مقاله مصالح ساختمان در فایل ورد (word) دارای 32 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است
فایل ورد مقاله مصالح ساختمان در فایل ورد (word) کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه و مراکز دولتی می باشد.
توجه : در صورت مشاهده بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله مصالح ساختمان در فایل ورد (word)،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد
مصالح ساختمان
مقدمه سیمان از انواع مصالح ساختمانی و گردی است نرم كه دارای چسبندگی زیاد بوده و به عنوان یك چسب ساختمانی بكار میرود . این ماده مهم كه سالانه میلیونها تن از آن در كشور تولید و به مصارف گوناگون میرسد در مقابل هوا و همچنین در زیر آب خود را گرفته , استحكام بیشتری پیدا نموده و مدت دوام آن نامحدود است .
سیمان بخودی خود مقاومت زیادی در مقابل فشار نداشته , لیكن پس از تركیب با شن , ماسه و آب و تهیه ملات و بتون , با گذشت زمان مقاومت مورد نظر را ایجاد مینماید . به عبارت دیگر سیمانها مواد چسبندهای هستند كه قابلیت چسباندن ذرات به یكدیگر و به وجود آوردن جسم یكپارچه از ذرات متشكله را دارند .
از نظر علمی سیمان تركیبی است از اكسید كلسیم (آهك) با سایر اكسیدها نظیر اكسید آلومینیوم , اكسید سیلیسیم و اكسید آهن كه میل تركیب با آب داشته و در مجاورت هوا و در زیر آب به مرور سخت میگردد و دارای مقاومت میشود . این سخت شدن مثل بستن گل هنگام از دست دادن آب نیست , بلكه واكنشی شیمیایی است كه طی آن شكل جدیدی از ماده پدیدار میشود و سیمان سخت شده قابلیت نرم شدن مجدد با آب را ندارد .
كلمه سیمان اغلب در مفهوم كلی برای توصیف تمامی انواع مواد چسبنده بكار میرود , ولی در مفهومی دقیقتر به مواد چسبناكی اطلاق میگردد كه در ساختمان و بناهای ساخته شده در مهندسی عمران بكار میرود .
سفت و محكم شدن سیمان در نتیجه هیدراسیون (تركیب با آب) ایجاد میگردد , كه تركیب شیمیایی مخلوط سیمان با آب است و موجب تشكیل بلورهای شبه میكروسكوپی یا ماده شبه ژلاتینی میگردد . سیمان ساخت و ساز بخاطر خواص تركیب با آب خود , كه حتی در زیر آب نیز سفت میشود , اغلب سیمان هیدرولیكی نامیده میشود .
لغت “سیمان” از كلمه یونانی caementum مشتق شده است كه به معنی تكه تكه كردن سنگ است , یعنی همانگونه كه در ملات رومی بكار میرفته , و ارتباطی با خود ماده چسبنده ندارد .
تاریخچه سیمان
انسان از دیرباز سیمان را میشناخته و با گذشت زمان بر نقش و اهمیت آن وقوف و آگاهی بیشتر یافته و هر روز كوشیده است , بناها و ساختههای خود را مستحكمتر از گذشته احداث نماید
انسانهای اواخر عصر حجر كه از طریق شكار كردن و جمعآوری مواد غذایی ارتزاق مینمودند و در پی غذا در ناحیه وسیعی در حركت بودند , در پناهگاههای موقت زندگی میكردند . وقوع انقلاب كشاورزی كه به حدود 10000 سال پیش از میلاد مسیح باز میگردد , انگیزهای برای سكونت دائمی و ایجاد ساختمان و خانه برای انسان بود . انسان دیگر بدنبال شكار یا گلههای خود از جائی به جای دیگر نمیرفت , بلكه برای مراقبت از مزارع خود در یك محل میماند . در خاورمیانه آثار و بقایای دهكدههای كاملی با محل سكونت مدوری بنام تولوی “Tholoi” یافت شده كه دیوارهای آن از گل رس متراكم ساخته شده است .
ملاتی كه در اتصال سنگها و سفالها از آن استفاده میشد , مخلوطی بوده از ماسه , آهك و آب و در ساختمان قسمتهایی كه در زیر آب قرار میگرفت مادهای سیلیسی بنام “پوزولانا” اضافه میكردند , كه ملات را سخت و در مقابل آب مقاوم میساخت .
ر واقع منشاء سیمان هیدرولیك (تركیبی با آب) به یونان و روم باستان باز میگردد . مواد مصرفی عبارت بودند از آهك و نوعی خاكستر آتشفشانی كه با آب واكنش آهستهای نشان داده و تبدیل به توده سفتی میگردید . این توده ماده چسبناك ، ملات و بتون ساخته شده در روم در دو هزار سال پیش و همچنین كارهای ساختمانی بعدی در اروپای غربی را تشكیل میداد . آنها از این ملات در ساختمان برجها , باروها , جادهها , آبانبارها , گرمابهها , معابد , كاخها و قلعهها استفاده میكردند
خاكستر آتشفشانی كه از معدنی در نزدیكی شهر “پوزولا” (ایتالیای كنونی) استخراج میشد , سرشار از سیلیكات آلومینیوم بود , و سیمان مشهور “پوزولانا” مربوط به دوران روم باستان نیز از این نام برگرفته شده است . امروزه اصطلاح پوزولانا (Pozzolana) , یا پوزولان (Pozzolan) یا به خود سیمان اشاره دارد و یا به هر ماده نرم حاوی سیلیكات آلومینیومی اطلاق میشود كه در مجاورت آب با آهك واكنش نشان داده و تشكیل سیمان میدهد . بهترین سیمان بدست آمده از دوران گذشته , ساخته دست رومیان است .
تهیه سیمان به طرق علمی جدید از قرن هیجدهم آغاز شد . در سال 1756 “جان اسمیتون” ماموریت یافت كه فانوس دریایی كوچك “ادیستون” را كه در دریای مانش و در ساحل “كورتوال” انگلستان قرار داشت دوباره بازسازی كند , وی در آزمایشهای خود موفق شد كه از تركیب سنگ آهك ناخالص و خاك و پختن آن دو , مادهای شبیه به سنگهای “پرتلند” بوجود آورد
با سوزاندن مخلوطهای گوناگون سنگ آهك و خاك رس طی سالهای بعد تجربیات بیشتری در این زمینه بدست آمد .
در سال 1824 “ژوزف آسپدین” با سوزاندن مخلوط 1 به 3 سنگ آهك و خاك رس به مواد بهتری دست یافت . در شیوه او , عمل سوزاندن در كورهها با چنان حرارتی صورت میگرفت كه مواد ذوب شده پس از سرد شدن به صورت ذرات ریزی در میآمدند . ماده بدست آمده كه به صورت پودری نرم بود , وقتی با آب مخلوط میشد , پس از چند ساعت سفت و سخت میشد . این محصول شباهت زیادی به سنگهای آهكی مستخرج از معدن جزیره “پرتلند” در انگلستان داشت , از اینرو به سیمان “پرتلند” معروف گردید و وجه تسمیه سیمانهای پرتلند امروزی نیز از اینجا آغاز میشود .
اولین بنای ساخته شده با این نوع سیمان , بنای پارلمان انگلستان است كه در فواصل سالهای 52-1840 احداث گردیده است .
تولید سیمان پرتلند به سرعت در سرتاسر كشورهای اروپایی و آمریكای شمالی گسترش یافت . در حال حاضر نیز سیمان پرتلند عمده ترین سیمان تولیدی در جهان است و موارد مصرف عام تری دارد .
بعدها “دكتر بوك” رئیس موسسه تحقیقات استاندارد سیمان آمریكا كه به “پدر سیمان” معروف است تركیبات اصلی سیمان را شرح داد كه مورد تایید صاحبان صلاحیت قرار گرفت .
از آن پس در كشورهای پیشرفته تحقیق و پژوهش پیرامون ساخت انواع جدیدی از سیمان و بالا بردن كیفیت محصولات و رشد و توسعه تكنولوژی ساخت سیمان همچنان ادامه داشته است
امروزه سیمان از نظر وزن بزرگترین محصول صنعتی بشری محسوب می شود
تاریخچه صنعت سیمان در ایران
ایرانیان نیز از دیرباز با خواص خاك رس و سنگ آهك بعنوان مواد اولیه اصلی سیمان آشنایی داشتهاند و از مخلوط آب , آهك و خاكستر و خاك رس ملاتی تهیه می كردند كه در لهجههای محلی از آن به “ساروج” , “سارو” و اسامی دیگری یاد شده است . از این ملات جهت استحكام و آببندی در ساختمان حمامها , آبانبارها , حوضها و ساختمانهای مهم استفاده میشده است .
در ساختمان “سد دز” بر روی رود كارون كه در زمان شاهپور دوم ساخته شد و “بند امیر” كه در زمان عضدالدوله دیلمی بنا گردید , همچنین در ساختمان آبانبارهای قدیمی از تركیبات مشابه سیمان استفاده شده است .
تولید سیمان در ایران از سال 1312 با بهره برداری از كارخانه سیمان ری به ظرفیت 100 تن در روز آغاز و با گذشت زمان و در روند رشد و توسعه كشور نقش و اهمیت این صنعت و تولید و مصرف سیمان رو به فزونی نهاده است .
در حال حاضر ایران دارای 35 واحد كارخانه تولید سیمان به ظرفیت سالانه 576/32 میلیون تن میباشد و 10 كارخانه تولید سیمان نیز در حال احداث میباشند .
ظرفیت تولید سیمان كشور با اجرای طرحهای مذكور تا سال 1381 به 114000 تن در روز و 6/37 میلیون تن در سال افزایش خواهد یافت . ایران در سال 1378 با تولیدی معادل 39/1 درصد تولید جهانی , مقام پانزدهم كشورهای تولیدكننده سیمان جهان و مقام هشتم را در كشورهای تولیدكننده سیمان قاره آسیا كسب كرده است
سهم تولید سیمان ایران در جهان روند رو به رشدی داشته و از 04/0 درصد در سال 1950 به 42/1 درصد در سال 1998 افزایش یافته است .
مواد اولیه سیمانهای پرتلند
سیمان پرتلند عمدتا” از تركیبات آهك (اكسید كلسیم) ، همراه با سیلیس (اكسید سیلیس) و آلومینیوم (اكسید آلومینیوم) تشكیل شده است . آهك مورد نظر از مواد خام آهكی و اكسیدهای دیگر نیز از مواد رسی بدست میآید .
از مواد خام دیگری چون خاك سیلیس ، اكسید آهن و بوكسیت نیز میتوان در مقادیر كمتر و برای بدست آوردن تركیب مورد نظر استفاده نمود . ماده خام دیگر سنگ گچ است ، كه تا حدود 5 درصد آن در طی آسیاب كردن به “كلینكر” سیمان پخته شده اضافه میگردد تا زمان گیرش سیمان را كنترل نماید .
مواد خام بكار رفته در تولید سیمان چنانچه بصورت سنگ سخت باشد ، مانند سنگ آهك ، سنگهای رسوبی لایهای ، و بعضی سنگهای رسی ، یا از معدن استخراج شده و یا با انفجار بدست میآیند . بعضی از ذخایر را با استفاده از روشهای زیرزمینی استخراج مینمایند . سنگهای نرمتری چون گچ و رس مستقیما” توسط معدنچیان از دیواره معدن جدا میشود . مواد استخراجی از معدن را با استفاده از كامیون ، واگنهای حمل قطار و نوارهای نقاله به آسیابهای سنگشكن و خردكن منتقل مینمایند .
سنگ آهك و خاك رس اجزاء اصلی مواد اولیه تولید سیمان پرتلند را تشكیل میدهند و از مواد دیگر بصورت افزودنی و تنظیمكننده استفاده میشود
.تولید سیمان
براساس طبقهبندی بین المللی ، صنعت سیمان جزء گروه صنایع كانی غیر فلزی محسوب میشود
اصولا” سه روش برای تولید سیمان وجود دارد :
1- روش تر 2- روش نیمهتر 3- روش خشك
نوع این روشها بستگی به مواد خام ورودی به كوره از نظر غلظت و میزان آب اضافه شده به آنها دارد . مهمترین و پركاربردترین روش تولید سیمان در جهان روش خشك است . سیستم پخت اكثر كارخانههای سیمان كشور ما نیز بر این روش استوار است .
در فرآیند تولید سیمان به صورت خشك ، مواد خام خشك ، آسیاب شده و به صورت پودر خشك به درون كوره تغذیه میشود . در فرآیند نیمهتر مواد خام ابتدا بصورت خشك آسیاب شده و سپس گویچههای حاصله به درون كوره تغذیه میشود .
در فرآیند نخست (تر) مواد خام بطور مرطوب به داخل كوره تغذیه میگردد
خط تولید سیمان از معدن شروع و به بارگیرخانه و بستهبندی سیمان خاتمه مییابد . در تولید سیمان به روش خشك نخست مواد خام و اولیه نظیر سنگ آهك ، خاك رس ، مارل (خاك آهكدار) ، سنگ گچ ، سنگ آهن و سنگ سیلیس از معادن استخراج میگردند . در استخراج موادی نظیر سنگ آهك ، سنگ آهن و سنگ گچ نیاز به چالزنی و ایجاد انفجار بوسیله دینامیت و مواد منفجره است . موادی نظیر خاك رس و مارل (خاك آهكدار) نیاز به چالزنی و انفجار ندارند و صرفا” از بولدوزرها و یا دستگاههای مشابه جهت دپو كردن مواد استفاده میشود
چهار مرحله اصلی در تولید سیمان پرتلند وجود دارد (روش خشك):
الف- خردكردن و آسیاب كردن مواد خام
ب- تركیب مواد به نسبت مناسب
ج- پخت مخلوط تهیه شده در كوره (سیستم پخت)
د- آسیاب كردن (نرمكردن) محصول پخته شده كه به “كلینكر” معروف است
الف- خرد كردن و آسیاب كردن مواد خام
در ابتدا مواد اولیه بایستی خرد شوند و به ابعادی تا حدود كمتر از ده میلیمتر برسند . برای خرد كردن سنگ آهك ، سنگ آهن ، سنگ سیلیس و كلوخههای درشت و خرده سنگهای خاك رس از دستگاههای سنگشكن یا خردكن استفاده میشود . در صورت ضرورت و همچنین در صورتیكه مقدار رطوبت مواد بالا باشد ، میبایستی خشك شوند .
پس از خرد شدن و خشك شدن ، در سیستمهای مدرن ، مواد اولیه اصلی ضمن افزوده شدن مواد اولیه فرعی به نسبتهای لازم با یكدیگر مخلوط مقدماتی شده و سپس در سیلوهای مشخص و معینی ذخیره میشوند و آنگاه جهت پودر شدن راهی “آسیابهای مواد خام” میگردند . در روش خشك تولید سیمان ، ضرورت دارد كه مواد خام قبل از ورود به كوره بصورت پودر درآیند ، همچنین برای جلوگیری از كلوخه شدن و پایین آوردن چسبندگی مواد ، میبایستی تا حد امكان قبل از فرستادن پودر مواد خام به سیلوهای ذخیره ، خشك و رطوبتگیری شوند .
ب- تركیب مواد به نسبت مناسب
اولین تركیب شیمیایی مورد نیاز نوع بخصوصی از سیمان ، از طریق استخراج گزینشی و كنترل مواد خامی حاصل میگردد كه به درون دستگاه خردكننده و آسیاب وارد میشوند . نظارت دقیقتر از طریق بدست آوردن دو یا چند دسته مواد حاوی مخلوط خامی كه تركیب شیمیایی آن اندكی متفاوت است حاصل میگردد .
در فرآیند خشك این مخلوطها در سیلو ذخیره میشود ، در فرآیند تر مخازن دوغاب بكار میرود .
برای اطمینان از مخلوط شدن كامل مواد خشك در سیلو ، هوای متراكم به درون مخزن وارد شده و موجب چرخش شدید و بهم خوردن مواد میگردد . در فرآیند تر ، مخازن دوغاب با استفاده از وسایل مكانیكی یا هوای خشك ، و یا هر دو هم زده میشود .
دوغاب كه حاوی 35 الی 45 درصد آب است ، گاهی از صافی گذرانیده میشود ، كه در نتیجه 20 الی 30 درصد محتوی آب آن كاهش مییابد .
آنچه كه از صافی گذشته ، سپس به درون كوره تغذیه میشود . این كار موجب كاهش مصرف سوخت مورد نیاز برای پخت میگردد . در قسمت آسیابهای مواد خام تنظیم نهایی مخلوط مواد خام كه بنام “خوراك كوره” موسوم است ، انجام شده و مخلوط حاصله كه بصورت گردی نرم و حاوی تركیبات لازم است ، آماده تغذیه به كوره میباشد .
در كارخانههای سیمان آسیابهای گلولهای و غلتكی كاربرد بیشتری دارند . پس از پودر شدن مواد خام از طریق این آسیابها ، پودر حاصله را در “سیلوهای مواد خام” ذخیره مینمایند .
عامل مهمی كه در یكنواخت كار كردن كوره و بالا بردن كیفیت كلینكر و در نتیجه سیمان موثر است ، یكنواختی تركیب خوراك كوره ، خوب مخلوط شدن و همگن بودن آن میباشد . به منظور همگن یا هموژنیزه كردن مطلوب مواد خام ، از سیلوهای ذخیره مجهز به سیستمهای “پنوماتیك” استفاده میشود . مواد خام از بالای سیلوهای ذخیره وارد سیلوهای تنظیم میشود و پس از تنظیمات لازم ، از پایین سیلو تخلیه و به كوره تغذیه میگردد .
ج- پخت مخلوط تهیه شده در كوره (سیستم پخت)
كورههای اولیهای كه سیمان در آن پخته میشد ، كورههای بطری شكل عمودی بودند . پس از آنها كورههای محفظهای و سپس كورههای استوانهای یكسره بكار گرفته شد . لیكن وسیله اصلی پخت سیمان در حال حاضر , كورههای استوانهای دوار است .
سیستم پخت سیمان شامل سه قسمت “پیش گرمكن” ، “كوره” و “خنك كن” است . وظیفه پیش گرمكن ، گرفتن رطوبت سطحی باقیمانده در مواد خام ، آب تبلور و تجزیه كردن مقدماتی سیلیكاتها و همچنین كلسینه (آهك كردن) بخشی از كربناتهای موجود در مواد خام است .
قسمت اصلی عمل پخت در كوره صورت میگیرد . كورههای پخت سیمان استوانههای فلزی بزرگی هستند كه طول و قطر آنها متناسب با ظرفیت كارخانه میباشد . این استوانه با شیب حدود 3 تا 4 درصد روی چند پایه مجهز به غلتك ، قرار گرفته و دارای حركت دورانی میباشد . مواد خام پس از طی مسیر پیش گرمكن از انتهای كوره ، وارد كوره میشوند و به دلیل وجود شیب و حركت دورانی مواد به سمت خروجی كوره و منطقه پخت سرازیر میشوند.
در انتهای كوره یك مشعل تعبیه شده كه با استفاده از سوختهای مختلف ، ایجاد محیط حرارتی با درجه حرارت بالای 1400 درجه سانتیگراد را مینماید . برای حفاظت از بدنه كوره در مقابل این حرارت بسیار زیاد ، مناطق مختلف كوره با استفاده از انواع آجرهای نسوز ، بتون و جرمهای نسوز پوشیده میشوند . محصول سیستم پخت كه از كوره خارج میگردد “كلینكر” نام دارد كه بصورت دانههای خاكستری یا قهوهای رنگ میباشد و برای پختن هر كیلوگرم آن حدود 800 كیلو كالری انرژی حرارتی صرف میگردد .
كلینكر خروجی از كوره دارای درجه حرارتی حدود 1000 تا 1200 درجه سانتیگراد است . بازیابی این مقدار حرارت و همچنین مشكل بودن جابجا كردن “كلینكر” داغ ، ضرورت سرد كردن آنرا ایجاب مینماید . خاصیت اساسی دیگر مربوط به سرد كردن “كلینكر” تكمیل تشكیل كریستالهای “كلینكر” و بالا رفتن كیفیت آن میباشد . عمل سرد كردن كلینكر توسط دستگاه خنك كن (كولر) انجام میپذیرد .
كلینكر تولیدی یا محصول سیستم پخت قبل از ورود به آسیاب سیمان در سیلو ، انبار و یا سالنهای مربوطه ذخیره میگردد .
بموازات رشد و توسعه صنعت سیمان و پیشرفت تكنولوژی ، جهان امروز شاهد فعالیت كورههایی با ظرفیت تولیدی 5000 تن در روز است .
د- آسیاب كردن محصول سیستم پخت (كلینكر)
برای پودر كردن “كلینكر” از آسیابهای گلولهای استفاده میشود . در این قسمت از خط تولید به همراه كلینكر ورودی به آسیاب سیمان ، مقداری گچ خام نیز به آسیاب تغذیه میگردد . افزایش گچ در تركیب سیمان جهت كنترل گیرش كلینكر صورت میگیرد . محصولی كه از پودر شدن كلینكر و گچ خام در آسیاب سیمان حاصل میگردد “سیمان” نامیده میشود .
سیمان تولیدی در سیلوهای سیمان ذخیره میگردد و سپس بوسیله “ارسلاید” (كه با كمك نیروی فشار هوا سیمان را به سمت مورد نظر هدایت و پمپ میكند) از سیلوها خارج و به داخل مخازن یا قیفهای دستگاه بارگیری هدایت میشود .
بارگیری به دو صورت انجام میپذیرد : یكی بصورت پاكت و دیگری بصورت فله . قسمت بارگیرخانه در انتهای خط تولید قرار دارد و با توجه به موقعیت جغرافیایی و محل كارخانه ممكن است دارای امكانات مختلف بارگیری نظیر بارگیری در كامیون ، كشتی و واگن بصورت كیسه و یا فله باشد .
كنترل كیفی
واحد آزمایشگاه و كنترل كیفی در كلیه مراحل تولید سیمان از ابتدای خط تولید تا بارگیرخانه نظارت دقیق و محاسبات مستمری را جهت تولید سیمان با كیفیت مطلوب و مطابق با استانداردهای لازم بعمل میآورد.
در این ارتباط آزمایشهای شیمیایی و فیزیكی مختلفی از جمله تعیین مقادیر اكسیدهای مختلف , تعیین مقدار گچ , گیرش سیمان , ثبات حجم , مقاومت فشاری , مقاومت كششی , مقاومت خمشی , نرم و زبری سیمان و نظایر آن توسط كاركنان واحد كنترل كیفی صورت میپذیرد . امروزه كارخانههای مدرن سیمان به وسایل پیشرفته كنترل فرآیند پخت مجهز میباشند . در بعضی از كارخانهها از مواد خام بطور اتوماتیك نمونهبرداری میشود و كامپیوترها تركیب مخلوط خام را كنترل و محاسبه میكنند .
خواص فیزیکی سیمان عمدتا عبارتست از نرمی سیمان، گیرش سیمان، سلامت سیمان ومقاومت سیمان.
نرمی سیمان :
باید توجه داشت که همیشه یک سیمان نرم از نظر اقتصادی و فنی مقرون به صرفه نیست.زیرا هزینه آسیاب کردن و اثرات بیش از حد نرم بودن سیمان بر خواص دیگر آن مانند نیاز بیشتر به گچ برای تنظیم گیرش،کار آیی بتن تازه و سایر موارد نیز باید مد نظر باشد. نرمی یکی از خواص عمده سیمان است که معمولا در استانداردها با سطح مخصوص تعیین
می شود.(m2/kg).روشهای متداول و متفاوتی برای تعیین نرمی سیمان در دنیا به کار گرفته می شود.استاندارد ملی ایران به شماره 390 تعیین نرمی سیمان را مشخص می کند.
گیرش سیمان:
کلمه گیرش،برای سفت شدن خمیر سیمان به کار برده می شود،یعنی تغییر وضعیت از حالت مایع به جامد. گیرش به علت هیدراسیون C3S و C2A با افزایش دمای خمیر سیمان اتفاق می افتد.گیرش اولیه مربوط به افزایش سریع دما و گیرش نهایی مربوط به دمای نهایی است. مدت زمان گیرش سیمان با افزایش درجه حرارت، کاهش می یابد ولی آزمایش نشان داده است که در دمای حدود 30 درجه سانتی گراد اثر معکوس را می توان مشاهده نمود.در درجات حرارت پائین،گیرش سیمان کند می شود.
كاربردهای سیمان
امروزه سیمان دارای مصارف گوناگون و كاربردهای وسیعی است و بسته به انواع مختلف آن در زمینههای گوناگون مورد استفاده قرار میگیرد .
سیمان را میتوان تنها بكار برد ، یعنی خالص بعنوان ماده دوغاب , اما استفاده معمولی و اصلی سیمان در ملات و بتون است كه در آنها سیمان با مواد بیاثر كه به سنگدانه معروف هستند مخلوط میشود . ملات عبارت از سیمانی است كه با ماسه یا سنگ خرد شدهای كه اندازه قطرش تقریبا” 5 میلیمتر است , مخلوط شده باشد .
بتون تركیبی از سیمان , ماسه یا دیگر سنگدانههای كوچك است , اما هنگامی كه بتون در حجم عظیمی چون ساختن سدها ریخته میشود از سنگدانههای به اندازه 19 تا 25 میلیمتر نیز استفاده میگردد . بتون برای اهداف گوناگون ساختمانی مورد بهرهبرداری قرار میگیرد . از سیمان پرتلند در تولید آجر , موزائیك , بلوك , تیر سقف , اتصالات خط آهن , و دیگر محصولاتی كه با فشار در قالب شكل میگیرند , استفاده میشود . این محصولات در كارگاههای مربوطه تهیه شده و بصورت آماده برای نصب عرضه میگردد .
از آنجاییكه در دنیای امروز بتون مصرف بسیار زیادی دارد , تولید سیمان از اهمیت خاصی برخوردار میباشد . همه ساله در كشورهای توسعه یافته افزایش سرانه سیمان تقریبا” یك تن است . سنگدانه یا سیمان بكار رفته , كیفیت ویژه بتون , یا روش تهیه آن عواملی هستند كه نوع بتون را مشخص میكنند . در بتون معمولی كه در ساختمان بكار میرود , ویژگی سیمان عمدتا” از طریق نسبت آب به سیمان مشخص میگردد . هر چه آب سیمان كمتر باشد , بتون محكمتر میگردد . مخلوط بایستی به اندازه كافی آب داشته باشد تا از احاطه كامل هر ذره سنگدانه بوسیله چسب سیمان , پرشدن فضای بین سنگدانهها , شلبودن كافی بتون به منظور ریختن و پخش آن اطمینان حاصل گردد . عامل دیگر دوام بتون , میزان سیمان به نسبت سنگدانه است . (كه به صورت نسبت یك به سه سیمان به سنگ دانه ریز و درشت بیان میشود) . در جایی كه به بتون بسیار محكمی نیاز باشد , میزان سنگدانه به نسبت كمتر خواهد بود .
قدرت بتون را با استفاده از نیروی وارده به هر اینچ مربع توسط هر پوند و یا كیلوگرم بر سانتیمتر مربع كه برای خرد كردن بتونی با سختی و یا عمر مفروض میسنجند .
عوامل محیطی چون درجه حرارت و رطوبت بر استحكام بتون تاثیر میگذارد , و چنانچه بطور كامل خشك نشود , تحمل فشارهای كششی آن نامتعادل خواهد بود و اگر بطور ناقص سفت شده باشد نمیتواند این فشارها را تحمل كند . در فرآیندی كه به عملآوردن شناخته میشود , بتون را بعد از ریختن تا مدتی مرطوب نگاه میدارند تا انقباض حاصله به هنگام سفت شدن را كند كنند . درجه حرارت پایین نیز بر استحكام آن تاثیر منفی میگذارد . برای جبران این مسئله مادهای افزودنی چون كلرید كلسیم به سیمان اضافه میگردد . این ماده موجب تسریع در فرآیند سفت شدن میگردد كه خود باعث ایجاد گرمای كافی برای بیاثركردن درجه حرارت تقریبا” پایین میشود . در هوای بسیار سرد از ریختن بتون در ابعاد وسیع خودداری میشود .
بتونی كه بر روی فلز (معمولا” فولاد) محكمی سفت گردیده “بتون آرمه” یا “بتون آهن” نامیده میشود . اختراع آن عموما” به “ژوزف مونیر” نسبت داده میشود . وی باغبانی از اهالی پاریس بود كه گلدانها و لولههایی برای باغ درست میكرد كه با توری فلزی تقویت میشدند . وی در سال 1867 اختراع خود را به ثبت رساند .
فولاد تقویت كننده , كه ممكن است به شكل میله , نرده و یا توری باشد , به استحكام كششی بتون كمك میكند . بتون ساده نمیتواند به آسانی در مقابل كششهای ناشی از عوامل باد , زلزله , ارتعاشات و دیگر نیروهای خمشی مقاومت نماید و بنابراین برای بسیاری از عملیات ساختمانی مناسب نیست .
در بتون آرمه , نیروی كششی فولاد و قدرت تراكمی بتون , قدرتی ایجاد میكند كه قادر است تمامی انواع تنشهای خیلی زیاد در سطح وسیع را تحمل نماید .
بتون علاوه بر توانائی بالقوه برای استحكام بسیار زیاد و امكان شكلگیری به هر فرمی , در مقابل آتش نیز مقاوم میباشد و به خاطر این ویژگیها یكی از متداولترین مواد ساختمانی در دنیا گشته است . سازههای بتونی در برابر آتشسوزی مقاومت خوبی دارند و حتی تا 24 ساعت دوام میآورند .
مواد تشكیلدهنده بتون
سیمان:حدود 7 الی 15 درصد از حجم بتون را تشكیل میدهد .
أب:حدود 14 الی 21 درصد از حجم بتون را تشكیل میدهد .
دانههای سنگی (شن و ماسه): حدود 60 الی 75 درصد از حجم بتون را تشكیل میدهد .
هوا: در بتون بدون هوا میزان حجم هوای موجود بین 5/0 تا 3 درصد است و در بتون هوادار میزان حجم هوای موجود بین 4 تا 8 درصد است .
نقش سیمان در بتون صرفا” چسباندن دانه به یكدیگر بوده و بخودی خود تاثیری در مقاومت و باربری ندارد , از این جهت بتون خوب بتونی است كه وقتی در آزمایشگاه نمونهای از آن را بشكنند , دانههای سنگی آن از وسط شكسته شود و سیمانها (چسب) پاره نشود .
محصول سیمان به دو صورت فله و پاكتی به بازار عرضه شده و از آن در بسیاری از كارهای ساختمانی و زیربنایی استفاده میشود .
از اتاقهای كوچك تا آسمانخراشهای عظیم , از حوضهای كوچك تا تاسیسات عظیم بندری , از استخرهای شنا تا سدهای مستحكم و عظیم ذخیره آب , از پلهای كوچك بر روی نهرها و جویها تا تونلهای بسیار بزرگ زیر بستر دریاها , از پیادهروها تا بزرگراههای پیشرفته , خطوط مترو و فرودگاههای گسترده بینالمللی و از سنگرها تا انبارهای عظیم جنگافزارها و تسلیحات نظامی , همه و همه نقش و اهمیت سیمان را در زندگی انسان متجلی و آشكار میسازند
انباركردن سیمان
همواره باید سعی شود سیمان در معرض رطوبت نباشد چون سیمان مكنده رطوبت است و حتی هوای مرطوب همه سیمان را خراب میكند .
در انباركردن سیمان به صورت فلهای باید شرایطی فراهم شود كه كف انبار (زیر سیمان) كاملا” خشك باشد , لذا میتوان در كف مقداری شن خشك پهن كرد تا از نفوذ رطوبت به طرف بالا جلوگیری شود . همچنین بهتر است روی سیمان پلاستیك كشیده شود .
سیمان پاكتی را روی سطوح تختهای با شكل و ابعاد مشخص بنام “پالت” انبار میكنند . پالتها از كف با زمین حداقل 10 سانتیمتر فاصله دارند و حداكثر تا 8 ردیف سیمان پاكتی روی آن چیده میشود . همچنین بین پالتهای مختلف كه حدود پنجاه پاكت سیمان روی آنها چیده میشود , حداقل 5/0 متر فاصله جهت عبور جریان هوا لازم است . سیمان پاكتی را تحت شرایط صحیح تا یكسال میتوان در انبار نگهداری كرد .
آینده صنعت سیمان
دانشمندان ، آینده خوبی را برای صنعت سیمان پیشبینی میكنند . آنها بتون تهیه شده از سیمان را بعنوان مهمترین ماده این قرن توصیف میكنند . در واقع سیمان را میتوان بعنوان ماده چسبندهای توصیف كرد كه ارزانتر از هر ماده چسبندهای است كه در صنعت بكار میرود و این ماده برای زندگی انسان ضروری است .
از آنجا كه سیمان خواص ممتاز و برجستهای دارد , و همچنین بخاطر بیضرربودن آن برای محیط زیست , انواع سیمان همچنان افزایش پیدا خواهد نمود , و در آینده تقاضای بیشتری برای محصولات سفارشی وجود خواهد داشت . همگام با این تحولات تغییرات بیشتری نیز در ساختار صنعت سیمان بوجود خواهد آمد .
حتی با فرض اینكه در میان مدت , تغییرات اساسی در سیستم شیمیایی و فیزیكی سیمان بوجود نیاید , با توجه به روند افزایش منطقهای شدن تولید و توزیع , بایستی در اندیشه تغییرات تكنولوژیكی بود .
صنعت سیمان از آینده خوبی برخوردار است زیرا سیمان , بعنوان متصلكننده مواد ساختمانی , دارای آینده روشنی است . هرچند كه عواملی چون رقابت درون این صنعت و با مواد ساختمانی دیگری كه راه خود را به بازار باز میكنند , فشار ناشی از قانونگذاریهای زیست محیطی , و همچنین جهانی شدن فزاینده , صنعت سیمان را مجبور خواهد نمود تا هزینهها را كاهش دهد , كیفیت را تضمین كند و محافظت زیست محیطی را بهبود بخشد . دامنه تولیدات كارخانه نیاز دارد تا خود را با نوآوریهای تكنیكی هماهنگ كند .
چنانچه بخواهیم مقایسهای بین صنعت سیمان امروز و یكصد سال پیش بعمل آوریم , آمار و اطلاعات فاصلهای را كه این صنعت از نظر فنآوری در طول یك قرن پیموده است , به ما نشان میدهد . مصرف گرما برای فرآیند پخت از 1900 كیلوكالری به كیلوگرم كلینكر در یكصد سال پیش به 700 كیلوكالری بر كیلوگرم كلینكر در حال حاضر كاهش یافته است .
برای دریافت اینجا کلیک کنید
تعداد کل پیام ها : 0