SUN-E GLASS(SOLAR CONTROL WITH LOW-EMISSIVITY GLASS)

provides both of excellent properties: solar control and thermal insulation. SUN-E glass has characteristics of low exterior reflection and color-neutral appearance, and it has high thermal insulation and energy-saving properties required of modern architectural glass and green building design. SUN-E glass is especially suitable for using in warm climate and hot climate area.

Product Features
¤In winter,SUN-E glass will reflect the heat back into the room, keep the indoor window temperature comfortable
¤In summer, SUN-E glass will reduce the amount of reradiated heat entering into the room and keep cool and comfortable in the room

¤Hard coating
¤Neutral color appearance, visual comfort
¤High solar shading and thermal insulation
¤High durability,coating’s life same as the glass
¤Easy handling & easy processing(cutting,laminating,tempering,screen printing)
¤Can be used as single glazing
¤No special handling for IGU

Product Range¤Thickness is 4mm,5mm,6mm,8mm,10mm,12mm
¤Size:3660mm*2440mm,2440mm*1830mm

ادامه مطلب

Low-E glass is manufactured by on-line Chemical Vapor Deposition process. The precursor chemicals, mainly tin oxide, are vaporized and inlet on the hot glass surface at a temperature of 600--700℃, then they react and deposit on the glass surface forming the Low-E coating. To restrain the degradation of thermal insulation caused by the alkali metal ion diffusing into the coating layer, and to reduce the color spot on the coating glass surface, one or multiple layers (named the interface layer， barrier layer or color weaken layer ) are deposited between the tin oxide layer and the glass. The double or multiple coatings can achieve the high light transmission, low reflection, high thermal insulation and energy-saving properties required of modern architectural glass and green building design.
	Product Features •In winter, Low-E glass will reflect the heat back into the room, keep the indoor window temperature comfortable •In summer, Low-E glass will reduce the amount of reradiated heat entering into the room and keep cool and comfortable in the room •Online hard coating •Transparent and neutral appearance •High durability, coating’s life same as the glass
•Easy handling & easy processing (cutting, laminating, tempering, screen printing) •Can be used as single glazing •No special handling for IGU
Product Range
•Thickness is 4mm, 5mm, 6mm, 8mm, 10mm, 12mm •Size: 3660mm × 2440mm, 1830mm ×2440mm •Other sizes are available upon request
Product Applications
The LOW-E glass of Kibing has multiple applications in residential and commercial buildings based on its neutral appearance and high light transmission. Due to its excellent thermal insulating properties, the LOW-E glass of Kibing can also be used in the fields such as ovens, refrigerator doors, liquor cabinet, beverage display cabinet, disinfection cabinet and other various commercial display cabinets.
Discerning
Please follow the method beneath to discern the LOW-E coating surface from the neutral surface
KIBING LOW-E GLASS PERFORMANCE DATA
Remarks
•All data shown in the tables are test results and not performance guarantees. •For more detailed information,please contact us.

ادامه مطلب

What is a TCO film?

In thin film silicon solar cells,*1 TCO films function as conductors (electrodes) that derive electrical energy from sunlight. These films must meet the following conditions: they must be able to conduct electricity, they must be transparent, and they must be able to efficiently scatter light by means of their surface concavoconvex texture, to conduct more light into the photovoltaic layer for higher power generation efficiency.

Thin-film silicon type

Features of the AGC Group's technology

The AGC Group's TCO films have the following characteristics: they are highly conductive films with low electric resistance and scatter light very efficiently. We embarked on the development of TCO films in 1985. Our first product, Type U TCO film became the world's standard for TCO films, but it scattered only 10% of incoming sunlight (haze rate). After releasing the Type VU TCO film, which had a better haze rate, on the market, we unveiled the development of Type HU TCO film, which can scatter up to 90% of incoming sunlight through our original nano-scale (one-billionth of a meter) film forming technology. By generating smaller concavoconvex parts onto the existing concavoconvex surface, we have made it possible for the film to reflect sunlight in a more complex manner in order to conduct more light into the photovoltaic layer for improving the power generation efficiency.
The AGC Group also possesses a technology to coat TCO films onto float glass concurrently at the time the glass is produced. We will continue our development activities to meet the needs of still more customers.

ادامه مطلب

برچسب‌ها: نسوزچینی, شرکت زاب سان, شرکت فلوت کاوه

ادامه مطلب

v\:* {behavior:url(#default#VML);} o\:* {behavior:url(#default#VML);} w\:* {behavior:url(#default#VML);} .shape {behavior:url(#default#VML);}
·        خشك‌كردن   سيليس شيشه در آمريكاي شمالي در طرحهاي فرآوري سيليس قبل از بارگيري به مقصد كارخانجات سازنده شيشه خشك مي‌شود. مزيت سيليس خشك شده براي توليد كننده شيشه، توانايي بهتر براي اندازه‌گيري صحيح تركيب بچ، مشخصات بهتر جاري‌شدن و مخلوط شدن بهتر اجزاء بچ مي‌باشد. با اين وجود،  هزينه خشك‌كردن شيشه هم براي توليد كنندگان سيليس بوجود مي‌آيد. گرانترين عمليات واحد در كارخانه فرآوري سيليس خشك كردن مي‌باشد. با توجه به اينكه هزينه سوخت رو به افزايش است و در نتيجه باعث سنگين تر شدن هزينه فرآوري نيز مي‌شود. هزينه‌هاي سرمايه‌گذاري نوعي به ازاء هر تن در ساعت براي خشك كن با بستر سيال در محدوده 4000 تا 6000 دلار بر تن بر ساعت است.   ·        جدايش مغناطيسي   جداسازي مغناطيسي در 10-15 سال اخير به طور قابل ملاحظه‌اي تغيير نموده است. تا قبل از اين در واحدهاي فرآوري سيليس براي جداسازي كانيهاي حاوي آهن از الكترومگنت ها استفاده مي‌شد. ولي امروزه در صنعت بيشتر از مگنتهاي رولي خاكهاي نادر[1] استفاده مي‌شود. زماني كه اين مگنت ها براي اولين بار معرفي شدند، مشكلاتي همراه آنها وجود داشت كه شامل سرعت توليد پايين، نياز به دماي پايين سيليس و هزينه زياد بود. با اين وجود امروزه مگنت هاي خاكهاي نادر به مقدار زيادي بهبود يافته‌اند. دماهاي مجاز بالاي ˚C120، همراه با ابزار دقيق مناسب براي توقف (در صورت تجاوز دما از مقدار حداكثر مجاز) مي‌باشد. هزينه‌ها هم به طور قابل ملاحظه‌اي كاسته شده و هزينه سرمايه‌گذاري براي مگنت هاي خاكهاي نادر كمتر از نصف هزينه سرمايه‌گذاري براي الكترومگنتهاي قديمي است. شكل 9 نمايي نزديك از جدايش واقعي به وسيله مگنت خاكهاي نادر و يك واحد سه مرحله‌اي INPROSYS® را كه براي صنعت سيليس شيشه طراحي شده است، نشان مي دهد.      شكل 9. مگنت خاك نادر INPROSYS® و واحد سه مرحله اي   سرعت هاي توليد به ازاي هر متر پهناي ناحيه جداكننده به واسطه افزايش قطر رول افزايش يافته است. قطر مگنت هاي اوليه 75 ميليمتر بود و تا اخير قطر 100 ميليمتر استاندار بود. سرعت هاي توليد در سيليس شيشه، بسته به خلوص خوراك و محصول مورد نظر نهايي، از مرتبه 3 تا 7 تن بر ساعت به ازاي يك متر مي‌باشند. مگنتهاي رولي خاكهاي نادر هم اكنون قطرهايي در حد 150 و 300 ميليمتر دارند و سرعتهاي توليد 2 تا 4 برابر رول مگنت با قطر 100 ميليمتر دارند. معمولاً جداكننده‌هاي مغناطيسي رولي خاكهاي نادر به صورت سيستمهاي دو يا سه بار عبور آرايش مي‌يابند كه بخش غير مغناطيسي از مرحله اول جهت عبور مجدد به دومين رول و بعد سومين رول منتقل مي‌شود. در برخي موارد براي دستيابي به نتايج مورد نظر، چهار بار عبور لازم است. با اين وجود بيشتر همه كانيها در دو مرحله اول جدا مي‌شوند و عبورهاي بعدي فقط اگر زماني كه كيفيت كاني مستلزم فرآوري بيشتر تا برآورده شدن مشخصات مورد نظر باشد، لازم هستند. مثالهاي متعددي از نتايج جداكننده‌هاي مغناطيسي در جدول 5 نشان داده شده است.                       جدول 5 - عملكرد نمونه براي جداساز مغناطيسي Product TPH/Meter Feed Fe2O3 % Wt % Product Fe2O3 % USA 5.0 0.089   97.9 0.039   USA 5.0 0.066   98.1 0.031   USA 5.0 0.053   97.5 0.031   Europe 3.0 0.085   96.5 0.012   Europe 4.2 0.085   97.6 0.013   Europe 5.0 0.085   97.1 0.014         اين جدول نشان مي‌دهد با كاهش كيفيت خوراك براي نمونه USA، محتوي آهن هم كاهش يافته است. اين خوراك همان است كه در مثال مربوط به داده هاي كلاسيفاير حلزوني آمده است. براي داده‌هاي اروپايي، افزايش سرعت خوراك منجر به محتوي آهن بيشتر و حتي در 5/0 تن بر ساعت ميزان آهن در داخل محدوده مطلوب، و كمتر از 018/0 مي‌باشد. هزينه‌هاي سرمايه‌گذاري نوعي براي مگنت هاي رولي خاك هاي نادر بين 6000 تا 10000 دلار بر تن بر ساعت مي‌باشد.   ·        جدايش تريبوالكتريك   صرفنظر از جديد يا قديمي بودن از جدايش تريبو‌الكتريك از اواسط دهه 1940 به طريق صنعتي بهره‌برداري شده است. با اين وجود تا اخيراً فقط به وسيله يك يا دو شركت در صنعت نمك استفاده شده است. جدايش تريبو‌الكتريك زماني حاصل مي‌شود كه يك كاني الكتروني را از كاني ديگري بدست مي‌آورد.  زماني كه اين اتفاق روي مي‌دهد، كانيي كه الكترون بدست آورده است بار منفي پيدا مي‌كند و كانيي كه الكترون از دست داده بار مثبت پيدا مي‌كند. زماني كه اين كانيها بين الكترودهايي با بار مخالف سقوط كنند كاني با بار منفي به سمت الكترود مثبت و كاني با بار مثبت به سمت الكترود منفي جذب شده و جداسازي روي مي‌دهد. شكل 10 يك جداساز T-Stat ساخت شركت Outokumpu را نشان مي‌دهد.     شكل 10. جداساز T-Stat     براي صنعت سيليس از جدايش تريبوالكتريك جهت جداسازي فلدسپار از كوارتز استفاده مي‌شود. سابقاً اين جداسازي به وسيله شناورسازي انجام مي‌گرفت. در مرحله مساعد‌سازي قبل از شناور‌سازي از اسيد هيدروفلوريك براي فعالسازي فلدسپار و غيرفعال نمودن (depress) كوارتز استفاده مي‌شود. از آمين براي شناور سازي فلدسپار از كوارتز استفاده مي‌شود. اگر چه از اين فرايند به طور گسترده استفاده مي‌شود ولي ايده‌ال نيست. فاكتورهاي زيادي نظير : كيفيت آب، درصد فلدسپار در خوراك، سرعت خوراك و توزيع دانه‌بندي وجود دارد كه بر روي كارايي جداسازي فلدسپار تاثير دارند. با تغيير اين متغير‌ها مقدار فلدسپار باقيمانده در كوارتز و بنابراين ميزان Al2O3 تغيير مي‌كند. همانگونه كه در مقدمه بحث گرديد تغيير در ميزان Al2O3  بار شيشه منجر به تغيير در دانسيته و ويسكوزيته شيشه شده كه فرايندهاي بعدي را تحت تاثير قرار مي‌دهد. علاوه بر اين بايد توجه نمود كه اسيد هيدروفلوريك از نظر محيط زيست نا مساعد است. به اين دليل كه HF به آب اضافه مي‌شود كل مدار واحد با HF آلوده شده و تخليه آب حاوي HF از واحد فراوري سيليس از لحاظ زيست محيطي قابل پذيرش نيست. با فرايند جداسازي تريبوالكتريك، باز هم به HF نياز است، با اين وجود از آنجاييكه اين فرايند يك فرايند خشك مي‌باشد، HF را بهتر مي‌توان كنترل نمود. در فرايند تريبوالكتريك HF دودكننده به مواد خوراك خشك و داغ (100-120 درجه) در يك ميكسر دوار اضافه مي‌شود. همانطور كه مواد خوراك در حضور HF مخلوط مي‌گردد الكترونها از فلدسپار به كوارتز منتقل مي‌شوند. اين فلدسپار بار مثبت و كوارتز بار منفي پيدا مي‌كند. زماني كه اين مواد بين الكترودهاي بسيار باردار (50+ و 60-كيلوولت) وارد شود كوارتز به سمت الكترود مثبت و فلدسپار به سمت الكترود منفي جذب مي‌شود. در مقايسه با فرآيند شناورسازي اين HF را بسيار آسانتر مي‌توان كنترل نمود. هر گونه HF اضافي از ميكسر دوار به يك تصفيه ساز تر منتقل مي‌شود. اين تصفيه‌كننده‌ها كه  به صورت تجارتي موجود هستند تنها مقدار آب كمي را براي تصفيه دودهاي عاري از هواي HF بكار مي‌گيرند. اين تصفيه كننده‌ها، كارايي بيشتر از 99 درصد دارند و تنها 4 ليتر بر دقيقه آب مصرف مي‌كنند. اين آب مملو از HF خروجي از تصفيه‌كننده به سيستمي منتقل مي‌گردد كه آب را تا غلظت 10 تا 12 قسمت در ميليون يون فلورايد تميز مي‌كند و توليد فيلتر كيك CaF مي‌كند كه مي‌توان آنرا در زير زمين مدفون ساخت. علاوه بر بهبود يافتن جنبه‌هاي محيط زيستي، اين فرايند بدليل اينكه تاثيري از تغيير كيفيت آب فرآيند وجود ندارد، پايدارتر مي‌باشد. به علاوه تغيير در محتوي فلدسپار يا توزيع دانه‌بندي تاثير زيادي به اندازه فرآيند شناور‌سازي ندارند به دليل اينكه از آمين (زهكش) استفاده نمي‌شود تا براي منعكس ساختن اين تغييرات تنظيم شود.       جدول 6 - نتايج نمونه براي جداسازي با T-Stat PRODUCT Wt % % Quartz % Feldspar Qtz % Dist Feld % Dist Feed 100.0 48.7 51.4 100.0 100.0 Feldspar Prod 41.7 11.9 88.1 18.2 71.5 Middling 17.3 57.3 42.7 20.4 14.4 Quartz Product 41.0 82.4 17.6 69.4 14.1       جدول 6 نتيجه نمونه‌اي از جداسازي كوارتز- فلدسپار را كه با استفاده از جداساز T-Stat انجام شده است، نشان مي‌دهد. بازگرداني محصول متوسط، بازيافت را افزايش مي‌دهد. اگرچه كه اين محصولات مشخصات مورد نياز مشتري را برآورده خواهد ساخت، يك مرحله تميزسازي اضافي، درجه محصولات را افزايش مي‌دهد.   ·        آسياب كردن/ طبقه‌بندي به وسيله هوا   در صنعت سيليس از آسياب كردن به طور گسترده براي توليد سيليس نرم جهت صنعت نساجي الياف شيشه، استفاده مي‌شود. براي صنعت نساجي الياف شيشه يكنواختي تركيب شيميايي همراه با توزيع دانه‌بندي سيليس به اهميت ديگر محصولات شيشه‌اي است. يك آسياب نوعي با نام kW375 در شكل 11 نشان داده شده است.   شكل 11 يك آسياب نوعي     براي توزيع دانه‌بندي اين اهميت دارد كه سيليس آسياب شده عاري از هر گونه دانه‌هاي درشت‌تر از اندازه باشد و اينكه نرمه‌هاي بي نهايت ريز تا حدي كه ممكن است كم باشند. معمولاً صنعت نساجي الياف شيشه از محصولي استفاده مي‌كند كه يا 95 درصد آن از مش 75- ميكرون عبور كند يا 95 درصد آن از مش 45 ميكرون عبور كند. براي اين اندازه‌ها، درشت‌تر از اندازه به صورت ذرات درشت‌تر از 250 ميكرون و ذرات بينهايت ريز كمتر از 5 ميكرون تعريف مي‌شود هر دو اين محصولات منجر به توليد سنگهاي سيليس ذوب نشده و شكستن ليف در طي فرايند كشيدن شيشه مي‌شوند. اگر چه واضح است كه چرا ذوب شدن ذرات درشت‌تر از اندازه دشوار است، عدم امكان ذوب شدن نرمه‌ها، صحيح به نظر نمي‌رسد. در اين مورد، زماني كه مقادير اضافي نرمه وجود دارد، اين نرمه‌ها تمايل به متراكم شدن داشته و با عوامل گدازآور مخلوط نمي‌شوند. بنابراين اين ذرات متراكم ذوب نمي‌شوند. براي حفظ يك توزيع دانه‌بندي يكنواخت، عاري از دانه‌هاي درشت‌تر از اندازه بودن و درصد كم نرمه‌هاي بينهايت ريز، از آسيابها با طبقه‌بندي به وسيله هوا با كارايي بالا، نظير شكل 12 كه توليد شركت Progressive Industries مي‌باشد، استفاده مي‌شود. درزبندي منحصر بفرد و پتنت شده آن مانع از وارد شدن ذرات درشت‌تر از اندازه به محصول مي‌شوند. و روتور پرسرعت همراه با شستشوي ثانويه با هوا مانع از برگشت ذرات محصول به آسياب براي آسياب شدن بيشتر و توليد نرمه‌هاي بي نهايت ريز مي‌شوند.   به دليل اهميت سازگاري شيميايي، استفاده از بستر سايش فلينت طبيعي و آستري در طي 10 سال گذشته رو به انحطاط رفته است. از اين محصولات طبيعي در دهه‌هاي بسياري استفاده مي‌شد ولي به دليل زوال كيفيت محصول و تقاضا براي محصول سيليس بهتر، با مواد سراميكي با آلوميناي زياد جايگزين شده‌اند. اين محصولات مهندسي به طور قابل ملاحظه‌اي به ازاي هر كيلو پرهزينه‌تر از مواد طبيعي بوده ولي به دليل مشخصات سايش بهتر، به ازاي هر تن سيليس داراي هزينه كمتري مي‌باشند. آسترهاي سراميكي 20 درصد ضخامت فلينت طبيعي داشته ولي عمر 5 برابر دارند. همانند اهميت ساييدگي، به دليل اينكه اين آستري‌ها زياد ضخيم نيستند، اجازه پر شدن حجم بيشتري از آسياب با بستر را داده و بنابراين اجازه سرعت هاي توليد بيشتري را مي‌دهند.   ·        طراحي واحدهاي صنعتي فرآوري سيليس   در بخش قبل اين مقاله عمليات واحدي كه در يك طرح فرآوري سيليس استفاده مي شود، بحث گرديد. اين عمليات واحد براي دستيابي به محصول نهايي مورد نظر بر اساس كيفيت كانسار اوليه، را با تركيبهاي مختلفي مي توان بكار برد. نمودارهاي جريان زير دو پروژه جديد شركت Outokumpu مي باشد كه مورد بحث قرار خواهد گرفت.   ·        طراحي واحد صنعتي A    در اولين طرح كه در شكلهاي 13 و 14 نشان داده شده است، هدف طرح توليد دو سيليس مختلف شيشه، يكي سيليس ممتاز با آهن كم و سيليس استاندارد ديگري براي شيشه مي‌باشد كه بصورت مرطوب به فروش مي‌رسد. افزون بر اين شركت همچنين خواستار توليد سيليس آسياب شده براي استفاده در بازار نساجي الياف شيشه بود.       در اين طرح از سايش سطحي براي جداسازي مقداري از دانه‌هاي سيليس كه به طور شل جمع شده است و براي آزادسازي هر ذره رس از سطوح دانه‌هاي سيليس استفاده مي‌شود. در مرحله بعد از هيدروسايزر FLOATEXÒ براي جداسازي ذرات 200 ميكرون استفاده مي‌شود. براي اين كانسار اين مرحله جداسازي به اين دليل مورد نياز بود كه دانه‌هاي درشت سيليس تمايل دارند تا خالص‌تر باشند و ناخالصي جزئي در مقايسه با دانه‌هاي ريزتر اثر كمتري بر روي محتوي آهن دارند. محصول پاريز هيدروسايزرFLOATEXÒ به سمت كلاسيفاير حلزوني دو مرحله‌اي حركت مي‌كند تا كانيهايي با آهن آزاد، جداسازي شوند. ميزان آهن اين محصول تا قبل از مرحله تصفيه به روش خشك، كمتر از 015/0 Fe2O3 خواهد بود (شكل 14 را ملاحظه نماييد).    جريان سر ريز اولين هيدروسايزر FLOATEXÒ نيز براي جداسازي ذرات آهن‌دار به يك كلاسيفاير حلزوني دو مرحله‌اي حركت مي‌كند. اين نمودار جريان را مي‌توان با قراردادن كلاسيفاير حلزوني قبل از هيدروسايزر ساده نمود. با اين وجود، اين فرآيند با طبقه بندي نمودن  اوليه سيليس به دو محصول با اندازه‌هاي نزديكتر، محصولي با كيفيت بالاتر توليد مي‌كند. محصول پس از كلاسيفاير حلزوني به يك هيدروسايزر ديگر منتقل مي‌شود تا نرمه‌هاي زير 100- ميكرون كه در مرحله سايش سطحي توليد شده است، جداسازي شود. محصول پاريز اين مرحله انبار شده و اجازه داده مي‌شود تا خشك شود و سپس بعنوان سيليس شيشه به صورت مرطوب با محتوي Fe2O3 كمتر از 02/0 درصد بارگيري مي‌شود. شكل 14 ادامه اين فرايند را نشان مي‌دهد كه شامل بخش فرآوري خشك اين طرح مي‌شود.     در اين قسمت از طرح، سيليس ممتاز حاصل از بخش فرآوري به روش تر، خشك شده و سپس تميز كردن نهايي به وسيله يك مگنت INPROSYSÒ انجام مي‌شود. كلاسيفاير حلزوني كاني هاي با آهن آزاد را جدا نموده و تنها مقداري روتيل در اين سيليس وجود دارد. روتيل وزن مخصوص زيادي دارد ولي غير مغناطيسي است. اين مگنت رولي خاك نادر، كاني هاي آهن‌دار كه به وسيله كلاسيفاير حلزوني جدا نشده است را جداسازي مي‌كند.  براي بيشتر قسمت ها اين كاني ها بصورت ناخالصي در دانه‌هاي سيليس وجود دارند. بعد از جدايش مغناطيسي محتوي آهن سيليس شيشه از 015/0 به 010/0 درصد كاهش مي‌يابد. علاوه بر جدايش مغناطيسي، اين طرح همچنين سيليس نرم براي فروش در بازار نساجي الياف شيشه را نيز توليد مي‌كند. آسياب و كلاسيفاير هوا براي تامين كيفيت اين محصول انتخاب شده است.   ·        طراحي واحد صنعتي B   در طراحي واحد صنعتي دوم، كيفيت كانسار بطور قابل ملاحظه‌اي پايين‌تر از طرح واحد صنعتي اول بود. اين كانسار در واقع به بازار نزديكتر بود. بنابر‌اين اگرچه اين فرآوري بسيار گران است و هزينه عملكرد بيشتر از متوسط مي‌باشد ولي قيمت تحويلي به مشتري در واقع كمتر از قيمت ساير رقبا بود. شكل 15 دياگرام فرآوري براي واحد صنعتي B را نشان مي‌دهد. در اين واحد يك سرند نه تنها براي جدا كردن ذرات بزرگتر از اندازه، بلكه همچنين براي در هم شكستن ذرات سيليس متراكم شده، استفاده مي‌گردد. به دليل درصد زياد رس از يك هيدروسايزر به عنوان نرمه‌گير بعد از مرحله شستشوي اوليه استفاده گرديد. عمل پمپ باعث آزاد شدن دانه‌هاي سيليس از بيشتر اين رس مي‌شود. در فرآوري اين واحد تقريبا 15 درصد وزني خوراك به عنوان زير 100- ميكرون در مرحله نرمه‌گيري از دست مي‌رود. بعد از نرمه‌گيري اوليه سه مرحله سايش سطحي با نرمه‌گيري به وسيله سيكلونها بعد از اولين و دومين مرحله، براي آزاد كردن و جداسازي باقيمانده رس و لجن استفاده مي‌شود. به جاي سيكلون  از يك هيدروسايزر براي مرحله نرمه‌گيري نهايي وتامين جداكردن زير 100- ميكرون، استفاده مي‌شود.       اين كانسار حاوي مقادير فلدسپار بيشتر از مقدار مورد نياز مشتري شيشه بود. اين فلدسپار منجر به ميزان آلوميناي بسيار زياد براي استفاده درشيشه فلوت مي‌شد. بعد از اينكه سيليس خشك گرديد با استفاده از HF دودكننده در يك ميكسر دوار فعال مي‌گردد. زماني كه فعال گرديد به جداساز T-Stat منتقل مي‌گردد كه عمده اين فلدسپار به عنوان محصول پسماند جدا مي‌گردد. كسر متوسط مجددا به فرايند فعالسازي بر مي‌گردد تا دوباره از اين واحد عبور نمايد. كسر سيليس حاصل از  T-Stat به مگنت رولي خاك نادر INPROSYSÒ براي جداسازي محتوي آهن منتقل مي‌گردد. سپس غير مغناطيسي ذخيره شده  و براي مشتري بارگيري مي‌شود. اين فرآيند منجر به توليد محصولي با ميزان آهن كمتر از 03/0 درصد و كمتر از 3/0 درصد آلومينا Al2O3 مي‌شود. اگر چه اين ميزان آهن بسيار بيشتر از دياگرام جريان A مي‌باشد، نزديكي به بازار آنرا محصول قابل قبولي ساخته است. دياگرامهاي جريان فوق دو نمونه از واحدهاي فرآوري سيليس هستند. هر فرآيند نسبت به كانسار و احتياجات مشتري سيليس شيشه منحصر به فرد مي‌باشد. اين موضوع در مورد همه كانسارهاي سيليس واقعيت دارد. با اين وجود نياز مشتركي براي فرآيند سيليس شيشه وجود دارد. اين فرآيند بايد اقتصادي‌ترين فرآيند ممكن باشد زيرا قيمت فروش سيليس بسيار پايين است. در عين حال اين فرآيند بايد قادر به توليد محصولي باشد كه تركيب شيميايي يكنواخت و محتوي Fe2O3 كمتر از  035/0 درصد و گاهي ميزان آلوميناي كمتر داشته باشد. علاوه بر سازگاري شيميايي، فرايند بايد قادر به حذف ذرات درشت‌تر از اندازه و نرمه‌ها باشد به طريقي كه ذرات سيليس در محدوده 500- تا 100+ ميكرون باشند.   [1] Rare-earth roll magnets
برچسب‌ها: فراوری سیلیس, قسمت سوم

ادامه مطلب

 توصيف فرايند
  ·        شستشو   شستشو ساده‌ترين و كم‌هزينه‌ترين روش تميز نمودن سيليس است. در برخي از ذخائر كانسار كه بسيار خالص و فاقد كانيهاي سنگين و داراي مقاديري گل و لجن و بدون زنگهاي سطحي هستند، شستشو براي توليد محصول با درجه قابل قبول، كافي است. در اين فرايند عموماً آب از طريق پمپ كردن به يك سيكلون براي نرمه‌گيري سيليس اضافه مي‌شود. حركت اين دوغاب كه از پمپ و خطوط لوله مي‌گذرد براي سست كردن اتصال مقادير كم ذرات ريز يا خاك رس كه در بدنه كاني وجود دارد، كافيست. زماني كه اين ذرات ريز يا خاك رس از سيليس آزاد گرديد، مي‌توان آنها را جدا نمود.   ·        سايش سطحي   زماني كه خاك رس و لجن‌ها محكمتر به دانه‌هاي سيليس چسبيده باشند يا ذرات رس از نظر اندازه مشابه دانه‌هاي سيليس باشند، سيليس وارد يك واحد سايش سطحي مشابه آنچه در شكل 2 نشان داده شده است، مي‌شود.   شكل 2 اسكرابر سايشي floatexÒ   براي سايش سطحي صحيح درصد ذرات جامد در دوغاب بايد در محدوده 75-72 درصد باشد. در اين محتوي تماس ذره به ذره خوبي وجود دارد و ويسكوزيته به اندازه كافي پايين است تا اجازه دهد اين دوغاب بطور آزادانه در تانك سايش سطحي حركت كند. زماني كه درصد جامدات كمتر از 72 درصد باشد، مقدار كافي آب در دوغاب وجود دارد تا اجازه دهد اين ذرات از هم جدا بمانند و از تماس لازم ذره به ذره مورد نياز براي سايش ذرات رس از سطوح، جلوگيري مي‌كند. زماني كه درصد ذرات جامد بيشتراز 75 درصد باشد، دوغاب بسيار ويسكوز مي‌شود و پره‌ها قادر نيستند تا دوغاب را حركت دهند. زماني كه اين دوغاب به اندازه كافي حركت نكند، تماس ذره به ذره امكان ندارد. به منظور فرآوري اين دوغاب با درصد ذرات جامد زياد بر يك مبناي سازگار، سيستم انتقال قدرت بكار برده شده بسيار اهميت دارد. بهترين راه حل ماشيني با نيروي محركه دنده است همانگونه كه در شكل 3 نشان داده شده است. اگر چه سيستم هاي كمربند V زماني كه واحدها نو باشند به خوبي كار مي‌كنند، زماني كه فرسوده شوند و بطور صحيح نگهداري نشوند، لغزش روي مي‌دهد و پروانه به علت مقاومت درصد جامدات بيش ازحد،  نخواهد چرخيد. در اين زمان اپراتورها تمايل دارند براي پايين آوردن درصد ذرات جامد مقداري آب اضافه كنند و اين نوع اسكرابينگ موثر نخواهد بود. زمان هاي سايش سطحي تقريبا 5 دقيقه هستند. با اين وجود، زمان سايش واقعي بسته به مقدار و نوع ماده‌اي كه بايد آزاد شود، تغيير مي‌كند. مراحل سايش سطحي همچنين ممكن است شامل بيش از يك مرحله سايش سطحي باشند. زماني كه ميزان رس قابل ملاحظه باشد، 2 يا 3 بار سايش سطحي كوتاهتر با مراحل نرمه‌گيري بين آنها موثر‌تر از يك زمان سايش طولاني مي‌باشد. زماني كه ذرات رس آزاد گرديدند اين ذرات رس به عنوان روانساز بين دانه‌هاي سيليس عمل مي‌كنند و بنابراين از موثر بودن سايش مي‌كاهند. با جداسازي نرمه‌هاي ذرات رس آزاد شده  و سپس افزودن يك مرحله سايش ديگر، اين مدار سايش موثرتر مي‌شود. علاوه بر موارد فوق تعداد سلولهاي سايش سطحي در اين مدار نيز مهم است. اگر چه يك سلول ممكن است حجم كافي براي برآورده ساختن زمان ماندگي لازم داشته باشد، يك سلول به طور قابل ملاحظه‌اي منجر به كوتاهتر شدن مدار مواد خوراك مي‌گردد. اگر زمان ماندگي متوسط ذرات 5 دقيقه باشد، ممكن است ذراتي باشند كه فقط زمان ماندگي 2 دقيقه و ساير ذرات زمان ماندگي10-8 دقيقه داشته باشند. و اين اهميت دارد كه براي تامين زمان ماندگي مورد نياز از حداقل 2 سلول سايش سطحي استفاده شود. استفاده از 3 يا 4 سلول جايي كه امكان دارد مرجح است. هزينه سرمايه‌گذاري بواسطه زمان ماندگي لازم و سرعت خوراك بطور گسترده متغير است. به هر‌حال سرعتهاي خوراك بالاتر هزينه سرمايه‌گذاري كمتري به ازاي هر تن نسبت به سرعتهاي خوراك پايين‌تردارد، محدوده هزينه‌هاي 2000-1000 دلار بر تن بر ساعت معمول هستند.   ·        نرمه‌گيري   طبق تعريف در مورد سيليس، نرمه‌گيري فرآيندي است كه مواد زير 100 ميكرون را جدا مي‌سازد. اين نرمه‌ها از نوع كاني‌هاي رسي يا سيليس بسيار ريز هستند كه براي فرآيند ساخت شيشه مضر مي‌باشند. اگر چه روش هاي بسيار متفاوتي براي نرمه‌گيري وجود دارد در صنعت تنها از دو روش استفاده مي‌شود : سيكلون ها و هيدروسايزرها، بايد توجه نمود كه برخي از واحدهاي فرآوري قديمي ممكن است هنوز داراي كلاسيفايرهاي اسكرو باشند ولي بدليل هزينه سرمايه‌گذاري و نگهداري بالا در طرح هاي جديد استفاده نمي‌شوند.   ·        سيكلونها   هزينه سيكلونها كم بوده و در جداسازي نرمه هاي زير 100 ميكرون سيليس زماني كه از 3 درصد تجاوز نكند موثر مي‌باشند. سيكلونها در جداسازي بيشتر نرمه‌ها موثر هستند اما  همانگونه كه جريان پاريز معمولاً حاوي 30 تا 40 درصد آب است برخي نرمه‌هاي رس در جريان پاريز باقي مي‌مانند. معمولا سيكلون ها 80 تا 90 درصد مواد زير 100 ميكرون خوراك را جدا مي‌سازد.با انجام سيكلون هاي متعدد، مقادير باقيمانده نرمه در محصول پاريز كاهش مي يابد.   ·        هيدروسايزرها   براي خوراك هايي كه بيش از 4 تا 5 درصد مواد زير 100 ميكرون دارند يا زماني كه نياز است تا همه يا قسمتي از مواد زير 150 ميكرون جدا شود، بهترين وسيله هيدروسايزري نظير شكل 3 مي‌باشد.                   شكل 3 تصوير هيدروسايزر FLOATEXÒ density separator در يك واحد فرآوري سيليس     براي همه هيدروسايزرها اصل كلي عملكرد مشابه است، اما برخي از آنها سيستم هاي كنترل يا سيستم توزيع آب بهتري دارند. شكل 4 در زير برشي از اين هيدروسايزر را نشان مي‌دهد.  شكل 4 دياگرامي از هيدروسايزر  FLOATEXÒ density separator   هيدروسايزر يك وسيله ته‌نشيني غير آزاد است. هيدروسايزر جرياني از آب را كه از ته آن وارد مي شود براي بسط دوغاب سيليس به يك حالت تعليق، بكار مي‌گيرد. در اين حالت معلق، دانه‌هاي سيليس به طريقي طبقه‌بندي مي‌شوند كه دانه‌هاي درشت‌تر در ته پراكنده مي‌شوند، كه در آنجا دانه‌هاي سيليس نسبت به يكديگر نزديكتر هستند و سرعت جريان آب بين آنها بيشتر است. ذرات ريز‌تر در سطوح بالاتر پراكنده مي‌شوند، جايي كه در حالت تعليق آزادتري هستند و بنابراين سرعت جريان آب بين آنها كم است. اساس عملكرد هيدروسايزر در شكل 5 نشان داده شده است.   شكل 5 اساس عملكرد يك ته‌نشيني غير آزاد   هيدروسايزرها در ناحيه تعليق خود مجهز به يك حسگر فشار هستند تا مشخص كننده وزن مخصوص باشند. براي هر جريان رو به بالاي از قبل تنظيم شده آب، وزن مخصوص نشاني از اندازه متوسط ذرات سيليس بالاي موقعيت حسگر مي‌باشد و بنابراين مي‌تواند در سيگنالي متغير،  جهت عمل‌كردن يك شير كنترل براي تخليه مواد درشت در ته هيدروسايزر، استفاده گردد. در مقايسه با يك سيكلون، هيدروسايزر كارايي جداسازي بيشتري دارد. که به دليل شيوه عملكرد و نحوه افزايش آب تميز به ناحيه تعليقدر هيدرو سايزر مي باشد. پيامد آن وجود ذرات ريز كمتر در سيليس و يكنواختي بيشتر اين ذرات ريز خواهد بود. اگر لازم است تا سيليس خشك شود بايد اين ذرات ريز قبل از خشك‌كردن جدا گردد. از آنجاييكه نرمه‌ها سطح تماس بيشتري دارند، درصرفه‌جويي ميزان سوخت در عملكرد خشک کن نيز موثر است. به علاوه با ذرات ريز كمتر، غبار كمتري وجود دارد كه باعث پايين آوردن تماس كارگر با غبار سيليس شده و همچنين تعمير و نگهداري سيستم غبارگير را كاهش مي‌دهد. هزينه سرمايه‌گذاري با سرعت خوراك متغير است ولي محدوده معمولي بين 1000 تا 2000 دلار بر تن بر ساعت مي باشد كه هزينه كمتر مربوط به سرعتهاي خوراك بيشتر مي باشد.   ·        دانه‌بندي   دانه‌بندي سيليس جهت ساخت شيشه با كيفيت بالا بسيار اهميت دارد. دانه‌بندي بايد از دو جنبه مورد بحث قرار گيرد. يكي توانايي دانه‌بندي كاني نزديك 5/0 ميليمتر و ديگري جلوگيري از ورود دانه‌هاي درشت‌تر از اندازه بالاي 1 ميليمتر به محصول مي‌باشد. دانه‌بندي به منظور توليد سيليس با اندازه كمتراز 5/0 ميليمتر نوعاً به وسيله يك سرند يا هيدروسايزر انجام مي‌شود. در 15-10 سال اخير مقدار مواد مجاز بالاي 5/0 ميليمتر به مقدار زيادي كاهش يافته است. در دهه 1980 براي توليد كنندگان شيشه غير عادي نبود كه مقدار مواد مجاز بالاي 5/0 ميليمتر براي مشخصات سيليس شيشه، 5 درصد وزني باشد. و امروزه اين مقدار مواد بالاي 5/0 ميليمتر به سمت صفر ميل مي‌كند همراه با  مشخصاتي كه هم اكنون با حدود سرند 4/0 ميليمتر پيشنهاد مي‌گردد. مقدار مواد درشت كمتر به توليد كنندگان شيشه اجازه مي‌دهد تا كوره‌ها را در دماهاي پايين‌تري بكار گيرند و سطوح توليد بالا (تناژ بالا) حفظ گردد. دماي پايين‌تر كوره نه تنها در مصرف سوخت صرفه‌جويي مي‌كند بلكه در عمر و نگهداري كوره نيز موثر است. جنبه ديگر دانه‌بندي، مقدار دانه‌هاي درشت‌تر از اندازه مي‌باشد، كه معمولاً به صورت دانه‌هاي بيشتر از 1 ميلي متر اندازه‌گيري مي‌شود و محدود به چند دانه در كيلو‌گرم مي‌باشد. اين دانه‌ها معمولاً براي ذوب‌شدن درشت هستند و باعث پيدايش عيب در شيشه مي‌شوند. همانند كانيهاي ديرگداز كه قبلا به آنها اشاره گرديد وجود چند دانه در يك كيلو‌گرم باعث پيدايش هزاران عيب در روز خواهد شد و مي‌تواند به طور قابل ملاحظه‌اي بر هزينه توليد شيشه تاثير گذارد.   ·        سرندها   براي تهيه ذرات زير 5/ 0 ميليمتر معمولا از سرندهايي با فركانس بالا كه به وسيله شركتهايي نظير Derick يا Rotex ارائه مي‌گردد استفاده مي‌شود. آخرين پيشرفتها، سرندهايي با ظرفيت بالا هستند كه مي‌توانند 250 تن بر ساعت را با يك سرند دانه‌بندي كنند. اين سرندهاي پر‌ظرفيت چندين طبقه سرند را در يك ماشين واحد به كار مي‌گيرند. اين سيستم از يك سيستم توزيع خوراك استفاده مي‌كند كه همزمان همه طبقه‌هاي سرند را به طور مساوي تغذيه مي‌كند. شكل 6 تصويري از سرندي كه به وسيله Derick  ساخته شده است را براي اين كاربرد، نشان مي‌دهد.       شكل 6 استاك سايزر DerickÒ   سرندها طوري سايزبندي مي‌شوند تا هر دو محصول اندازه بالا و اندازه كوچك را به خوبي توليد كنند. براي مثال اگر هدف توليدي با 100 درصد زير 5/0 ميليمتر باشد، مواد زير اين سرند اين هدف را برآورده خواهند ساخت. با اين وجود مواد روي سرند نيز حاوي مقداري زير 5/0- ميليمتر خواهد بود. يك توزيع اندازه نمونه محصولات و خوراك در جدول 1 نشان داده شده است.       جدول 1- توزيع نمونه دانه‌بندي سرند Size (micron) Feed (wt%) Oversize (wt%) Undersize (wt%) 1000 35.7 89.6   710 28.3 78.4 0 500 35.2 92.0 3.6 425 39.4 95.3 7.31 355 44.1 96.8 13.1 300 48.7 97.6 18.9 250 54.1 98.0 26.7 125 71.8 100 54.0 90 80.0   65.6   در مدل هايي كه خشك‌كردن هم دارند، سرند‌كردن اغلب بعد از خشك كردن انجام مي‌گيرد به دليل اينكه اين نوع سرند‌كردن زماني كه به صورت خشك باشد بهينه تر است. با اين وجود اگر درصد مواد بالاي 5/0+ ميليمتر در بدنه كاني بالا باشد، سرند‌كردن تر، براي حذف حداكثر ذرات درشت قبل از خشك‌كردن، ترجيح دارد. اين روش در هزينه خشك‌كردن صرفه‌جويي مي‌كند و اجازه سرعت هاي توليد بالاتر محصول نهايي از دراير را مي‌دهد. هزينه سرمايه‌گذاري نوعي براي يك سرند از 1000 تا 2000 دلار بر تن بر ساعت متغير است.   ·        هيدروسايزر   علاوه بر سرند كردن، جداسازي ذرات 5/0 ميليمتر همچنين به وسيله هيدروسايزري نظير FLOATEXÒ density separator كه قبلا مورد بحث قرار گرفت، قابل انجام است. اين واحدها از آنجاييكه ظرفيت آنها براي فضاي مساوي از سرندها بالاتر است، مزايايي نسبت به آنها دارند. هيدروسايزرها از آنجايي كه اندازه برش با تغيير در نقطه تنظيم حسگر، تغيير مي‌كند در مقايسه با تغيير لازم توري سرندها، انعطاف پذيري بيشتري در دانه‌بندي دارند. يك توزيع دانه بندي نمونه در جدول 2 نشان داده شده است.           جدول 2 توزيع دانه‌بندي نمونه براي هيدروسايزر FLOATEXÒ density separator Size (micron) Feed (wt %) Underflow(wt%) Overflow(wt%) 1175 1.4 4.3   850 3.2 9.8 0 595 7.6 22.9 0.2 420 35.8 71.8 15.2 300 62.5 94.8 46.8 200 84.3 100.00 77.1         هزينه سرمايه‌گذاري نوعي به ازاي هر تن براي هيدروسايزري نظير FLOATEXÒ density separator با سرعت خوراك متغير و در محدوده 500 تا 1000 دلار بر تن بر ساعت متغير است كه هزينه كمتر مربوط به سرعتهاي خوراك بيشتر است.   ·        جداسازي از طريق اختلاف وزن‌مخصوص   جداسازي از طريق اختلاف وزن مخصوص براي سيليس شيشه، محدود به كلاسيفاير‌هاي[1] حلزوني است. به دليل آنكه ديگر فرآيندهاي جداسازي وزن مخصوص نظير جداسازي هاي از طريق وزن مخصوصِ تشديد يافته، براي كار بسيار گران هستند يا فرآيندهايي نظير ميزهاي تكان دهنده كه براي سيليس شيشه بسيار كم ظرفيت هستند، از نظر هزينه مقرون به صرفه نيستند. كلاسيفايرهاي حلزوني قادر به جداسازي ذرات كاني هاي سنگين از سيليس شيشه و پايين آوردن محتوي آهن آن مي‌باشند. براي يك جداسازي به اختلاف وزن مخصوصي بزرگتر از 5/0 تا 1 واحد مورد نياز است. جدول 3 وزن مخصوص كاني هاي متداول همراه سيليس شيشه را نشان مي‌دهد.               جدول 3 وزن مخصوص كاني هاي مختلف كاني وزن مخصوص سيليس 65/2 گروه فلدسپار 8/2-6/2 (FeTiO2)ايلمنيت 7/4 (Fe3O4) مگنتيت 2/5 تغييريافته (FeTiO2)لوكوگزن 3/4-6/3 (Al2SiO5)آندالوسيت 2/3 Al2O(SiO4)سيليمانيت 2/3     جدول فوق نشان مي‌دهد كه كاني هاي سنگين حاوي آهن، وزن هاي مخصوصي دارند كه به طور قابل ملاحظه‌اي بزرگتر از وزن مخصوص سيليس 65/2 مي‌باشد. بنابراين، اين گروه با استفاده از كلاسيفايرهاي حلزوني قابل جداسازي هستند. دو كاني آخري كه به نام سيليكاتهاي‌آلومينيوم معروف هستند وزنهاي مخصوصي دارند كه تنها 55/0 واحد بزرگتر از وزن مخصوص سيليس است. اگر چه كه اين اختلاف به اندازه كافي براي كارايي كلاسيفايرهاي حلزوني قابل انجام است، ولي درمحدوده حداقل اختلاف مورد نياز قرار دارد. بنابراين كارايي به ويژه اگر محدوده اندازه وسيع باشد، پايين است. همچنين از آنجايي كه اين كاني هاي آلومينوسيليكات، كاني هاي سنگين ديرگدازي هستند براي توليد شيشه، تلرانس اين كانيها صفر است. تنها 1 تا 2 دانه در يك كيلو سيليس، بيشتر از محدوده مجاز خواهد بود. اين ذرات ازمشكلترين مواد براي جداسازي به وسيله كلاسيفايرهاي حلزوني هستند. با اين وجود روشهايي وجود دارد كه جهت كمك به حذف ذرات درشت دانه‌هاي آلومينو‌سيليكات بكار گرفته مي شود که مورد بحث قرار خواهند گرفت. كلاسيفايرهاي حلزوني به صورت جداسازهايي با فيملهاي جاري(Flowing Film)  در نظر گرفته مي‌شوند و بدين طريق نيروهاي بكاربرده شده باعث مي‌شود كه ذرات با وزن مخصوص كمتر به طرف قسمت خارجي كلاسيفاير حلزوني كشيده شوند. ذرات سنگينتر تمايل دارند تا در قسمت داخلي حلزونيها نظير شكل 7، بمانند.   شكل 7 . تصوير فرآوري سيليس با كلاسيفاير حلزوني CARPCOÒ Model LC3700   به علاوه (مطابق شكل 8) با افزايش فاصله از سطح كلاسيفاير حلزوني، نيروها هم افزايش مي‌يابد.   شكل 8. نيروهاي اعمال شده بر ذرات با اندازه‌هاي مختلف در يك كلاسيفاير حلزوني   شكل 8 نشان مي‌دهد كه ذرات بزرگتر به وسيله نيروهاي بزرگتر و ذرات كوچك‌تر به وسيله نيروهاي كوچك‌تر ، تحت تاثير قرار مي‌گيرند. براي بيشتر قسمتها به دليل اينكه كانيهاي سنگين اندازه ريزتري از ذرات سيليس دارند، اين مورد كارايي جداسازي سيليس شيشه را بهبود مي‌بخشد. بر روي اين ذرات ريزتر كانيهاي سنگين نيروهاي كوچكتري اثر مي‌گذارد و بنابراين تمايل دارند تا نزديكتر به قسمت داخل مسير دوران بمانند، ذرات سيليس درشت‌تر نيروهاي بزرگتري دارند و به سمت ناحيه بيروني كلاسيفاير حلزوني حركت مي‌كنند. جداسازي كانيهاي سنگين ديرگداز به دليل اينكه اين كانيها درشت‌تر بوده و وزنهاي مخصوصي نزديكتر به سيليس دارنددشوار مي‌باشد. نوعاً كلاسيفاير هاي حلزوني به تنهايي نتايج قابل قبولي نمي‌دهند، مگر اينكه سيليس قبل از كلاسيفاير حلزوني  پيش طبقه‌بندي شده باشد. يك محدوده باريك اندازه ذرات كارايي جداسازي را افزايش مي‌دهد. اگر اين پيش طبقه‌بندي با يك هيدروسايزر انجام گيرد مزاياي ديگري نيز دارد. واحد FLOATEXÒ  نه تنها جداسازي بر اساس اندازه انجام مي‌دهد بلكه بر اساس وزن مخصوص نيز جداسازي را انجام مي‌دهد. بنابراين برخي از اين كاني هاي ديرگداز درشت به سمت جريان فاضلاب حركت مي‌كنند (جريان پاريز 5/0+) و لازم است به وسيله كلاسيفاير حلزوني جدا گردند. هزينه سرمايه‌گذاري براي كلاسيفايرهاي حلزوني كم بوده و معمولاً در حدود 1000 دلار بر تن بر ساعت مي‌باشد. عملكرد نوعي كلاسيفايرهاي حلزوني براي سيليس در در جدول 4 نشان داده شده است.     جدول 4 Table 4 عملكرد نمونه براي كلاسيفاير حلزوني Typical Spiral Performance   Fe203    Single Pass Double Pass Sample Wt % Recovery % Fe2O3 Wt % Recovery % Fe2O3 USA 97.7 0.066 90.3 0.049 Mexico 89.7 0.039 84.4 0.028 Europe 95.7 0.038 91.6 0.033   اين داده‌ها نشان مي‌دهند كه دو مرحله عبور از كلاسيفاير حلزوني، ميزان آهن را به حد قابل قبول كاهش مي‌دهد. در آمريكا اين مواد خوراك خشك شده و سپس براي دستيابي به آهن نهايي 025/0 درصد به واحد جداسازي مغناطيسي منتقل مي‌شود. بدون وجود جداساز حلزوني بهترين آهن قابل دستيابي با جداساز مغناطيسي 032/0 درصد مي‌بود.   ·        شناورسازي   فرآيند شناورسازي در اصل براي جداسازي كاني هاي سنگين حاوي آهن در سيليس شيشه استفاده مي‌شود. اين كاني ها معمولاً از همان نوع كاني هاي حاوي آهني هستند كه در بخش وزن مخصوص توصيف گرديد. از شناورسازي گاهي براي جداسازي ميكا هم مي‌توان استفاده نمود. براي جداسازي كانيهاي سنگين حاوي آهن از سيليس آنرا با يك اسيد چرب آماده سازي مي كنند (درصد جامد زياد مي باشد). در اين فرآيند pH معمولاً در محدوده 2 تا 3 و  درصد جامد بين 70 تا 72 و سرعت افزايش اسيد چرب# 0/1بر تن مي‌باشد. اسيدهاي چرب به وسيله شركت هايي نظير Cytec تامين مي‌شود و براي هر كاني به صورت ويژه سفارش داده مي‌شوند و اغلب حاوي كف‌سازها و ديگر مواد شيميايي مناسب مي باشند كه كارايي را افزايش مي‌دهند، مي‌باشند. بعد از آماده سازي، خوراك به يك سري از سلولهاي شناورسازي وارد مي‌شود. براي جلوگيري از كوچك شدن مدار معمولاً 4 تا 6 سلول به صورت سري قرار دارند. زمان شناورسازي معمولاً كمتراز 5 دقيقه است. سلولهاي نوعي در صنعت سيليس در  محدوده 3 تا 8 متر مكعب مي‌باشند. هزينه سرمايه‌گذاري براي يك مدار شناورسازي از 6000 تا 8000 دلار بر تن بر ساعت متغير است. هزينه عملكرد براي معرفهاي شناورسازي تقريباً 00/1 تا 25/1 دلار بر تن و مصرف برق همراه با مرحله مساعد سازي برابر 10 كيلو وات بر تن مي باشد. [1] كلاسيفاير دستگاهي است كه جامدها را به دو كسر تقسيم مي‌كند. م
برچسب‌ها: فراوری سیلیس قسمت دو

فرآوري سيليس

 

 

 

مقدمه

سيليس رايج‌ترين جزء تشكيل دهنده شيشه است. اين ماده تقريباً 70-60 درصد بار انواع شيشه‌هاي مظروف، پنجره، بوروسيليكاتي، فايبرگلاس يا آب شيشه (سيليكات سديم)، را تشكيل مي‌دهد، از اينرو تاثير قابل توجهي بر روي كيفيت شيشه دارد.

براي همه شيشه‌ها، تركيب شيميايي سيليس و مشخصات دانه‌بندي آن جهت توليد شيشه با كيفيت بالا اهميت دارد. سه آلاينده و ناخالصي شيميايي مهم در سيليس معمولاً وجود آهن به صورت Fe₂O₃، آلومينا به صورت Al₂O₃ و تيتانيا به صورت TiO₂ مي‌باشند. اگر به دليل وجود فلدسپار مقدار آلومينا زياد باشد، آلاينده‌هاي ديگري نظير CaO ,Na₂O و K₂O نيز ممكن است وجود داشته باشند. هر يك از اين آلاينده‌هايي كه ذكر گرديد بر روي محصول نهايي تاثير گذار مي باشند. تاثير اين آلايندها بسته به درصد آنها در سيليس ممكن است مفيد يا مضر باشد. براي مثال به طور كلي هر چه ميزان آهن سيليس كمتر باشد مطلوبتر است، ولي براي توليد ظروف كهربايي، آهن به صورت عمدي به بار شيشه اضافه مي‌شود. بنابر‌اين درصورتي كه ميزان آهن سيليس مشکل زا نباشد مقدار آهن بيشتر مي‌تواند سودمند باشد.

وجود ميزان زياد آلومينا در سيليس (به دليل وجود كانيهاي فلدسپار سديک) مي‌تواند در پايين آوردن هزينه بار شيشه كمك كند، به دليل اينكه كه سنگهاي سيليس ارزانتر جايگزين فلدسپار يا سودا اش (كه گرانتر هستند) مي‌شوند. با اين وجود، سيليس با ميزان آلوميناي بيشتر از 8/1تا0/2 درصد را نمي‌توان بدون مخلوط كردن آن با سيليس كم آلومينا‌تر جهت شيشه مظروف مصرف نمود. علاوه بر اين، ميزان Al₂O₃ بيشتر از 3/0 درصد معمولاً براي شيشه پنجره غير قابل قبول است.

صرفنظر از غلظت آلاينده، يكنواخت بودن تركيب شيميايي نيز اهميت بسيار زيادي دارد. براي مثال يك شركت شيشه مظروف توليد كننده بطريهاي كهربايي، با مقادير متغير آهن و آلومينا در سيليس را در نظر بگيريد. پيامد آن بطري هايي با ميزان آهن خيلي زياد و بطريهايي با ميزان آهن خيلي كم خواهد بود. آهن بسيار كم، بر روي رنگ تاثير خواهد گذاشت و آهن بسيار زياد، منجر به ايجاد بطري هاي ترد خواهد شد. با تغيير ميزان آلومينا در بار شيشه ويسكوزيته و دانسيته شيشه تغيير كرده و توليد محصولات سازگار را براي ماشينهاي بطري‌ساز پرسرعت امروزي غير ممكن مي سازد.

علاوه بر تركيب شيميايي سيليس شيشه، نكته كليدي ديگر، عدم وجود كانيهاي سنگين دير‌گداز در سيليس مي‌باشد، اين كانيها عموماً كانيهاي آلومينوسيليكات هستند ولي كانيهاي ديگري همچون كرميت نيز ممكن است وجود داشته باشند. در حاليكه تركيب شيميايي سيليس بر حسب يك دهم يا صدم درصد اندازه گيري مي‌شوند، كاني‌هاي دير‌گداز در سيليس بر حسب تعداد دانه (grain) در يك نمونه با اندازه مشخص، اندازه‌گيري مي‌شود. وجود يك يا دو دانه كرميت در 500 گرم سيليس مي‌تواند سيليس را براي توليد شيشه نا مناسب سازد. اگر يك محصول سيليس يك دانه كاني دير‌گداز در 500 گرم سيليس داشته باشد، كارخانه‌اي با تناژ 350 تن در روز بيشتر از 700000 عيب در روز خواهد داشت و ساختن يك جزء مطلوب از اين سيليس بسيار بعيد به نظر مي‌رسد.

از آنجاييكه سيليس ماده‌اي ارزان است، در يك معدن غير اقتصادي ممكن است قيمت حمل و نقل بيشتر از قيمت خود سيليس شود. لذا ممكن است لازم باشد بجاي فرآوري معدني كه ذخاير آن داراي درجه بالاتر بوده و دورتر است، يك معدن با ذخاير با درجه كمتر را كه به بازار نزديكتر است، فرآوري نمود. فرآوري اغلب مي‌تواند با كسري از هزينه حمل و نقل انجام شود.

 

·        چشم‌انداز

 

اين مقاله بسياري از روش هاي فرآوري سيليس كه در كشورهاي غربي براي فرآوري سيليس استفاده مي‌شود را مورد بحث قرار مي‌دهد. اين روش ها شامل فرآوري تر و فرآوري خشك و يا تركيب اين دو فرآوري براي توليد يك محصول قابل قبول مي‌باشد. با اينكه بخش مقدمه اين مقاله تركيب شيميايي متنوع سيليس را مورد بحث قرار داد بايد اين نکته را ذکر نمود که  تكنيكهاي فرآوري، اجزاء شيميايي سيليس را از هم جدا نمي‌كنند بلكه به جاي آن كاني هاي سازنده اين اجزاء را جدا مي‌كنند. كاني هايي كه بايد جدا شوند، ابتدا بايد آزاد شوند. زماني كه آزاد شدند اين امكان وجود دارد كه فرآوري را براي دستيابي به مشخصات سيليس شيشه به كار برد. اگر مقادير قابل توجهي كاني هاي آهن‌دار در داخل سيليس قرار داشته باشد يا زنگ‌زدگي آهن شديدي بر روي قسمت خارجي دانه‌هاي سيليس وجود داشته باشد دستيابي به مشخصات سيليس شيشه امكان‌پذير نمي‌باشد. شكل1 مثال خوبي از سيليس مرغوب و سيليس نامرغوب مي‌باشد. براي بيشتر قسمتها دانه‌هاي مرغوب سيليس، بسيار تميز و بدون ناخالصي هستند. يك آخال (Inclusion) دانه‌ي كوچك روتيل است كه به طور قابل ملاحظه‌اي در سطح آلايندگي سيليس شركت نمي‌كند. سيليس با كيفيت پايين داراي آخالهاي آهن‌دار قابل توجهي در دانه‌هاي متعدد مي‌باشند. به علاوه درصد قابل توجهي از اين دانه‌ها داراي زنگ مي‌باشند. توجه نماييد كه سطوح اين دانه‌ها بسيار نا‌منظم هستند كه حتي جداسازي زنگ هاي سطحي را با استفاده از اسكرابر سايشي دشوارتر مي‌سازند.

برچسب‌ها: فراوری سیلیس

خط تولید موزائیک طلایی با استفاده از اون

سازنده خط تولید شرکت چینی

ادامه مطلب

«آجر»

آجرها بعنوان واحدهاي ساختماني منظور شده ، به دو دسته كلي تقسيم مي‌شوند:

 1ـ آجرهاي رسي

 2ـ آجرهاي ماسه آهكي‌ (توضيحات كامل آن در بحث آهك تحت عنوان سخت شدن هيدروسيليكاتي ارائه شده است.) قسمت اعظم آجرهاي مورد مصرف، از نوع آجرهاي رسي هستند. ايرانيان قديم آجر را بخوبي مي‌شناختند و نمونه‌هايي  از آجركاريهاي بسيار جالب از زمان قديم باقي مانده است كه همگي گواه تبحر ايرانيان در توليد و بكارگيري آجر مي‌باشد. اوج صنعت آجر ايران، در زمان ساسانيان بوده است.

 در اينجا بحثي مطرح مي‌شود و آن عبارت است از مقايسه مصالح ساختماني قديم و جديد. قطعاً مصالح ساختماني جديد و از جمله آجرهاي امروزي ، بسيار بهترا از انواع قديمي آن است. بقا و پا بر جا بودن عمارتهاي قديمي به اين معني نيست كه ما توان ساخت چنين آجرهايي را نداريم. بلكه ما قادر به ساخت انواع بهتري هستيم. ولي نكته قابل توجه اينست كه در گذشته ، اولاً تعداد ساختمانهاي در دست احداث كم بود و تعداد آجر مورد نياز ، اندك. ثانياً نيروي كار، براحتي و با قيمتي بسيار نازل يافت مي‌شد. در حاليكه امروزه صحبت از هزاران واحد مسكوني و نيروي كار گرانقيمت است. چاره كار، تعويض نيروي انساني با نيروي ماشين است. جايگزيني نيروي ماشيني هم مستلزم آشنايي با تكنولوژي ماشين و بدست آوردن فرهنگ ماشيني است . (كه البته در كشور ما، ضعف عمده در قسمت دوم است.)

خاك ، مهمترين عنصر ساخت آجر

در توليد آجر ، خشت خشك شده راحرارت مي‌دهند و آجر بدست مي‌آورند. خشت را از قالب زدن گل بدست مي‌آورند. گل ، مخلوط يكنواخت آب و خاك است. خاك ، جسم جامد همراه با آب و هواست. خاك رس، ماسه، سنگ آهك ، سولفاتها، فلدسپات، تركيبات آهن، رستنيها و … قسمت جامد خاك را تشكيل مي‌دهند.

 

قسمت جامد خاك

خاك رس: خاك رس از پوشيدن فلدسپات و ميكا در سنگهاي آذرين مثل گرانيت بدست مي‌آيد. عامل پوسيدن ، آب باران است كه داراي اسيد كربنيك مي‌باشد. نوع خالص خاك رس ،ًكائولنً نام دارد:  و همان خاكي است كه در صنعت ساخت چيني از آن بهره مي‌گيرند. كائولن دانه‌هايي پولكي و ورقه ورقه دارد. اين پولكها از دو ميكرون هم كوچكترند. خاك رس خالص سفيد رنگ است و ناخلصيها به آن رنگهاي مختلفي مي‌دهند:

 FeO آنرا كبود رنگ مي‌كند.

   آنرا سرخ رنگ مي‌كند.

 آنرا زرد رنگ مي‌ كند.

ماسه :اگر با خاك رس خالص آجر درست شود، پس از خشك شدن ترك مي‌‌خورد و ثبات حجمي ندارد. براي رفع اين عيب ، به خاك رس ذرات ماسه مي‌افزايند . اين ذرات بصورت استخوان بندي عمل مي كند و جمع شدگي را كنترل مي‌ نمايد. جنس ماسه مي تواند سيليسي يا آهكي باشد. اما  ذرات درشت ماسه ، چه آهكي و چه سيليسي ، ايجاد مشكل مي‌كند. ذرات درشت سيليس در گل ، در هنگام حرارت دادن، با كسب حرارت منبسط مي‌شود؛ در حاليكه خشت آجر در حال خشك شدن يا پخته شدن و جمع شدن است. در نتيجه آجر ترك مي‌خورد. دانه‌هاي درشت آهك هم در اثر حرارت پخته شده ، تبديل به آهك مي‌شود كه با جذب آب منبسط شده، تكه‌اي از آجر را بيرون مي‌اندازد. به اين پديده اصطلاحاً ً آلوئك ً گويند.

سنگ آهك: يكي از ديگر از موادي است كه مي‌تواند همراه خاك باشد. مقدار اندك آن ، باعث سفيد شدن آجر است؛ در حاليكه ميزان بيشتري از آن، سبب  پايين آمدن نقطه ذوب و توليد آجر جوش مي‌شود .( آجر جوش ، آجري است كه در كوره ذوب شده و شكل هندسي خود را از دست داده است.) درصد آهك در خاك آجر ، نبايد بيش از 30% باشد.

سولفاتها :سولفاتها بصورت سولفات عنصرهاي سديم، پتاسيم، كلسيم و منيزيم در خاك وجود دارند و باعث مي‌شوند كه بعدها روي آجر ً سفيدك سولفاتي ً ظاهر شود.

فلدسپات: در فرايندهاي تولدي آجر ، فلدسپات در نقش گدازآور عمل كرده، سبب پايين آمدن درجه حرارت حالت خميري آجر مي‌شود . در بسياري از سراميكها، از خاك با فلدسپات زياد استفاده مي‌كنند.

تركيبات آهن: اكسيدهاي آهن نيز گدازآورند. اگر  در خاك به 5% وزنش برسد، آن خاك سرخ رنگ مي‌شود. از خاكهاي با اكسيد آهن بالا براي ساخت قطعات سفالي ـ كه آب را از خود عبور نمي‌دهند ـ استفاده مي‌شود. در برخي كشورهاي خارجي، از اين خاكها در صنعت سفال، جهت ساخت لوله‌هاي فاضلاب بهره مي‌گيرند؛ در حاليكه در ايران، براي اين مصرف از لوله‌هاي چدني يا پوليكا استفاده مي‌شود . كاربرد عمده سفال در كشورمان، در قسمتهاي شمالي و براي پوشش سقف است. در آجرهاي نسوز، مقدار آهن خاك بايد بسيار كم بوده ، از 1% وزن خاك تجاوز نكند.

رستنيها : از ديگر مواد تشكيل دهنده خاك ، بقايايي گياهان است كه اگر همراه خاك باشند، در كوره مي‌سوزند و جايشان خالي مي‌شود . از اين پديده استفاده كرده، به خاك آجر ، مواد آلي مي‌زنند تا پس از سوختن در كوره و خالي شدن جايشان، آجر سبك بدست آيد. اين آجرها ، كاربرد عايقي دارد.

آب

آب به دو صورت در خاك وجود دارد: آب آزاد و آب جذب شده (كه سبب مرطوب بودن خاك است.) آب جذب شده را تنها با استفاده از حرارت مي‌توان آزاد كرد.

براي مخلوط آب و خاك، طبقه بنديي بدين شرح وجود دارد:

يك مهندس سوئدي بنام Atterberg. مخلوط آب و خاك را به پنج دسته تقسيم كرده است: آبكي ، شل ، خميري، سفت و خشك.

گلي كه براي توليد آجر استفاده مي شود، بايد حالت خميري داشته باشد. براي پي بردن به حالت خميري گل در آزمايشگاه ، از دستگاهي بنام ً Cassagrandً يا ً Atterbergً استفاده مي‌كنند. اما در كارگاههاي ساختماني ، بدين منظور با خمير مورد نظر ، فتيله‌اي نازك بقطر mm3 مي‌سازند. اگر آن فتيله ترك نخورد و گل آن هم به دست نچسبد ، خمير آزمايش شده مطلوب مي‌باشد.

توليد آجر

در توليد آجر ، دو شيوه مرسوم است. سنتي و ماشيني. البته بسياري از كارخانه‌هاي كنوني از روش مابين اين دو روش استفاده مي‌كنند.

روش سنتي

اولين قدم در تهيه آجر، تهيه خاك مناسب است.

در روش سنتي، انتخاب خاك جنبه علمي نداشت. بلكه بصورت تجربي بود . بدين معني كه استاد آجر ساز ، خاك را مي‌ديد و با لمس كردن و بوئيدن و … تشخيص مي‌داد كه آيا خاك مورد نظر ، براي ساخت آجر مناسب بود يا خير. پس از انتخاب خاك مناسب ، خاك را به مكاني بنام ً آبْ خوره ً مي‌بردند تا در آنجا با آب مخلوط شود. پس از گذشت چند روز ، اين گل را ًورزً مي‌دادند تا خاك بخوبي با آب مخلوط شود. عمل ورز دادن گل ، توسط كارگران و با پا انجام مي‌گرفت. براي اينكه كارگران در حين ورز دادن گل، دانه‌هاي درشت را از خمير اصلي جدا كنند، صاحب كار مقداري سكه با خاك مخلوط مي‌كرد تا كارگران به اميد يافتن سكه ، دانه‌هاي درشت را نيز جدا نمايند.

پس از چند روز ورز دادن ، نوبت به قالب‌گيري مي‌رسيد. قالب‌گيري نيز توسط دست انجام مي‌گرفت. قالبها، از جنس چوب و بصورت چند خانه بود كه گل را با دست در آنها مي‌فشردند و سطح آنرا صاف مي‌كردند. طبيعي بود كه هر چه قالب‌زن بيشتر سطح گل را مي‌فشرد، كيفيت آجر بهتر بود. اما از آنجا كه كارگران بدنبال توليد بيشتر و سريعتر بودند و نه كيفيت خوب، از درست فشردن گل در قالب ، خودداري مي‌كردند و اين امر سبب افت كيفيت در آجر شد. جهت حل اين مشكل، پس از انقلاب، پرسهاي پدالي ساخته شد . اين نوع پرسها وسيله‌اي بود جهت درست فشرده شدن قالبها و البته هم اكنون نيز در بعضي مناطق از اين پرسها استفاده مي‌شود.

در ادامه نوبت به خشك كردن خشتها مي‌رسيد. در روش سنتي ، جهت خشك كردن خشتها از آفتاب استفاده مي‌كردند. اگر در طول مدت خشك شدن، خشت را تنها از يك طرف در برابر تابش خورشيد قرار مي‌دادند، يك طرف آن زودتر از طرف ديگر خشك مي‌شد و در نتيجه سطح آجر خميده مي‌شد. جهت رفع اين مشكل، پس از مدتي كه خشت باصطلاح خودش را گرفت، جهت قرار دادن آن در آفتاب را عوض مي‌كردند. نكته جالب در خشك كردن خشتها آن بود كه از آنجا كه امكان خشك كردن خشتها در زمستان وجود نداشت ، در فصل گرما تعداد زيادي خشت را خشك مي‌كردند و محصول را بعنوان كلينكر آجر ، زير پوششي از كاه گل نگهداري مي‌كردند و در زمستان ، از آنها جهت توليد آجر بهره مي‌گرفتند.

مرحله بعدي ، پختن آجر بود كه در آن ، از كوره ‌هاي سنتي استفاده مي‌شد. كوره سنتي چاهي بود كه در مبحث گچ نيز بدان اشاره شد. همانطور كه در قبل ذكر شد، در اين كوره‌ها خشتها را بگونه‌اي مي‌چيدند كه جريان هوا از بين آنها عبور كند و از زير به خشتها حرارت مي‌دادند. در قديم جهت سوخت ، از چوب و مدفوع استفاده مي‌شد و در نتيجه حرارت آرام آرام بالا مي‌رفت و رسيدن حرارت به قسمتهاي بالايي كوره بسيار آهسته صورت مي‌گرفت. به همين جهت همه لايه‌ها تقريباً بطور يكسان حرارت كسب مي‌كردند. ليكن بعدها كه سوختهاي نفتي بكار گرفته شد ، جهت تسريع در امر توليد، درجه حرارت پايين را زياد مي‌كردند. طبيعتاً حرارت بصورت يكنواخت به خشتها نمي‌رسيد و در لايه‌هاي مختلف، آجرهايي با خواص متفاوت توليد مي‌شد.

همانطور كه گفتيم ، آجرهاي اين نوع از كوره‌ها ، از نظر خواص و كيفيت متفاوتند. از آنجا كه خشتهاي زيرين بيش از حد نياز حرارت مي‌بينند، ذوب مي‌شوند و توليد آجر جوش مي‌كنند. يعني پس از ذوب شدن با يكديگر مخلوط مي‌شوند و بصورت سنگي محكم بدون شكل هندسي خاص در مي‌آيند. اين آجرها شايد فقط بدرد پي ريزي بخورد. لايه بعدي آجرها ، سبز رنگ است كه از نظر مقاومت و خواص . بهترين آجرهاي كوره ‌اند و داراي شكل هندسي دقيقي مي‌باشند . لايه‌ بعدي، آجرهاي بهي رنگ  (مايل به زرد) است . لايه‌هاي بعدي بترتيب عبارتند از : آجرهاي سفيد رنگ، آجرهاي ابلغ (داراي لكه‌هاي قرمز و سفيد) ، آجرهاي قرمز و آخرين لايه ،‌آجرهاي نپخته.

بعلت نحوه برداشت از اين كوره‌ها، آجرهاي رسيده به كارگاه ، از همه نوع هستند . امتياز اين كوره‌ها ساده بودن و هزينه كم ساخت است؛ در حاليكه اتلاف انرژي ، كيفيت متفاوت محصول و توليد كم ، از عمده‌‌ترين مشكلات اين قبيل كوره‌هاست.(اتلاف انرژي در اين كوره‌ها بدليل  گرم و سرد شدن پياپي در هر بار بارگيري و تخليه است.)

روش ماشيني

در روش ماشيني، خاك بسيار مهم است و انتخاب خاك مناسب، اهميتي بسزايي دارد.

خاكهاي مختلف را آزمايش مي‌كنند تا به خاك مناسب دست يابند. البته در انتخاب معدن، علاوه بر كيفيت ، به كميت خاك نيز توجه ويژه مي‌كنند. معدن بايد بگونه‌اي باشد كه حداقل 50 سال كارخانه را تغذيه نمايد. انتخاب نمونه خاك براي آزمايش كم و كيفي ، با گمانه زدن است.

خاك با ماشينهاي مخصوص استخراج شده، پس از ورود به كارخانه ، به قسمت آسياب مي‌رود. اين آسياب از دو چرخ بزرگ و سنگين تشكليل شده كه خاكها در اثر وزن چرخهاي دوران كننده، آسياب مي‌شوند. در زير اين چرخها ، شبكه مشبكي است كه خاك آسياب شده از لابلاي آن عبور مي‌كند.

مرحله بعدي ، مخلوط كن است. اين مخلوط كن، همانند مخلوط كنهاي نانواييها ، داراي يك محور مركزي با تعدادي بازو در اطراف مي باشد. در اين مرحله ، مقداري نيز آب اضافه مي‌كنند و خاك مخلوط شده با آب ، بسمت ً آسياب والسً مي‌رود تا بطور كامل ورز داده شود . آسياب والس از دو گردونه فلزي كنار هم تشكليل شده كه گل مورد نظر با عبور از بين آنها، تحت فشار غلتكها كاملاً ورز داده مي‌شود و دانه‌هاي درشت آن از بين مي‌رود . خمير خروجي از آسياب والس آماده قالب زني است.

؟

در اين مرحله، خمير وارد دستگاهي بنام بيرون ران يا Extruder مي‌شود. در قسمت مركزي اين دستگاه ، يك عضو حلزوني شكل (مشابه حلزوني چرخ گوشت) وجود دارد كه خمير وارد شده به دستگاه را به جلو هدايت مي‌كند. از آنجائيكه ممكن است خمير هنوز مقداري حباب هوا داشته باشد، در مسير حركت خمير داخل Extruder ، مناطق خلأ مجهز به صافي جلوگير از نفوذ خمير ، تعبيه شده است. اين مناطق حبابهاي هوا را جذب مي‌كنند و خميرهاي نهايي فاقد تخلخل مي‌باشد. در قسمت خروجي دستگاه بيرون ران، مي‌توان قالبهاي مختلف با اشكال متفاوت را قرار داد و خمير آماده را به صورتهاي مورد نياز قالب زد. البته توجه به اين نكته ضروري است كه اگر با چنين خميري خشت زده شود، آجر نهايي بسيار سنگين خواهد بود . در نتيجه قالبها را بگونه‌اي مي‌سازند كه خشت حاصل، سوراخدار باشد . بدين منظور در قالب ميله‌هايي نصب مي‌كنند كه بنام ًگُل قالب ً معرفند. گُل قالب بايد آلياژ مخصوصي داشته باشد و در برابر سايش مقاوم باشد.

؟

 

 

تونلي:

تونل ، سالن درازي است كه داخل آن ريل‌گذاري شده. واگنهاي حامل خشت، از يك طرف تونل داخل مي‌شوند و در دمايي نچندان بالا(حدود 60 تا 70 درجه) حرارت مي‌بينند. همچنين حركت واگنها در داخل تونل، بسيار آهسته است. تمام شرايط بگونه‌اي با يكديگر جمع شده‌اند كه همانند آنچه پيشتر ذكر شد، خشتها بتدريج خشك شوند. تذكر اين نكته نيز مفيد است كه چون سرعت حركت واگنها در داخل خشك كن بسيار سريعتر از حركت آنها در كوره است، ظرفيت كوره تقريباً دو برابر ظرفيت خشك‌كن مي‌باشد.

مرحله بعدي در توليد آجر ، پختن خشتهاي خشك شده است. كوره‌ها انواع مختلفي دارند كه دو نوع عمده آنها عبارتند از:

 1ـ كوره هوفمن

 2ـ كوره تونلي

كوره هوفمن

كوره هوفمن، دالاني است شبيه به شكل مقابل كه در مركز آن يك دودكش تعبيه شده است. بعلت كثيف بودن سوختها در گذشته ، دودكشها را بسيار بلند مي‌ساختند. اما امروزه كه از سوختهاي تميز نفتي و بعضاً گاز طبيعي استفاده مي‌كنند، ديگر نيازي به مرتفع ساختن دودكشها نيست.

؟

اين دالانها به اتاقكهاي كوچكتري تقسيم مي‌شوند كه به هر كدام از آنها ً قمير ً گويند. در هر قمير ، خشتهاي خشك شده را از پايين به بالا مي‌چينند و در قمير را نيز با آجر يا همان خشتها و با پوشش كاه‌گل مي‌بندند. بالاي هر قمير ، تعدادي  سوراخ است. اين سوراخها در واقع محل ورود حرارت به داخل قمير است. بدين صورت كه مشعلي مخصوص را روي اين سوراخها بگونه‌اي قرار مي‌دهند كه شعله آن بطرف داخل قمير زبانه كشد. پايين هر قمير به دودكش راه دارد. دود و هواي گرم ايجاد شده ، از طريق اين راه ارتباطي وارد دود كش شده، به بيرون هدايت مي‌شود. مشعل بنوبت روي قميرها حركت مي‌كند. هر گاه خشتهاي هر قمير باندازه كافي حرارت ديد، مشعل روي قمير بعدي قرار مي‌گيرد. در هر كوره ، روش كار چنين است كه همواره تعدادي قمير در حال بارگيري ، تعدادي در حال گرم شدن و مابقي در حال تخليه‌اند . (تعداد قميرهاي هر كوره مي‌تواند تا حدود 30 قمير نيز باشد.) لازم به ذكر است كه اين كوره‌ها بازدهي خوبي دارند.

؟

كوره تونلي

جديدترين كوره‌هاي پخت آجر، كوره‌هاي تونلي است . در داخل اين تونلها نيز ريل‌گذاري  شده است. واگنهاي خارج شده از خشك كن وارد اين تونلها مي‌شوند. نحوه حرارت ديدن خشتها، درمناطق مختلف اين كوره متفاوت است:

در قسمت اوليه كوره ، واگنها به آهستگي حركت مي‌كنند تا باقيمانده آب خشتها در دمايي حدود  تبخير شود. در ادامه، مشعلهايي در كنار يا بالاي مسير حركت واگنها نصب شده است كه واگنها با سرعتي بيشتر ، از مقابل آنها عبور مي‌كنند. اين روند افزايش سرعت حركت تا رسيدن به مشعل اصلي ادامه دارد. محل مشعل اصلي، گرمترين جاي كوره است و در حقيقت همان مكاني است كه در آن ، حالت ً چسبندگي سراميكي ً اتفاق مي‌افتد.

چسبندگي سراميكي چيست؟

ـ در آجر ، مقداري خلل و فرج وجود دارد. در كنار مشعل اصلي كه دما در حدود 1200 تا 1300 درجه است، برخي مواد دروني آجر (مواد گدازآوري كه در ابتدا ذكر شد) ذوب شده، وارد خلل و فرجها مي‌شوند و سبب چسبيدن ساير مواد تشكيل دهنده آجر به يكديگر مي‌گردند. توجه داشته باشيد كه اگر حالت چسبندگي سراميكي اتفاق نيفتد، آجر توليد شده مقاومت كافي نخواهد داشت. بعبارتي لازمه مقاوم شدن آجر ، ايجاد چسبندگي سراميكي است و البته در كنار چسبندگي سراميكي، جمع شدگي نيز واقع مي‌شود كه در ادامه توضيح داده خواهد شد.

مرحله آخر در خط توليد آجر ، خارج كردن آجر از داخل كوره است. اين كار ، مخصوصاً در مورد آجرهاي توليدي در كوره‌هاي هوفمن، بايد آهسته و با دقت انجام گيرد تا آسيبي به آجرها نرسد.

ضايعات آجر

روش اول: آجرهاي مورد آزمايش را در يك سيني مي‌ايستانيم و داخل سيني آب مي‌ريزيم. آب ، جذب آجرشده ، پس از مدتي تبخير مي‌شود . بار ديگر اين عمل را تكرار مي‌كنند. در اين صورت اگر آجر قابليت سفيدك زدن داشته باشد ، سفيدكها ظاهر مي‌شوند.

روش دوم: در روش ديگر ، آجري را روي يك سطح صاف مي‌خوابانيم و ظرف دهان گشادي را كه حاوي مقداري آب است، بطور معكوس روي آن قرار مي‌دهند . آب كم كم داخل آجر نفوذ كرده ، تبخير مي‌شود . اين عمل را دوبار انجام مي‌دهند . اينجا نيز اگر آجر قابليت سفيدك زدن داشته باشد، آنرا ظاهر مي‌كند. براي مقايسه ميزان شوره زدن آجرها ، درجه بنديي بشرح ذيل وجود دارد:

ـ درجه صفر : درجه‌يي است كه در آن هيچ سفيدكي ظاهر نمي‌شود. ـ درجه كم : كمتر از 10% سطح آجر با شوره پوشيده مي‌شود . ـ درجه متوسط : لايه ضخيمي از شوره تا 50% سطح آجر را مي‌پوشاند؛ اما از روي سطح آجر فلس يا پودر جدا نمي‌شود . ـ درجه زياد : قشر ضخيمتري از املاح تا بيش از 50% سطح آجر را مي‌پوشاند؛ اما در اينجا نيز فلس يا پودر از سطح آن جدا نمي‌شود . ـ درجه شديد: قشر ضخيمي از سفيدك قسمت عمده سطح آجر را مي‌پوشاند و فلس يا پودر از سطح آن جدا مي‌شود . انواع سفيدكها چنين است : كربناتي، كلريدي، سولفاتي و نيتراتي. جهت انتخاب راه حل مناسب در مبارزه با اين سفيدكها ، اولين قدم، تشخيص نوع سفيدك است. بدين منظور ، ابتدا با يك تيغ و صفحه كاغذي تميز، از سفيدكهاي سطح آجر نمونه ‌برداري كرده، به آزمايشگاه مي‌فرستند و در آنجا نوع سفيدك مشخص مي‌شود.

سفيدك كربناتي: علت ايجاد اين نوع سفيدك، آنست كه آجر از ملات ، آب جذب كرده ، در تركيب با هوا ، سفيدك كربناتي ظاهر مي‌كند. جهت جلوگيري از ظهور اين سفيدك ، بايد كاري كرد كه آجر از آب جذب نكند. بدين جهت، هنگام آجر چيني ، ابتدا آنرا مرطوب كرده ، بعد بكار مي‌برند.(به اين عمل اصطلاحاً ً زنجاب كردن آجر‌ً گويند.) زنجاب كردن، باعث اشباع شدن آجر از آب و عدم تمايل به جذب آب از ملات مي‌شود. در برخي مناطق كشورمان ، از آنجا كه خود آب سخت است و تركيبات بي‌كربناتي دارد، وقتي روي آجركاري را آب مي‌پاشند، سفيدك كربناتي ظاهر مي‌شود . اگر روي آجرهايي ،‌اين نوع از سفيدك ظاهر شد، آنها را با اسيد كلريدريك رقيق (جوهر نمك) مي‌شويند و بلافاصله با آب شستشو مي‌دهند. جوهر نمك، سفيدك كربناتي را در خود حل مي‌كند و با جريان آب ، آنها را از سطح آجر دور مي‌كند. بايد توجه داشت كه بلافاصله پس از بكاربردن جوهر نمك، از آب استفاده كرد. زيرا در غير اين صورت، با وجودي كه جوهر ، سفيدكهاي كربناتي را در خود حل كرده ، كربناتها به كلريد تبديل مي‌شوند و روي آجرها سفيدك كلريدي ظاهر مي‌شود سفيدك كلريدي: همانطور كه در بالا ذكر شد، راه از بين بردن سفيدك كلريدي، شستشوي آجر با آب است. سفيدك سولفاتي: علتهاي ممكن در ظهور اين سفيدك عبارتند از

1ـ خاك استفاده شده در ساخت آجر ، داراي مقادير زيادي سولفات باشد.

 2ـ مقدار سنگ گچ ملات زياد باشد و آجر آنرا جذب كند.

جهت جلوگيري از ظهور اين نوع سفيدك ، از بكار بردن خاكهايي با درصد سولفات زياد در توليد آجر ، خودداري مي‌كنيم.

سفيدك نيتراتي: در خاكهاي برخي مناطق كويري ، تركيباتي از نيترات (شوره) وجود دارد. شوره از هوا رطوبت جذب كرده ،سبب ظهور سفيدك نيتراتي مي‌شود. جهت جلوگيري از ظهور اين نوع سفيدك،‌ از بكار بردن خاكهاي نيتراتي در توليد آجر ، خودداري مي‌كنيم.

 

طبقه‌بندي آجر

استاندار شماره 7 ايران، مشخصات آجرهاي رسي را شرح مي‌دهد. در اين استاندارد، آجرهاي رسي از ديدگاههاي مختلف بشرح ذيل طبقه‌بندي شده‌اند:

طبقه بندي از ديدگاه روش توليد:

1ـ آجرهاي رسي دستي : با دست ساخته شده ، توپر است و كيفيت چنداني ندارد.

2ـ آجرهاي نيمه ماشيني: كه در طول خط توليد آنها ، قسمتي از كارها ، توسط ماشين انجام مي‌شود.

 3ـ آجرهاي ماشيني : داراي اشكال مختلف، توپر و سخت يا سوراخدار ، با كيفيتي بهتر .

طبقه‌بندي از ديدگاه نوع مصرف :

1ـ آجر معمولي: براي مصارف عمومي ساختمان استفاده شده، بنام آجر توكار معروف است.

 2ـ آجرنما: اين نوع آجرها به روشهاي مخصوص ساخته مي‌شوندو بايد  داراي ابعاد دقيق و هماهنگ باشند تا ظاهري خوب در نماي سازه ايجاد كنند.

 3ـ آجر مهندسي مرغوبEngineering Brik : اين آجرها ، آجرهايي توپر و سخت و بادوام هستند و با روش ماشيني توليد مي‌شوند و به سه دسته تقسيم مي‌شوند . اين درجه بنديها بر اساس دو عامل ‌مقاومت و جذب‌ آب  است.

 درجه 1: حداقل مقاومت آجر درجه 1 ، 350 و حداكثر ميزان جذب آب آن، 15% وزني است.

درجه 2 : حداقل مقاومت آجر درجه 2 ، 250 و حداكثر ميزان جذب آب آن، 16% وزني است.

درجه 3 : حداقل مقاومت آجر درجه 3 ، 150% و حداكثر ميزان جذب آب آن ، 18% وزني است.

اين آجرها ،عمدتاً باربر هستند.

طبقه‌بندي از ديدگاه كيفيت:

1ـ آجر با كيفيت مناسب براي مصارف داخلي: اين آجرها توكار هستند. لازم به ذكر است اين آجرها را نبايد در قسمتهايي از ساختمان كه در معرض شرايط مختلف جوي مانند يخ زدن است، بكار برد و هنگاميكه اين آجرها به كارگاه مي‌رسند، نبايد آنها را در محيط سرباز نگهداري نمود. زيرا اين آجرها از نظر استاندارد، جذب آب مشخصي ندارند و در اثر بارندگي و مرطوب شدن، تحت فرايند يخ زدن از بين مي‌روند.

 2ـ آجر با كيفيت عادي: از اين آجرها در نقاطي كه شرايط جوي شديدي ندارند، در قسمتهاي بيروني ساختمان نيز مي‌توان استفاده كرد. 3ـ آجر با كيفيت ويژه : اين آجرها معمولاً همان آجرهاي مهندسي مرغوبند كه البته قادرند شرايط محيطي سخت را نيز تحمل كنند.

طبقه بندي از ديدگاه شكل :

1ـ آجر توپر : نوعي آجر است كه حجم سوراخهاي آن از 25% حجم  آجر تجاوز نمي‌كند. در اين نوع از آجرها جهت محاسبه مقاومت ، بار وارد بر آجر را بدون در نظر گرفتن سوراخها ، بر كل سطح مقطع تقسيم مي‌كنند.

 2ـ آجر سوراخ‌دار: در اين نوع از آجرها ، حجم سوراخها از 25% حجم آجر بيشتر است. اما مساحت هر يك از سوراخها، از 3000 تجاوز نمي‌كند.

 3ـ آجر توخالي: كه در آن، حجم سوراخها بيش از 25% حجم آجر است و براي ابعاد سوراخها محدوديتي وجود ندارد

 4ـ آجر با شكل ويژه: اين آجرها، داراي اشكال مختلف هندسي هستند. مانند آجرهايي كه جهت كف پوش در پياده‌روها و پاركها استفاده مي‌شوند. 5ـ آجر متخلخل: حجم منافذ در اين نوع از آجرها ، بيش از 20% حجم آجر است.

«گچ»

سنگ گچ

گچ يكي از سيمانهايي است كه از گذشته‌هاي دور ، مورد استفاده بوده است. گچ را از حرارت دادن سنگ گچ بدست مي‌آورند. در ايران ، سنگ گچ بوفور يافت مي‌شود. اين سنگها عمدتاً بصورت سنگهاي رسوبي است كه در دريا رسوب كرده‌اند. اين رسوبات، هم بصورت بلوري است و هم غير بلوري. سنگ گچ خالص، سفيد رنگ است و ناخالصيها، آنرا به رنگهاي گوناگون در مي‌آورند. قابليت حل شدن سنگ گچ در آب بسيار كم مي‌باشد؛ بطوريكه يك قسمت از سنگ گچ، در 495 قسمت آب حل مي‌شود. ويژگي اين سنگ، حل شدن آن در اسيد كلريدريك غليظ است. ولي در اسيد سولفوريك حل نمي‌شود. (از اين ويژگي جهت تشخيص سنگ گچ مي‌توان استفاده كرد.) همچنين بايد دانست كه روي سنگ گچ رستني نمي‌رويد و گياهي سبز نمي‌شود. اما توجه به اين نكته نيز لازم است كه با مشاهده پوشش گياهي در يك منطقه نمي‌توان به عدم وجود اين سنگ در آن ناحيه پي برد. زيرا در بسياري از مناطق ، روي لايه‌هاي سنگ گچ را لايه اي از خاك مناسب جهت رويش گياه مي‌پوشاند و رستنيها در اين لاية مناسب مي‌رويند.

توليد گچ

همانطور كه ذكر شد، جهت توليد گچ، سنگ گچ را حرارت مي‌ دهند . مراحل واكنشهاي انجام شده طي اي فرايند، بشرح ذيل است:

تا دماي حدود ، آب تبلور در سنگ هنوز باقي است. از دماي  به بالا، عمل تبخير ، كم كم شروع مي شود. وقتي به دماي حدود  برسيم، ماده موجود بصورت  مي‌باشد. يعني سنگ گچ 5/1 ملكول آب از دست داده است. به اين ماده ،ًگچ ساختماني ً مي‌گويند. گچ ساختماني بسرعت با آب تركيب شده، 5/1 ملكول آب مي‌گيرد و به سنگ گچ تبديل مي‌شود. ولي بعلت واكنشهايي كه در آن اتفاق افتاده، مقاومت آن از مقاومت سنگ گچ اوليه كمتر است. اگر حرارت كوره را بيافزاييم تا به دماي حدود برسيم، حاصل مي‌شود . اين ماده بسيار سريع با آب تركيب مي‌شود؛ اما زمان گيرش آن از زمان گيرش سنگ گچ ساختماني ـ كه حدود3 تا 4 دقيقه مي‌باشد ـ طولاني‌تر است. به اين ماده ،ًگچ اندودً گفته ، در سفيد كاري مصرف مي‌شود. اگر با افزايش حرارت، به دماي حدود  دست پيدا بكنيم، سنگ گچ به  تبديل مي‌شود كه ميل تركيبي بسيار زيادي با آب دارد. اين ماده حتي مي‌تواند از هوا رطوبت جذب كند كه در اين صورت به  تبديل مي‌شود. اگر باز هم دما را تا بيش از بالا بريم، سنگ گچ مي‌سوزد و ميل تركيبي خود با آب را از دست مي‌دهد. سنگ گچ در دماي  طبق فرمولهاي ذيل تجزيه مي‌شود:

تذكر : CaO همان آهك زنده است.

پس ، از حرارت دادن بيش از حد سنگ گچ ، آهك بوجود مي‌آيد. اگر در سفيد كاري، از گچي كه آهك بهمراه دارد استفاده شود، يك روز بعد مشاهده مي‌شود كه تكه‌هايي از آن سطح گچي بيرون پريده و اصطلاحاً ًآلوئكً كرده. دليل آن اينست كه اين تكه‌هاي كوچك، در هسته مركزي خود، آهك دارند كه با جذب آب منبسط شده ، بيرون مي‌پرد. بطور كلي سه نوع سنگ گچ داريم:

 1ـ سنگ گچ بلوره نشده: كه عمدتاً از رسوبات است.

2ـ سنگ گچ بلوره شده : بصورت لايه لايه و شيشه‌اي .

 3ـ سنگ گچ مرمري: كه به آن Alubuster  نيز مي‌گويند. سنگي است آرايشي و تزئيني كه تراشكاران سنگ در شهرهاي قم و شهر ري آنرا تراش داده، وسايل تزئيني مي‌سازند. اين سنگ ، شباهت زيادي با سنگ مرمر دارد. با اين تفاوت كه سنگ مرمر بسيار سخت است و نمي‌توان آنرا تراش داد . در حاليكه Alubuster  چنين نيست.

توليد گچ

اولين مرحله در توليد گچ، استخراج سنگ گچ است. بعد آنرا خرد كرده، حرارت مي‌دهند. جهت حرارت دادن سنگ گچ، انواع مختلفي از كوره وجود دارد كه سه نوع

آن متداولتر است.

 1ـ كوره چاهي يا گودالي : روش كار چنين است كه گودالي در زمين حفر مي‌كنند و سنگها را در آن بگونه‌اي مي‌چينند كه هوا و گرما از لابه‌لاي آنها عبور كند. طبيعي است كه چيدن سنگها براي دستيابي به اين هدف، دقت زيادي مي‌طلبد. از كنار كوره يك راه باريك به زير آن باز مي‌كنند . (قسمت زيرين كوره را ًتونً مي‌نامند.) از زير به كوره حرارت مي‌دهند. در گذشته جهت سوخت، از هيزم و مدفوع استفاده مي‌شد. حرارت آرام آرام ايجاد شده ، افزايش مي‌يافت و در عرض چند روز همه سنگها گرم مي‌شد. امروزه منبع ايجاد حرارت در كوره‌ها ، مشعلهايي است كه توسط گازوئيل يا ساير مواد نفتي تغذيه مي‌شوند. براي اينكه حرارت بالاي كوره سريعتر به  برسد، حرارت قسمت پايين را زياد مي‌كنند. در نتيجه دما در قسمت زيرين كوره با شيب زيادي افزايش ميابد و قسمت عمده‌اي از سنگهاي پايين كوره به آهك تبديل مي‌شود. از آنجا كه نحوه برداشت از اين كوره و توزيع محصول آن ، بصورت مخلوط و فله‌اي است، گچ خريداري شده داراي مقداري آهك است كه مصرف آن سبب ايجاد آلوئك مي‌شود . توجه به اين نكته در عين جالب بودن، ضروري است كه ممكن است كارخانه توليدكننده گچ، در پاسخ به اعتراض مصرف كننده بگويد كه در هنگام استخراج، به رگه‌هايي از سنگ آهك برخورديم . بايد دانست كه در فرآيند تبديل سنگ آهك ، به دمايي بيش از  نياز است؛ در حاليكه در توليد گچ ، اصولاً به دمايي بيش از  نياز نيست.

؟

در نهايت ، محصول بدست آمده از اين كوره‌ها ، مخلوطي است از همه چيز با كيفيتي متغير. اين مسأله ،‌يكي از معايب اساسي اين كورهاست. بعبارت ديگر، يكي از بزرگترين عيوب اين كوره‌ها ، كيفيت متغير محصل آنهاست. از ديگر عيبهاي آنها ، ظرفيت كم توليد است. يكي از ديگر اشكالات آنها ، اتلاف انرژي و بعبارت ديگر ، مصرف زائد انرژي است . زيرا هر بار كه كوره جهت تخليه يا پرشدن باز مي‌شود، مقدار زيادي از حرارت دروني آن هدر مي‌رود و در سري بعديِ توليد گچ مجدداً بايد آن مقدار حرارت، داده شود. اشكال بعدي اين قبيل كوره‌ها، داشتن نيروي انساني بي‌كار است. به اين معني كه در طي مدت زماني كه كوره در حال گرم شدن است( حدود دو روز)، كارگران آن كوره بيكار هستند. البته جهت حل اين معضل، در بسياري مكانها، سه كوره چاهي در كنار يكديگر حفر مي‌كنند تا همواره يكي در حال بارگيري، يكي در حال گرم شدن و ديگري در حال تخليه باشد. امتياز عمده اين كوره‌ها، آسان بودن ساخت و عدم نياز به سرمايه هنگفت مي‌باشد.

2ـ كوره تاوه‌اي : ظرفي است فولادي با وسطي برآمده و يك همزن كه همواره و بطور يكنواخت، عمل همزدن را انجام مي‌دهد. حرارت از اطراف و پايين و مركز برآمده  ظرف به داخل آن انتقال مي‌يابد. هنگامي كه سنگ گچ را در اين كوره مي‌ريزند، از آنجائيكه همزمان هم از كليه جهات حرارت به سنگها مي‌رسد و هم همزن آنها را مخلوط مي‌كند، همه قسمتها كاملاً يكسان حرارت مي‌بيند و محصول آن نيز كيفيتي كاملاً يكنواخت دارد. اما مشكل اين كوره‌ آنست كه توليد آ‌ن بصورت پيوسته نيست. هر بار بايد كوره را بارگيري و تخليه نمود كه اين امر سبب اتلاف مقدار قابل ملاحظه‌اي انرژي است. همچنين ظرفيت توليد آن كم است.

؟

3ـ كوره گردنده: اين كوره بسيار شبيه كوره‌هاي افقي در صنعت توليد سيمان است. نسبت به افق داراي شيب كمي است. از بالا سنگ گچ وارد و از پايين گچ خارج مي‌شود . اين كوره از كوره‌هاي سيمان بسيار ساده‌تر است. زيرا در توليد سيمان به دماي حدود  نياز است كه وجود پوششهاي عايق و نسوز را ايجاب مي‌كند. در حاليكه در توليد گچ ، صحبت از دماي حدود  است كه به فولاد آسيب نمي رساند و در نتيجه نيازي به پوششهاي عايق و آجرهاي نسوز نيست. همچنين طول اين كوره بسيار كمتر از طول كوره سيمان است. مشعل اين نوع كوره نيز به دو صورت است: يكي آنكه مشعل در پايين كوره مستقيماً شعله را روي سنگها پخش مي‌كند كه در اين صورت ، همان مشكل عدم تعادل در حرارت ديدن پيش مي‌آيد. وجه ديگر آنكه از درون كوره ، لوله‌اي عبور مي‌دهند و حرارت مشعل را به داخل آن لوله هدايت مي‌كنند. خود كوره نيز درون لايه گرم ديگري قرار مي‌گيرد. در اين صورت ، حرارت ، همانند كوره تاوه‌اي. بصورت يكنواخت توزيع مي‌شود. توليد اين قبيل كوره‌ها ، پيوسته و زياد است. اتلاف انرژي حرارتي هم ندارند. گچي كه از پايين كوره خارج مي‌شود ، پس از آسياب شدن ، در كيسه‌هاي مخصوص 40 كيلوگرمي بسته بندي مي‌گردد.

؟

خصوصيات گچ

زمان گيرش: 67 تا 88 گرم گچ در يك ليتر آب حل مي شود. حداقل زمان گيرش گچ ساختماني 4 دقيقه و حداكثر آن 8 يا 10 دقيقه است. همچنين كمينه زمان گيرش گچ اندود 8 دقيقه و بيشينه آن،60 دقيقه مي‌باشد .

 جمع شدگي : گچ ساختماني 1% افزايش حجم دارد. در نتيجه مسأله انقباض خوردن پس از گيرش كه در مورد سيمان مطرح است، در مورد گچ وجود ندارد و بعنوان مثال اگر در ديواري ترك وجود داشته باشد، مي‌توان آنرا با گچ پر كرد. به همين دليل در گذشته و قبل از دستيابي به تكنولوژي جديد (پوشش رنگ، كاشي، سراميك و …) سطوح ساختمانها را فقط با گچ ، اندود مي‌كردند. البته بايد دانست كه سطح گچ بعلت نداشتن سوراخهاي ريز، يك سطح صاف و بهداشتي است. از همين خاصيت گچ استفاده كرده ، آنرا جهت پوشش سطوح وسيعي كه نبايد درز انبساط داشته باشند، بكار مي‌برند.

اثر بر فلزات: يكي از خصوصيات گچ اينست كه فلزات را سولفاته مي‌كند. در نتيجه فلزات نبايد مستقيماً در تماس با گچ باشند و لازم است پيش از تماس با گچ ، از پوشش ضد زنگ برخوردار شوند.

محافظ در برابر آتش: يكي ديگر از امتيازات گچ ، آنست كه لايه‌ اي است محافظ در برابر آتش . فرايند محافظت در برابر آتش توسط گچ چنين است كه فرض كنيد روي يك ستون فولادي ، با لايه‌اي از گچ پوشيده شده باشد. در صورت آتش سوزي ،آب تبلور  تبخير شده ، لايه‌اي از بخار آب روي فولاد را مي‌گيرد . در نتيجه با وجودي كه دماي محيط در اثر آتش سوزي بالا مي‌رود، دماي ستون فولادي تا مدتي روي  مي‌ماند و همين مقدار زمان براي رسيدن نيروهاي آتش سوزي و اطفاء حريق كافي است.

مقاومت : مقاومت گچ به مقدار آب موجود در خمير گچ و همچنين به دمايي كه در آن گيرش حاصل مي‌شود، بستگي دارد. مقاومت گچ برخلاف سيمان، بسرعت زياد مي‌شود و بعد ثابت مي‌ماند.. با افزودن ماسه به گچ ، مي‌توان مقاومت فشاري آنرا افزايش داد. در بعضي موارد ، اين عدد به  نيز مي‌رسد.

؟

واكنش در برابر رطوبت و ساير خواص: يكي از معايب گچ آنست كه در برابر رطوبت مقاوم نيست و اصطلاحاً ًطبلهً مي‌كند. البته مي‌توان با افزودن تركيبات پليمري به گچ ، گچ     ضد آب بدست آورد. لكن گچ معمولي توانايي مقاومت در برابر رطوبت را ندارد. گچ از ساير مصالح ساختماني سراميكي سبكتر است . وزن مخصوص دانه‌اي آن ، 8/2 و وزن مخصوص انبوهي آن، 85/0 مي‌باشد. بايد توجه كرد كه سبك بودن گچ ، يكي از امتيازات آنست. سطوح گچي در برابر انتقال حرارت و همچنين صوت، عايق محسوب مي‌شوند. در نهايت يادآوري مي‌شود كه گچ ،جزء مصالح سراميكي است.

كاربردهاي گچ

آخرين مطلبي كه در مورد گچ توضيح داده مي‌شود، كاربردهاي آنست. كاربرد گچ بصورت سنتي در طاق ضربي است. اصول كلي طاق ضري چنين است كه در طول فضايي كه مي‌خواهند سقف بزنند ، تعدادي تيرآهن به موازات هم قرار مي‌دهند و بعد بين اين تيرآهنها، آجرها را بصورت قوس‌دار مي‌چينند تا با استفاده از خاصيت انتقال نيرو در قوس ، نيروي بار وارد بر سقف ، به تيرآهنها منتقل شود. در اين نوع سقف، چون آجرها بايد سريع به يكديگر بچسبند، با توجه به اينكه زمان گيرش گچ بسيار كوتاه است، بعنوان ملات از گچ استفاده مي‌كنند. امروزه با پيدايش صنعت بتن و سيمان پرتلند، در سقفها از تيرچه بلوك استفاده‌مي‌شود و كاربرد گچ بيشتر در سفيدكاري بروز يافته است. اما نكته قابل توجه اينست كه سفيدكاري بصورت سنتي ، بسيار پرهزينه و يافتن استادكار ماهر ، مشكل است. به اين دليل هم اكنون روشهاي جديدي از كاربرد گچ در ساختمان جهت كاهش هزينه بكار گرفته مي‌شود. اين روشها عمدتاً توليد و استعمال فرآورده‌ها و قطعات پيش ساخته گچي است.

در صنعت فرآورده‌هاي گچي ، پيش ساخته در كارخانه توليد و در كارگاه فقط نصب مي‌شوند. انواع مختلفي از فرآورده‌هاي گچي وجود دارد. در توليد اين قطعات ،‌از مواد پركننده هم استفاده مي‌شود. بعنوان مثال،‌با افزودن ماسه، قطعات سنگين‌تر و البته با مقاومت بيشتر بدست مي‌آورند. توليد گاز كند و ايجاد تخلخل نمايد. مثلاً افزودن آب اكسيژنه سبب توليد هيدروژن و ايجاد تخلخل مي‌شود . از مواد زائد ديگر مانند كاه، خاك اره، ني خردشده ـ كه در صنعت نيشكر بنام ًباگاسً شناخته مي‌شودـ و مواد زائد كشاورزي و صنعتي ، بعنوان پركننده استفاده مي‌شود. قطعات گچيِ ساخته شده به دو صورت است: تيغه‌هاي گچي ، ورقه‌هاي گچي.

تيغه‌هاي گچي

در كشورهاي خارجي، از تيغه‌هاي گچي با ابعاد در حدود5 يا 6 متر در 3 متر استفاده مي‌شود. جهت سهولت در جابجا كردن اين قطعات ، در آنها قلابهايي از ميلگرد با پوشش ضدزنگ قرار مي‌دهند. در داخل اين قطعات ، مكان در و پنجره و كليد و پريز و … از پيش تعبيه مي شود. در كارگاه ساختماني ، قبل از زدن سقف، اين تيغه‌ها توسط جرثقيل به طبقات مختلف حمل مي‌شود و نصب مي‌گردد. يكي از امتيازات اين قطعات ، كاهش زمان اتمام پروژه است . به اين معني كه جهت ساخت هر ديوار در كارگاه، بجاي صرف دو روز وقت، در عرض نيم ساعت مي‌توان به مقصود دست يافت.

؟

 اين روش ، شيوه مناسبي است. اما از آنجا كه در كارگاههاي داخلي از شرايط ضعيف حمل و نقل و بالابر برخورداريم ، امكان استفاده از اين روش مهيا نيست. در ايران ، ساخت تيغه ، از قطعات كوچك گچي با ابعاد 50×50 يا 60×40 سانتيمتر مربع يا ساير ابعاد مشابه با ضخامت 6 يا 7 سانتيمتر استفاده مي‌شود كه در طرفين آنها فرورفتگيها و برجستگيهايي وجود دارد و در هنگام نصب، با قراردادن لايه‌اي از گچ بين آنها ، اين زائده‌‌ها داخل يكديگر جفت مي‌شوند. امتياز اين قطعات نسبت به آجر اينست كه بجاي كار با قطعات كوچك آجري، با اين قطعات كار مي‌كنيم. اما عيب عمده آنها، شكننده بودن و ضربه پذير بودن آنهاست. اين مشكل با بكارگيري تارهاي شيشه‌اي قابل حل مي‌باشد كه در ادامه توضيح داده خواهد شد. يكي از روشهاي توليد اين قطعات كه البته بيشتر در كارگاهها استفاده مي‌شود، آنست كه از ميزهاي مخصوص قابل تنظيم به ابعاد مختلف استفاده شود. ابعاد ميزها را متناسب با ابعاد قطعات خواسته شده ، تنظيم مي‌كنند و سپس دوغاب گچ را مي‌ريزند تا گيرش حاصل كند و قطعه گچي آماده شود. اما اگر بخواهند به قطعات سبكتري با همان ابعاد دست يايند، قبل از ريختن دوغاب گچ، در سطح ميز لوله‌هايي تو خالي را ـ كه جهت نچسبيدن گچ به آنها، روغني مي‌شوند ـ با فواصل مناسب بموازات يكديگر مي‌چينند و بعد دوغاب مي‌ريزند و قبل از كامل شدن گيرش گچ ، آن لوله‌ها را خارج مي‌كنند. اين امر سبب سوراخ دار شدن قطعات و در نتيجه سبكتر بودن آنها مي‌شود.

تذكر: در ساختن سازه‌هاي مرتفع ، جهت نصب تيغه‌ها بايد از بالا شروع كرد؛ نه از پايين . زيرا اگر از پايين شروع كنيم، بارهاي بالايي تيغه را مي‌شكند. در حاليكه اگر از بالا شروع به نصب نماييم، تا به پايين برسيم، ساختمان تغيير شكل ناشي از بارگذاري را كرده و به تيغه‌ها آسيب نمي‌رسد.

ورقه‌هاي گچي

اين ورقه‌ها همانند تخته‌هاي كلاسي است، اما از گچ .صفحه‌هاي گچي را روي هر سطحي كه بخواهند ، قرار مي‌دهند و پيچ يا پرچ مي‌كنند. روش نصب اين ورقه‌ها در كارگاه ، توسط ابزار نجاري است. اين ورقه‌ها به دو صورت ساخته مي‌شوند. معمولاً كلافي از مقوا را بصورت مارپيچ خم مي‌كنند و اطراف آنرا مي‌بندند و داخل آنرا دوغاب گچ مي‌ريزند. پس از گيرش ، بالا و پايين آنرا مي‌برند. در نتيجه ورقه‌هايي بوجود مي‌آيد كه اطراف آن مقواست . در روش ديگر ، ورقي از مقوا را روي يك ميز قرار مي‌دهند و روي آن ، دوغاب گچ مي‌ريزند. سپس ورقي ديگر از مقوا را روي آنها قرار مي‌دهند و پس از حاصل شدن گيرش ، جهت يكسان شدن مقاطع، اطراف آنرا برش مي‌دهند. توجه كنيد كه تمام امتياز اين ورقه‌ها، بخاطر وجود همان لايه‌هاي مقواست كه از شكنندگي آنها جلوگيري مي‌كند و مي‌‌توان با انتخاب رنگهاي مختلف مقوا، به ورقهاي رنگي مختلفي دست يافت.

؟

تارهاي شيشه‌اي

تا اينجا كاربردهاي گچ تحت دو عنوان مطرح شد:

1ـ مصالح ساختماني : كه كم كم كاربرد خود را از دست مي‌دهد.

 2ـ فرآورده‌هاي گچي: بصورت قطعات پيش ساخته.

اما فرآورده‌هاي گچي ، همانطور كه در پيش ذكر شد، بصورت شايسته در برابر ضربه مقاوم نيستند. يكي از راههاي تقويت قطعات گچي در برابر ضربه ، استفاده از الياف است: تار شيشه‌اي Glass Fibre

علم اضافه كردن الياف به خمير اصلي، امروزه بنام ً علم مواد مركب Composite Materials ً مطرح است. اساس اين علم ، همان شيوه ًكامل گلً است كه در گذشته در ايران استفاده مي‌شده است. در ساخت كاه گل ، هدف از افزودن كاه ، جلوگيري از ترك خوردن و افزايش كششي گل بود. در بعضي جاها بجاي كاه از ًموي بزً استفاده مي‌كردند. امروزه اين علم، مخصوصاً در قسمت لاستيكها ، احيا و بهينه شده است.

 پس اساس علم مواد مركب آنست كه خميره يك ماده اصلي را با اليافي تركيب مي‌كنند تا ماده‌اي جديد با خواصي جديد بدست ‌آيد. قسمتهايي از بدنه اتومبيل و سپر آن ، بدنه هواپيما، صندليهاي پلاستيكي، كيفهاي مختلف و … همگي از مواد مركب ساخته شده است. در قطعات پيش ساخته گچي نيز جهت افزايش مقاومت در برابر ضربه ، از اين الياف استفاده مي‌شود. اليافي بقطر چند ميكرون را بصورت دسته كنار هم قرار مي‌دهند كه تشكيل كلاف مي‌دهند. هنگام ساخت فرآورده‌هاي گچي ، اين الياف را كاملاً از هم باز و خمير را لابه لاي آنها پخش مي‌كنند.

يعني هر چه مقاومت تار بيشتر باشد، درصد حجمي تار مورد نياز كمتر است. خصوصياتي كه تارها به خمير مي‌دهند، بدين شرح است:

1ـ افزايش مقاومت كششي

 2ـ افزايش مقاومت ضربه‌اي

 3ـ افزيش مدول الاستيسيته

 4ـ بهبود خواص خزشي و خستگي

  سيمان و خواصّ آن   1ـ مقدمه جهت احداث هر ساختمان مانند واحدهاي مسكوني ، ساختمانهاي اداري ، مراكز آموزشي، سدهاي خاكي و مخزني، راه‌هاي گوناگون، تأسيسات دريايي و … عوامل گوناگون مورد مطالعه قرار مي‌گيرند كه نتيجه هر مطالعه، انتخاب پرامتر ويژه‌اي در آن زمينه است. از جمله زمينه‌هايي كه در هر عمليات ساختماني بايد بررسي شود، مصالح مصرفي آن پروژه است. با عنايت به اهميت اين مطلب، هدف از فراگيري درس مصالح ساختماني ً آشنايي با روش توليد، خواص و كاربردهاي انواع گوناگون مصالح كسب توانايي جهت انتخاب مناسب آنها با توجه به مقتضيات هر پروژه ً مي‌باشد.  1ـ1ـ مبناي انتخاب مصالح پس از مطالعه مشخصات هر پروژه ساختماني و تعيين نوع و ويژگيهاي مصالح مورد نياز، بايد در بين مصالح موجود و توجه به خصوصيات هر يك از آنها، مواد مطلوب را انتخاب نمود. خواص مصالح گوناگون به دو روش زير بررسي و مطالعه مي‌شود و در اختيار مصرف كنندگان قرار مي‌گيرد كه عبارتند از : 1ـ بر اساس استاندارد 2ـ بر اساس گواهي نامه فني [1] در روش استاندارد ، خواص مصالح مورد نظر با آزمايشهاي گوناگون سنجيده مي‌شود و نتايج با ويژگيهاي داده شده در استاندارد مقايسه مي‌گردد. براي مثال استاندارد معين مي‌كند كه زمان گيرش اوليه سيمان نوع 1 بايد 60 دقيقه باشد . حال با روش مشخص شده در استاندارد ، زمان گيرش نمونه سيمان آزمايش و با عدد فوق مقايسه مي‌ گردد. همانطور كه ملاحظه مي‌ كنيد، خواص مورد نظر اينگونه مصالح به صورت اعداد مطلق ارائه شده است. در صورتيكه نتايج آزمايش بر روي نمونه تهيه شده با استاندارد مربوطه مطابقت نداشته باشد، استفاده از آن مصالح مجاز نخواهد بود. در ايران ، مبحث پنج از مجموعه مقررات ملي ساختماني ايران[2] تحت عنوان ًمصالح و فرآورده‌هاي ساختماني ً به تشريح اين استانداردها مي‌پردازد. گواهي نامه فني در مورد مصالحي صادر مي‌شود كه وضعيت مطلوب خواص آنها را نمي‌تواند به صورت اعداد مطلق بيان كرد. به اين مثال توجه كنيد: توليد كنندگان قفل و دستگيره در، نمونه‌اي از توليدات خود را جهت صدور گواهي‌ نامه فني در اختيار آزمايشگاه‌هاي تحقيقاتي قرار مي‌‌دهند. اين نمونه‌ها با نمونه‌هاي ساير توليدكنندگان به صورت تسريع شده آزمايش مي‌شوند و نتايج بدست آمده، عملكرد اين محصولات را به صورت مقايسه‌اي نشان مي‌دهد و آزمايشگاه اين نتايج را به صورت رسمي در قالب گواهي‌نامه فني ارائه مي‌نمايد. اين گواهي نامه‌ها به همراه كالا به مشتري عرضه مي‌شود و مصرف‌كننده با توجه به نياز خود و عنايت به محتواي گواهي‌نامه مصالح مورد نياز را انتخاب مي‌نمايد. به عبارت ديگر، در مورد گواهي‌نامه‌هاي فني، انتخاب بر مبناي مقايسه انواع كالا و نياز مشتري صورت مي‌پذيرد. 1ـ2ـ انواع مصالح ساختماني در كلي ترين تقسيم بندي، مصالح ساختماني به سه دسته تقسيم مي‌شوند كه عبارتند از: 1ـ سراميكها  2ـ فلزات 3ـ مواد آلي 1ـ2ـ1ـ سراميكها مشخصات اين مصالح عبارت است از :  1ـ به وفور يافت مي‌شوند. 2ـ از پوسته خارجي زمين بدست مي‌آيند.  3ـ نسبتاً ارزان قيمت هستند. 4ـ پس از استخراج يا مستقيماً مصرف مي‌شوند يا با فرايندهايي ساده قابل مصرف خواهند بود.  5ـ معمولاً وزن مخصوص زيادي دارند (سنگين هستند).  6ـ شكننده و تغيير شكل ناپذيرند. 7ـ داراي مقاومت فشاري زياد و مقاومت كششي اندك هستند. شكنندگي و تغيير شكل ناپذيري اين نوع مصالح بدين معناست كه در صورت اعمال نيرويي بيشتر از مقاومت آنها ، بدون آنكه تغيير شكل قابل ملاحظه‌اي بدهند، گسيخته مي‌شوند. به عنوان مثال يك ماده سراميكي مانند گچ يا بتن در اثر نيروي خمشي تنها چند درجه خم مي‌شود و سپس مي‌شكند. يكي ديگر از خصوصيات مهم مصالح سراميكي مقاومت فشاري نسبتاً زياد و مقاومت كششي كم آنهاست. مقاومت كششي اين مصالح تقريباً 10/1 مقاومت فشاري آنها مي‌ باشد. لذا از اين مصالح عمدتاً در ساخت اعضايي كه تحت فشار قرار مي‌ گيرند مي‌توان استفاده كرد. مثلاً در يك تير ساده بارگذاري شده ، قسمتهاي فوقاني تير تحت فشار و بخشهاي تحتاني آن تحت كششند. در صورتيكه اين تير به صورت بتن آرمه طراحي و ساخته شود، بتن در قسمت فوقاني تير جوابگوي بارهاي فشاري وارده مي‌باشد؛ ولي در قسمت تحتاني تير نمي‌تواند نيروي كششي وارده را تحمل نمايد. لذا در اين قسمت از مقاومت كششي فولاد بهره مي‌گيرند. ؟ 1ـ2ـ2ـ مصالح فلزي مشخصات اين مصالح عبارت است از:  1ـ معمولاً به صورت اكسيد و گاهي سولفيد در زمين وجود دارند.  2ـ طي فرايندهاي پيچيده‌ تر و معمولاً تحت عمل ذوب قابل مصرف مي‌شوند.  3ـ از مصالح سراميكي گرانترند.  4ـ از مقاومت كششي و فشاري تقريباً يكساني برخوردارند.  5ـ انعطاف پذيرند. 6ـ وزن مخصوص آنها دامنه گسترده‌تري را در بر گرفته، به نوع فلز بستگي دارد. مواد اوليه اين فلزات پس از استخراج از زمين به كارخانه ذوب فلزات منتقل شده، طي فرايندهاي نسبتاً پيچيده، فلز مورد نظر از آنها استخراج مي‌شود. انعطاف پذيري فلزات به معني آن است كه اين مصالح در اثر اعمال نيرو پيش از گسيخته شدن ، تغيير شكل زيادي از خود نشان مي‌دهند. به عبارت ديگر شكل پذيرند. 1ـ2ـ3ـ مواد آلي در حاليكه اولين ماده آلي كه بشر آن را در ساختمان سازي به كار گرفته چوب بود، امروزه مصرف اين مصالح مخصوصاً در ايران به طور چشمگيري كاهش پيدا كرده است. از نيمه دوم قرن بيستم، پليمرها و پلاستيكها وارد صنعت ساختمان شدند و با سرعت شگرفي پيشرفت كردند. پلاستيكها ـ كه از واحدهايي به نام مونومر ساخته مي‌شوند ـ داراي مواد اوليه بسيار ارزان هستند و در كارخانه‌هاي پتروشيمي توليد مي‌شوند. امتياز عمده پلاستيكها ، پوشش طيف گسترده‌اي از خواص است. مثلاً دامنه وزن مخصوص پلاستيكها، از حدود 01, 0 وزن مخصوص آب تا حدود 5, 2 برابر وزن مخصوص آب را مي‌پوشاند. مقاومت آنها از حدود بسيار اندك شروع مي‌شود و تا مقادير فوق‌العاده زياد ادامه دارد و …  . 2ـ سيمان[3]  به طور كلي به هر ماده‌اي كه خاصيت چسبانندگي داشته باشد و بتواند مواد را به يكديگر بچسباند، سيمان گفته مي‌شود.چسباننده‌ها در صنعت ساختمان بيشتر جهت چسباندن سنگدانه‌ها، قطعات بزرگتر سنگي، آجرها و … به يكديگر به كار مي‌روند. طبيعتاً اولين ماده سيماني كه به استخدام بشر درآمد ، گل بود كه هنوز هم بقاياي ساختمانهاي گلي در مناطق كويري قابل مشاهده است. در طول ساليان مختلف ، مواد گوناگوني به عنوان سيمان به كار رفت و امروزه چسباننده‌هاي بسيار متنوعي شامل انواع ملاتهاي سيماني، ملاتهاي گچي ، چسبهاي پليمري و… در دست است. امروزه عمده ‌ترين سيماني كه مورد استفاده قرار مي‌گيرد، سيمان پرتلند مي‌باشد كه به طور مشروح در ادامه مورد بحث قرار مي‌گيرد. 2ـ1ـ تاريخچه سيمان پرتلند[4] يكي از مهمترين مشكلات سيمان گلي، عدم مقاومت در برابر آب بود. اين مهم بشر را بر آن داشت تا تحقيقات گوناگوني جهت دسترسي به سيمان ضد آب انجام دهد و نتيجه اين تحقيقات ، كشف سيماني به نام ساروج[5]بود. ساروج تركيبي است از آهك، خاكستر، ماسه، خاك رس و لويي[6] كه در مقايسه با گل در برابر رطوبت مقاوم است. در ايران باستان از ساروج براي ساختن آب انبارها، آبگيرها و ساير سازه‌هايي كه مي‌بايست خاصيت آب‌بندي مي‌داشتند استفاده مي‌شد. امروزه با ابداع سيمان پرتلند، مصرف ساروج تقريباً متوقف شده است. در قرن 18 به سال 1756 ميلادي هنگامي كه جان اسميتون[7]مأمور بازسازي برج چراغ دريايي اديستون[8] گرديد، مطالعاتي را جهت دستيابي به يك سيمان مناسب انجام داد و به اين نتيجه رسيد كه بهترين سيمان وقتي بدست مي‌آيد كه در مخلوط آن از سنگ آهك و خاك رس استفاده شود. در سال 1824، ژوزف آسپدين[9] به اين نتيجه رسيد كه جهت بدست آوردن سيماني مناسب، مخلوط سنگ آهك و خاك رس بايد حرارت داده شود و بالاخره در سال 1845، آيزاك جانسون[10] سيمان پرتلند را به صورتي كه امروزه شناخته مي‌شود ، به نام خود ثبت كرد. امروره شيوه كلي توليد سيمان پرتلند بدين صورت است كه پس از استخراج مواد اوليه (سنگ آهك و خاك رس) و آماده كردن آنها، مخلوط را تا دماي بيش از  حرارت مي‌دهند. حاصل اين فرايند كلينكر [11] است كه آن را پس از سرد شدن با 3 الي 4 درصد وزني سنگ گچ  آسياب مي‌كنند تا پودر سيمان پرتلند بدست آيد. لازم به ذكر است نام پرتلند به جهت تشابه رنگ و كيفيت سيمان سخت شده با سنگ آهكي كه در اطراف شهر پرتلند در ناحيه دُرست[12] انگلستان وجود دارد، مورد استفاده قرار گرفته است. 2ـ2ـ توليد سيمان پرتلند به طور كلي توليد سيمان پرتلند مراحل مختلفي دارد كه در ادامه به آن اشاره خواهند شد. لكن پيش از ذكر آنها بيان اين مطلب ضروري است كه صنعت سيمان داراي دو عيب عمده زير است:  1ـ مصرف انرژي بسيار بالا  2ـ ايجاد آلودگي محيط زيست و محققين و صنعتگران همواره در تلاش جهت تغيير خط توليد به گونه‌اي هستند كه اين معايب تا حد امكان مرتفع گردد. 2ـ2ـ1ـ انتخاب محل براي احداث كارخانه انتخاب محل مناسب جهت احداث كارخانه توليد سيمان با عوامل چندي در ارتباط است كه عبارتند از : 1ـ كارخانه به معادن مواد اوليه (سنگ آهك و خاك رس) نزديك باشد.  2ـ ظرفيت معادن مواد اوليه پاسخگوي نياز دراز مدت كارخانه باشند.  3ـ كيفيت مواد اوليه در حد قابل قبولي باشد. 4ـ كارخانه به قطبهاي مصرف نزديك باشد. همانطور كه مشاهده مي‌شود، عوامل يك و چهار مربوط به هزينه حمل و نقل در صنعت سيمان است. از آنجا كه مواد اوليه به كارخانه و سيمان توليدي به قطبهاي مصرف بسيار بالاست، محل كارخانه بايد در جايي باشد كه اين هر دو مسافت حتي‌المقدور كمينه باشند. عوامل دو و سه نيز در  ارتباط با انتخاب معادن مناسب جهت قرضه كارخانه است. يك معدن مناسب بايد اولاً از نظر كيفيت داراي مواد قابل قبولي باشد. ثانياً از نظر كميت بتواند حداقل بين 100 تا 150 سال مواد اوليه كارخانه را تأمين نمايد. در غير اين صورت ممكن است ساخت كارخانه از نظر اقتصادي به صرفه نباشد. از آنجا كه در ايران بيشتر سنگها آهكي به صورت رسوبي در قالب كوه هستند و در دشتهاي مجاور اين كوه‌ها معادن خاك رس موجود است. معمولاً حد فاصل اين كوه‌ها و دشتها محل مناسبي جهت احداث كارخانه است.   2ـ2ـ2ـ استخراج و انتقال مواد اوليه جهت استخراج سنگ آهك معمولاً از عمليات آتش باري[13] استفاده مي‌شود. بدين صورت كه با استفاده از مواد منفجره قسمتهاي مورد نظر از كوه را منفجر مي‌كنند و سنگ آهك را به صورت قطعات سنگي درشت بدست مي‌آورند. همچنين در استخراج خاك رس نيز، به دليل سختي نسبتاً پايين معادن آن ، معمولاً از لودر(بيل مكانيكي[14])، بيلهاي مكانيكي پرقدرت[15] و بيلهاي كششي[16]  استفاده مي‌شود. پس از استخراج مواد اوليه آنها را با استفاده از واگن، تسمه نقاله يا كاميونهاي ويژه حمل مواد اوليه به كارخانه منتقل مي‌‌كنند. 2ـ2ـ3ـ سنگ شكن[17] سنگ آهكي كه از معدن بدست مي‌آيد، در بدو ورود به كارخانه ، به قسمت سنگ شكن منتقل مي‌شود. سنگ شكنها كه وظيفه خرد كردن قطعات بزرگ سنگ و ايجاد قطعات كوچكتر را بر عهده دارند، داراي انواع گوناگون همچون سنگ شكنهاي فكي[18]، چكشي[19] و دوراني[20] مي‌باشند. در زير سنگ شكنها ، سرند[21] اوليه وجود دارد كه خرده سنگهاي شكسته در سنگ شكن ، روي آن مي‌ريزند. قطعات مناسب خرده سنگها كه از سرند اوليه عبور كنند، به قسمت دپوي مصالح منتقل مي شوند و قطعات درشتي كه روي سرند باقي مي‌مانند، مجدداً به سنگ شكن باز مي‌ گردند . 2ـ2ـ4ـ دپوي[22]مصالح مواد اوليه تا زمان مصرف در قسمتي از كارخانه انبار مي‌شوند . از آنجا كه مواد اوليه نسبتاً ناهمگن و غير يكنواخت است و سيمان توليدي بايد كاملاً يكنواخت باشد، شيوه انباشتن و برداشت مصالح به گونه‌اي است كه تا حدودي اين هدف را تامين كند. بدين منظور از روش ًباند همگن سازً استفاده مي‌شود. در اين روش ماشين مخصوصي كه داراي يك بازوي متحرك در بالاست، در طول قسمت دپو بر روي ريل حركت مي‌كند و مواد آماده شده را توسط تسمه نقاله به بالا منتقل كرده ، با استفاده از بازوي متحرك، در كنار مسير حركت خود تخليه مي‌كند. نتيجه اين عمل در طول حركت رفت و برگشتي ماشين، ايجاد يك خاكريز از مصالح مورد نظر در امتداد مسير حركت است. هر ماشين مي‌ تواند دو خاكريز در طرفين خود ايجاد كند و هر كارخانه بسته به حجم توليد، به تعدادي از اين ماشينها مجهز است. در هر صورت مواد اوليه در لايه‌هاي افقي بر روي هم ذخيره مي‌شوند. در صورت برداشت با مقاطع عمودي، قسمت برداشتي تقريباً شامل كليه لايه‌ها خواهد بود. ؟ 2ـ2ـ5ـ آسياب گلوله‌اي در فرايند آماده سازي مواد اوليه جهت تهيه سيمان، بايد اين مواد كاملاً به شكل پودر درآيند. بدين منظور از آسياب گلوله‌اي[23](ساچمه‌اي) استفاده مي‌شود. آسياب گلوله‌اي استوانه‌اي است كه محور آن با افق زاويه كوچكي مي‌سازد وداراي ابعاد گوناگون همچون 10×4 متر است. داخل اين آسياب ، گلوله‌هايي است كه در قسمتهاي اوليه آن بزرگترند و هرچه به انتهاي آسياب نزديك شود، كوچكتر مي‌گردند. شيوه كار چنين است كه در حاليكه استوانه مي‌چرخد، اين مواد با گلوله‌ها بالا مي‌روند و از بالاترين نقطه سقوط مي‌كنند. توالي اين صعود و سقوط ، منجر به آسياب شدن مواد مي‌شود. مواد اوليه از قسمت ورودي آسياب داخل مي‌شوند و در اثر حركت چرخشي و شيب استوانه به سمت خروجي پيش مي‌روند و به صورت پودر از انتهاي آن خارج مي‌شوند. سنگ آهك و خاك رس هر يك در آسيابهاي جداگانه‌اي آسياب مي‌شوند و پودر آنها در سيلوهاي مخصوص نگهداري مي‌شود. تفاوت آسياب خاك رس با سنگ آهك آنست كه به دليل مرطوب بودن نسبي خاك رس، آسياب كردن آن با حرارت همراه است تا پودر خاك رس به صورت كاملاً خشك بدست آيد. 2ـ2ـ6ـ تهيه خوراك كوره پس از آماده شدن پودر سنگ آهك وخاك رس ، نوبت به تهيه خوراك كوره مي‌رسد. اين عمل روشهاي گوناگوني دارد و بر همين اساس ، روشهاي مختلف توليد سيمان را دسته‌بندي مي‌كنند. بدين منظور چهار شيوه وجود دارد كه در ادامه به آنها اشاره مي‌گردد. 2ـ2ـ6ـ1ـ روش تر داخل حوضچه‌هايي را از آب پر مي‌كنند و سنگ آهك ، خاك رس و ديگر تركيبات لازم را به نسبت معين به آن مي‌افزايند . يك بازوي مكانيكي هم‌زن وظيفه اختلاط مواد و جلوگيري از ته نشين شدن آنها را بر عهده دارد. البته ممكن است از دميدن هواي فشرده از زير حوضچه به داخل آن هم استفاده شود. از دوغاب بدست آمده نمونه برداي كرده ، در آزمايشگاه تجزيه مي‌كنند تا نسبت مواد در آن را تشخيص دهند. بدين ترتيب كمبود مواد و تركيبات در دوغاب را تعيين و با استفاده از سيلوهاي كمكي ، مواد لازم را به ميزان كافي اضافه مي‌ كنند تا دوغاب (لجن)[24]با تركيبات مناسب بدست آيد. دوغاب آماده شده را به كوره پخت سيمان مي‌برند. 2ـ2ـ6ـ2ـ روش نيمه تر در اين شيوه، دوغاب بدست آمده از روش تر را پيش از آنكه به كوره بفرستند، داخل فيلترهايي به شكل آكاردئون مي‌‌فشارند تا آب آن گرفته شود. حاصل ، خمير سختي خواهد بود كه پس از بريدن آن به شكل استوانه‌هاي كوچك ، اين قطعات بدست آمده را به كوره مي‌فرستند. ؟ 2ـ2ـ6ـ3ـ روش نيمه خشك در اين روش، مواد اوليه را بر روي سيني‌هاي دواري به نام ًدستگاه گلوله سازً ريخته ، چهار الي پنج درصد آب اضافه مي‌كنند . حركت دوراني سيني و رطوبت موجود باعث پيوستن پودر مواد اوليه به يكديگر و ايجاد گلوله‌هايي به نام اماج مي‌شود. اين گلوله‌ها خوراك كوره خواهند بود. 2ـ2ـ6ـ4ـ روش خشك در اين روش، پودر سنگ آهك و خاك رس به صورت خشك با يكديگر مخلوط مي‌شوند و نمونه‌هايي از‌ آن تهيه مي‌شود. اين نمونه‌‌ها در معرض تابش اشعه X قرار مي‌گيرند و بازتاب اشعه تحليل مي‌شود. از آنجا كه هر ماده بازتاب مخصوصي از اشعه X دارد، با تحليل طيفهاي بازتابي از نمونه مي‌توان درصد مواد گوناگون در نمونه را تعيين و نسبت به تنظيم آنها اقدام كرد. مخلوط حاصل به همان صورت خشك خوراك كوره خواهد بود. ؟ 2ـ2ـ 7ـ كوره هنگاميكه خوراك كوره به هر يك از چهار روش فوق آماده شد، بايد در دماي حدود1400 درجه سانتيگراد حرارت ببيند تا فعل و انفعالات لازم به وجود آيد. بدين منظور از دو نوع كوره استفاده مي‌شود. 2ـ2ـ7ـ1ـ كوره قائم[25] كوره قائم، استوانه‌‌اي است ايستاده به قطر معمولاً 2 تا 3 متر و ارتفاع 7 الي 10 متر كه داخل آن با لايه‌اي از آجر نسوز پوشيده شده است. خوراك كوره از بالا همراه با درصدي پودر ذغال كك وارد كوره مي‌شود كه ذغال در مجاورت آتش و دميدن هوا از پايين كوره مشتعل گشته، حرارت لازم را تأمين مي‌كند. آنچه به صورت تفاله از پايين كوره خارج مي‌شود، كلينكر نام دارد و جهت توليد سيمان از آن استفاده مي‌شود. در حاليكه اين كوره سيستم بسيار ساده‌اي داشته، زود به بهره برداري مي‌رسد، غير يكنواختي كلينكر توليد شده ، هزينه پرسنلي زياد ، توليد كم و مصرف ذغال كك گران قيمت از مهمترين معايب آن به حساب مي‌آيد. علت عدم يكنواختي كلينكر آنست كه برخي از خواركهاي كوره بيشتر حرارت مي‌بينند و بعضي كمتر. 2ـ2ـ7ـ2ـ كوره گردنده افقي[26] كوره گردنده افقي استوانه‌اي است فلزي به قطر حدود 3 تا 4 متر و طول كافي كه گاهي تا 160 متر نيز مي‌رسد. محور اين كوره با افق زاويه كوچكي مي‌سازد تا مواد وارد شده از بالا، در اثر حركت دوراني و شيب كوره به سمت پايين آن منتقل شوند. حرارت لازم كوره توسط مشعلي كه در قسمت انتهايي قرار گرفته و جريان‌هاي گرم و حرارت را از انتهاي كوره به سمت ابتداي آن برقرار مي‌كند تأمين مي‌شود. از آنجا كه دما در داخل كوره بسيار زياد است، جهت ‌گيري از انتقال آن به بدنه كوره ، قسمت داخلي آنرا با يك لايه آجر نسوز و همچنين عايق حرارتي (معمولاً پشم شيشه يا پشم سنگ) مي‌پوشانند. در صورت خاموش كردن كوره ، تغييرات دمايي بسيار زياد حاصله (در حدود 1400 درجه)، ايجاد شوك حرارتي مي‌كند و باعث تخريب بخشهاي دروني كوره مي‌شوند. لذا حتي‌المقدور بجز در موارد ضروري يا تعمير نبايد كوره را متوقف نمود.  مواد اوليه از بالا وارد كوره مي‌شوند. در قسمت ابتدايي كوره، مواد در دمايي حدود 800 درجه كاملاً خشك مي‌شوند. در قسمت بعدي و در دمايي حدود 1000 درجه، سنگ آهك كلسينه مي‌شود. يعني  آن خارج مي‌شود. در قسمت انتهايي كوره حدود 25% مواد تحت دمايي بيش از 1400 درجه ذوب مي‌شوند كه اين پديده همراه با حركت دوارني كوره باعث چسبيدن ساير مواد به يكديگر و توليد كلينكر مي‌گردد. اين كلينكر به عنوان محصول نهايي كوره از قسمت انتهايي آن خارج مي‌شود. ؟ 2ـ2ـ8 ـ جلوگيري از اتلاف انرژي همانطور كه اشاره شد، در كوره‌هاي گردنده افقي دو جريان مخالف هم برقرار است: 1ـ جريان مواد از بالا به پايين. 2ـ جريان هواي گرم از پايين به بالا خروج كلينكر از پايين كوره و هواي گرم از بالاي كوره ،‌باعث اتلاف بخش عظيمي از حرارت كوره و انرژي مي‌شود. لزوم مقابله با اين پديده ، به ابداع شيوه‌هاي گوناگوني منجر شد كه در ادامه خواهد آمد. 2ـ2ـ8 ـ1ـ پيش گرم‌كن[27] پيش گرم كن متشكل از ظروفي به شكل مخروطهاي ناقص معكوس است كه در بالاي ورودي كوره نصب مي‌شوند و مواد پيش از ورود به كوره، داخل آن مي‌گردند. هواي گرم خروجي از بالاي كوره داخل اين ظرفهاي مخروطي شده، باعث گرم شدن مواد اوليه در آن مي‌شود. اين مسأله هم باعث خشك شدن نسبي مواد و هم گرم شدن آنها مي‌گردد و لذا به همين مقدار مي‌توان از طول كوره كاست ! پيش گرم كن مجهز به يك فن دمنده و تيغه‌هايي در مسير است كه جريان هوا پس از تنظيم سرعت توسط فن، در برخورد با تيغه‌ها آشفته شده ، مواد اوليه را در خود شناور نگاه مي‌دارد و گرم مي‌‌كند. 2ـ2ـ8 ـ2ـ پيش كلسينه كن[28] پيش كلسينه كن همانند پيش گرم كن بر مبناي استفاده هرچه بيشتر از انرژي تلف شده در بالاي كوره ابداع شده است. پيش كلسينه كن بين پيش گرم كن و كوره نصب مي‌شود و درصدي از مواد در اثر حرارت آن كلسينه مي‌شوند. لذا به همين ميزان مي‌توان از طول كوره كاست و در انرژي و هزينه آن صرفه جويي نمود! 2ـ2ـ8 ـ3ـ كولر زنجيري[29] قبلاً اشاره شد كه بخش قابل توجهي از حرارت و انرژي كوره در قسمت انتهايي به دليل خروج كلينكر داغ صورت مي‌پذيرد. از طرفي كلينكر بدست آمده از كوره ـ كه دمايي بيش از 1400 درجه دارد ـ به همان صورت داغ قابل مصرف نيست و بايد پيش از ادامه فرايند سيمان سرد شود. اين دو نكته سبب بكار گيري سيستمي به نام كولر شد تا هر دو منظور را تأمين كند.  كولرها انواع مختلفي دارند و سيستم عمومي آنها بدين شرح است كه كلينكر داغ از كوره وارد كولر مي‌شود و تحت اثر جريان هواي خنك قرار مي‌گيرد. از طرفي هوايي كه در مجاورت كلينكرهاي داغ گرم شده است، به داخل كوره هدايت مي‌شود و ميزان انرژي لازم جهت گرم كردن را كاهش مي‌دهد. يكي از انواع كولرها، كولر زنجيري است كه در آن ، كلينكرها پس از خروج از كوره بر روي يك شبكه زنجيري ريخته مي‌شوند و از پايين تحت دمش هوا قرار مي‌گيرند. جريان هوا در حركت به بالا از ميان كلينكرها ، آنها را خنك كرده، خود گرم مي‌شود به داخل كوره مي‌رود. 2ـ2ـ8 ـ4ـ كولر اقماري كولرهاي اقماري عملكردي مشابه كولرهاي زنجيري دارند و به صورت استوانه‌هايي با طول معين در قسمت انتهايي كوره نصب مي‌شوند. اين استوانه‌ها از داخل به درون كوره راه دارند. هنگاميكه كوره مي‌چرخد و كلينكر آماده شده به انتهاي آن مي‌رسد، هر بار كه يكي از استوانه‌ها در پايين كوره قرار مي‌گيرد، مقداري كلينكر داخل آن مي‌ريزد. جريان هوايي كه از درون هر استوانه برقرار است، پس از خنك كردن كلينكرها به مشعل كوره منتقل مي‌شود و از اين طريق باعث صرفه‌جويي در مصرف سوخت كوره مي‌شود. ؟ 2ـ2ـ9ـ فيلترهاي الكترواستاتيك هواي خروجي از بالاي كوره ، پس از عبور از پيش گرم كن، در نهايت وارد جو مي‌شود. اين هوا داراي مقدار قابل ملاحظه‌اي ذرات ريز معلق است كه در صورت عدم بازيافت ، باعث آلودگي محيط زيست مي‌شود. جهت جدا كردن اين ذرات از هوا ، از فيلترهاي گوناگون استفاده مي‌شود. يكي از انواع اين فيلترها ، فيلتر الكترواستاتيك است. در اين سيستم، صفحاتي فلزي با بار مثبت الكترواستاتيكي در مسير خروجي هوا قرار مي‌گيرند و ذرات هوا پيش از ورود به فيلتر به وسيله جريان برق فشار قوي، به بار منفي باردار مي‌شوند. ذرات با بار منفي به سمت صفحات با بار مثبت جذب مي‌شوند و هواي خروجي عاري از آنها مي‌گردد. هنگاميكه ضخامت ذرات روي صفحات به حد معيني برسد، با دستگاه‌هاي لرزاننده صفحات را تميز مي‌كنند. ذرات بدست آمده در صورت دارا بودن قابليت مصرف ، به قسمت خوراك كوره بازگردانده مي‌شوند. لازم به ذكر است اين صفحات در اثر رطوبت و اسيدي بودن گازهاي كوره زنگ مي‌زنند و بايد هر از چندگاهي تعويض شوند. 2ـ2ـ10ـ آسياب نهايي كلينكر كلينكر خارج شده از كولر دمايي در حدود 300 درجه دارد كه هنوز مناسب ادامه روند توليد سيمان نيست ، لذا آن را در انبارهاي سرپوشيده‌اي به مدت 5 تا 6 روز قرار مي‌دهند تا دماي آن در مجاورت هوا به كمتر از 100 درجه ، يعني حدود60 درجه برسد. حال اين كلينكر را همراه با حدود3% وزني سنگ گچ  به وسيله آسيابهاي گلوله‌اي آسياب مي‌كنند و پودر حاصل را با استفاده از سرند الك مي‌نمايند. ذرات درشت‌تر از اندازه الك به آسياب بازگردانده مي‌شوند. آنچه در نهايت بدست مي‌آيد، پودر سيمان پرتلند است كه داراي 10×1 يا 10×11 ذره سيمان است. بعداً خواهيم ديد كه سنگ گچ در زمان گيرش سيمان مؤثر است. 2ـ3ـ انتقال سيمان به محل مصرف سيمان پس از توليد در سيلوهاي مخصوص ذخيره مي‌شود تا از آنجا به كارگاه منتقل گردد. انتقال سيمان به دو شكل انجام مي‌شود كه عبارتنداز:  1ـ پاكتي  2ـ فله‌اي در روش پاكتي، سيمان در پاكتهاي استانداردي بسته بندي و راهي بازار مصرف مي‌شود. مطابق استاندارد ، كيسه‌ها بايد در وزنهاي 25 يا50 كيلوگرم و حداقل داراي سه لايه كاغذي باشند كه جهت جلوگيري از نفوذ رطوبت ، بين دو تا از لايه‌ها بايد غيراندود يا يكي از جنس پلاستيك باشد. بر روي پاكتهاي سيمان بايد علامت تجاري كارخانه ، نام توليد كننده، نوع سيمان، وزن كيسه و تاريخ توليد با رنگ مخصوص به تيپ هر سيمان نوشته شده باشد.  در روش فله‌اي، ماشين مخصوص حمل سيمان[30] در زير سيلو بارگيري كرده، بار خود را به سيلوي كرگاه منتقل مي‌كند. هنگام تخليه ماشين حمل سيمان، پس از اتصال لوله رابط به سيلو، با افزايش فشار و برقراري جريان هوا در لوله ، ذارت سيمان همانند سيال به داخل سيلو منتقل مي‌شوند. 2ـ4ـ فساد سيمان دو عامل باعث فساد سيمان مي‌شود كه عبارتند از: 1ـ جذب رطوبت از محيط 2ـ جذب  از هوا فساد سيمان در اثر رطوبت را هيدراته شدن [31]و در اثر جذب  را كربناته شدن[32] گويند. به منظور جلوگيري از فاسد شدن سيمان در كارگاه، نكات چندي در مورد انبار كردن و استفاده از سيمان بايد مدنظر قرار گيرد كه به آنها اشاره مي‌نماييم.  1ـ در صورت انتقال سيمان از كارخانه به كارگاه به صورت كيسه‌اي ، حتماً سطح بارگير تريلي با برزنت يا پلاستيك پوشيده شود.  2ـ هنگام تخليه و انتقال كيسه‌ها از پاره‌ شدن آنها جلوگيري شود.  3ـ كيسه‌هاي رسيده به كارگاه در انبارهاي سرپوشيده نگهداري شوند يا روي آنها روكش پلاستيكي قرار گيرد.  4ـ به هيچ وجه كيسه‌ها روي زمين چيده نشوند. براي قرار دادن كيسه‌ها از سطوح چوبي كه سطح آنها حداقل cm20 از زمين فاصله دارد استفاده شود.  5ـ حداكثر تعداد 12 كيسه سيمان روي يكديگر قرار داده شوند. 6ـ هيچگاه بيش از مقدار مورد نياز و پيش از زمان لازم ملات درست نشود. در مورد اول و سوم، جذب رطوبت در اثر بارش احتمالي مد نظر بوده است. مورد دوم مربوط به جذب رطوبت و  هواست. چهارمين مورد به جذب آب از زمين در اثر عوامل مختلف همچون جاري شدن آب در كارگاه اشاره دارد. در صورت وجود فاصله مناسب بني سطح چوب و زمين، جريان هوا زير كيسه‌ها برقرار شده ، از مرطوب شدن آنها جلوگيري مي‌‌كند (شكل 2ـ6) . عدم رعايت نكته پنجم باعث مي‌شود سيمان در كيسه‌هاي زيرين تحت فشار قرار گيرد و در اثر جذب اندكي رطوبت كلوخه شود (شكل 2ـ6). نكته ششم نيز در اين رابطه است كه اگر احتمالاً يكي از محموله‌هاي رسيده به كارگاه فاسد يا داراي هر ايراد ديگري باشد، بتوان آن محموله را به راحتي شناسايي و جدا كرد . آخرين مسأله به فاسد شدن سيمان و عدم كارايي ملات در اثر سپري شدن زمان گيرش آن اشاره دارد. ؟ 2ـ5ـ عناصر و خواص سيمان در فرايندهاي توليد و مصرف سيمان، به طور عمده در دو مرحله با تغييرات شيميايي مواجه هستيم:  1ـ هنگاميكه مواد در دماي بيش از 1400 درجه كوره با يكديگر فعل و انفعال شيميايي انجام مي‌دهند.  2ـ هنگام مخلوط شدن سيمان با آب و انجام واكنش هيدراتاسيون . در سيمان عناصر گوناگوني همچون كلسيم، سيليسيم، آلومينيوم ، آهن ، منيزيم، سديم، پتاسيم و گوگرد وجود دارد. البته بيشتر اين عناصر به صورت اكسيد وجود دارند. يعني CaO،  . (در شيمي سيمانCaO را با C،  را باS،  را با A و  را با F  نمايش مي‌دهند.) به اين تركيبات،اكسيدهاي ساده سيمان گويند. برخي از اين تركيبات در فرايندهاي دروني كوره با يكديگر تركيب شده، اكسيدهاي مركب زير را به وجود مي‌آورند: دي كلسيم سيليكات  ، تري كلسيم سيليكات  ، تري كلسيم آلومينات  ، تتراكلسيم آلومينات فريت  مقادير اكسيدهاي ساده و مركب در آزمايشگاه تعيين مي‌شوند . لكن سري فرمولهاي تجربي باجو[33] نيز در محاسبه مقادير اكسيدهاي مركب كاربرد دارند. اين فرمولها عبارتنداز: هر كدام از اكسيدهاي مركب ، مسؤول بخشي از خواص سيمانند. قسمت عمده سيمان از سيليكاتهاي كلسيم (حدود 50 درصد  و بين 20 تا25 درصد ) تشكيل مي‌شود و كليه خواص مفيد همچون چسبندگي ، ثبات ، مقاومت و … مربوط به آنهاست. تفاوت با در آنست كه  با آب سريع واكنش داده ، مقاومت اوليه را همراه با حرارت هيدراتاسيون زياد توليد مي‌كند. اما  كندتر واكنش نشان داده ، با توليد حرارت هيداراتاسيون كمتر، تأمين مقاومت نهايي سيمان را بر عهده دارد. به عبارتي مقاومت هفت روز اول توسط  و مقاومت تا 28 روز و به بعد توسط  تأمين مي‌شود.  در كوره خود به خود توليد مي‌شود و تنها مي‌توان ميزان آن را كم كرد.  اكسيدي است ناپايدار كه در مجاور عوامل سولفاتي فوراً به ماده ديگري به نام اترنژيت تبديل مي‌شود. اترنژيت در اثر جذب آب، افزايش حجم پيدا مي‌كند كه باعث ترك خوردن بتن مي‌شود. اين پديده را اصطلاحاً حمله سولفاتها[34]گويند.  با آب به سرعت واكنش داده، گيرش حاصل مي‌ كند. جهت جلوگيري از بروز اين پديده ـ كه به آن گيرش آني مي‌گيرند ـ هنگام آسياب نهايي كلينكر به آن بين 3 تا 4 درصد سنگ گچ  مي‌افزايند. سنگ گچ با  واكنش ايجاد مي‌كند و سولفو آلومينات كلسيم نامحلول  به وجود مي‌آورد و از اين طريق از ظهور گيرش آني جلوگيري مي‌نمايد. بعداً خواهيم ديد جهت تهيه سيمان ضد سولفات (تيپ5) درصد  را كاهش مي‌دهند.  نقش چنداني در خواص سيمان ندارد و صرفاً به عنوان كاتاليزور حرارتي ايفاي نقش مي‌كند؛ به گونه‌اي كه اگر نباشد، دماي پخت لازم در كوره مقداري بسيار بيشتر ا ز1400 درجه خواهد بود. 2ـ6ـ5ـ ضريب اشباع آهكي[35] ضريب اشباع آهكي (L.S.F)گوياي نسبت سنگ‌ آهك به خاك رس است و از فرمول ذيل محاسبه مي‌شود. در آزمايشگاه پس از تجزيه سنگ آهك و خاك رس ، مقادير تركيبات مورد نظر در فرمول L.S.F را محاسبه كرده ،ضريب اشباع آهكي را بدست مي‌آورند. مطابق آيين نامه مقدار اين ضريب بايد بين 66،0 و 02،1 باشد:   اگر ضريب اشباع آهكي كمتر از 66،0 باشد، بدان معناست كه مقدار سنگ آهك در سيمان كم است و سيمان مقاومت كافي ندارد. اگر اين ضريب از 02،1 تجاوز كند، بدان معني است كه ميزان سنگ آهك بيش از مقدار لازم جهت تركيب با خاك رس است . مازاد سنگ آهك، در اثر حرارت زياد كوره و فعل و انفعالات پيچيده آن به «آهك سوخته شده آزاد» تبديل مي‌شود. تفاوت آهك سوخته شده آزاد با آهك در آنست كه تغيير حجم آهك در مجاورت آب در چند لحظه انجام شده ، پايان مي‌پذيرد؛ حال آنكه اين پديده در مورد آهك سوخته شده آزاد، بسيار آهسته و طي چند سال صورت مي‌گيرد و اگر اين سيمان در ساخت بتن بكار رود، باعث ترك خوردن آن مي‌شود .   2ـ6ـ11ـ زمان گيرش[36] تغيير وضعيت ژل سيمان از حالت خميري به حالت جامد را گيرش گويند. زمان گيرش سيمان از آن جهت حائز اهميت است كه كليه عمليات انتقال ، پمپ ، در قالب ريختن و احتمالاً پرداخت سطحي بتن فقط در اين بازه زماني ممكن است. به طور كلي دو نوع زمان گيرش در مورد سيمان لحاظ مي‌شود كه عبارتند از :  1ـ زمان گيرش اوليه  2ـ زمان گيرش نهايي آيين‌نامه حداقل گيرش اوليه را يك ساعت و حداكثر زمان گيرش نهايي را 10 ساعت (براي سيمانهاي معمولي) مي‌داند.  زمان گيرش با دستگاهي به نام ويكات (به نام شيمي‌دان فرانسوي) مطابق شكل 2ـ12 سنجيده مي‌شود. اين دستگاه شامل يك بازوي متحرك متصل به ميله‌اي عمودي است كه تشكيلات سوزن همراه با عقربه نفوذ بر روي اين بازو نصب است و در كنار آن صفحه مدرج عمودي قرار دارد. در كنار ميله عمودي و زير بازوي متحرك يك مخلوط ناقص بر روي صفحه پايه قرار دارد. تشكيلات سوزن شامل ميله‌اي عمودي است كه در يك طرف آن سوزني با سطح مقطع دايره به قطر  mm10 و در سر ديگر سوزني به مساحت 1 قرار دارد. از طرف با قطر mm10 براي تعيين ميزان آب متعارف استفاده مي‌شود(بخش 2ـ6ـ10) . ؟ جهت تعيين زمان گيرش اوليه[37]، خميري از سيمان مورد نظر با درصد آب متعارف مي‌سازند و از لحاظ اختلاط آب و سيمان ، زمان سنج را به كار مي‌اندازند. سپس ظرف مخروطي را از خمير حاصل پر كرده ، سطح آن را صاف مي‌كنند و نوك سوزن به سطح قاعده 1 را بر سطح آن به صورت مماس قرار مي‌‌دهند. آنگاه پيچ ميله را شل مي‌كنند تا سوزن تحت وزن خود و ميله(gr300) به داخل خمير سيمان فرو رود. ميزان نفوذ سوزن در خمير سيمان از روي صفحه مدرج قرائت مي‌شود(ممكن است سوزن به طور كامل در خمير فرو رود). اين آزمايش در فواصل زماني معين تكرار و هر بار ميزان نفوذ سوزن در خمير سيمان يادداشت مي‌شود. مطابق تعريف، زمان گيرش اوليه زماني است كه سوزن با سطح مقطع 1 به اندازه mm2 در خمير سيمان نفوذ كند. با رسم نمودار ميزان نفوذ ـ زمان مي‌تواند زمان گيرش اوليه را بدست آورد(شكل 2ـ13). ؟ جهت بدست آوردن زمان گيرش نهاي[38]،به شيوه‌اي مشابه فوق و با استفاده از سوزن مخصوص به خود عمل مي‌شود. سوزن گيرش نهايي همانند سوزن گيرش اوليه با اين تفاوت است كه يك كلاهك به گونه‌اي بر روي آن نصب شده كه قاعده آن mm5,0 تا سر سوزن فاصله دارد (شكل 2ـ14). ؟ مطابق تعريف ، زمان گيرش نهايي زماني است كه نوك سوزن مخصوص به اندازه mm5,0 در خمير نفوذ كند يا قاعده كلاهك بر روي سطح خمير بنشيند. ؟ در اينجا متذكر مي‌شويم كه در زمان بتن ريزي ممكن است با دو نوع گيرش مواجه شويم كه عبارتنداز : 1ـ گيرش آني [39] 2ـ گيرش كاذب[40]  گيرش آني در اثر كمبود سنگ گچ در سيمان و واكنش سريع  با آب است كه برگشت پذير نمي‌باشد. اما گيرش كاذب به علت داغ بودن كلينكر هنگام آسياب و تبديل سنگ گچ به گچ در اثر تبخير شدن دو ملكول آب سنگ گچ است كه اين گچ در مجاورت آب سفت مي‌شود. لكن چون ميزان گچ در مقايسه با حجم بتن اندك است، توانايي سفت كردن كل بتن را ندارد و شبكه‌هاي سفت شده در اثر هم زدن بتن با بيل يا هر وسيله ديگر گسسته شده، گيرش از بين مي‌رود. در حقيقت گيرش كاذب برگشت پذير است. 2-6ـ12ـ نرمي ذرات[41] نرمي ذرات پارامتري است از ريزي و درشتي ذرات سيمان. هر چه ذرات سيمان ريزتر باشد، سطح مخصوص[42]آنها بيشتر و در نتيجه واكنش آنها با آب و كسب مقاومتشان سريعتر و حرارت هيدراتاسيون آنها بيشتر است. بنا به تعريف سطح مخصوص سيمان (با واحد ) عبارتست از مجموع سطوح ذارت موجود در يك گرم سيمان. در قديم جهت بررسي اندازه ذرات سيمان از الك استفاده مي‌شد. عمده‌ ترين ايرادهاي اين روش عبارتنداز:  1ـ پودر نرم سيمان چشمه‌هاي الك را مي‌بندد و موجب كم شدن دقت آزمايش مي‌‌گردد. 2ـ چشمه‌هاي الك نمي‌توانند اندازه دقيق دانه‌ها را تعيين كنند. ـ7ـ انواع سيمان به طور كلي سيمانهاي ساختماني به دو نوع پرتلند و غير پرتلند تقسيم مي‌شوند. در قديم ، قير، گچ و آهك قسمت عمده سيمانهاي غير پرتلند را تشكيل مي‌داد. لكن امروزه  انواع مواد پليمري به عنوان سيمانهاي غير پرتلند مورد توجه قرار گرفته‌اند . مواد پليمري داراي خواص بسيار گوناگون و مفيدي هستند. البته پاره‌اي مشكلات خاص خود مانند عدم مقاومت در برابر آتش ، تغيير خواص در دراز مدت واز همه مهمتر قيمت بسيار بالا را هم دارند. 2ـ8 ـ انواع سيمان پرتلند بر مبناي استاندارد ايران در استاندارد ايران ـ كه بر مبناي استاندارد ASTM تدوين شده ـ سيمان پرتلند به پنج تيپ (نوع) تقسيم مي‌شود كه عبارتند از :  تيپ 1ـ سيمان پرتلند معمولي[43] تيپ 2ـ سيمان پرتلند اصلاح شده .  تيپ3ـ سيمان پرتلند زود سخت شونده[44]. تيپ 4ـ سيمان پرتلند با حرارت كم[45]. تيپ 5ـ سيمان پرتلند ضد سولفات[46]. تجهيزات لازم براي توليد هر پنج نوع سيمان فوق و خط توليد آنها مشابه است و عمده اختلاف در مقدار مواد اوليه و درجه حرارت كوره مي‌باشد. 2ـ8 ـ1ـ سيمان پرتلند تيپ 1 همانطور كه از نام سيمان پيداست، به طور معمول در كارها از اين نوع سيمان استفاده مي‌شود؛ مگر اينكه ويژگي خاصي مدنظر قرار گيرد. در استاندارد ايران سيمان تيپ 1 به سه دسته تقسيم مي‌شود كه عبارتند از : 325ـ1 ، 425ـ1، 525ـ1. اين تقسيم بندي بر مبناي مقاومت 28 روزه نمونه‌هاي سيماني است:  حداقل مقاومت 28 روزه سيمان پرتلند معمولي 325ـ1، 325 يا Mpa5,32 است.     ً           ً       28     ً        ً          ً          ً     425ـ1،        ً   425 يا       ً 5 ،42   ً  .      ً          ً       28     ً        ً          ً     ً        525ـ1،        ً    525 يا        ً  5،52   ً . 2ـ8 ـ2ـ سيمان پرتلند تيپ 2 با اصطلاحاتي كه در خط توليد اين نوع سيمان صورت پذيرفته ، درصد در آن به حداكثر 8% محدود شده است. اين امر با كاستن از ميزان خاك رس در مواد اوليه امكانپذير است. چرا كه حاوي اكسيد آلومينيوم ( ) است كه اين اكسيد در خاك رس وجود دارد. لذا جهت كاهش بايد از ميزان خاك رس كاست. كم شدن  باعث كاهش حرارت هيدراتاسيون و همچنين مقاوم شدن سيمان (و بتن) در برابر حمله سولفاتهاست . زيرا همانطور كه در بخش 2ـ5 گفتيم، در مجاورت آب با سولفاتها تركيب شده ، ماده‌اي به نام اترنژيت به وجود مي‌آورد كه در اثر جذب آب متورم مي‌شود و ايجاد ترك مي‌كند (به اين پديده حمله سولفاتها گويند). 2ـ8ـ3ـ سيمان پرتلند تيپ 3 زمان گيرش اين نوع سيمان، مشابه سيمان پرتلند معمولي است. اما مقاومت اوليه آن به سرعت زياد مي‌شود؛ به گونه‌اي كه در سه روز ، به مقاومت هفت روزه تيپ 1 مي‌رسد. يادآوري مي‌‌كنيم كه سيمان زود سخت شونده با سيمان زودگير[47]تفاوت دارد.مفهوم زودگير يعني زمان گيرش سريع كه با مفهوم كسب مقاومت سريع متفاوت است. در اين نوع سيمان، كسب مقاومت سريع با آزاد شدن گرماي هيدراتاسيون زيادي همراه است و لذا نبايد از اين نوع سيمان در بتن ريزيهاي حجيم[48] استفاده كرد. زيرا بتن در اثر گرماي زياد هيدراتاسيون منبسط مي‌شود و در همان حال گيرش حاصل مي‌كند. اما پس از سرد شدن، پديده انقباض بتن را تحت كشش قرار مي‌دهد و باعث ايجاد تركهايي در آن مي‌شود. براي دستيابي به اين نوع سيمان در مرحله توليد عمدتاً دو كار انجام مي‌شود:  1ـ ميزان  در سيمان را افزايش مي‌دهند. همانطور كه در بخش 2ـ5 متذكر شديم، وظيفه تأمين مقاومت اوليه را بر عهده دارد.  2ـ در آسياب نهايي آن را نرمتر از سيمان پرتلند معمولي مي‌كنند (حدود 3200). در صورت عدم دسترسي به اين نوع سيمان مي‌توان از سيمان پرتلند معمولي 525ـ1 بهره جست. امروزه مواد ديگري نيز به سيمان اضافه مي‌كنند و سيمانهاي خيلي زود سخت شونده و سوپر سخت شونده بدست مي‌آورند. در مصرف اين نوع سيمانها بايد دقت داشت كه دقيقاً مطابق روش ارائه شده در راهنماي آن عمل شود. 2ـ 8ـ4ـ سيمان پرتلند تيپ 4 در اين نوع سيمان از طريق كم كردن ميزان ،حرارت هيدراتاسيون را تا حد زيادي كاسته‌اند و از آن در بتن ريزيهاي حجيم استفاده مي‌كنند. البته ميزان توليد اين نوع سيمان در دنيا كم است و سعي مي‌شود از سيمانهاي جايگزين (همچون تيپ 5) استفاده شود. در اينجا مناسب است بگوييم جهت كاستن حرارت هيدراتاسيون در بتن ريزي روشهاي ديگري نيز وجود دارد كه عبارتند از : پيش سردكن:[49] در اين روش بجاي آب از پودر يخ استفاده مي‌شود . همچنين سعي بر آنست كه سنگدانه‌ها حتي المقدور خنك باشند. بدين جهت شن و ماسه را از درون تونلهاي خنك كننده عبور مي‌دهند. به موازات آنها از ميزان مصرف سيمان در بتن نيز تا حد امكان مي‌كاهند. پس سردكن : در اين روش ، لوله‌هاي مسي يا گلوانيزه مناسبي را در لابلاي محدوده بتن ريزي قرار مي‌دهند و هنگام بتن ريزي و در طول زمان عمل‌آوري، از ميان آنها آب يا هواي سرد عبور مي‌دهند. اين لوله‌ها در بتن مدفون شده ، در آن باقي مي‌ماند. 2ـ8 ـ5ـ سيمان پرتلند تيپ 5 در اين نوع سيمان ـ كه با هدف استفاده در جاهايي كه در معرض حملات سولفاتي است ساخته مي‌شود ـ درصد به حداكثر 5% محدود شده است. از آنجا كه حرارت هيدارتاسيون اين نوع سيمان بسيار كمتر از حرارت هيدراتاسيون سيمان پرتلند معمولي است، مي‌توان از آن در بتن ريزيهاي حجيم استفاده كرد.  تذكر اين نكته ضروري است كه سرعت كسب مقاومت اين نوع سيمان كمتر از تيپ 1 است؛ به طوري كه در 28 روز، حدود 91% مقاومت 28 روزه سيمان تيپ 1 را بدست مي‌آورد. لذا در برخي آيين‌نامه‌ها مقاومت 42 روزه اين نوع سيمان به جاي مقاومت 28 روزه آن لحاظ مي‌شود. 2ـ9ـ بحثي پيرامون حمله سولفاتها تا مدتها پس از بكارگيري سيمان پرتلند معمولي در بتن، در برخي مناطق بتن كم كم سفيد شده ، پودر مي‌شد و مي‌ريخت. اين معنا توسط يك مهندس سوئدي به نام شلتون[50] كشف شد. شلتون نشان داد در مناطقي كه مواد سولفاتي وجود دارد، سولفاتها پس از نفوذ به درون بتن با تركيب شده ، ماده‌اي به نام اترنژيت يا اترينگات به وجود مي‌آورند . اين ماده جديد در اثر جذب آب متورم و باعث ايجاد ترك در بتن مي‌شود كه به اين روند، حمله سولفاتها گويند. برمبناي اين كشف، كاهش ميزان در سيمان و توليد سيمانهايي چون سيمان پرتلند تيپ 5 به عنوان راه حل مقابله با حمله سولفاتها ارائه شد. در روند حمله سولفاتها، نكته مهم آنست كه تخريب بتن در اثر پديده شيميايي تركيب سولفات نيست؛ بلكه به علت پديده فيزيكي انبساط اترنژيت در اثر جذب آب است! بعدها مشخص شد كه سولفاتها علاوه بر تركيب با ، به نيز حمله كرده ، در تركيب با آن توليد سنگ گچ مي‌كنند كه اين محصول هم در مجاورت آب و با جذب رطوبت، منبسط مي‌شود و در بتن ايجاد ترك مي‌كند. از طرفي ديده مي‌شد كه استفاده از سيمان ضد سولفات(تيپ 5) در مناطقي نظير حاشيه خليج فارس ـ كه مواد سولفاتي به وفور وجود دارد ـ بر خلاف انتظار جوابگو نبوده، بتن تخريب مي‌شود كه نمونه اين پديده درتيرهاي برق مشهود بود. با بررسيهاي دقيقتر مشخص شد اين تخريب در اثر حمله كلريدهاست نه سولفاتها؛ بدين شرح كه با كاهش ميزان ، در كنار افزايش مقاومت در برابر سولفاتها، نفوذپذيري نيز زياد مي‌شود و كلريدها راحت‌تر به داخل بتن راه مي‌يابند. كلريدها به ميلگرد حمله مي‌كنند و در آنها خوردگي به وجود مي‌آورند كه در نهايت منجر به تخريب بتن مي‌شود و از آنجا كه در مناطق حاشيه خليج فارس كلريدها نيز به ميزان زياد در محيط وجود دارند، اين مشكل ظهور مي‌كرد. جهت رفع اين معضل، پيشنهاد شد در اين مناطق از سيمانهايي استفاده شود كه درصد در آنها از 8% كمتر باشد؛ ولي كمتر از 5% نشود. يعني%8 %5 كه هم در برابر سولفاتها مقاومت كند و هم قابليت نفوذ زيادي نداشته باشد. به طور كلي چنين نيست كه هر جا مسأله وجود سولفاتها در محيط مطرح باشد، از سيمان تيپ 5 استفاده شود . نوع سيمان مناسب در ارتباط با مقدار سولفات محيط مطابق جدول 2ـ1 مي‌باشد. همچنين در مقابله با حمله سولفاتها ، علاوه بر انتخاب سيمان مناسب، بايد به نكات ديگري نيز توجه داشت كه در پديده بسيار مؤثرند:  1ـسولفاتها تنها در حالت محلول قادر به حمله به بتن هستند. لذا يكي از راه‌هاي مقابله با حمله سولفاتها دور نگاهداشتن بتن از رطوبت است. نمونه اين عمليات قلوه چيني پيرامون پي ساختمانها جهت جلوگيري از نفوذ آب به پي است. همچنين در ساخت بتن نبايد از آب داراي سولفاتها استفاده كرد.  2ـ تر و خشك شدن متناوب ، حمله سولفاتها را تشديد مي‌كند. اين پديده به ويژه در سازه‌هاي بتني كنار دريا كه تحت تأثير جذر و مد هستند مشاهده مي‌شود. 3ـ از آنجا كه هر چه ميزان آب به سيمان (W/C) در بتن بيشتر باشد، نفوذپذيري و پيرو آن حمله سولفاتها و كلريدها بيشتر است، حتي‌المقدور بايد مقدار آب را تا حد امكان كاست و به جاي آن از مواد روان كننده استفاده كرد.[51]   ميزان سولفات محيط بر حسب درصد كمتر از 1،0% بين ا,0 تا 2,0% بين 2,0 تا2% بيش از 2% نوع سيمان تيپ1 تيپ2 تيپ5 تيپ 5+مواد پوزولاني[52] جدول 2ـ1 : نوع سيمان مناسب در ارتباط با ميزان سولفات محيط اصولاً بتن در معرض دو گانه حمله است:  1ـ حمله داخلي . 2ـ حمله خارجي. در حمله داخلي، مواد مخرب با مواد اوليه وارد بتن مي‌شوند و گريزي از حضور آنان نيست. مثلاً سولفات از طريق سنگ گچ موجود وارد بتن مي‌شود. ممكن است آب مصرفي خود داراي مواد واكنش‌زا باشد و … . تنها راه مقابله با اين حملات، دقت در انتخاب مواد اوليه و خشك نگه داشتن بتن حاصله است. اينگونه حملات طي ساليان طولاني و آهسته آهسته ظاهر مي‌شوند. در حمله خارجي، مواد مخرب از خارج به درون بتن نفوذ كرده، آن را تحت تأثير قرار مي‌دهند. مانند حمله كلريدها در خليج فارس. اين گونه حملات طي مدت زمان بسيار كوتاه تري (بين 6 ماه تا يك سال) ظهور مي‌كنند و راه‌هاي مقابله با آن قبلاً شرح داده شد. 2ـ10ـ ديگر انواع سيمانهاي پرتلند 2ـ10ـ1ـ سيمانهاي پرتلند پزولاني[53] پزولانها مواد سيليسي يا سيليس آلوميناتي هستند كه خود قابليت چسبندگي ندارند؛ اما به صورت پودر در كنار رطوبت با آهك تركيب مي‌شوند و تركيبات سيليكات كلسيم به وجود مي‌آورند كه خاصيت چسبندگي دارند. در تهيه سيمانهاي پرتلند پزولاني، درصد مشخصي از مواد پزولاني را به سيمان پرتلند مي‌افزايند و با سيمان حاصل، خواص جديدي را تأمين مي‌كنند. يكي از مهمترين خواص اين سيمانها مقاومتشان در برابر حمله سولفاتها مي‌باشد. پودر سيمان پرتلند در مجاورت آب ، ژل سيمان را به وجود مي‌آورد.  ماده‌اي است كه در ژل سيمان يافت مي‌شود و معايبي را به همراه دارد كه عبارتند از:  1ـ آب هنگام خروج از لوله‌هاي مويين بتن، مقداري  را در خود حل و به خارج منتقل مي‌كند. در مجاورت هوا با   تركيب مي‌شود و را به وجود مي‌آورد كه پس از تبخير آب آن به صورت سفيدكهايي بر سطح بتن ظاهر مي‌شود.  2ـ جاي هايي كه به صورت فوق از بتن خارج مي‌شوند، خالي مي‌ماند كه اين خود، عاملي در جهت افزايش نفوذپذيري بتن است.  3ـ بستر مناسبي براي حمله سولفاتها به وجودمي‌آورد. زيرا سولفاتها به حمله كرده، گچ به وجود مي‌آورند . اين گچ در اثر جذب رطوبت متورم مي‌شود و همان مسأله حمله سولفاتها به وقوع مي‌پيوندد. پزولانها با موجود در سيمان تركيب مي‌شوند و سيليكات كلسيم به وجود مي‌آورند كه ماده‌اي است با خاصيت چسبندگي . در حقيقت پزولانها يك ماده مضر در سيمان را به ماده‌اي مفيد تبديل مي‌كنند. تا مدتها گمان بر آن بود كه مقابله با حمله سولفاتها فقط از طريق كاستن ميزان و استفاده از سيمان تيپ 5 ميسر است. اما امروزه مي‌دانند كه ميزان زياد نيز بستر مناسبي جهت حمله سولفاتها فراهم مي‌كند و راه مقابله با آن استفاده از سيمان پرتلند پزولاني است. بر مبناي همين اصل ، همانگونه كه در جدول 2ـ1 نيز مشاهده كرديد، اگر درصد سولفات محيط بيش از 2% باشد، در كنار استفاده از سيمان تيپ 5 بايد از مواد پزولاني استفاده كرد. سيمانهاي پزولاني بر اساس ميزان پزولان موجود در آنها به صورت ًسيمان پزولاني X%ًبيان مي‌شوند. آيين نامه حداكثر ميزان مجاز پزولان در سيمان پرتلند پزولاني را 15% مي‌داند[54]. البته در برخي سيمانها ميزان پزولان تا مقاديري بسيار بيش از اين هم مي‌باشد؛ اما چنين سيمانهايي پرتلند محسوب نمي‌شوند. بلكه ًسيمانهاي پزولانيً با خواص مربوط به خود هستند. حرارت هيدراتاسيون پرتلند پزولاني بسيار پايينتر از سيمانهاي پرتلند معمولي است و لذا در بتن ريزيهاي حجيم همچون سد سازيها كاربرد دارند. اما در زمستان كه خطر يخ زدگي وجود دارد نبايد از آنها استفاده كرد. همچنين مقاومت آنها تا پيش از يك سال كمتر از مقاومت سيمانهاي عادي مي‌باشد (نمودار شكل 2ـ21) و لذا از سيمانهاي پرتلند پزولاني در قسمتهايي كه نياز به كسب مقاومت سريع است نمي‌توان استفاده كرد. مواد پزولاني به دو گونه در طبيعت يافت مي‌شوند: ؟ پزولانهاي طبيعي ، شامل خاكسترهاي آتشفشاني است كه از دهانه كوه‌هاي آتشفشان خارج مي‌شود و در اطراف اين كوه‌ها به صورت پوكه جمع مي‌شود. شايد قديميترين خاكستر آتشفشاني كه در صنعت سيمان به كار گرفته شد، خاكسترهاي موجود در دهكده پزولان در دامنه كوه آتشفشان وزوو در ايتاليا باشد ـ و نام پزولان نيز از همين جا كسب شده است ـ . استاندارد شماره 3433 ايران خواص پزولانهاي طبيعي را به دقت بيان كرده است كه در هر مورد، پزولان مورد نظر بايد تجزيه و با استاندارد تطبيق داده شود. از مهمترين مشكلات پزولانهاي طبيعي . غير يكنواختي آنهاست كه در توليد سيمان يكنواخت ايجاد مشكل مي‌كند. امروزه پزولانهاي طبيعي كاربرد چنداني ندارند. پزولانهاي مصنوعي گونه ديگري از پزولانها هستند كه برخلاف پزولانهاي طبيعي، كاربردهاي متعددي دارند. دو نوع عمده آنها عبارتنداز:  1ـ خاكستر بادي[55]. 2ـ دوده سيليسي[56] . خاكستر بادي از سوختن ذغال سنگ در كوره‌هاي نيروگاه برق ـ كه از اين ذغال سنگ به عنوان سوخت استفاده مي‌كنندـ بدست مي‌آيد. اين ماده بر خلاف دوده سيليسي كه در دو كارخانه ًازناً در نزديكي خرم آباد و ًسمنانً تهيه مي‌شود، در ايران توليد نمي‌شود. جهت تهيه دوده سيليسي ، با استفاده از برق فشار قوي، جرقه‌اي الكتريكي در انباشته‌اي از ذغال سنگ سيليس به وجود مي‌آورند. دوده‌اي كه بدين طريق بدست مي‌آيد، همان دوه سيليسي است. ذرات دوده سيليسي 100 تا 200 بار كوچكتر از ذرات سيمان است و به دليل همين نرمي زياد هنگام استفاده از آنها يا بايد ميزان آب مصرفي را افزود يا از مواد روان كننده استفاده كرد.  2ـ10ـ2ـ سيمان پرتلند سرباره‌اي[57] به موادي كه در بالاي كوره بلند ذوب آهن جمع مي‌شوند و به عنوان ضايعات صنعت فولاد شناخته شده‌اند، سرباره[58] گويند. سرباره اگر به آهستگي سرد شود، حالت بلوري پيدا مي‌كند كه مصرف چنداني ندارد. اما اگر آن را به سرعت سرد كنيم، به صورت آمورف يا شيشه‌اي در مي‌آيند كه پس از پودر شدن، در صنعت سيمان كاربرد دارند. بدين منظور از جت آب سرد استفاده مي‌شود. هنگام آسياب كردن سرباره بايد دقت داشت از آنجا كه سختي سرباره بيش از سيمان است ، بايد هر يك جداگانه آسياب و در نهايت مخلوط شوند. در صورتيكه سيمان و سرباره با هم مخلوط شوند، بنا به دلايل فوق، ذرات سيمان نرمتر از سرباره‌ها خواهد شد. در تركيب شيميايي سرباره‌ها، سيليكاتها، آلومينوسيليكاتها و كلسيم وجود دارد كه مقدار آنها در سرباره كوره‌هاي مختلف، متفاوت و به جنس مواد اوليه مصرفي كوره وابسته است. در ايران استاندارد شماره 3517 مشخصات سيمانهاي پرتلند سرباره‌اي ـ كه شباهت به سيمانهاي پرتلند پزولاني داردـ را بيان مي‌كند. در اين استاندارد، سيمانهاي سرباره‌اي بر مبناي سرباره موجود در آنها به سه دسته تقسيم مي‌شوند . جدول 2ـ2 گوياي اين اطلاعات است. سيمان ًپ س 5ً مقاومت بسيار خوبي،‌ حتي بهتر از سيمان پرتلند 5 ، در برابر حمله سولفاتها از خود نشان مي‌دهد. با توجه به مواد اوليه در توليد سيمان پرتلند سرباره‌اي، معمولاً در نزديكي كارخانه‌هاي ذوب آهن، يك كارخانه توليد سيمان نيز مشاهده مي‌شود. مانند سيمان سپاهان در نزديكي ذوب آهن اصفهان . نوع سيمان علامت اختصاري درصد سرباره پرتلند سرباره‌اي پ س كمتر از 25%   پرتلند سرباره‌اي ضد سولفات پ س 5 25 تا 70%   سرباره‌اي س بيش از 70% جدول 2ـ2 : انواع سيمان سرباره‌اي بر اساس استاندارد شماره 3517 ايران. 2ـ10ـ3ـ سيمان پرتلند بنايي[59] يكي از مصارف سيمان، تهيه ملات[60]و استفاده از آن در آجركاري است. بدين منظور ملات مورد استفاده بايد خصوصيات ذيل را دارا باشد. 1ـ بايد آب خود را حفظ كند. زيرا در حالت عادي، آجر در مجاورت ملات، آب ملات را جذب مي‌كند و اصطلاحاً ملات را مي‌سوزاند. چنين ملاتي به علت عدم وجود آب كافي براي هيدراتاسيون سيمان، چسبندگي و مقاومت مناسبي ندارد.  2ـ خشن نبوده، راحت پخش شود.  3ـ ترك خوردگي[61]در آن تا حد امكان كم باشد. ملاتي كه از سيمان عادي تهيه مي‌شود، خصوصيات فوق را ندارد. اولاً در برابر آجر آب خود را از دست مي‌دهد. يعني آجر آب آن را مي‌كشد. برخي بنّاها براي كاستن اين اثر آجر، آجرها را پيش از آجركاري ًزنجابً مي‌كنند. يعني آنها را براي مدت معين در آب غوطه‌ور مي‌نمايند. ثانياً پخش كردن ملات ماسه سيمان چندان ساده نيست. به عبارتي اين ملات خشن است . استادان بنّا براي رفع اين مشكل ، به ملات سيمان، خاك رس يا آهك مي‌افزايند[62]. اين مسايل متخصصان را به فكر توليد سيماني با خواص مطلوب جهت كار بنايي واداشت. كه نتيجه آن توليد سيمان پرتلند بنايي بود. در توليد اين سيمان مقداري سنگ‌ آهكي را همراه سيمان آسياب مي‌كنند . با وجوديكه مقاومت اين سيمان از سيمان پرتلند معمولي كمتر است (در حدود 200)، اما براي هدف منظور بسيار مناسب است. چرا كه مقاومت خود قالبهاي آجر چيزي در حدود 80 است. لذا مقاومت زياد ملات كارايي ندارد و در صورت رسيدن بار به اين حد، آجرها خرد مي‌شوند. لازم به ذكر است افت مقاومت سيمان به ازاي افزودن تا 50% آهك ، در حدود 5% است. معمولاً جهت متمايز كردن سيمان پرتلند بنايي با سيمان پرتلند عادي. حداكثر 10% به آن پودر قرمز رنگ هماتيت[63] ـ كه در جزيره هرمز يافت مي‌شودـ مي‌زنند كه نتيجه آن پودر صورتي رنگ سيمان خواهد بود. استاندارد شماره 3516 ايران، مشخصات سيمان پرتلند بنايي را بيان كرده است. دقت كنيد از سيمان پرتلند بنايي به هيچ وجه نمي‌ توان در صنعت بتن استفاده كرد. 2ـ10ـ4ـ سيمان پرتلند آهكي روش توليد اين سيمان ـ كه در آلمان به سيمان P.K.Z معروف است ـ مشابه سيمان پرتلند بنايي است با اين تفاوت كه در توليد سيمان پرتلند بنايي از همان پودر سنگ آهك ـ كه از مواد اوليه كارخانه است ـ استفاده مي‌شود؛ در حاليكه در توليد سيمان پرتلند آهكي از پودر آهك ويژه كه داراي خواص معين در استانداردهاي مربوط است استفاده مي‌شود. خواص اين سيمان مشابه سيمان پرتلند معمولي است . در 28 روز مقاومت 330 مي‌ دهد و لذا مي‌توان آن را در تهيه بتن به كار برد. علت عمده توليد اين نوع سيمان، مسأله اقتصادي است. 2ـ10ـ5ـ سيمان پرتلند سفيد[64] رنگ سياه سيمان ناشي از تركيبات آهن و منگنز موجود درآنست. لذا جهت از بين بردن آن ، بايد تركيبات عناصر فوق تا حد امكان محدود و كم شود (كمتر از 1%) . همچنين در آسياب سيمان به جاي استفاده از گلوله‌هاي فلزي ـ كه در اثر سايش مقداري آهن وارد سيمان مي‌كنند ـ از گلوله‌هاي سراميكي استفاده شود. از طرفي تركيبات آهن در سيمان نقش كاتاليزور را داشته، از افزايش دماي پخت جلوگيري مي‌كنند. در صورت حذف اين تركيبات، دماي پخت تا حدود 1800 درجه بالا مي‌رود كه غير اقتصادي است. به منظور مقابله، از كاتاليزور حرارتي كرايوليت (فلرورسديم و آلومينيوم) استفاده مي‌شود. كنترلهاي مختلف در توليد اين نوع سيمان سبب افزايش قيمت آن نسبت به سيمان پرتلند معمولي شده است. با وجوديكه سيمان سفيد فقط به دليل مشخصه رنگ سفيدش (در نماسازي و اندود كاري) استفاده مي‌شود، از لحاظ جنس بايد كليه خصوصيات سيمان پرتلند معمولي را دارا باشد. جهت تعيين ميزان سفيدي اين سيمان ، قرصي از آن را تهيه مي‌كنند و در كنار قرص منيزيم زير ميكرسكوپ قرار مي‌دهند. به هر قرص نوري يكسان مي‌تابانند و ميزان انعكاس از هر يك را محاسبه مي‌كنند. با توجه به آنكه مبناي سنجش سفيدي سيمان، ميزان بازتاب نور از سطح قرص منيزيم است، درجه سفيدي عبارتست از نسبت بازتاب نور توسط قرص سيمان سفيد به بازتاب نور توسط قرص منيزيم . حداقل لازم براي اين نسبت 80% در نظر گرفته شده است. 2ـ10ـ6ـ سيمان پرتلند رنگي[65] گاهي لازم است به دلايل نماسازي يا متمايز كردن قسمتي از سازه، بخواهيم بتن رنگي داشته باشيم. در اينصورت بايد از سيمان پرتلند رنگي استفاده كرد. بدين منظور ، هنگام آسياب نهايي سيمان ، كلينكر را با حداكثر 10% مواد رنگي (براساس جدول 2ـ3) آسياب مي‌كنند تا سيمان رنگ مورد نظر را پيدا كند. در صورتيكه بخواهند سيمان با رنگهاي تيره توليد شود، از كلينكر سيمان پرتلند معمولي و در صورت لزوم به دستيابي به رنگهاي روشن ، از كلينكر سيمان پرتلند سفيد استفاده مي‌كنند. رنگ مورد نظر قرمز، قهوه‌اي و تيره سبز آبي ماده رنگ ساز اكسيد آهن كروم كبالت جدول 2ـ3: مواد رنگ ساز مختلف براي تهيه سيمانهاي رنگي گوناگون به طور كلي مواد رنگي ساز بايد دو خصوصيت عمده داشته باشند كه عبارتنداز: 1- خنثي باشند. يعني در واكنشهاي هيدراتاسيون سيمان شركت نكنند.  2ـ پايدار باشند. يعني رنگ حاصل از آنها در اثر تابش آفتاب ، شرايط جوي و … تغيير نكند. سيستم صحيح دستيابي به بتن يا سيمان رنگي همان است كه ذكر كرديم. يعني رنگ بايد هنگام آسياب شدن به سيما افزوده شود . افزودن رنگ به بتن در كارگاه هنگام ساخت بتن صحيح نيست و كيفيت يكنواخت و قابل قبولي ندارد. اين نوع سيمان در ايران توليد نمي شود. 2ـ10ـ7ـ سيمان ضد آب [66] قبلاً ديديم كه سيمان انبار شده در اثر جذب آب يا فاسد مي‌شود. در صورتيكه بخواهند سيماني را براي مدت طولاني يا در محيط مرطوب انبار كنند،آن را به صورت ضد آب مي‌سازند. بدين صورت كه هنگام آسياب كلينكر، درصدي اسيدهاي چرب (اسيد اولئيك ، اسيد استئاريك يا اسيد لاكتيك) به آن مي‌افزايند . در اين صورت لايه‌اي از چربي دور دانه‌هاي سيمان را گرفته ، از رسيدن رطوبت يا به آنها جلوگيري مي‌كند. لذا اين سيمان در انبار فاسد نمي‌شود. اما هنگاميكه با شن و ماسه در ميكسر مي‌ريزد، لايه چربي به علت اصطكاك بين سنگدانه‌ها و ذرات سيمان از بين مي‌رود و سيمان به صورت عادي عمل مي‌‌كند. اين سيمان نيز در ايران توليد نمي‌شود. 2ـ10ـ8 ـ سيمان حفاري[67] كاربرد اين سيمان منحصر در چاه‌هاي نفت است. در حفاريهاي نفتي كه عمق آن گاهي به حدود 6000 متر نيز مي‌رسد، جهت جلوگيري از ريزش ديواره‌ها با قرار دادن لوله‌هايي درون چاه ، پشت آن را دوغاب سيمان ترزيق مي‌كنند. سيمان مصرفي براي اين منظور بايد تأمين كننده خصوصيات زير باشد:  1ـ زمان گيرش اوليه آن طولاني (در حدود 3 ساعت) باشد تا فرصت كافي براي پمپ كردن آن به اعماق پاييني زمين وجود داشته باشد.  2ـ از آنجا كه در دما در اعماق پاييني زمين ممكن است تا حدود  نيز برسد، بايد در برابر حرارت مقاوم باشد.  3ـ چون لايه ريزي آن از پايين به بالاست، مقاومت سيمان بايد پس از گيرش به سرعت افزايش يابد. سيمان مناسب براي اين اهداف، سيمان حفاري يا سيمان چاه‌هاي نفت است كه بسيار گرانقيمت تر از سيمان پرتلند معمولي است و هرگز نبايد از آن براي منظور ديگري استفاده كرد. در صورت ساخت بتن با اين سيمان، اين بتن تا چند روز حالت خميري دارد و دير سفت مي‌شود. اما پس از سفت شدن مقاومت بسياري بالايي خواهند داشت و تخريب آن فوق‌العاده دشوار است. 2ـ10ـ9ـ سيمان گسترش يابنده[68] جمع شدگي[69] يكي از خصوصيات سيمان است كه اگر تحت كنترل در نيايد، موجب بروز خساراتي خواهد شد. بحث جمع شدگي و راه‌هاي مقابله با آن ، مفصل و نيازمند مجال ديگري است. سيمان گسترش يابنده، نوعي سيمان است كه در آن به گونه‌اي با مسأله جمع شدگي مقابله شده است . در اين سيمان ـ كه اولين بار توسط دانشمند فرانسوي به نام لوزيه[70] تهيه شد ـ به سيمان موادي مي‌افزايند كه هنگام مصرف منبسط شود و جمع شدگي سيمان را جبران كند. انبساط مذكور تحت كنترل است و يا برابر ميزان جمع شدگي است كه در اين صورت سيمان حاصل ، بدون جمع شدگي است و يا بيش از آن است كه در اين صورت سيمان حاصل ، منبسط شونده يا پف كننده است. جهت توليد اين نوع سيمان ، كلينكر را با درصدي مواد منبسط شونده آسياب مي‌كنند. لوزيه، مخلوط سنگ گچ ، گچ معمولي و سنگ بوكسيت را با هم حرارت داد و تركيب سولفوآلومينات كلسيم را بدست آورد و از آنجا كه اين ماده در مجاورت با آب منبسط مي‌شود، از آن به عنوان ماده مورد نياز استفاده كرد. اين فرايند در حقيقت حمله مصنوعي سولفاتها به حساب مي‌آمد. ولي جهت كنترل اين حمله و انبساط ، از ماده تثبيت كننده ًسرباره كوره آهن گدازيً استفاده كرد. البته امروزه مواد گوناگون به عنوان ماده گسترش يابنده به كار مي‌روند. سيمانها از لحاظ گسترش يافتن به چهار دسته به شرح جدول 2ـ4 تقسيم مي‌شوند. نكته‌اي كه در ارتباط با استفاده از اين سيمانها بايد متذكر شد، آنست كه شيوه مصرف دقيقاً مطابق با آنچه توليد كننده بيان كرده باشد. در غير اين صورت ممكن است نتيجه مطلوب حاصل نشده ، خساراتي هم به بار آيد . نوع سيمان ميزان انبساط بدون جمع شدگي حداكثر تا 4 ميليمتر در متر با انبساط كم 4 تا 8 ميليمتر در متر با انبساط متوسط 8 تا 12 ميليمتر در متر با انبساط زياد 12 تا 15 ميليمتر در متر جدول 2ـ4 : انواع سيمان از لحاظ ميزان گسترش يافتن سيمانهاي گسترش يابنده كاربردهاي خاصي دارند كه به برخي از آنها اشاره مي‌شود. الف ـ ترميم روسازيهاي بتني در روسازيهاي بتي كه يكپارچگي سطح مهم است، در صورتيكه بخشي از سطح سوراخ يا كنده شود، جهت پركردن آن بايد از سيمان گسترش يابنده استفاده كرد تا پس از حاصل كردن گيرش، منبسط شده ، كاملاً به ديواره‌هاي سوراخ بچسبد و يكپارچگي سطح را حفظ كند و از ظاهر شدن شكاف و درز جلوگيري نمايد. ؟ ب ـ ترميم مخازن سيالات در صورت بروز ترك يا درز در ديواره‌هاي بتني مخازن سيالات ، ترك حاصل را نمي‌توان با سيمان عادي ترميم كرد. چرا كه پس از حاصل كردن گيرش ، باز در اثر پديده جمع شدگي ، درز كوچكي باقي مي‌ماند. بدين منظور از سيمان گسترش يابده استفاده مي‌كنند تا با فشار آوردن به ديواره‌هاي ترك ، آن را به خوبي مسدود نمايد. ج ـ ترميم قوسها قوسها سازه‌هايي هستند كه نيروهاي قائم را به صورت نيروهاي فشاري به پي منتقل مي‌كنند(شكل 2ـ23). لازمه اين عملكرد، يكپارچه بودن عناصر سازنده قوس است. در صورت بروز انقطاع در اين عناصر ، محل قطع بايد به وسيله سيمان منبسط شونده ترميم شود تا يكپارچگي فوق تأمين گردد. ؟ د ـ نصب ستونهاي بلند هنگام نصب ستونها بايد در شاغولي بودن آنها بسيار دقت كرد. در غير اين صورت ستون كج نصب مي‌شود كه باعث خارج شدن بار از محور بارگذاري و تحميل ممان خروج از مركز مي‌گردد. اين مسأله مخصوصاً در ستونهاي بلند بسيار اهميت دارد. چرا كه انحرافات اندك پاي ستون، در ارتفاعات به وضوح ظاهر مي‌شود.  جهت نصب اينگونه ستونها ، آنها را بر روي صفحاتي فلزي[71]جوش داده، به محل منتقل مي‌كنند. بر روي صفحات سوراخهايي جهت عبور پيچ است. اين پيچها قبلاً در پي تعبيه شده‌اند. با قرار دادن صفحات فلزي روي پيچها و تنظيم مهره‌هاي مربوط ، ستون را به صورت شاغول در مي‌آورند.  آنگاه اطراف صفحه تا روي پي را بسته ، درون آن را دوغاب سيمان گسترش يابنده تزريق مي‌كنند تا پس از كسب مقاومت ، هم ستون شاغول باشد و هم قدرت باربري سيستم تأمين شود. ؟ 2ـ11 ـ سيمان پرآلومين (برقي)[72] در خاتمه بخش سيمان، آشنايي با يك سيمان غير پرتلند به دليل خواص جالب آن مناسب به نظر مي‌رسد. به دنبال كشف مسأله حمله سولفاتها، يك دانشمند فرانسوي به نام ژول برد تحقيقاتي را جهت دستيابي به سيماني مقاوم در برابر سولفاتها آغاز كرد. نتيجه اين تحقيقات ، دستيابي به سيمان پرآلومين بود. در توليد اين سيمان حدود 40% سنگ آهك را با 40% بوكسيت[73] مخلوط نموده، 20% مواد داراي آهن و سيليس مي‌افزاييم و مخلوط را درون كوره حرارت مي‌دهيم. كوره توليد سيمان برقي داراي يك قسمت قائم و يك قسمت افقي است كه دما در قسمت افقي به بالاترين حد يعني حدود 1600 درجه مي‌رسد. در اين دما ـ برخلاف روند توليد سيمان پرتلند كه 25% مواد ذوب مي‌شوند ـ كليه مواد اوليه به صورت مذاب در مي‌آيند. مواد مذاب از انتهاي كوره خارج مي‌شوند و داخل سينيهايي مي‌‌ريزند تا به سرعت سرد شوند[74] . حاصل، ورقه‌هاي شيشه‌اي مانند است كه به دستگاه خردكن مي‌روند و به صورت قطعات كوچكي در مي‌آيند. اين قطعات ، كلينكر سيمان برقي مي‌باشند. كلينكر سيمان برقي را به آسياب مي‌برند و بدون افزودن هيچگونه ماده‌اي آن را آسياب مي‌كنند. نتيجه فرايند ، سيمان پرآلومين است كه داراي رنگي تيره‌‌تر از سيمان پرتلند معمولي (تقريباً سياه) مي‌باشد. همانطور كه گفته شد، هدف از تهيه اين سيمان، مقاومت در برابر حمله سولفاتها بود كه به خوبي انجام پذيرفت. بعداً ديده شد كه مقاومت اين سيمان در مقايسه با سيمان پرتلند معمولي بسيار سريعتر افزايش مي‌يابد؛ به گونه‌اي كه در يك روز، مقاومت 28 روزه سيمان پرتلند عادي را بدست مي‌دهد (شكل 2ـ25). با توجه به اينكه اين كشف، پس از جنگ جهاني دوم و آغاز دوران بازسازي در اروپا صورت پذيرفت، سيمان پرآلومين با اقبال فراوان و مصرف گسترده‌اي مواجه شد. لكن برخي‌ سازه‌هايي كه در آن اين نوع سيمان به كار رفته بود، خراب مي‌شد. مدتها علت اين امر پوشيده بود تا نهايتاً در دهه 1960 پديده تبديل[75]كشف گرديد. دانشمندان نشان دادند كه اين سيمان در دماي بين 20 تا 30 درجه مخصوصاً در محيطهاي مرطوب دچار تغييرات شيميايي شده ، چسبندگي خود را از دست مي‌دهد كه اين امر باعث تخريب سازه‌هاي اين نوع سيمان است. كشف پديده تبديل ، مصرف سيمان پرآلومين در كارهاي ساختماني را ممنوع كرد . امروزه كاربرد اين سيمان در دماهاي بسيار بالا يا پايين است؛ مثلاً در مناطق قطبي يا استوا. لكن مهمترين كاربرد آن ، استفاده به عنوان سيمان نسوز است. اين سيمان تا دماي حدود 1600 درجه را به خوبي تحمل مي‌كند و لذا مي‌توان از آن در چسباندن آجرهاي نسوز درون كوره سيمان بهره جست.  

 سيمانهاي پرتلند

2ـ10ـ1ـ سيمانهاي پرتلند پزولاني

پزولانها مواد سيليسي يا سيليس آلوميناتي هستند كه خود قابليت چسبندگي ندارند؛ اما به صورت پودر در كنار رطوبت با آهك تركيب مي‌شوند و تركيبات سيليكات كلسيم به وجود مي‌آورند كه خاصيت چسبندگي دارند. در تهيه سيمانهاي پرتلند پزولاني، درصد مشخصي از مواد پزولاني را به سيمان پرتلند مي‌افزايند و با سيمان حاصل، خواص جديدي را تأمين مي‌كنند. يكي از مهمترين خواص اين سيمانها مقاومتشان در برابر حمله سولفاتها مي‌باشد. پودر سيمان پرتلند در مجاورت آب ، ژل سيمان را به وجود مي‌آورد.  ماده‌اي است كه در ژل سيمان يافت مي‌شود و معايبي را به همراه دارد كه عبارتند از:

 1ـ آب هنگام خروج از لوله‌هاي مويين بتن، مقداري  را در خود حل و به خارج منتقل مي‌كند. در مجاورت هوا با   تركيب مي‌شود و را به وجود مي‌آورد كه پس از تبخير آب آن به صورت سفيدكهايي بر سطح بتن ظاهر مي‌شود.

 2ـ جاي هايي كه به صورت فوق از بتن خارج مي‌شوند، خالي مي‌ماند كه اين خود، عاملي در جهت افزايش نفوذپذيري بتن است.

 3ـ بستر مناسبي براي حمله سولفاتها به وجودمي‌آورد. زيرا سولفاتها به حمله كرده، گچ به وجود مي‌آورند . اين گچ در اثر جذب رطوبت متورم مي‌شود و همان مسأله حمله سولفاتها به وقوع مي‌پيوندد. پزولانها با موجود در سيمان تركيب مي‌شوند و سيليكات كلسيم به وجود مي‌آورند كه ماده‌اي است با خاصيت چسبندگي . در حقيقت پزولانها يك ماده مضر در سيمان را به ماده‌اي مفيد تبديل مي‌كنند. تا مدتها گمان بر آن بود كه مقابله با حمله سولفاتها فقط از طريق كاستن ميزان و استفاده از سيمان تيپ 5 ميسر است. اما امروزه مي‌دانند كه ميزان زياد نيز بستر مناسبي جهت حمله سولفاتها فراهم مي‌كند و راه مقابله با آن استفاده از سيمان پرتلند پزولاني است. بر مبناي همين اصل ، همانگونه كه در جدول 2ـ1 نيز مشاهده كرديد، اگر درصد سولفات محيط بيش از 2% باشد، در كنار استفاده از سيمان تيپ 5 بايد از مواد پزولاني استفاده كرد. سيمانهاي پزولاني بر اساس ميزان پزولان موجود در آنها به صورت ًسيمان پزولاني X%ًبيان مي‌شوند. آيين نامه حداكثر ميزان مجاز پزولان در سيمان پرتلند پزولاني را 15% مي‌داند. البته در برخي سيمانها ميزان پزولان تا مقاديري بسيار بيش از اين هم مي‌باشد؛ اما چنين سيمانهايي پرتلند محسوب نمي‌شوند. بلكه ًسيمانهاي پزولانيً با خواص مربوط به خود هستند. حرارت هيدراتاسيون پرتلند پزولاني بسيار پايينتر از سيمانهاي پرتلند معمولي است و لذا در بتن ريزيهاي حجيم همچون سد سازيها كاربرد دارند. اما در زمستان كه خطر يخ زدگي وجود دارد نبايد از آنها استفاده كرد. همچنين مقاومت آنها تا پيش از يك سال كمتر از مقاومت سيمانهاي عادي مي‌باشد (نمودار شكل 2ـ21) و لذا از سيمانهاي پرتلند پزولاني در قسمتهايي كه نياز به كسب مقاومت سريع است نمي‌توان استفاده كرد. مواد پزولاني به دو گونه در طبيعت يافت مي‌شوند:

پزولانهاي طبيعي ، شامل خاكسترهاي آتشفشاني است كه از دهانه كوه‌هاي آتشفشان خارج مي‌شود و در اطراف اين كوه‌ها به صورت پوكه جمع مي‌شود. شايد قديميترين خاكستر آتشفشاني كه در صنعت سيمان به كار گرفته شد، خاكسترهاي موجود در دهكده پزولان در دامنه كوه آتشفشان وزوو در ايتاليا باشد ـ و نام پزولان نيز از همين جا كسب شده است ـ . استاندارد شماره 3433 ايران خواص پزولانهاي طبيعي را به دقت بيان كرده است كه در هر مورد، پزولان مورد نظر بايد تجزيه و با استاندارد تطبيق داده شود. از مهمترين مشكلات پزولانهاي طبيعي . غير يكنواختي آنهاست كه در توليد سيمان يكنواخت ايجاد مشكل مي‌كند. امروزه پزولانهاي طبيعي كاربرد چنداني ندارند. پزولانهاي مصنوعي گونه ديگري از پزولانها هستند كه برخلاف پزولانهاي طبيعي، كاربردهاي متعددي دارند. دو نوع عمده آنها عبارتنداز:

 1ـ خاكستر بادي

2ـ دوده سيليسي.

خاكستر بادي از سوختن ذغال سنگ در كوره‌هاي نيروگاه برق ـ كه از اين ذغال سنگ به عنوان سوخت استفاده مي‌كنندـ بدست مي‌آيد. اين ماده بر خلاف دوده سيليسي كه در دو كارخانه ًازناً در نزديكي خرم آباد و ًسمنانً تهيه مي‌شود، در ايران توليد نمي‌شود. جهت تهيه دوده سيليسي ، با استفاده از برق فشار قوي، جرقه‌اي الكتريكي در انباشته‌اي از ذغال سنگ سيليس به وجود مي‌آورند. دوده‌اي كه بدين طريق بدست مي‌آيد، همان دوه سيليسي است. ذرات دوده سيليسي 100 تا 200 بار كوچكتر از ذرات سيمان است و به دليل همين نرمي زياد هنگام استفاده از آنها يا بايد ميزان آب مصرفي را افزود يا از مواد روان كننده استفاده كرد.

 2ـ10ـ2ـ سيمان پرتلند سرباره‌اي

به موادي كه در بالاي كوره بلند ذوب آهن جمع مي‌شوند و به عنوان ضايعات صنعت فولاد شناخته شده‌اند، سرباره[6] گويند. سرباره اگر به آهستگي سرد شود، حالت بلوري پيدا مي‌كند كه مصرف چنداني ندارد. اما اگر آن را به سرعت سرد كنيم، به صورت آمورف يا شيشه‌اي در مي‌آيند كه پس از پودر شدن، در صنعت سيمان كاربرد دارند. بدين منظور از جت آب سرد استفاده مي‌شود. هنگام آسياب كردن سرباره بايد دقت داشت از آنجا كه سختي سرباره بيش از سيمان است ، بايد هر يك جداگانه آسياب و در نهايت مخلوط شوند. در صورتيكه سيمان و سرباره با هم مخلوط شوند، بنا به دلايل فوق، ذرات سيمان نرمتر از سرباره‌ها خواهد شد. در تركيب شيميايي سرباره‌ها، سيليكاتها، آلومينوسيليكاتها و كلسيم وجود دارد كه مقدار آنها در سرباره كوره‌هاي مختلف، متفاوت و به جنس مواد اوليه مصرفي كوره وابسته است. در ايران استاندارد شماره 3517 مشخصات سيمانهاي پرتلند سرباره‌اي ـ كه شباهت به سيمانهاي پرتلند پزولاني داردـ را بيان مي‌كند. در اين استاندارد، سيمانهاي سرباره‌اي بر مبناي سرباره موجود در آنها به سه دسته تقسيم مي‌شوند . جدول 2ـ2 گوياي اين اطلاعات است. سيمان ًپ س 5ً مقاومت بسيار خوبي،‌ حتي بهتر از سيمان پرتلند 5 ، در برابر حمله سولفاتها از خود نشان مي‌دهد. با توجه به مواد اوليه در توليد سيمان پرتلند سرباره‌اي، معمولاً در نزديكي كارخانه‌هاي ذوب آهن، يك كارخانه توليد سيمان نيز مشاهده مي‌شود. مانند سيمان سپاهان در نزديكي ذوب آهن اصفهان .

جدول 2ـ2 : انواع سيمان سرباره‌اي بر اساس استاندارد شماره 3517 ايران.

2ـ10ـ3ـ سيمان پرتلند بنايي

يكي از مصارف سيمان، تهيه ملاتو استفاده از آن در آجركاري است. بدين منظور ملات مورد استفاده بايد خصوصيات ذيل را دارا باشد.

1ـ بايد آب خود را حفظ كند. زيرا در حالت عادي، آجر در مجاورت ملات، آب ملات را جذب مي‌كند و اصطلاحاً ملات را مي‌سوزاند. چنين ملاتي به علت عدم وجود آب كافي براي هيدراتاسيون سيمان، چسبندگي و مقاومت مناسبي ندارد.

 2ـ خشن نبوده، راحت پخش شود.

 3ـ ترك خوردگيدر آن تا حد امكان كم باشد.

ملاتي كه از سيمان عادي تهيه مي‌شود، خصوصيات فوق را ندارد. اولاً در برابر آجر آب خود را از دست مي‌دهد. يعني آجر آب آن را مي‌كشد. برخي بنّاها براي كاستن اين اثر آجر، آجرها را پيش از آجركاري ًزنجابً مي‌كنند. يعني آنها را براي مدت معين در آب غوطه‌ور مي‌نمايند. ثانياً پخش كردن ملات ماسه سيمان چندان ساده نيست. به عبارتي اين ملات خشن است . استادان بنّا براي رفع اين مشكل ، به ملات سيمان، خاك رس يا آهك مي‌افزايند. اين مسايل متخصصان را به فكر توليد سيماني با خواص مطلوب جهت كار بنايي واداشت. كه نتيجه آن توليد سيمان پرتلند بنايي بود. در توليد اين سيمان مقداري سنگ‌ آهكي را همراه سيمان آسياب مي‌كنند . با وجوديكه مقاومت اين سيمان از سيمان پرتلند معمولي كمتر است (در حدود 200)، اما براي هدف منظور بسيار مناسب است. چرا كه مقاومت خود قالبهاي آجر چيزي در حدود 80 است. لذا مقاومت زياد ملات كارايي ندارد و در صورت رسيدن بار به اين حد، آجرها خرد مي‌شوند. لازم به ذكر است افت مقاومت سيمان به ازاي افزودن تا 50% آهك ، در حدود 5% است. معمولاً جهت متمايز كردن سيمان پرتلند بنايي با سيمان پرتلند عادي. حداكثر 10% به آن پودر قرمز رنگ هماتيت[11] ـ كه در جزيره هرمز يافت مي‌شودـ مي‌زنند كه نتيجه آن پودر صورتي رنگ سيمان خواهد بود. استاندارد شماره 3516 ايران، مشخصات سيمان پرتلند بنايي را بيان كرده است. دقت كنيد از سيمان پرتلند بنايي به هيچ وجه نمي‌ توان در صنعت بتن استفاده كرد.

2ـ10ـ4ـ سيمان پرتلند آهكي

روش توليد اين سيمان ـ كه در آلمان به سيمان P.K.Z معروف است ـ مشابه سيمان پرتلند بنايي است با اين تفاوت كه در توليد سيمان پرتلند بنايي از همان پودر سنگ آهك ـ كه از مواد اوليه كارخانه است ـ استفاده مي‌شود؛ در حاليكه در توليد سيمان پرتلند آهكي از پودر آهك ويژه كه داراي خواص معين در استانداردهاي مربوط است استفاده مي‌شود.

خواص اين سيمان مشابه سيمان پرتلند معمولي است . در 28 روز مقاومت 330 مي‌ دهد و لذا مي‌توان آن را در تهيه بتن به كار برد. علت عمده توليد اين نوع سيمان، مسأله اقتصادي است.

2ـ10ـ5ـ سيمان پرتلند سفيد[12]

رنگ سياه سيمان ناشي از تركيبات آهن و منگنز موجود درآنست. لذا جهت از بين بردن آن ، بايد تركيبات عناصر فوق تا حد امكان محدود و كم شود (كمتر از 1%) . همچنين در آسياب سيمان به جاي استفاده از گلوله‌هاي فلزي ـ كه در اثر سايش مقداري آهن وارد سيمان مي‌كنند ـ از گلوله‌هاي سراميكي استفاده شود. از طرفي تركيبات آهن در سيمان نقش كاتاليزور را داشته، از افزايش دماي پخت جلوگيري مي‌كنند. در صورت حذف اين تركيبات، دماي پخت تا حدود 1800 درجه بالا مي‌رود كه غير اقتصادي است. به منظور مقابله، از كاتاليزور حرارتي كرايوليت (فلرورسديم و آلومينيوم) استفاده مي‌شود. كنترلهاي مختلف در توليد اين نوع سيمان سبب افزايش قيمت آن نسبت به سيمان پرتلند معمولي شده است.

با وجوديكه سيمان سفيد فقط به دليل مشخصه رنگ سفيدش (در نماسازي و اندود كاري) استفاده مي‌شود، از لحاظ جنس بايد كليه خصوصيات سيمان پرتلند معمولي را دارا باشد. جهت تعيين ميزان سفيدي اين سيمان ، قرصي از آن را تهيه مي‌كنند و در كنار قرص منيزيم زير ميكرسكوپ قرار مي‌دهند. به هر قرص نوري يكسان مي‌تابانند و ميزان انعكاس از هر يك را محاسبه مي‌كنند. با توجه به آنكه مبناي سنجش سفيدي سيمان، ميزان بازتاب نور از سطح قرص منيزيم است، درجه سفيدي عبارتست از نسبت بازتاب نور توسط قرص سيمان سفيد به بازتاب نور توسط قرص منيزيم . حداقل لازم براي اين نسبت 80% در نظر گرفته شده است.

2ـ10ـ6ـ سيمان پرتلند رنگي

گاهي لازم است به دلايل نماسازي يا متمايز كردن قسمتي از سازه، بخواهيم بتن رنگي داشته باشيم. در اينصورت بايد از سيمان پرتلند رنگي استفاده كرد. بدين منظور ، هنگام آسياب نهايي سيمان ، كلينكر را با حداكثر 10% مواد رنگي (براساس جدول 2ـ3) آسياب مي‌كنند تا سيمان رنگ مورد نظر را پيدا كند. در صورتيكه بخواهند سيمان با رنگهاي تيره توليد شود، از كلينكر سيمان پرتلند معمولي و در صورت لزوم به دستيابي به رنگهاي روشن ، از كلينكر سيمان پرتلند سفيد استفاده مي‌كنند.

جدول 2ـ3: مواد رنگ ساز مختلف براي تهيه سيمانهاي رنگي گوناگون

به طور كلي مواد رنگي ساز بايد دو خصوصيت عمده داشته باشند كه عبارتنداز:

1- خنثي باشند. يعني در واكنشهاي هيدراتاسيون سيمان شركت نكنند.

 2ـ پايدار باشند. يعني رنگ حاصل از آنها در اثر تابش آفتاب ، شرايط جوي و … تغيير نكند.

سيستم صحيح دستيابي به بتن يا سيمان رنگي همان است كه ذكر كرديم. يعني رنگ بايد هنگام آسياب شدن به سيما افزوده شود . افزودن رنگ به بتن در كارگاه هنگام ساخت بتن صحيح نيست و كيفيت يكنواخت و قابل قبولي ندارد. اين نوع سيمان در ايران توليد نمي شود.

2ـ10ـ7ـ سيمان ضد آب

قبلاً ديديم كه سيمان انبار شده در اثر جذب آب يا فاسد مي‌شود. در صورتيكه بخواهند سيماني را براي مدت طولاني يا در محيط مرطوب انبار كنند،آن را به صورت ضد آب مي‌سازند. بدين صورت كه هنگام آسياب كلينكر، درصدي اسيدهاي چرب (اسيد اولئيك ، اسيد استئاريك يا اسيد لاكتيك) به آن مي‌افزايند . در اين صورت لايه‌اي از چربي دور دانه‌هاي سيمان را گرفته ، از رسيدن رطوبت يا به آنها جلوگيري مي‌كند. لذا اين سيمان در انبار فاسد نمي‌شود. اما هنگاميكه با شن و ماسه در ميكسر مي‌ريزد، لايه چربي به علت اصطكاك بين سنگدانه‌ها و ذرات سيمان از بين مي‌رود و سيمان به صورت عادي عمل مي‌‌كند. اين سيمان نيز در ايران توليد نمي‌شود.

2ـ10ـ8 ـ سيمان حفاري

كاربرد اين سيمان منحصر در چاه‌هاي نفت است. در حفاريهاي نفتي كه عمق آن گاهي به حدود 6000 متر نيز مي‌رسد، جهت جلوگيري از ريزش ديواره‌ها با قرار دادن لوله‌هايي درون چاه ، پشت آن را دوغاب سيمان ترزيق مي‌كنند. سيمان مصرفي براي اين منظور بايد تأمين كننده خصوصيات زير باشد:

 1ـ زمان گيرش اوليه آن طولاني (در حدود 3 ساعت) باشد تا فرصت كافي براي پمپ كردن آن به اعماق پاييني زمين وجود داشته باشد.

 2ـ از آنجا كه در دما در اعماق پاييني زمين ممكن است تا حدود  نيز برسد، بايد در برابر حرارت مقاوم باشد.

 3ـ چون لايه ريزي آن از پايين به بالاست، مقاومت سيمان بايد پس از گيرش به سرعت افزايش يابد. سيمان مناسب براي اين اهداف، سيمان حفاري يا سيمان چاه‌هاي نفت است كه بسيار گرانقيمت تر از سيمان پرتلند معمولي است و هرگز نبايد از آن براي منظور ديگري استفاده كرد. در صورت ساخت بتن با اين سيمان، اين بتن تا چند روز حالت خميري دارد و دير سفت مي‌شود. اما پس از سفت شدن مقاومت بسياري بالايي خواهند داشت و تخريب آن فوق‌العاده دشوار است.

2ـ10ـ9ـ سيمان گسترش يابنده

جمع شدگي يكي از خصوصيات سيمان است كه اگر تحت كنترل در نيايد، موجب بروز خساراتي خواهد شد. بحث جمع شدگي و راه‌هاي مقابله با آن ، مفصل و نيازمند مجال ديگري است. سيمان گسترش يابنده، نوعي سيمان است كه در آن به گونه‌اي با مسأله جمع شدگي مقابله شده است . در اين سيمان ـ كه اولين بار توسط دانشمند فرانسوي به نام لوزيه[18] تهيه شد ـ به سيمان موادي مي‌افزايند كه هنگام مصرف منبسط شود و جمع شدگي سيمان را جبران كند. انبساط مذكور تحت كنترل است و يا برابر ميزان جمع شدگي است كه در اين صورت سيمان حاصل ، بدون جمع شدگي است و يا بيش از آن است كه در اين صورت سيمان حاصل ، منبسط شونده يا پف كننده است. جهت توليد اين نوع سيمان ، كلينكر را با درصدي مواد منبسط شونده آسياب مي‌كنند. لوزيه، مخلوط سنگ گچ ، گچ معمولي و سنگ بوكسيت را با هم حرارت داد و تركيب سولفوآلومينات كلسيم را بدست آورد و از آنجا كه اين ماده در مجاورت با آب منبسط مي‌شود، از آن به عنوان ماده مورد نياز استفاده كرد. اين فرايند در حقيقت حمله مصنوعي سولفاتها به حساب مي‌آمد. ولي جهت كنترل اين حمله و انبساط ، از ماده تثبيت كننده ًسرباره كوره آهن گدازيً استفاده كرد. البته امروزه مواد گوناگون به عنوان ماده گسترش يابنده به كار مي‌روند. سيمانها از لحاظ گسترش يافتن به چهار دسته به شرح جدول 2ـ4 تقسيم مي‌شوند. نكته‌اي كه در ارتباط با استفاده از اين سيمانها بايد متذكر شد، آنست كه شيوه مصرف دقيقاً مطابق با آنچه توليد كننده بيان كرده باشد. در غير اين صورت ممكن است نتيجه مطلوب حاصل نشده ، خساراتي هم به بار آيد .

جدول 2ـ4 : انواع سيمان از لحاظ ميزان گسترش يافتن

سيمانهاي گسترش يابنده كاربردهاي خاصي دارند كه به برخي از آنها اشاره مي‌شود.

الف ـ ترميم روسازيهاي بتني

در روسازيهاي بتي كه يكپارچگي سطح مهم است، در صورتيكه بخشي از سطح سوراخ يا كنده شود، جهت پركردن آن بايد از سيمان گسترش يابنده استفاده كرد تا پس از حاصل كردن گيرش، منبسط شده ، كاملاً به ديواره‌هاي سوراخ بچسبد و يكپارچگي سطح را حفظ كند و از ظاهر شدن شكاف و درز جلوگيري نمايد.

ب ـ ترميم مخازن سيالات

در صورت بروز ترك يا درز در ديواره‌هاي بتني مخازن سيالات ، ترك حاصل را نمي‌توان با سيمان عادي ترميم كرد. چرا كه پس از حاصل كردن گيرش ، باز در اثر پديده جمع شدگي ، درز كوچكي باقي مي‌ماند. بدين منظور از سيمان گسترش يابده استفاده مي‌كنند تا با فشار آوردن به ديواره‌هاي ترك ، آن را به خوبي مسدود نمايد.

ج ـ ترميم قوسها

قوسها سازه‌هايي هستند كه نيروهاي قائم را به صورت نيروهاي فشاري به پي منتقل مي‌كنند(شكل 2ـ23). لازمه اين عملكرد، يكپارچه بودن عناصر سازنده قوس است. در صورت بروز انقطاع در اين عناصر ، محل قطع بايد به وسيله سيمان منبسط شونده ترميم شود تا يكپارچگي فوق تأمين گردد.

د ـ نصب ستونهاي بلند

هنگام نصب ستونها بايد در شاغولي بودن آنها بسيار دقت كرد. در غير اين صورت ستون كج نصب مي‌شود كه باعث خارج شدن بار از محور بارگذاري و تحميل ممان خروج از مركز مي‌گردد. اين مسأله مخصوصاً در ستونهاي بلند بسيار اهميت دارد. چرا كه انحرافات اندك پاي ستون، در ارتفاعات به وضوح ظاهر مي‌شود.

 جهت نصب اينگونه ستونها ، آنها را بر روي صفحاتي فلزي[19]جوش داده، به محل منتقل مي‌كنند. بر روي صفحات سوراخهايي جهت عبور پيچ است. اين پيچها قبلاً در پي تعبيه شده‌اند. با قرار دادن صفحات فلزي روي پيچها و تنظيم مهره‌هاي مربوط ، ستون را به صورت شاغول در مي‌آورند.  آنگاه اطراف صفحه تا روي پي را بسته ، درون آن را دوغاب سيمان گسترش يابنده تزريق مي‌كنند تا پس از كسب مقاومت ، هم ستون شاغول باشد و هم قدرت باربري سيستم تأمين شود.

؟

2ـ11 ـ سيمان پرآلومين (برقي)

در خاتمه بخش سيمان، آشنايي با يك سيمان غير پرتلند به دليل خواص جالب آن مناسب به نظر مي‌رسد. به دنبال كشف مسأله حمله سولفاتها، يك دانشمند فرانسوي به نام ژول برد تحقيقاتي را جهت دستيابي به سيماني مقاوم در برابر سولفاتها آغاز كرد. نتيجه اين تحقيقات ، دستيابي به سيمان پرآلومين بود. در توليد اين سيمان حدود 40% سنگ آهك را با 40% بوكسيتمخلوط نموده، 20% مواد داراي آهن و سيليس مي‌افزاييم و مخلوط را درون كوره حرارت مي‌دهيم. كوره توليد سيمان برقي داراي يك قسمت قائم و يك قسمت افقي است كه دما در قسمت افقي به بالاترين حد يعني حدود 1600 درجه مي‌رسد. در اين دما ـ برخلاف روند توليد سيمان پرتلند كه 25% مواد ذوب مي‌شوند ـ كليه مواد اوليه به صورت مذاب در مي‌آيند. مواد مذاب از انتهاي كوره خارج مي‌شوند و داخل سينيهايي مي‌‌ريزند تا به سرعت سرد شوند[ . حاصل، ورقه‌هاي شيشه‌اي مانند است كه به دستگاه خردكن مي‌روند و به صورت قطعات كوچكي در مي‌آيند. اين قطعات ، كلينكر سيمان برقي مي‌باشند. كلينكر سيمان برقي را به آسياب مي‌برند و بدون افزودن هيچگونه ماده‌اي آن را آسياب مي‌كنند. نتيجه فرايند ، سيمان پرآلومين است كه داراي رنگي تيره‌‌تر از سيمان پرتلند معمولي (تقريباً سياه) مي‌باشد. همانطور كه گفته شد، هدف از تهيه اين سيمان، مقاومت در برابر حمله سولفاتها بود كه به خوبي انجام پذيرفت. بعداً ديده شد كه مقاومت اين سيمان در مقايسه با سيمان پرتلند معمولي بسيار سريعتر افزايش مي‌يابد؛ به گونه‌اي كه در يك روز، مقاومت 28 روزه سيمان پرتلند عادي را بدست مي‌دهد (شكل 2ـ25). با توجه به اينكه اين كشف، پس از جنگ جهاني دوم و آغاز دوران بازسازي در اروپا صورت پذيرفت، سيمان پرآلومين با اقبال فراوان و مصرف گسترده‌اي مواجه شد. لكن برخي‌ سازه‌هايي كه در آن اين نوع سيمان به كار رفته بود، خراب مي‌شد. مدتها علت اين امر پوشيده بود تا نهايتاً در دهه 1960 پديده تبديلكشف گرديد. دانشمندان نشان دادند كه اين سيمان در دماي بين 20 تا 30 درجه مخصوصاً در محيطهاي مرطوب دچار تغييرات شيميايي شده ، چسبندگي خود را از دست مي‌دهد كه اين امر باعث تخريب سازه‌هاي اين نوع سيمان است. كشف پديده تبديل ، مصرف سيمان پرآلومين در كارهاي ساختماني را ممنوع كرد . امروزه كاربرد اين سيمان در دماهاي بسيار بالا يا پايين است؛ مثلاً در مناطق قطبي يا استوا. لكن مهمترين كاربرد آن ، استفاده به عنوان سيمان نسوز است. اين سيمان تا دماي حدود 1600 درجه را به خوبي تحمل مي‌كند و لذا مي‌توان از آن در چسباندن آجرهاي نسوز درون كوره سيمان بهره جست

- سیمانهای ساختمانی

2- سیمانهای نسوز

3- سیمانهای ضد آب

که کل این سیمانها در 16 نوع به شرح زیر و با استفاده های خاص تولید می شود.

ردیف	نوع سیمان تولیدی	type	مورد مصرف
1	پرتلند نوع 1 (معمولی)	P.C TYPE 1	در مواردی به کار می رود که هیچ گونه خواص ویژه مانند سایر انواع سیمان مورد نظر نیست.
2	پرتلند نوع 2	P.C TYPE 2	استفاده برای زمانی که مقاومت در مقابل سولفات ها مورد نیاز است
3	پرتلند نوع 3	P.C TYPE 3	برای استفاده در مواقعی که مقاومت های بالا در کوتاه مدت مورد نظر است
4	پرتلند نوع 4	P.C TYPE 4	برای استفاده عمومی و نیز استفاده ویژه در مواردی که گرمای هیدراتاسیون متوسط مورد نظر است
4	پرتلند نوع 5	P.C TYPE 5	در مواقعی که مقاومت زیاد در مقابل سولفات ها مورد نظر باشد استفاده می شود
5	سیمان سفید	White Cement	برای استفاده در سطح ساختمان ها و مواقعی که استفاده از سیمان های بدون رنگ با مقاومت های بالا مورد نیاز باشد. از این سیمان در تولید انواع سیمان های رنگی،ساخت موزاییک و مقره های انتقال برق استفاده می شود
6	سیمان سرباره ای ضد سولفات	SR. slag Cement	در مواقعی که مقاومت متوسط در مقابل سولفات ها و یا حرارت هیدراتا سیون متوسط مورد نظر است، استفاده می گردد
7	سیمان پرتلند - پوزولانی	P.P.Cement	در ساختمان های بتنی معمولی و بیشتر در مواردی که مقاومت متوسط در مقابل سولفات ها و حرارت هیدراتاسیون متوسط مورد نظر باشد استفاده می شود
8	سیمان پرتلند - آهکی	P.K.Z.Cement	این نوع سیمان در تهیه ملات و بتن در کلیه مواردی که سیمان پرتلند نوع 1 به کار می رود قابل استفاده است. دوام بتن را در برابر یخ زدن، آب شدن و املاح یخ زا و عوامل شیمیایی بهبود می دهد.
9	سیمان بنایی	Masonry Cement	برای استفاده در مواقعی که ملات بنایی با مقاومت های کمتر از سیمان پرتلند نوع 1 مورد نیاز است
10	سیمان نسوز 450	Rf Cement 450	حاوی بیش از 40% Al2O3 با اتصال هیدروکسیلی و فازهای کلسیم آلومینات، برای مصرف به عنوان ماده نسوز در صنایع حرارتی استفاده می شود
11	سیمان نسوز 500	Rf Cement 500	حاوی بیش از 70% Al2O3 با اتصال هیدروکسیلی و فازهای CA2,CA برای مصرف به عنوان ماده نسوز با درصد خلوص بالا در صنایع حرارتی و آتمسفرهای CO.H2 به کار می رود
12	سیمان نسوز 550	Rf Cement 550	حاوی بیش از 80% Al2O3 با اتصال هیدروکسیلی و آلومینات کلسیم به عنوان ترکیب اصلی، دارای نسوزندگی و خواص ترمومکانیکی بالا و کاربردهای ویژه نسوز مانند آتمسفرهای احیاء هیدروژن
13	سیمان های چاه نفت		این سیمان ها برای درزگیری چاه های نفت به کار می روند. عمده این نوع سیمان ها دیرگیر بوده و در برابر دماها و فشارهای بالا مقاوم می باشند. این سیمان ممکن است در حفره چاه های آب و فاضلاب نیز به مصرف برسد
14	سیمان های پرتلند ضد آب		این سیمان به رنگ سفید، خاکستری تولید می شود. این نوع سیمان، انتقال مویینه آب را تحت فشار ناچیز یا بدون فشار، کاهش می دهد ولی جلوی انتقال بخار آب را نمی گیرد
15	سیمان های با گیرش تنظیم شده		سیمان با گیرش تنظیم شده به گونه ای کنترل و ساخته می شود که می تواند بتنی با زمان های گیرش از چند دقیقه تا یک ساعت تولید کند
16	سیمان های رنگی		این سیمان ها بیشتر جنبه تزیینی و آرایشی دارند و در نماسازی سیمانی و تولید بتن نمادار به مصرف می رسند
	منبع		ماهنامه علمی - تخصصی سیمان

جدول کد آیسیک انواع سیمان به شرح زیر می باشد:

شرح	واحد سنجش	کد آیسیک
انواع سیمان	تن	26941110
سیمان پوزولان	تن	26941111
سیمان خاکستری معمولی	تن	26941112
سیمان سفید ورنگی	تن	26941113
سیمان ضدسولفات	تن	26941114
کلینکر	تن	26941115
سیمان حفاری مخصوص چاههای نفت	تن	26941116
سیمان زئوپلیمری	تن	26941118
سیمان گوگردی	تن	26941119
کلینکر سیمان از پسمانده های بیمارستانی	تن	26941120
بسته بندی سیمان	تن	26941150
ورق سیمانی ازالیاف مصنوعی نسوز	تن	26951533
ورق سیمانی ازالیاف سلولزی	تن	26951534
سیمان انبساطی	تن	24291759
سیمان وبتون نسوز	تن	26921120
سیمان نسوز	تن	26921121

.

ادامه مطلب

زاک با برش متفاوت

NORMAL Casting: Cavity is located under the casting scar.

Oriented Casting: Cavity is located at the rear bottom side (soldier blocks application).
End Casting: Location of the cavity is shifted to the bottom of the block and a major portion of the cavity is sawn off to have a reduced cavity in the bottom of the block.
Void Free: The zone where the cavity is located is sawed off.



ادامه مطلب

17- Aluminium furnace Precast bath with blocks Milblock 18- Cupola-syphon lined with Licoton 84/2 and runner with Licofest PL ZMX 19- Carbon baking furnace Erection of sidewalls with preformed blocks Milblock 20- Channel induction furnace lined with ramming mix Licoton 901 SP 21- Holding aluminium furnace Installation in progress 22- Press-pour (5 tons) lined with Baxovibro TX60

ادامه مطلب

28- Precalciner: roof gunned with Licofest PC 14 HT TR 29- Lime shaft furnace 30- Cement rotary kiln: Licofest KOR 94 packed in export pallets, before installation 31- Precalciner: jobs in progress 32- Calciner lined with Baxovibro VT 35 SIC

ادامه مطلب

		38- Expendables for feeder 39- Glass industry: forehearth and working end 40- Glass industry: superstructure (K36"x22') 41- Glass industry: channel blocks (K36"x22')

ادامه مطلب