليدي ايران بودهاند. ـ مصارف داخلي سيمان: سال گذشته ميزان مصرف داخلي سيمان حدود 50 ميليون تن اعلام شد كه اين ميزان، از مصرف سرانه بالاي اين محصول در مقايسه با كشورهاي همسايه و رقم پايين آن در مقايسه با كشورهاي اروپايي و آمريكايي حكايت دارد. اين امر نشان ميدهد، با وجود سرمايهگذاري گسترده دولت و بخش خصوصي در اين صنعت، همچنان پتانسيل زيادي جهت سرمايهگذاري در راستاي تامين بازار سيمان ايران و كشورهاي همسايه وجود دارد. جايگاه توليد سيمان ايران در جهان: آمارهاي جهاني حاكي است، سهم ايران از كل توليد جهاني سيمان در سال گذشته ميلادي به حدود 7/1 درصد رسيد. به گزارش سازمان زمينشناسي آمريكا، ايران از نظر توليد سيمان در منطقه خاورميانه بعد از تركيه در رده دوم قرار دارد. توليد سيمان تركيه در سال قبل به 60 ميليون تن رسيد، همچنين در ردهبندي جهاني، ايران از نظر توليد سيمان در رده هفتم قرار گرفته كه نسبت به رده كشورمان در سال 2009 ميلادي، 2 درجه ارتقا يافته و از آنجا كه هزينه توليد سيمان در ايران در مقايسه با كشورهاي همسايه و كشورهاي اروپايي بسيار پايين بوده و كشورمان بعلت در اختيار داشتن منابع ارزان انرژي و فراواني نيروي كار ماهر، از مزيت نسبي در كاهش هزينه توليد سيمان برخوردار است، پيشبيني ميشود، در آينده نزديك بخصوص در زمينه تجارت جهاني، ايران بعنوان مركز توليد و صادرات اين محصول در منطقه مطرح شود. نمودار آمار توليد، مصرف، واردات و صادرات سيمان خاكستري كشور را طي 10 ساله 1377 تا 1388، بر مبناي هزار تن نشان ميدهد. توليد سيمان در جهان: هماكنون بيشترين ميزان توليد سيمان جهان در كشورهاي چين، هند، آمريكا و ژاپن انجام ميشود. كشورهاي مذكور همراه با اعضاي اتحاديه اروپا ۸۰ درصد سيمان توليدي دنيا را توليد و براي توليد اين محصول معدني نيز برنامههاي دقيق و سياستهاي مشخصي را پيگيري ميكنند. كشورهاي چين، هند و تركيه، همچنين عمدهترين صادركنندگان سيمان به كشورهاي منطقه بهشمار ميروند و پاكستان نيز پتانسيلهاي لازم براي صدور سيمان به منطقه را دارد. براساس پيشبيني سازمانهاي بينالمللي معتبر، از جمله آژانس بينالمللي انرژي (iea)، به نظر ميرسد ظرفيت توليد و تقاضاي سيمان در جهان تا سال 2012 با رشدي ملايم افزايش يابد. برآورد ميشود تا سال 2012 ميلادي، توليد سيمان در جهان به حدود 3 ميليارد و 370 ميليون تن برسد. براساس اين پيشبيني تا سال 2050 نيز ميزان توليد و مصرف سيمان در جهان به 2 برابر مقادير فعلي خواهد رسيد. نكته پاياني: با توجه به اينكه رشد روز افزون جمعيت و افزايش نياز به فضاهاي مسكوني، اداري، ورزشي، آموزشي و امري عادي و اجتنابناپذير است، ساخت و سازها، عمليات ساختماني كه بصورت ساخت اوليه بناها، مرمت، بازسازي موقت، بازسازي كامل و... انجام ميگيرد، نيازمند علم و دانش فني، مصالح استاندارد، گروه اجرايي ماهر و نيز تخصص، آگاهي و شناخت بروز افراد شاغل در بخش ساختمان است. از اين رو، بعلت آنكه بتن، از مصالح مناسبي براي امر ساخت و ساز بوده و اهميت بسيار بالايي دارد، لازم است شرايط توليد، مواد اوليه و ثانويه و مهمتر از همه سيمان و جايگزينهاي مناسب براي آن در توليد بتن، بهطور كامل مورد مطالعه علمي، فني و مهندسي قرار گيرد تا هم از نظر بهبود مشخصات بتن و افزايش مقاومت آن پيشرفتهاي خوبي حاصل شود و هم از نظر اقتصادي، در هزينهها صرفهجويي انجام شود. توليد سيمان با شرايط ياد شده، گامي در جهت پيشرفت جامعه محسوب ميشود، لذا استفاده و بهكارگيري آگاهانه و بجا از آن توسط مهندسان و دستاندركاران بخش ساخت و ساز كشور، نتايج مطلوبتري بدست ميدهد كه اين مهم، نيازمند نظارتهاي بيشتر و اصوليتر دستگاههاي نظارتي و متوليان امر بر اين حوزه است و برنامهريزيها و هدفگذاريهاي مناسب همه جانبه، در تمام مراحل توليد و توزيع اين محصول را ميطلبد. نويسنده: زهرا اولادي نشریه معدن و توسعه 2 لینک به دیدگاه
ارسال های توصیه شده