دانش شیمی

سیمان یک چسب است ، ماده ای که برای ساخت و ساز استفاده می شود و مواد دیگر را می چسباند ، سفت می شود و آنها را به هم می چسباند. سیمان بندرت به خودی خود مورد استفاده قرار می گیرد ، بلکه بیشتر برای اتصال شن و ماسه (سنگدانه) به یکدیگر است. سیمان مخلوط با سنگ ریزه باعث ایجاد ملات برای سنگ تراشی می شود و یا با شن و ماسه ، بتن تولید می شود. بتن پرکاربردترین ماده موجود است و فقط به عنوان آب بیشترین مصرف سیاره در پشت آب قرار دارد.

سیمان های مورد استفاده در ساخت معمولاً غیرآلی هستند ، غالباً بر پایه آهک یا سیلیکات کلسیم هستند که بسته به توانایی سیمان در حضور آب ، به ترتیب غیر هیدرولیکی یا هیدرولیکی قابل توصیف هستند (نگاه کنید به گچ آهک هیدرولیک و غیر هیدرولیک )

سیمان غیر هیدرولیکی در شرایط مرطوب یا زیر آب قرار نمی گیرد. بلکه هنگام خشک شدن و واکنش با دی اکسید کربن موجود در هوا تنظیم می شود. پس از پایداری در برابر حمله شیمیایی مقاوم است.

موارد استفاده سیمان

برای تهیه ملات سیمان.
برای تهیه بتن سیمانی.
برای ساخت سازه های ضد حریق و ضد حرارت.
برای ساخت سازه های مقاوم در برابر هیدروگرافی و یخ زدگی.
برای ساختن سازه های ضد شیمیایی.
به عنوان ماده دوغاب.
برای ساخت جاده های سیمانی سیمانی.
برای تولید اعضای پیش ساخته

چگونه سیمان ساخته می شود؟

سیمان پرتلند ماده اصلی سازنده بتن است. هنگامی که سیمان پرتلند خمیری را با آب ایجاد می کند که با شن و ماسه وصل شده و سخت می شود ، بتن تشکیل می شود.

سیمان از طریق ترکیب شیمیایی کاملاً کنترل شده کلسیم ، سیلیسیم ، آلومینیوم ، آهن و سایر مواد تولید می شود.

مواد متداول مورد استفاده برای تولید سیمان شامل سنگ آهک ، پوسته و گچ یا مارن همراه با شیل ، رس ، تخته سنگ ، سرباره کوره بلند ، ماسه سیلیس و سنگ آهن است. این مواد وقتی در دمای بالا گرم می شوند ماده ای سنگ مانند تشکیل می دهند که به صورت پودر ریز درآمده و تصور می کنیم سیمان است.

آجرپزی جوزف آسپدین از لیدز ، انگلیس اولین بار در اوایل قرن 19 با سوزاندن سنگ آهک پودر شده و خاک رس در اجاق گاز آشپزخانه خود ، سیمان پرتلند را ساخت. وی با استفاده از این روش خام ، بنیادی را برای صنعتی بنا نهاد که سالانه کوههای سنگ آهک ، خاک رس ، سنگ سیمان و سایر مواد را به صورت پودری در می آورد و از این طریق از غربال قابل نگهداری آب عبور می کند.

آزمایشگاه های کارخانه سیمان با انجام آزمایش های مکرر شیمیایی و فیزیکی ، هر مرحله در تولید سیمان پرتلند را بررسی می کنند. آزمایشگاه ها همچنین محصول نهایی را تجزیه و تحلیل و آزمایش می کنند تا از انطباق آن با تمام مشخصات صنعت اطمینان حاصل کنند.

متداول ترین روش برای تولید سیمان پرتلند روش خشک است. اولین قدم استخراج مواد اولیه اصلی ، عمدتا سنگ آهک ، خاک رس و سایر مواد است. پس از استخراج سنگ خرد شده است. این شامل چندین مرحله است. اولین خردایش سنگ را به حداکثر اندازه حدود 6 اینچ کاهش می دهد. سپس سنگ به دستگاه های خرد کن ثانویه یا آسیاب های چکش می رود تا حدود 3 اینچ یا کوچکتر کاهش یابد.

سنگ خرد شده با ترکیبات دیگری مانند سنگ آهن یا خاکستر و خاکستر ، مخلوط شده و به کوره سیمان منتقل می شود.

کوره سیمان در کوره های دوار بزرگ فولادی استوانه ای شکل که با آجر نسوز مخصوص پوشانده شده است ، تمام مواد تشکیل دهنده را تا حدود 2700 درجه فارنهایت گرم می کند. قطر کوره ها اغلب به اندازه 12 فوت است - به اندازه کافی بزرگ برای جا دادن اتومبیل و در بسیاری از موارد از ارتفاع یک ساختمان 40 طبقه بیشتر. کوره های بزرگ با محور متمایل از افقی نصب می شوند.

ماده اولیه ریز خرد شده یا دوغاب به انتهای بالاتر منتقل می شود. در انتهای پایینی یک شعله شعله ور وجود دارد ، که با سوزاندن دقیق کنترل شده ذغال پودر ، روغن ، سوخت های جایگزین یا گاز تحت فشار اجباری تولید می شود.

با حرکت مواد در کوره ، عناصر خاصی به صورت گاز از بدن خارج می شوند. عناصر باقی مانده با هم متحد می شوند و ماده جدیدی به نام کلینکر تشکیل می دهند. کلینکر به صورت گلوله های خاکستری ، تقریباً به اندازه سنگ مرمر ، از کوره خارج می شود.

کلینکر از انتهای پایین کوره به صورت داغ تخلیه می شود و به طور کلی در انواع خنک کننده ها به درجه حرارت رسیدگی می شود. هوای گرم شده از کولرها به کوره ها برگردانده می شود ، این فرآیند باعث صرفه جویی در مصرف سوخت و افزایش راندمان سوخت می شود.

بعد از خنک شدن کلینکر ، گیاهان سیمان آن را خرد کرده و با مقادیر کمی گچ و سنگ آهک مخلوط می کنند. سیمان آنقدر خوب است که 1 پوند سیمان حاوی 150 میلیارد دانه است. سیمان اکنون برای حمل و نقل به شرکتهای بتن آماده آماده است تا در پروژه های مختلف ساختمانی مورد استفاده قرار گیرد.

اگرچه فرآیند خشک مدرن ترین و محبوب ترین روش برای تولید سیمان است ، اما برخی از کوره ها در ایالات متحده از فرآیند مرطوب استفاده می کنند. این دو فرآیند اساساً یکسان هستند ، مگر اینکه در فرآیند مرطوب ، مواد اولیه قبل از ورود به کوره با آب آسیاب شوند

منبع:https://www.cement.org/cement-concrete/how-cement-is-made

منبع:مصالح لند