آشنایی

سیمان پودری است که از سیلیکاتهای کلسیم ، آلومینات و فریت تشکیل شده و با اضافه نمودن آب می‌تواند موادی همچون شن ، ماسه و قطعات سنگ را به یکدیگر بچسباند. اجزای اصلی تشکیل دهنده سیمان شامل آلیت (Alite) با ترکیب یا ، بلیت (Belite) با ترکیب یا ، آلومینات (Aluminate) با ترکیب یا و فریت (Ferrite) با ترکیب یا است.

مقدار جزیی از اکسیدهای Na₂O ، K₂O ، CaO ، MgO ، TiO₂ نیز به صورت جانشینی در شبکه مواد ذکر شده یافت می‌شوند. در آلیت ، علاوه بر اکسید کلسیم و سیلیس که اجزای اصلی آن هستند، اکسیدهای آلومینیوم ، اکسیدهای آهن ، مواد قلیایی و تیتان نیز وجود دارند. ساختمان بلیت نیز چنین است. هیدراته شدن اجزای اصلی سیمان موجب به هم چسبیدن قطعات سنگ ، شن یا ماسه می‌گردد. زمان هیدراته شدن برای آلیت کوتاه و برای بلیت طولانی است. ضمن هیدراته شدن مقداری گرما آزاد می‌گردد. میزان گرمای آزاد شده از آلومینات حداکثر و از بلیت حداقل است.

انواع سیمان

انواع سیمان را بر اساس در صد ترکیباتن اصلی آنها به شرح زیر تقسیم می‌نمایند.

• سیمان پرتلند معمولی.
  
  
• سیمان پرتلند با گرمای هیدراته شدن متوسط که مقاومت آن در برابر سولفات نیز متوسط است.
  
  
• سیمان پرتلند با مقاومت اولیه بالا.
  
  
• سیمان پرتلند دارای گرمای هیدراته شدن پایین یا طولانی بودن زمان سخت شدن.
  
  
• سیمان ضد سولفات.
  
  
• سیمان با آلکالی کم.

مواد اولیه سیمان

اکسیدهای مهم شامل اکسید کلسیم ، سیلیس ، اکسید آلومینیوم و اکسید آهن است. سنگهای کربناته غنی از کلسیم ، مهمترین منبع تامین کلسیم مورد نیاز در سیمان هستند. در صورتی که میزان سیلیس سنگ تامین کننده CaO ، کمتر از میزان پایه باشد، می‌توان از مارن ، شیل ، خاک رس ، ماسه سنگ یا سر باره‌های سیلیس استفاده نمود. مهمترین منابع آلومینیوم ، شیل ، مارن ، خاک رس ، بوکسیت ،

سیلیمانیت ، آندالوزیت ، استارولیت سر باره‌های آلومینیومی هستند. آهن مورد نیاز بیشتر به صورت اکسید آهن (هماتیت) افزوده می‌شود و به منظور کنترل زمان گیرش سیمان در حدود 4 تا 5 در صد گچ به آن اضافه می‌شود.

اگر چنانچه میزان CaO بیش از حد مورد نیاز باشد، ترکیب سیمان در محدوده C₃A - C₃S - Cao واقع شده و از آن جایی که CaO هنگام آب گیری هیدراته و متورم می‌شود، برای سیمان مناسب نیست. سنگ آهک و شیل دو ماده اولیه مهم سیمان می‌باشند. عناصر شیمیایی مزاحم در مواد اولیه سیمان شامل SO₂ , P₂O₅ , Mn₂O₃ , TiO₂ , K₂O , Na₂O , Mgo , Cl مجموعه سدیم و پتاسیم حداکثر تا 1 در صد در مواد اولیه پذیرفتنی است. اکسید منیزیم در سنک آهک حداکثر تا 3 در صد و در مواد اولیه رسی تا 5 درصد قابل قبول است. وجود منیزیم باعث تخریب آجرهای دیواره کوره پخت سیمان می‌شود و ضمنا هنگام آب گیری متورم می‌شود.

مراحل تولید سیمان

سنگ آهک و مارن دو ماده اصلی و مهم سیمان را تشکیل می‌دهند و جداگانه به کارخانه حمل می‌شوند. سنگ آهک و مارن در سنگ شکن و آسیابهای مجزا پودر می‌شود و در سیلو ذخیره می‌گردد. پودر سنگ آهک و مارن به نسبت معین مخلوط می‌شوند و سپس برای دانه بندی مشخص آسیاب می‌گردند. پودر آماده در سیلوی خوراک کوره ذخیره می‌شود. مواد از سیلو به کوره و پیش گرم کن هدایت می‌شود. مواد لازم پس از تبدیل به کلینکر (کلوخه) از کوره خارج گردیده ، سپس وارد خنک کننده می‌شوند. بین 4 تا 5 درصد گچ برکلینکر اضافه می‌شود و در پایان کار کلینکر و گچ در آسیاب به پودر تبدیل می‌شود.

مباحث مرتبط با عنو ان

• سیمان
• سیمان پرتلند
• کانی
• مراحل تهیه سیمان