کنترل آنلاین

ابزار دقیق مورد استفاده در سیمان 0000

0
CEMENT PROCESS DIAGRAM

ابزار دقیق مورد استفاده در سیمان 0000

فرآیند تولید سیمان

مرحله 1: استخراج مواد خام / معدن

مواد خام مورد استفاده در ساخت سیمان در مورد سنگ های سخت مانند سنگ آهک، تخته سنگ و برخی از شیل ها و در صورت لزوم با کمک انفجار استخراج می شود. برخی از ذخایر با روش های زیرزمینی استخراج می شوند. سنگ های نرم تری مانند گچ و خاک رس را می توان مستقیماً توسط بیل مکانیکی حفر کرد.

مواد حفاری شده توسط کامیون ها، واگن های باری راه آهن، تسمه نقاله یا طناب ها به کارخانه سنگ شکن منتقل می شوند. آنها همچنین می توانند در حالت مرطوب یا دوغاب توسط خط لوله حمل شوند. در مناطقی که سنگ‌های آهکی با محتوای آهک به اندازه کافی در دسترس نیستند، می‌توان از برخی فرآیندهای غنی‌سازی استفاده کرد. شناورسازی کف سیلیس یا آلومینا اضافی را حذف می کند و بنابراین سنگ آهک را ارتقا می دهد، اما این یک فرآیند پرهزینه است و فقط در صورت اجتناب ناپذیر استفاده می شود.

 

ابزار دقیق مورد استفاده در سیمان 0000

ابزار دقیق مورد استفاده در سیمان 0000

مرحله 2: آسیاب، تناسب، و مخلوط کردن

مواد خام خرد شده برای فرآیند سیمان سازی در کوره با ترکیب آنها با مواد افزودنی و آسیاب کردن آنها برای اطمینان از یک مخلوط همگن خوب آماده می شوند. ترکیب سیمان در اینجا بسته به خواص مورد نظر سیمان متناسب است. به طور کلی، سنگ آهک 80٪ و 20٪ باقی مانده از خاک رس است. در کارخانه سیمان، مخلوط خام خشک می شود (محتوای رطوبت به کمتر از 1٪ کاهش می یابد). غلتک‌های چرخ‌دار سنگین و میزهای دوار مخلوط خام را با هم مخلوط می‌کنند و سپس غلتک آن را خرد می‌کند تا به پودر ریز تبدیل شود تا در سیلوها ذخیره شود و به کوره منتقل شود.

همه به جز مواد نرم ابتدا اغلب در دو مرحله خرد می شوند و سپس آسیاب می شوند، معمولاً در آسیاب های چرخان، استوانه ای یا لوله ای حاوی باری از توپ های آسیاب فولادی. این آسیاب بسته به فرآیند مورد استفاده به صورت مرطوب یا خشک انجام می شود، اما برای آسیاب خشک ابتدا ممکن است نیاز باشد که مواد اولیه در خشک کن های استوانه ای و چرخشی خشک شوند.

مواد نرم با هم زدن شدید با آب در آسیاب های شستشو شکسته می شوند و دوغاب ریز تولید می کنند که برای حذف ذرات بزرگ از روی صفحه ها عبور داده می شود.

ابزار دقیق مورد استفاده در سیمان 0000

ابزار دقیق مورد استفاده در سیمان 0000

مخلوط کردن

اولین تقریب از ترکیب شیمیایی مورد نیاز برای یک سیمان خاص با استخراج انتخابی و کنترل مواد خام تغذیه شده به کارخانه خرد کردن و آسیاب به دست می آید. کنترل دقیق تر با کشیدن مواد از دو یا چند دسته حاوی مخلوط های خام با ترکیب کمی متفاوت به دست می آید. در فرآیند خشک این مخلوط ها در سیلوها ذخیره می شوند.

مخازن دوغاب در فرآیند مرطوب استفاده می شود. اختلاط کامل مواد خشک در سیلوها با هم زدن و گردش شدید ناشی از هوای فشرده تضمین می شود. در فرآیند مرطوب، مخازن دوغاب توسط وسایل مکانیکی یا هوای فشرده یا هر دو هم زده می شوند. دوغاب که حاوی 35 تا 45 درصد آب است، گاهی اوقات فیلتر می شود و محتوای آب را به 20 تا 30 درصد کاهش می دهد و سپس کیک صافی به کوره داده می شود. این باعث کاهش مصرف سوخت برای سوختن می شود.

CEMENT PROCESS DIAGRAM1

مرحله 3: مواد اولیه پیش گرمایش

یک محفظه پیش گرمایش شامل یک سری سیکلون است که از گازهای داغ تولید شده از کوره به منظور کاهش مصرف انرژی و سازگاری بیشتر با محیط زیست فرآیند تولید سیمان استفاده می کند. مواد خام از اینجا عبور داده می شود و به اکسید تبدیل می شود تا در کوره سوزانده شود.

اولین کوره هایی که در آنها سیمان به صورت دسته ای سوزانده می شد، کوره های بطری بود، سپس کوره های محفظه ای و سپس کوره های شفت پیوسته. کوره شفت به شکل مدرن هنوز در برخی کشورها استفاده می شود، اما وسیله غالب سوزاندن کوره دوار است. این کوره ها – تا 200 متر (660 فوت) طول و شش متر قطر در کارخانه های فرآیند مرطوب، اما کوتاه تر برای فرآیند خشک – از یک پوسته استوانه ای فولادی تشکیل شده اند که با مواد نسوز پوشانده شده است.

آنها به آرامی روی محوری می چرخند که چند درجه به سمت افقی متمایل است. خوراک مواد خام که در انتهای بالایی وارد می شود، به آرامی به سمت پایین کوره به سمت پایین، یا پختن، حرکت می کند. سوخت برای شلیک ممکن است زغال سنگ، نفت یا گاز طبیعی پودر شده باشد که از طریق لوله تزریق می شود. دما در انتهای پخت بسته به مواد خام سوزانده شده از حدود 1350 تا 1550 درجه سانتیگراد (2460 تا 2820 درجه فارنهایت) متغیر است.

نوعی مبدل حرارتی معمولاً در قسمت پشتی کوره تعبیه می‌شود تا انتقال حرارت به مواد خام ورودی را افزایش داده و در نتیجه حرارت از دست رفته در گازهای زائد را کاهش دهد. محصول سوخته به صورت گره های کوچک کلینکر از کوره خارج می شود. اینها به خنک کننده ها منتقل می شوند، جایی که گرما به هوای ورودی منتقل می شود و محصول خنک می شود. کلینکر ممکن است بلافاصله آسیاب شود تا سیمان شود یا برای استفاده بعدی در انبارها ذخیره شود.

در فرآیند نیمه خشک، مواد خام به شکل گره هایی حاوی 10 تا 15 درصد آب، قبل از عبور به کوره دوار کوتاهتر، روی یک رنده زنجیره ای متحرک تغذیه می شوند. گازهای داغی که از کوره می آیند از طریق گره های خام روی رنده مکیده می شوند و گره ها را از قبل گرم می کنند.

انتشار گرد و غبار از کوره های سیمان می تواند یک مزاحمت جدی باشد. در مناطق پرجمعیت معمولاً و اغلب اجباری است که سیکلون‌گیرها، سیستم‌های فیلتر کیسه‌ای یا رسوب‌دهنده‌های الکترواستاتیک گرد و غبار را بین خروجی کوره و پشته دودکش قرار دهند. بیش از 50 درصد از انتشارات تولید سیمان به طور ذاتی با تولید کلینکر مرتبط است و محصول جانبی واکنش شیمیایی است که فرآیند فعلی را هدایت می کند. پتانسیل ترکیب کلینکر با مواد جایگزین برای کاهش نیاز به خود کلینکر و در نتیجه کمک به کاهش اثرات آب و هوایی فرآیند ساخت سیمان وجود دارد.

کارخانه های سیمان مدرن مجهز به ابزار دقیق برای کنترل فرآیند سوزاندن هستند. مواد خام در برخی از کارخانه ها به طور خودکار نمونه برداری می شود و یک کامپیوتر ترکیب مخلوط خام را محاسبه و کنترل می کند. بزرگترین کوره های دوار خروجی بیش از 5000 تن در روز دارند.

Figure 4 Control parameters and variables of aprecalciner kiln

سنگ زنی

کلینکر و مقدار لازم گچ در آسیاب های افقی مشابه آسیاب های مورد استفاده برای آسیاب کردن مواد خام به پودر ریز آسیاب می شود. مواد ممکن است مستقیماً از آسیاب عبور کنند (سرند کردن مدار باز)، یا مواد درشت تر ممکن است از محصول آسیاب شده جدا شده و برای آسیاب بیشتر به آسیاب برگردانده شود (سرند کردن مدار بسته). گاهی اوقات مقدار کمی از کمک آسیاب به مواد خوراک اضافه می شود. برای سیمان های حباب کننده هوا (که در بخش زیر بحث می شود) یک عامل حباب کننده هوا نیز به همین ترتیب ساخته می شود.

سیمان تمام شده به صورت پنوماتیک به سیلوهای ذخیره سازی پمپ می شود که از آن برای بسته بندی در کیسه های کاغذی یا برای ارسال در ظروف فله برداشته می شود.

measuring cement kiln temperature blog 2

مرحله 4: فاز کوره

فاز کوره مرحله اصلی فرآیند تولید سیمان است. در اینجا، کلینکر از مخلوط خام از طریق یک سری واکنش های شیمیایی بین ترکیبات کلسیم و دی اکسید سیلیکون تولید می شود. اگرچه فرآیند پیچیده است، رویدادهای تولید کلینکر را می توان به ترتیب زیر نوشت:

تبخیر آب آزاد.
تکامل آب ترکیبی در اجزای آرژیلاس.
کلسینه کردن کربنات کلسیم (CaCO3) به اکسید کلسیم (CaO).
واکنش CaO با سیلیس برای تشکیل دی کلسیم سیلیکات.
واکنش CaO با ترکیبات حاوی آلومینیوم و آهن، فاز مایع را تشکیل می دهد.
تشکیل گره های کلینکر
تبخیر ترکیبات فرار (مانند سدیم، پتاسیم، کلریدها و سولفات ها).
واکنش CaO اضافی با سیلیکات دی کلسیم، سیلیکات تری کلسیم را تشکیل می دهد.
وقایع فوق را می توان بر اساس تغییر دمای داخل کوره به چهار مرحله اصلی متراکم کرد:

100 درجه سانتیگراد (212 درجه فارنهایت): تبخیر آب آزاد
100 درجه سانتی گراد (212 درجه فارنهایت) – 430 درجه سانتی گراد (800 درجه فارنهایت): کم آبی و تشکیل اکسیدهای سیلیکون، آلومینیوم و آهن
900 درجه سانتی گراد (1650 درجه فارنهایت) -982 درجه سانتی گراد (1800 درجه فارنهایت): CO2 تکامل یافته و CaO از طریق تکلیس تولید می شود.
1510 درجه سانتیگراد (2750 درجه فارنهایت): کلینکر سیمانی تشکیل می شود
کوره 3 درجه نسبت به افقی زاویه دارد تا مواد در مدت 20 تا 30 دقیقه از آن عبور کنند. زمانی که مخلوط خام به قسمت پایینی کوره می رسد، کلینکر تشکیل شده و به صورت گره هایی به اندازه مرمر از کوره خارج می شود.

hero how is cement made

مرحله 5: خنک کردن و آسیاب نهایی

پس از خروج از کوره، کلینکر با عبور هوا از روی آن به سرعت از 2000 درجه سانتیگراد به 100 درجه سانتیگراد تا 200 درجه سانتیگراد خنک می شود. در این مرحله افزودنی های مختلف با کلینکر ترکیب می شود تا محصول نهایی یعنی سیمان تولید شود. گچ اضافه شده و آسیاب شده با کلینکر زمان گیرش را تنظیم می کند و مهمترین خاصیت سیمان یعنی مقاومت فشاری را می دهد. همچنین از تجمع و پوشش پودر در سطح گلوله ها و دیواره های آسیاب جلوگیری می کند.

برخی از مواد آلی، مانند تری اتانول آمین (در 0.1 درصد وزنی استفاده می شود)، به عنوان کمک آسیاب برای جلوگیری از تجمع پودر اضافه می شود. سایر مواد افزودنی که گاهی اوقات مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از اتیلن گلیکول، اسید اولئیک و دودسیل بنزن سولفونات.

گرمای تولید شده توسط کلینکر برای صرفه جویی در انرژی به کوره بازگردانده می شود. آخرین مرحله ساخت سیمان، فرآیند آسیاب نهایی است. در کارخانه سیمان، درام های دوار مجهز به توپ های فولادی وجود دارد. کلینکر پس از سرد شدن به این طبل های چرخان منتقل می شود و به پودر ریز تبدیل می شود که هر پوند آن حاوی 150 میلیارد دانه است. این پودر محصول نهایی سیمان است.

 

مرحله 6: بسته بندی و حمل و نقل

سیمان از آسیاب های آسیاب به سیلوها (مخازن ذخیره سازی بزرگ) منتقل می شود و در کیسه های 20-40 کیلوگرمی بسته بندی می شود. بیشتر محصول به صورت عمده توسط کامیون، قطار یا کشتی ارسال می شود و تنها مقدار کمی برای مشتریانی که به مقادیر کم نیاز دارند بسته بندی می شود.

واکنش های شیمیایی در فرآیند تولید سیمان

واکنش‌هایی که (پس از تبخیر آب آزاد) بین واکنش‌دهنده‌ها در مرحله کوره‌سازی فرآیند سیمان‌سازی صورت می‌گیرد به شرح زیر است:

تجزیه خاک رس:
Si2Al2O5(OH)2 → 2 SiO2 + Al2O3 + 2 H2O (بخار)
KAlSi3O8 (اورتوکلاز) + 0.5 SO2 + 0.25 O2 → 3 SiO2 + 0.5 Al2O3 + 0.5 K2SO4
تجزیه دولومیت:
CaMg(CO3)2 → CaCO3 + MgO + CO2
KMg3AlSi3O10(OH)2 + 0.5 SO2 + 0.25 O2 → 0.5 K2SO4 + 3 MgO + 0.5 Al2O3 + 3 SiO2 + H2O (بخار)
تجزیه کلسیت در دمای پایین:
2 CaCO3 + SiO2 → Ca2SiO4 + 2 CO2
2 MgO + SiO2 → Mg2SiO4
Ca5(PO4)3OH + 0.25 SiO2 → 1.5 Ca3(PO4)2 + 0.25 Ca2SiO4 + 0.5 H2O (بخار)
واکنش آلومینا و اکسید:
12 CaCO3 + 7 Al2O3 → Ca12Al14O33 + 12 CO2
4 CaCO3 + Al2O3 + Fe2O3 → Ca4Al2Fe2O10 + 4 CO2
4 CaCO3 + Al2O3 + Mn2O3 → Ca4Al2Mn2O10 + 4 CO2
واکنش کلسیت باقیمانده:
CaCO3 → CaO + CO2
تف جوشی:
Ca2SiO4 + CaO → Ca3SiO5

 

سیمان پورتلند
ترکیب شیمیایی
سیمان پرتلند از چهار ترکیب اصلی تشکیل شده است: سیلیکات تری کلسیم (3CaO · SiO2)، سیلیکات دی کلسیم (2CaO · SiO2)، تری کلسیم آلومینات (3CaO · Al2O3) و یک آلومینوفریت تترا کلسیم (4CaO · Al2O3Fe2O3). در یک علامت اختصاری متفاوت از نمادهای اتمی معمولی، این ترکیبات به عنوان C3S، C2S، C3A، و C4AF تعیین می شوند، که در آن C مخفف اکسید کلسیم (آهک)، S برای سیلیس، A برای آلومینا، و F برای اکسید آهن است. مقادیر کمی از آهک و منیزیم ترکیب نشده همراه با قلیایی ها و مقادیر جزئی دیگر عناصر نیز وجود دارد.

هیدراتاسیون

مهمترین ترکیبات هیدرولیکی سیلیکات های کلسیم، C2S و C3S هستند. پس از مخلوط شدن با آب، سیلیکات های کلسیم با مولکول های آب واکنش داده و هیدرات سیلیکات کلسیم (3CaO · 2SiO2 · 3H2O) و هیدروکسید کلسیم (Ca[OH]2) تشکیل می دهند. به این ترکیبات نمادهای مختصر C-S-H (نمایش داده شده با فرمول متوسط ​​C3S2H3) و CH داده شده است، و واکنش هیدراتاسیون را می توان به طور خام با واکنش های زیر نشان داد:
2C3S + 6H = C3S2H3 + 3CH
2C2S + 4H = C3S2H3 + CH

در مرحله اولیه هیدراتاسیون، ترکیبات اصلی حل می شوند و انحلال پیوندهای شیمیایی آنها مقدار قابل توجهی گرما ایجاد می کند. سپس، به دلایلی که به طور کامل شناخته نشده است، هیدراتاسیون متوقف می شود. این دوره سکون یا غیرفعال در جایگذاری بتن بسیار مهم است. بدون یک دوره خواب، کامیون های سیمان وجود نخواهد داشت. ریختن باید بلافاصله پس از مخلوط کردن انجام شود.

پس از دوره خواب (که می تواند چندین ساعت طول بکشد)، سیمان شروع به سخت شدن می کند، زیرا CH و C-S-H تولید می شود. این ماده سیمانی است که سیمان و بتن را به یکدیگر متصل می کند. با ادامه هیدراتاسیون، آب و سیمان به طور مداوم مصرف می شوند. خوشبختانه، محصولات C-S-H و CH تقریباً همان حجم سیمان و آب اصلی را اشغال می کنند. حجم تقریباً حفظ شده است و انقباض قابل کنترل است.

اگرچه فرمول های بالا C-S-H را به عنوان یک استوکیومتری خاص در نظر می گیرند، با فرمول C3S2H3، به هیچ وجه ساختار منظمی از ترکیب یکنواخت را تشکیل نمی دهد. C-S-H در واقع یک ژل آمورف با استوکیومتری بسیار متغیر است. برای مثال، نسبت C به S بسته به طراحی مخلوط و شرایط پخت، می تواند از 1:1 تا 2:1 متغیر باشد.

خواص ساختاری

استحکام ایجاد شده توسط سیمان پرتلند به ترکیب آن و ظرافتی که به آن آسیاب می شود بستگی دارد. C3S عمدتاً مسئول استحکام ایجاد شده در هفته اول سخت شدن و C2S برای افزایش بعدی مقاومت است. ترکیبات آلومینا و آهن که فقط در مقادیر کمتری وجود دارند، سهم مستقیم کمی در استحکام دارند.

سیمان و بتن در اثر حمله برخی از عوامل شیمیایی طبیعی یا مصنوعی ممکن است دچار زوال شوند. ترکیب آلومینا در خاک های حاوی نمک های سولفات یا در آب دریا آسیب پذیرترین ترکیب در برابر حمله شیمیایی است، در حالی که ترکیب آهن و دو سیلیکات کلسیم مقاومت بیشتری دارند. هیدروکسید کلسیم آزاد شده در طول هیدراتاسیون سیلیکات های کلسیم نیز در برابر حمله آسیب پذیر است.

از آنجایی که سیمان هنگام هیدراته شدن، گرما را آزاد می کند، بتن قرار داده شده در توده های بزرگ، مانند سدها، می تواند باعث شود که دمای داخل جرم تا 40 درجه سانتیگراد (70 درجه فارنهایت) بالاتر از دمای بیرونی باشد. سرد شدن بعدی می تواند علت ترک خوردن باشد. بالاترین گرمای هیدراتاسیون توسط C3A نشان داده می شود و به ترتیب C3S، C4AF و C2S به ترتیب نزولی دنبال می شود.

انواع سیمان پرتلند

پنج نوع سیمان پرتلند در ایالات متحده توسط انجمن آمریکایی آزمایش و مواد (ASTM) استاندارد شده است: معمولی (نوع I)، اصلاح شده (نوع II)، با مقاومت اولیه (نوع III)، کم حرارت (نوع) IV) و مقاوم در برابر سولفات (نوع V). در کشورهای دیگر نوع II حذف شده است و نوع III سخت شدن سریع نامیده می شود. نوع V در برخی از کشورهای اروپایی به سیمان فراری معروف است.

همچنین انواع مختلفی از سیمان پرتلند وجود دارد. سیمان های رنگی از آسیاب 5 تا 10 درصد رنگدانه های مناسب با سیمان پرتلند سفید یا خاکستری معمولی ساخته می شوند. سیمان های حباب کننده هوا با افزودن مقدار کمی، حدود 0.05 درصد، یک عامل آلی که باعث حباب های بسیار ریز هوا در بتن می شود، هنگام آسیاب کردن ایجاد می شود. این امر باعث افزایش مقاومت بتن در برابر آسیب یخ زدگی در آب و هوای سرد می شود. در هنگام ساخت بتن، عامل حباب کننده هوا می تواند به عنوان یک عنصر جداگانه به مخلوط اضافه شود.

سیمان های کم قلیایی، سیمان های پرتلند با محتوای کلی قلیایی که بالاتر از 0.6 درصد نیست. اینها در بتن ساخته شده با انواع خاصی از سنگدانه ها استفاده می شود که حاوی نوعی سیلیس است که با مواد قلیایی واکنش می دهد و باعث انبساط می شود که می تواند بتن را مختل کند.

سیمان بنایی عمدتاً برای ملات استفاده می شود. آنها از مخلوطی از سیمان پرتلند و سنگ آهک آسیاب شده یا مواد پرکننده دیگر همراه با یک عامل هواگیر یا یک افزودنی دفع کننده آب تشکیل شده اند. سیمان ضد آب نامی است که به سیمان پرتلندی گفته می شود که ماده ضد آب به آن اضافه شده است. سیمان آبگریز از آسیاب کردن کلینکر سیمان پرتلند با یک ماده تشکیل دهنده فیلم مانند اسید اولئیک به منظور کاهش سرعت زوال زمانی که سیمان در شرایط نامساعد ذخیره می شود، به دست می آید.

سیمان چاه نفت برای سیمان کاری در حفاری چاه های نفت که در معرض دما و فشار بالا هستند استفاده می شود. آنها معمولاً از سیمان پرتلند یا پوزولانی (نگاه کنید به زیر) با کندگیرهای آلی ویژه تشکیل شده اند تا از گیرش خیلی سریع سیمان جلوگیری کنند.

سیمان سرباره

سرباره دانه بندی شده حاصل از سرد شدن سریع سرباره های مذاب مناسب از کوره بلند پایه گروه دیگری از سیمان های ساختمانی را تشکیل می دهد. مخلوطی از سیمان پرتلند و سرباره دانه بندی شده، حاوی حداکثر 65 درصد سرباره، در کشورهای انگلیسی زبان به عنوان سیمان کوره بلند پرتلند (سرباره) شناخته می شود. Eisenportlandzement و Hochofenzement آلمان به ترتیب تا 40 و 85 درصد سرباره دارند. مخلوط‌هایی با نسبت‌های دیگر در کشورهای فرانسوی‌زبان با نام‌هایی مانند

ciment portland de fer، ciment métallurgique mixte، ciment de haut fourneau، و ciment de liatier au clinker یافت می‌شوند. خواص این سیمان های سرباره به طور کلی شبیه به سیمان پرتلند است، اما محتوای آهک کمتری دارند و سیلیس و آلومینا بیشتری دارند. آنهایی که محتوای سرباره بالاتری دارند مقاومت بیشتری در برابر حملات شیمیایی دارند.

نوع دیگری از سیمان حاوی سرباره، سیمان سوپر سولفاته است که از سرباره دانه بندی شده مخلوط با 10 تا 15 درصد گچ سخت سوخته یا انیدریت (سولفات کلسیم بی آب طبیعی) و چند درصد سیمان پرتلند تشکیل شده است. خواص مقاومتی سیمان سوپر سولفاته مشابه سیمان پرتلند است، اما مقاومت آن در برابر بسیاری از انواع حملات شیمیایی افزایش می یابد.

سیمان پوزولانی مخلوطی از سیمان پرتلند و یک ماده پوزولانی است که ممکن است طبیعی یا مصنوعی باشد. پوزولانای طبیعی عمدتاً موادی با منشاء آتشفشانی هستند، اما شامل برخی از خاکهای دیاتومه هستند. مواد مصنوعی شامل خاکستر بادی، خاک رس سوخته و شیل هستند. پوزولاناها موادی هستند که اگرچه به خودی خود سیمانی نیستند، اما حاوی سیلیس (و آلومینا) به شکل واکنشی هستند که می توانند در حضور آب با آهک ترکیب شوند و ترکیباتی با خواص سیمانی ایجاد کنند.

مخلوط‌های آهک و پوزولانا هنوز کاربرد خاصی پیدا می‌کنند، اما تا حد زیادی توسط سیمان پوزولانی مدرن جایگزین شده‌اند. هیدراتاسیون بخش سیمان پرتلند، آهک مورد نیاز برای ترکیب با پوزولانا را آزاد می کند.

سیمان با آلومینا بالا

 

سیمان با آلومینا بالا سیمانی با سخت شدن سریع است که از ذوب در دمای 1500 تا 1600 درجه سانتیگراد (2730 تا 2910 درجه فارنهایت) مخلوطی از بوکسیت و سنگ آهک در یک کوره طنین دار یا الکتریکی یا در یک کوره دوار ساخته می شود. همچنین می توان آن را با پخت در حدود 1250 درجه سانتیگراد (2280 درجه فارنهایت) ساخت. بوکسیت های مناسب حاوی 50 تا 60 درصد آلومینا، تا 25 درصد اکسید آهن، حداکثر 5 درصد سیلیس و 10 تا 30 درصد آب هیدراته هستند.

سنگ آهک باید فقط حاوی مقادیر کمی سیلیس و منیزیم باشد. سیمان حاوی 35 تا 40 درصد آهک، 40 تا 50 درصد آلومینا، تا 15 درصد اکسید آهن و ترجیحاً بیش از 6 درصد سیلیس نیست. ترکیب سیمانی اصلی آلومینات کلسیم (CaO · Al2O3) است.

سیمان با آلومینا بالا در عرض 24 ساعت نسبت بالایی از استحکام نهایی خود را به دست می آورد و در برابر حملات شیمیایی مقاومت بالایی دارد. همچنین می توان از آن در پوشش های نسوز کوره ها استفاده کرد. شکل سفید سیمان، حاوی حداقل نسبت اکسید آهن و سیلیس، دارای خواص نسوز برجسته است.

سیمان های منبسط کننده و غیر منقبض شونده سیمان های انبساط و بدون انقباض در اثر هیدراتاسیون کمی منبسط می شوند، بنابراین انقباض کوچکی را که هنگام خشک شدن بتن تازه برای اولین بار رخ می دهد، جبران می کند. سیمان منبسط کننده اولین بار در فرانسه در سال 1945 تولید شد. نوع آمریکایی مخلوطی از سیمان پرتلند و عامل انبساطی است که از کلینکر کردن مخلوط گچ، بوکسیت و گچ ساخته می شود.

گچ های گچی گچ گچ برای گچ کاری، ساخت گچ تخته و تخته و در یک شکل از مواد روکش کف استفاده می شود. این سیمان های گچی عمدتاً با حرارت دادن گچ طبیعی (دی هیدرات سولفات کلسیم، CaSO4 · 2H2O) و آبگیری آن برای ایجاد همی هیدرات سولفات کلسیم (CaSO4 · 1/2H2O) یا سولفات کلسیم بی آب (بدون آب) تولید می شوند. گچ و انیدریت به‌عنوان فرآورده‌های فرعی در صنایع شیمیایی نیز به‌عنوان مواد اولیه استفاده می‌شوند.

همی هیدرات که به نام گچ پاریس شناخته می شود، پس از مخلوط شدن با آب در عرض چند دقیقه سفت می شود. برای اهداف ساختمانی، یک عامل کند کننده، معمولاً کراتین، یک پروتئین، اضافه می شود. پلاسترهای سولفات کلسیم بی آب دیرگیر می شوند و اغلب نمک سولفات دیگری به مقدار کم به عنوان تسریع کننده اضافه می شود. گچ کف که در اصل با عنوان آلمانی Estrich Gips شناخته می شود، از نوع بی آب است.

آزمایش سیمان
آزمایش‌های مختلفی که سیمان‌ها باید با آن‌ها مطابقت داشته باشند در مشخصات سیمان ملی برای کنترل ظرافت، سلامت، زمان گیرش و استحکام سیمان تعیین شده‌اند. این آزمایشات به نوبه خود در زیر توضیح داده شده است.

ظرافت
ظرافت برای مدت طولانی توسط آزمایش های غربال کنترل می شد، اما روش های پیچیده تری در حال حاضر عمدتاً مورد استفاده قرار می گیرند. متداول ترین روش که هم برای کنترل فرآیند آسیاب و هم برای آزمایش سیمان تمام شده استفاده می شود، مساحت سطح سیمان را در واحد وزن سیمان با تعیین سرعت عبور هوا از بستر سیمان اندازه گیری می کند. روش‌های دیگر به اندازه‌گیری توزیع اندازه ذرات با سرعت ته‌نشینی سیمان در نفت سفید یا با شستشو (جداسازی) در جریان هوا بستگی دارد.

سلامتی
پس از گیرش، سیمان نباید دچار انبساط قابل ملاحظه ای شود که می تواند ملات یا بتن را مختل کند. این خاصیت سالم بودن با قرار دادن سیمان تنظیم شده در معرض جوش در آب یا بخار با فشار بالا آزمایش می شود. ناسالم بودن می تواند از وجود منیزیم آزاد بیش از حد در سیمان یا آهک آزاد سخت سوخته ناشی شود.

زمان تنظیم
گیرش و سخت شدن سیمان یک فرآیند پیوسته است، اما برای اهداف آزمایشی دو نقطه از هم متمایز می شود. زمان گیرش اولیه فاصله بین اختلاط سیمان با آب و زمانی است که مخلوط انعطاف پذیری خود را از دست داده و تا حدی سفت می شود. تقریباً پایان دوره ای را نشان می دهد که مخلوط مرطوب را می توان به شکل قالب درآورد. زمان گیرش نهایی نقطه ای است که در آن سیمان گیرش استحکام کافی برای مقاومت در برابر فشار مشخص شده را به دست آورده است. اکثر مشخصات به حداقل زمان گیرش اولیه در دمای معمولی حدود 45 دقیقه و زمان گیرش نهایی بیش از 10 تا 12 ساعت نیاز دارند.

استحکام – قدرت
آزمایش‌هایی که سرعت استحکام سیمان را اندازه‌گیری می‌کنند معمولاً بر روی ملاتی انجام می‌شوند که معمولاً از یک قسمت سیمان تا سه قسمت ماسه، وزنی، مخلوط با مقدار مشخصی آب تشکیل شده است. آزمایش‌های کششی بر روی بریکت‌ها، به شکل شکل هشت ضخیم‌شده در مرکز، قبلاً مورد استفاده قرار می‌گرفتند، اما با آزمایش‌های فشاری روی نمونه‌های مکعبی یا آزمایش‌های عرضی روی منشورها جایگزین یا تکمیل شدند.

مشخصات انجمن آمریکا برای آزمایش و مواد (ASTM) به آزمایش کشش روی ملات ماسه سیمان 1:3 و آزمایش فشار بر روی ملات 1:2.75 نیاز دارد.

موسسه استاندارد بریتانیا (BSI) به عنوان جایگزین آزمایش فشاری بر روی ملات 1:3 یا بر روی یک نمونه بتنی ارائه می دهد. یک روش بین المللی صادر شده توسط سازمان بین المللی استاندارد (ISO) نیازمند آزمایش عرضی بر روی یک منشور ملات ماسه سیمانی 1:3 است و به دنبال آن آزمایش فشاری بر روی دو نیمه منشور که پس از شکسته شدن در خمش باقی می مانند. بسیاری از کشورهای اروپایی این روش را اتخاذ کرده اند. در تمام این آزمایشات درجه بندی اندازه ماسه و معمولاً منبع آن مشخص می شود.

در آزمایش اکثر سیمان ها حداقل مقاومت در 3 و 7 روز و گاهی 28 روز مشخص می شود، اما برای سیمان پرتلند با سخت شدن سریع، آزمایش در 1 روز نیز لازم است. برای سیمان با آلومینا بالا، آزمایشات در روزهای 1 و 3 مورد نیاز است.

جهت دریافت مشاوره تامین و نصب ابزار دقیق مناسب لطفا با کارشناسان این شرکت تماس حاصل فرمایید.

 

اصول ایمنی ماشین: تست پالس در مقابل OSSD 0000

مقاله قبلی

کنگره جهانی راه حل های IOT با بیش از 11000 شرکت کننده

مقاله بعدی

شما همچنین ممکن است دوست داشته باشید

نظرات

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

بیشتر در کنترل آنلاین