•  021-44855640-09126852574
  • info@kahrobameghnatis.com

         

Mobile menu

سیمان

تاریخ علم سیمان


قرون ۱۸ و ۱۹ زمان کشف بسیاری از پدیده‌ها بود و توجه زیادی به پدیده‌های علمی و طبیعی توسط دانشمندان و محققین می‌شد. یکی از پدیده‌هایی که مورد توجه زیادی بود گیرش و سخت شدن ملات‌ها بود. از جمله این مواد، خواص هیدورلیکی ملات‌ها بود که در سال ۱۷۵۶ توسط «جان اسمیتون» انگلیسی کشف گردید. نامبرده به خواص مهم ترکیبات موجود در خاک رس، گیرش هیدرولیک و خاصیت سخت شدن این ترکیبات پی برد. این اکتشاف در پی تحقیقات او برای ربودن جایزه مسابقه‌ای بود که تحت عنوان بهترین ملات جهت تجدید بنای «فانوس دریایی ادی استون» مطرح شده بود و اسمیتون طی تحقیقات خود متوجه شد که بهترین ملات از پختن نوعی سنگ آهک به دست می‌آید که در آن مخلوط سنگ، مقداری خاک رس نیز وجود داشته باشد. دنبال کردن این کشف توسط آقایان هیگینز و پارکر سرنخ اکتشافات بعدی بود تا اینکه اولین اقدام بشر در زمینه تهیه مخلوط مصنوعی از سنگ آهک و خاک رس برای تهیه سیمان آبی به نام آقای ویکت فرانسوی ثبت شد. اما نهایتاً افتخار نهایی نصیب آجرچین انگلیسی به نام جوزف اسپیدین شد. او موفق شد از پختن مخلوطی از سنگ آهک و خاک رس (به نسبت متفاوت و به صورت دوغاب) در درجه حرارت بالا به نوعی آهک آبی فوق‌العاده جالب دست یابد که نام آن را سیمان پرتلند گذاشت و در ۲۱ اکتبر ۱۸۲۴ سیمان ساخته شده خود را به ثبت رسانده و لوح تقدیر از جرج چهارم دریافت کند. علت این نامگذاری هوشیارانه شباهت خیلی زیاد رنگ آن با نوعی سنگ آهک موجود در جزیره پرتلند انگلیس است. سیمان ساخته شده او واقعاً بهتر و عالی‌تر از تمام سیمان‌های قبلی بوده و دارای مقاومت بیشتری بود. به همین علت از آن در ساخت پارلمان جدید انگلستان که از سال ۱۸۴۰ تا ۱۸۵۲ طول کشید، استفاده گردید. بدین ترتیب بشر وارد عصر تولید صنعتی سیمان شد و برای اولین بار در تاریخ صنعتی، نخستین مؤسسه استاندارد تولید توسط تولیدکنندگان سیمان در کشور آلمان به وجود آمد؛ لذا سیمان اولین محصول صنعتی است که دارای استاندارد تولید شده است. تولید صنعتی سیمان پرتلند از اوایل قرن ۱۹ با کوره‌های دارای ۵تن ظرفیت در هفته که کاملاً شبیه به کوره‌های آهک‌پزی بوده شروع و به مرور هماهنگ با افزایش تقاضا برای این کالای معجزه‌گر ابداعاتی در ساختمان کوره‌ها و نحوة تولید صورت گرفت. بالاخره با ابداع کوره‌های دوار، قدم عظیمی در جهت پاسخگویی به بازار مصرف برداشته شد. ثمره ۸۰ سال کار و استفاده از تکنولوژی دوار سیمان منتهی به ساخت کوره‌هایی با ظرفیت ۱۰۰٫۰۰۰ تن کلینکر در روز شده است. اکنون هزاران کوره در کلیه نقاط دنیا هر جا که معادن سنگ آهک و خاک‌رس وجود داشته باشد، مشغول به تولید سیمان است.
اجزای تشکیل دهنده سیمان
        مصالح آهکی خارجی (حدود ۶۰٪ الی ۶۷٪)
        رس (حدود ۳٪ الی ۷٪)
        سیلیس (۱۷٪ الی ۲۷٪)
        اکسیدهای معدنی[۳]
            اکسید آهن (۰/۵٪ الی ۶٪)Fe۲O۳
            اکسید سدیم (۰/۲٪ الی ۱/۳٪)Na۲O
            اکسید منیزیم (۰/۱٪ الی ۴/۵٪)MnO
            اکسید پتاسیم (۰/۲٪ الی ۱/۳٪)K۲O
            اکسید آلومینیوم (۳٪ الی ۸٪)Al۲O۳
اجزای تشکیل دهنده سیمان
        مصالح آهکی خارجی (حدود ۶۰٪ الی ۶۷٪)
        رس (حدود ۳٪ الی ۷٪)
        سیلیس (۱۷٪ الی ۲۷٪)
        اکسیدهای معدنی[۳]
            اکسید آهن (۰/۵٪ الی ۶٪)Fe۲O۳
            اکسید سدیم (۰/۲٪ الی ۱/۳٪)Na۲O
            اکسید منیزیم (۰/۱٪ الی ۴/۵٪)MnO
            اکسید پتاسیم (۰/۲٪ الی ۱/۳٪)K۲O
            اکسید آلومینیوم (۳٪ الی ۸٪)Al۲O۳
روشهای ساخت سیمان
    روش تر
    روش نیمه تر
    روش نیمه خشک
    روش خشک

شیمی ترکیبات سیمان
مواد خام تشکیل دهنده سیمان اساسا از اکسیدهای کلسیم و سیلیسیم و آهن تشکیل شده‌است. این مواد در کوره با هم ترکیب شده و غیر از مقداری آهک آزاد باقی مانده، که فرصت کافی برای فعل و انفعال نداشته‌است، ترکیبات شیمیایی جدید و پایداری نتیجه می‌شوند. در هنگام خنک کردن مصالح، براساس سرعت خنک کردن، مواد به صورت بلوری و بی شکل ظاهر می‌گردند. دانه‌های بی شکل که اکثرا شیشه‌ای هستند و دانه‌های بلوری شده، درحالی که یک فرمول شیمیایی دارند، دارای خواص متفاوتی هستند. برای سیمان معمولی، درصد ترکیبات حاصل از فعل و انفعالات فوق با داشتن درصد اکسیدهای موجود در کلینکر و با فرض اینکه کریستاله شدن کامل انجام پذیرفته باشد قابل محاسبه‌است.[۶] چهارترکیب اصلی سیمان عبارتند از:تری کلسیم سیلیکات، دی کلسیم سیلیکات، تری کلسیم آلومینات، تترا کلسیم آلومینو فریت؛ که به ترتیب با علائم اختصاری به صورت: C۴AF C۳A C۲S C۳S نامیده می‌شوند.[۷]
معادلات بوگ
محاسبه مربوط به میزان ترکیبات سیمان حاصل از اکسیدهای اصلی تشکیل دهنده آن توسط بوگ انجام شده و به نام معادلات بوگ معروف می‌باشد. این معادلات درصد ترکیبات اصلی سیمان را نمایش می‌دهد.[۸]
C۳S = ۴٫۰۷۱۰(CaO)-۷٫۶۰۲۴(SiO۲)-۱٫۴۲۹۷(Fe۲O۳)-۶٫۷۱۸۷(Al۲O۳
C۲S = ۸٫۶۰۲۴(SiO۲)+۱٫۰۷۸۵(Fe۲O۳)+۵٫۰۶۸۳(Al۲O۳)-۳٫۰۷۱۰(CaO
C۳A = ۲٫۶۵۰۴(Al۲O۳)-۱٫۶۹۲۰(Fe۲O۳
C۴AF = ۳٫۰۴۳۲(Fe۲O۳
خواص ترکیبات اصلی سیمان
سیلیکات‌ها یعنی C۲S و C۳S ترکیبات اصلی و مهم سیمان می‌باشند و مقاومت سیمان هیدراته شده به آنها بستگی دارد. اکسیدهای تشکیل دهنده این سیلیکات‌ها تاثیرات مهمی روی شکل اتمی و کریستالی و خواص هیدرولیکی انها دارند. حضور C۳A در سیمان سودمند نیست. این ترکیب نقشی در مقاومت سیمان، به جز کمی در سن اولیه آن، نداشته و بعد از سخت شدن سیمان در صورت حمله سولفاتی با تشکیل سولفوآلومینات کلسیم (اترینگایت) سبب خرابی بتن می‌گردد. ولی C۳A در فرایند تولید در ترکیب اکسیدکلسیم با اکسیدسیلیسیم سهولت ایجاد کرده و سودمند است. C۴AF که به میزان کمی به وجود می‌آید در مقابل سه ترکیب دیگر نقش عمده‌ای در خواص سیمان ندارد. به هرحال این ترکیب با سنگ گج سیمان، سولفوفریت کلسیم تشکیل می‌دهد که این ماده هیدراتاسیون سیلیکات‌ها را تسریع می‌کند

محصولات مرتبط:

مگنت
مگنت جهت جداسازي ضايعات آهني در صنایع مختلف کاربرد دارد. شرکت پاپکُ مگنت به طراحی، تولید و ساخت مگنت های زیر پرداخته است.
    -مگنت جدا کننده دائم.
    -مگنت جدا کننده دائم خود تمیز کن.
    -مگنت جدا کننده الکتریکی دستی.
    -مگنت جدا کننده الکتریکی خود تمیز کن.
    -مگنت مخروطی.
    -مگنت بالابر دائم دستی.
    -مگنت بالابر الکتریکی.
    -مگنت بالابر الکتریکی مستطیل.
    -مگنت بالابر الکتریکی گرد.
    -مگنت جدا کننده دائم.


    مگنت جدا کننده دائم معلق:
اين مگنت بدون استفاده از نيروي برق و باطري بصورت معلق بر روي نوار نقاله يا شوت نصب مي گردد و با جذب قطعات آهني نظير ناخن لودر ، پيچهاي درشت و قطعات شوتهاو سرندها و غيره از ورود آنها به دستگاههاي خردايش (خردكننده) نظير سنگ شكن ، آسياب ، كوبيت ، هيدروكن ، والس ، پرس و غيره جلوگيري مي نمايد.

مگنت جداکننده دائم خود تمیزکن:
اين دستگاه به صورت معلق بر روي نوار نقاله يا شوت نصب مي گردد و علاوه بر جذب قطعات آهني مزاحم كه به همراه مواد اوليه وارد پروسه توليد مي گردند بصورت اتوماتيك قطعات جذب شده را از خط توليد خارج مي نمايد. اين دستگاه در­صنايعي كه ­درصد ضايعات آهني بالا باشد كاربرد فراواني دارد.

مگنت مخروطی:
اين جداكننده مغناطيسي در مكان هايي نصب مي گردد كه ريزش مواد بصورت فله و ريزش آزاد مي باشد.
اين دستگاه شامل دو قسمت است :
آهنربای مخروطی.
محفظه استیل.

مگنت بالابر دائم دستی:
مگنت بالابر دائم دستی مدل PML از قویترین آهن رباهای دائم ساخته شده است که جهت سهولت و ایمنی بیشتر در جابجائی قطعات آهنی تخت و گرد مورد استفاده قرار می گیرد.
از مزایای این بالابر مغناطیسی می توان به نصب و راه اندازی آسان، ایمنی و عمر بسیار بالا، افزایش راندمان کاری، سهولت استفاده و سرعت بخشیدن به کار اشاره کرد.

مگنت بالابر الکتریکی گرد و مستطيل:
این مگنت ها در صنايع مختلف جهت حمل قراضه، بيلت، لوله بندل، كويل و غيره مورد استفاده قرار مي گيرد.