مقاله دیرگدازهای صنعت شیشه انتظارات - دورنما

به قلم مهندس معین افشاری

برای دانلود مطلب لطفا اینجا کلیک نمایید .

برچسب‌ها: مهندس معین افشاری

مقاله فرآیندذوب تشکیل فوم و حباب در شیشه یه همت مهندس مجیداحمذی فر

برای ذانلود مطلب لطفا اینجا کلیک نماییذ.

 

مقاله Redox و واکنش های سولفور در مذاب شیشه

مترجم آقای مهندس مجید احمدی فرد.

برای دریافت فایل لطفا    اینجاکلیک نمایید.

برچسب‌ها: Redox و واکنش های سولفور در مذاب شیشه, Redox, سولفور, مذاب شیشه

برای ذانلود مطلب لطفا اینجا کلیک نمایید.

 

به همت آقای مهندس مجید احمدی فرد.

برچسب‌ها: مقاله, هوا زدگی در شیشه, شیشه فلوت, سودالایم

 

براي دانلود فايل لطفا اينجاكليك نماييد.

 

برچسب‌ها: Mathematical Simulation in Glass Technology

 

 

براي دانلود فايل لطفا اينجا كليك نماييد .( فايل شماره 1 )

براي دانلود فايل لطفا اينجا كليك نماييد.( فايل شماره 2 )

براي دانلود فايل لطفا اينجا كليك نماييد.( فايل شماره3)

براي دانلود فايل لطفا اينجا كليك نماييد.( فايل شماره4)

براي دانلود فايل لطفا اينجا كليك نماييد.( فايل شماره5)

براي دانلود فايل لطفا اينجا كليك نماييد.( فايل شماره6)

برچسب‌ها: مجلات الكترونيكي, كاربردي, صنعت شيشه

برچسب‌ها: كتاب Glass Defects

مولف/مترجم: حمزه جمشیدی کهساری
موضوع: مدیریت منابع انسانی
سال انتشار(میلادی): 2009
وضعیت: تمام متن
منبع: ماهنامه تدبیر-سال نوزدهم-شماره 201
تهیه و تنظیم: پایگاه مقالات علمی مدیریت  www.SYSTEM.parsiblog.com
چکیده: چند دهة پیش رابی کاپلان در مقاله‏ای عنوان کرده بود که انسان‏ها اسیر و گرفتار سه چیز هستند. نخست، گرفتار خودشان بوده و اسیر هواهای نفسانی و صفات زشت و پلید انسانی‏اند.در مرتبه دوم، اسیر اموال و دارایی‏های خویشند و برای به دست آوردن آن به هر وسیله‏ای خواه درست، خواه نادرست متوسل می‏شوند و در نهایت گرفتار بند تعصبات‌اند. کاپلان، این مقاله را در دهة 1940 میلادی، یعنی درست زمانی که بسیاری از یهودیان برای به دست آوردن موقعیت و مقام اجتماعی و سیاسی، دین و مذهب خود را انکار می‏کردند نوشت؟ اما اگر کاپلان در جامعه امروزی زندگی می‏کرد، شاید بعد چهارمی نیز به این بندها اضافه می‏کرد و آن اسیر کار بودن است. انسان‏های امروزی گرفتار کار خود هستند. البته شاید بهتر باشد بگوئیم که انسانهای سده بیست و یکم بردة کار خود هستند. اعتیاد به کار، حالتی است که در آن فرد مبتلا، به گونه‌ای رفتار می¬‌کند که برای خانواده و زندگی اجتماعی او در محیط کار و خارج از آن، زیان آور است. این حالت به خستگی، نداشتن رابطه خوب با همکاران غیر معتاد، یا کم بودن زمان و انرژی برای زندگی خانوادگی، دوستان، سرگرمی ها و فعالیتهای دیگر منجر می شود.
واژه¬‌شناسی اعتیاد به کار
اصطلاح اعتیاد به کار (Workaholism) یا کارشیفتگی نخستین بار در سال 1971 توسط وین اوتس در کتابش، با عنوان: اعترافات یک معتاد به کار عنوان شد. البته این واژه در دهة 1990 میلادی کاربرد بسیار گسترده‏ای یافت.
در فرهنگ لغت هریتیج، معتاد به کار به شخصی گفته می شود که نیاز وسواس گونه و بی امانی نسبت به کار دارد.
اعتیاد به کار، اعتیادی است که برای شخص می تواند لذت¬بخش یا خسته¬‌کننده و مشکل ساز باشد. عده ای این حالت را یک بیماری می¬‌دانند که در دسته اختلال‌های وسواس گونه قرار می¬‌گیرد. مشکل این است که این افراد اعتقاد دارند که اگر کار نکنند، دنیا بر سرشان خراب خواهد شد. آنها لزوماً عاشق کار خود نیستند یا کوششی برای رسیدن به مدارج بالا از خود نشان نمی¬‌دهند. اگر شخصی تصور کند که خودش تنها کسی است که می‌¬تواند این کار بخصوص را انجام دهد، به احتمال زیاد یک معتاد به کار یا Workaholicبه شمار می¬‌آید. بسیاری از پژوهشگران و متخصصان هنجارهای انسانی بر این باورند که اعتیاد به کار یکی از سخت‌ترین انواع اعتیادهاست که به دلیل بد نبودن ظاهری آن، نه تنها از سوی دیگران مورد انتقاد قرار نمی‌گیرد، بلکه تشویق هم می‌شود. در شرایطی که بسیاری، اعتیاد به الکل یا مواد مخدر را به‌شدت تقبیح می‌کنند، اعتیاد به کار یا عادت به پرکاری، مانند یک بیماری نهفته و موذی می‌تواند زندگی شخصی یا خانوادگی فرد معتاد را از هم بپاشد.
مطالعه جدیدی که توسط محققان دانشگاه مریلند آمریکا انجام شده، نشان می‌دهد که کار زیاد، زندگی خانوادگی را تحلیل می‌برد. این تحقیق که نتایج آن در سال 2002 در مجله روان‌شناسی عملی(Psychology of Applied Journal) به چاپ رسیده نشان داد که ساعت کاری زیاد باعث تداخل کار و زندگی خانوادگی می‌شود که این مسئله، خود افسردگی و سایر مشکلات ناشی از استرس را به دنبال دارد.
کار زیاد، حتی در مواردی باعث مرگ افراد هم شده است. از مهمترین این موارد می‌توان به مرگ چن یی نی کارگردان 59 ساله چینی در اثر خونریزی گوارشی در سر صحنه فیلمبرداری فیلم آرایشگر و نیز مرگ وانگ جون یائو رییس گروه جون‌یائو اشاره کرد. وی نخستین شرکت هواپیمایی خصوصی را در چین دائر کرد ولی در سن 38 سالگی بر اثر سرطان دستگاه گوارش، جان خود را از دست داد.
ژاپن معمولا به شکل یک فرهنگ معتاد به کار تصویر می شود. بسیاری از آنها بر این باورند که ساعات زیاد کار کردن پشت میز، نشان دهنده وفاداری به سازمان است. بسیاری از کارمندان ژاپنی نسبت به ترک کردن زودهنگام کار بی‌میل بوده، بر این عقیده‌اند که: «رئیسم نمی‌خواهد زودتر به منزل برود. چون رئیس وی نمی‌خواهد زودتر به منزل برود، پس من هم نمی‌توانم زودتر به منزل بروم، چون رئیسم نمی‌خواهد زودتر به منزل برود‍». سالیانه عده ای از ژاپنی‌ها به دلیل کار بیش از اندازه، زندگی را ترک می‌گویند و حتی برای مرگ در اثر کار زیاد، واژه‌ای به نام کاروشی (Karoshi) دارند در مواردی که بتوان ثابت کرد علت مرگ کار بیش از اندازه بوده است، خانواده این شخص می‌توانند به دلیل عدم مداخله کارفرما در رفتار خود تخریب گرانه کارمندش، از او تقاضای غرامت کنند (1994, Paul).
اوتس (1971) اعتیاد به کار را نوعی خو گرفتن به چیزی می¬داند. وی معتاد به کار را شخصی می داند که نیاز فراوانی به کار دارد که اختلال‌ها و تعارض‌های زیادی را در سلامت جسمانی، شادی و شعف شخصی، روابط بین فردی و روحیه اجتماعی بودن، به وجود می آورد. اسپنس و رابینز (1992) نخستین تعریف آکادمیک و عملی از واژه اعتیاد به کار را ارائه کردند. از دیدگاه آنها، اعتیاد به کار از یک سری از نگرشها و برداشت های افراد نشات گرفته است. آنها معتاد به کار را به شخصی قلمداد می کنند که درگیری در کار بالا، احساسات جبری بالا یا اشتیاق درونی فوق‌العاده‌ای نسبت به کار دارد و لذت کمی از کار خود می برد.
اسنیر و هارپاز (2004) اعتیاد به کار را به عنوان اختصاص افراطی زمان نسبت به فعالیت های فیزیکی و یا فکری که مرتبط به کار باشد، تعریف کرده است. مک میلان و دیگران (2001) نیز اعتیاد به کار را این گونه تعریف می کند که مقاومت فردی در رها کردن خود از کاری که همه وقت، نسبت به آن درگیر است.
(6002,et.al,Evan)
دیدگاه روان‌شناسانه به اعتیاد به کار
نظریه‌های روان شناختی و جامعه شناختی، دلایل زیادی برای ابتلا به انواع اعتیاد ذکر می‌کنند، اما ما در اینجا بیشتر قصد داریم از جنبه‌های درونی¬تر و تا حدودی متعالی‌تر، این دلایل و عوامل را بررسی کنیم، هر چند می¬‌دانیم که آن دلایل نیز نتیجه بررسی¬ها و پژوهش¬های علمی و تجربی می¬‌باشند و کاربردهای ویژه خود را دارند.
اعتیاد به کار، نوعی نیاز تسکین ناپذیر به مشغول بودن است که در آن علائم زیر قابل ملاحظه اند :
انکار: مثل همه معتادان این افراد ساعات گرفتاری خود را کمتر از آن چه هست بیان می کنند و تمامی ساعاتی را که در   منزل و روزهای تعطیل به مسائل مربوط به کار مشغولند، نادیده می گیرند. در عین حال این افراد به نیاز همسر و فرزندان خود بی‌توجه بوده و اعتراض آنان را  نشانه بهانه گیری و پر توقعی می دانند.
افسردگی: به طور کلی این افراد احساس سر زنده و شادابی ندارند و گاه علائم افسردگی نیز در آنان بروز می کند.
تحریف واقعیت :  در موارد بسیار، این بیماران واقعا به آن چه می کنند نا آگاه بوده، و واکنش های غیر معقول را که از خود نشان می دهند، موجه و معقول می‌پندارند.
کاهش اعتماد به نفس:  باوجود توفیق‌های اقتصادی چشمگیر، این افراد ظاهراً   قدرتمند  و متکی به نفس، در درون متزلزل و ناپایدارند.
نیاز به کنترل:  این علامت یکی دیگر از واکنش های دفاعی این افراد است به گونه‌ای که می خواهند نبودن خود را با بهانه گیری های هنگام حضور جبران کنند. اینان به عنوان واکنش جبرانی بیش از اندازه نسبت به آنچه در غیاب آن ها در خانه و خانواده می گذرد، حساس بوده، متاسفانه با فرم بدبینانه ای مسائل را تحلیل می کنند. این جمله را بارها از همسران چنین افرادی می شنویم که می¬گویند:
«هیچوقت که خونه نیست... ، وقتی هم که هست از نبودنش بدتره...  »
کارکردن در این بیماران به سهولت تبدیل به هست?  اساسی زندگی شده، به راحتی جای نیازهای احساسی، اجتماعی و حتی تفریحات این افراد را می گیرد.
در مراحل پیشرفته، غرق در جنون سیری ناپذیر کار... کار... کار این بیماران دست از مراقبت از خویش بر می¬‌دارند. این مرحله از مراحل خطرناک است، زیرا بیماران نسبت به سلامت خود بی توجه شده، نیازهای روحی و جسمانی خود را نادیده گرفته، در معرض خطر ابتلاء به بیماری¬های گوناگون قرار می¬گیرند.
برخی نظریه پردازان در زمینه اعتیاد، بر این باورند که اعتیاد و اشتیاق فراوان به کار، ناشی از شیفتگی فرد نسبت به کار است. اینان این افراد را خودشیفته می‌نامند. خودشیفتگی (Narcissism) ریشه در واژه یونانی نارسسیوس دارد. نارسسیوس پسری زیبا ولی متکبر و خودبین بود که روزی هنگامی که تصویر خود را در آب دید شیفته خود شد و جان سپرد. خودشیفتگی به دوست داشتن افراطی خود یا خودبینی و تکبر و خود ستایی، نداشتن همدلی با دیگران، و خود محوری دلالت دارد. (2007 ,Wonneberg)
در تحقیقی بعد انکار، توجیه کردن، خود بزرگ بینی، خودپرستی اسنادی، استحقاق و حقانیت و اضطراب و نگرانی به عنوان ابعاد شخصیت خود شیفته این‌گونه در نظر گرفته شده است(Westen, 1990).
1. انکار: شخصیت خود شیفته اغلب تفاوت بین خود ایده آل و خود واقعی را انکار می کند. انکار موجب فرار پذیرش مسئولیت اشتباهاتش می شود.
2. توجیه: پیدا کردن دلیل برای رفتارهای غیرقابل قبول به منظور ارائه آنها به شکل قابل قبول است تا کارها، سیاستها و تصمیماتشان منطقی و معقول جلوه کند.
3. خود بزرگ بینی: خودشیفته نسبت به توانائیهای خود اغراق می کند و دانائیها، دستاوردها و مهارتهای خود را بیش از حد تخمین می زند.
4. خودپرستی اسنادی: پیامدهای مطلوب، موفقیتها و نتایج مثبت را به عوامل درونی خود نسبت داده، پیامدهای نامطلوب، شکستها و نتایج منفی را به عوامل بیرونی نسبت می دهد.
5. استحقاق: استثمار دیگران را حق خود دانسته و با دیگران همدلی ندارد.
6. اضطراب: از احساس افسردگی و بی‌ارزش بودن رنج می برد و نیاز شدیدی به ثبات و اطمینان دارد.
یکی از صحنه های بروز خودشیفتگی، سازمانها هستند. افراد خودشیفته می توانند مهارتها و قابلیتهای خود را هنگام کار نمایان کنند. افراد خودشیفته سعی دارند در زمان کار، تواناییهای خود را به رخ کشیده و تصمیم‌های موفق خود را جلوه دهند؛ از اینرو زمان زیادی را صرف کار خود می کنند.
الگوهای رفتاری اعتیاد به کار
عموماً اینطور فرض می‌شود که ساختار دهی به اعتیاد به کار پیچیده و چند بعدی است. سنخ شناسی مختلفی در این مورد وجود دارد. هر چند تعداد ناچیزی از آنها بطور تجربی مورد آزمون قرار گرفته و از روایی بالایی برخوردار است.
اسکات و همکارانش(1997) سه الگوی اعتیاد به کار را شناسایی کردند که عبارتند از:
1. کشش افراطی (وسواسی‌)؛ 2. کمال‌گرایی؛ 3. توفیق طلبی (موفقیت‌طلبی‌).
در نظر آنها، معتادان به کار وسواس، اضطراب و استرس زیادی دارند ولی کارشان موجب مشکلات جسمی و روانی می شود و رضایت پایینی از زندگی داشته، عملکرد شغلی پایین دارند. معتادان به کار کمال گرا، استرس و مشکلات جسمی و روانی بالایی دارند و روابط میان فردی خصمانه ای پیدا می کنند و غیبت و ترک خدمت داوطلبانه زیادی دارند. همچنین موجب رضایت شغلی و عملکرد شغلی پایین می شوند. در نهایت معتادان به کار توفیق طلب، رضایت از زندگی، رضایت شغلی، سلامت جسمی و روانی، عملکرد شغلی و رفتارهای شهروندی سازمانی بالایی دارند ولی استرس و ترک خدمت داوطلبانه پایینی دارند.
یکی از شناخته شده‌ترین ابزارهای اندازه‌گیری اعتیاد به کار که به طور گسترده به کار گرفته می¬‌شود، ثلاثی اعتیاد به کار اسپنس و رابینز (1992) است که کار بر اساس میزان و درجه به سه مولفه زیر مشخص می¬‌شود:
1) عجین شدن با کار؛
2) تمایل درونی در کار؛
3) لذت از کار.
در افراد معتاد به کار، درجه عجین شدن با کار بالاست، تمایل و کشش بسیار زیادی به کار دارند ولی از کار لذت زیادی نمی برند. در مقابل، مشتاقان به کار با کار عجین می‌شوند ولی از کارشان لذت می‌برند و کشش افراطی به کار ندارند.
اسپنس و رابینز (1992) شش نوع فرعی معتادان به کار را تعیین کرده است: خوگرفته به کار، معتاد به کار علاقه مند، مشتاقان به کار، کارگران سرخورده، کارگران آرام، کارگران بی¬‌اهمیت به کار. در سال 2004 دو محقق بنامهای بولنز و پول منز، سنخ شناسی اسپنس و رابینز را غنی‌‌تر کرده که علاوه بر شش نوع فرعی، بی‌میلی به کار بیشتر نیز به عنوان یک نوع فرعی دیگر و متخصصان بیگانه از خود را نیز می توان به عنوان یک نوع فرعی دیگر مورد لحاظ قرار داد.
اسکات و دیگران (1997) با دیدگاهی انتقادی نسبت به سنخ شناسی اسپنس و رابینز، اعتیاد به کار را به عنوان پدیده‌ای رفتاری می¬پندارند. در وهله اول آنها استدلال می کنند که برای طبقه بندی معتاد به کار باید توجه داشت که یک شخص باید:
_ زمان قابل توجهی را برای فعالیت های کاری صرف کند.
_ به کار فکر می کند، حتی زمانی که کار نمی کند.
_ کار فراتر از احتیاج‌های اقتصادی و سازمانی است. (2006,et.al,Evan)
پرکار بودن در برابر اعتیاد به کار
اصطلاح اعتیادبه کار، در بسیاری از موارد به اشتباه در مورد افراد پر انرژی نیز به کار برده می شود که علاوه بر داشتن رابطه خوب با همکاران، لذت بردن از فعالیتهای فاقد سود مالی، استراحت کافی و حضور مناسب در خانواده و جامعه، زمان زیادی را هم برای کار در نظر می گیرند. این افراد، اشخاصی طبیعی هستند که تنها تفاوتشان با دیگران ، برنامه ریزی درست درامور زندگی شخصی و شغلی است.
به باور اسکات و دیگران (1997)، افراد با ساعتهای طولانی کار، لزوماً معتادان به کار نیستند. به عبارتی، ساعتهای طولانی کار، رفتاری است که دلایل نگرشی بسیاری را می توان برای آن متصور شد که تنها یک یا تعداد اندکی از این دلائل را می‌توان با اعتیاد به کار مرتبط دانست. افراد با درگیری و اشتیاق بالا نسبت به کار، مستعد کار کردن در ساعتهای طولانی بوده، به تبع آن، آماده ابتلا به اعتیاد به کاراند.
به عبارت دیگر: اعتیاد به کار را می‌توان در کنار موارد دیگر استفاده افراطی از چیزی، عنوان کرد. اما برای تشخیص پرکار بودن ناشی از برنامه ریزی درست و داشتن انرژی کافی و اعتیاد به کار، می‌توان به موارد اختلاف این دو، توجه کرد.
1 . افراد کوشا، کار را به عنوان مورد واجب انجام می دهند و در زمان هایی آنرا یک وظیفه ارضا کننده می دانند. معتادان به کار، کار خود را به عنوان جایی امن و فارغ از امور پیش بینی نشده زندگی در نظر می آورند که می توانند با کمک آن از احساسات و تعهدهای ناخواسته، دور شوند.
2 . افراد کوشا می دانند چگونه و در چه زمانی محدوده ای برای کار خود قائل شوند تا بتوانند به گونه‌ای کامل در کنار خانواده و دوستان حاضر باشند و در برنامه های آنها شرکت کنند. معتادان به کار، اجازه می دهند کارشان در فهرست امور زندگی، بیشترین درجه اهمیت را پیدا کند.آنها غالبا به خانواده، دوستان و فرزندان خود تعهداتی می‌دهند که بعد به خاطر ضرورتهای کار این قول و قرار را می شکنند
3 . افراد کوشا می توانند اشتیاق خود به کار را از بین ببرند، اما معتادان به کار نمی‌توانند کار نکنند. آنها حتی اگر در حال بازی گلف هم باشند یا به دیدن نمایش مدرسه فرزند خود رفته باشند، باز هم فکرشان مشغول کار است. ذهن این افراد مدام به سمت مسائل و مشکلات کاری پر می کشد.
نتیجه¬‌گیری و پیشنهادهایی برای کاستن اعتیاد به کار
در بخش پایانی مقاله دیدگاه های محققان برای از بین بردن اعتیاد به کار را بیان می کنیم.
هاس (1991) به نقش برجسته مدیران اشاره می کند. مدیران می توانندکارکنان معتاد به کار را به تغییر در رفتار تشویق کنند. برخی محققان از برنامه های کمک به خود برای معتادین به کار حمایت می‌کنند. این فعالیتها شامل شناسایی گزینه¬‌های جدید برای کار، ایجاد سرگرمی¬‌های جدید و لذت بردن از هر چیزی. کمک‌¬های حرفه¬ای، چه به صورت مشاوره انفرادی و چه گروهی، نیز می‌¬تواند کمک خوبی برای کاهش اعتیاد شود (Naughton, 1987).
روشهای گوناگونی برای کاستن این نوع از اعتیاد وجود دارند ( که در بسیاری از نشریه‌¬ها در سازمان¬های مختلف ارائه می‌شوند ) در زیر به مواردی از آنها اشاره می¬‌کنیم:
*کنترل کردن خود : وقتی همکار یا مرئوس پیشنهادی می کنند که به نظر شما مسخره می آید مقاومت نکنید و بگذارید آن کار انجام شود، اگرچه درست نباشد. بگذارید کس دیگر کار را انجام دهد. اگرچه فکر می کنید نظر کم اهمیتی است گاه عقیده دیگری را جایگزین عقیده خود کنید. قدرت را به کس دیگری دهید تا پروژه را بررسی کند. پیشنهاد ندهید، توصیه نکنید و کار را دقیق کنترل نکنید.
*پیدا کردن سرگرمی‌های جدید : سعی کنید بازی و ورزش کنید.
*پذیرفتن شکست : برای افراد معتاد به کار، شکست بسیار دردناک است. سعی کنید در مسیر درست، کارها را به دوستان و همکاران واگذار کنید.
*همکاری با خانواده و دوستان در برنامه های سرگرمی : زمانی را در هفته با همسر و یا بچه ها و دوستان بگذرانید. ساعت کار را کوتاه تر کنید.
?. تمجید از دیگران : این کار را چند بار در روز انجام دهید، زیرا افراد معتاد به کار به خود بیشتر توجه می کنند. باید تمرین کنید با تمجید و تحسین دیگران، به آنها توجه کنید.
*شناسایی بهانه هایی که اعتیاد به کار را تایید می کنند: مثل، من برای خانواده ام سخت کار می کنم. یا شرکت نیاز دارد که من ?? ساعت در روزکار کنم. حقیقت این است که شرکت بدون کار شما نیز به کارش ادامه می دهد ولی شما برای کار، سرانجام خانواده تان را از دست می دهید.
* «نه» گفتن : یاد بگیرید که « نه » بگویید‌.
همه این مسائل تا زمانی که ارزش واقعی شما در آنچه انجام می دهید پوشیده باشد، تحقق نمی یابد. ولی اگر به طور معمولی کار کنید منشأ ارزش شما، خانواده و علایق وسیع شما، آشکار می شود.
منابع
.1Burke, R.J. (1999b), “Workaholism and extra-work satisfactions”, International Journal of Organizational Analysis, Vol. 7 No.4, pp.352-64.
2.Burke, R.J. (2000), “Workaholism in organizations: concepts, results and future research directions”, International Journal of Management Reviews, Vol. 2 No.1, pp.1-16.
3. Evan J. Douglas, Robyn J. Morris (2006), “Workaholic, or just hard worker?”, Journal: Career Development International, Volume: 11, Number: 5,Year: 2006, pp: 394-417.
4. Haas, R (1991), “Strategies to cope with a cultural phenomenon – workaholism”, Supervisory Management, Vol. 36 pp.4.
5. McMillan, L.H.W., Brady, E.C., O’Driscoll, M.P., Marsh, N.V. (2002), “A multifaceted study of Spence and Robbins’ (1992) workaholism battery”, Journal of Occupational and Organizational Psychology, Vol. 75 No.3, pp.357-68.
6. Naughton, T.J. (1987), "A conceptual view of workaholism and implications for career counselling and research", Career Development Quarterly, Vol. 35 pp.180-7.
7. Oates, W. (1971), "Confessions of a Workaholic: The Facts About Work Addiction", World, New York, NY, .
8. Paul A. Herbig and Frederick A. Palumbo(1994), "Karoshi: Salaryman Sudden Death Syndrome", Journal of Managerial Psychology, Vol. 9 No. 7, pp. 11-16
9. Westen, D.(1990)."The relations among narcissism ,egocentrism, self-concept, and self –esteem :Experimental, clinical, and theoretical considerations", Psychoanalysis and Contemporary Thought, 13:183-239.
10. Wonnerberg,D.(2007), "The nature of Narcissism within Organizational Leadership", A Dissertation presented in Partial fulfillment of the requirement for the degree Doctor of Philosophy.

برچسب‌ها: کارشیفتگی؛بیماری جدید منابع انسانی

براي دريافت مقاله لطفا اينجا كليك نماييد.

برچسب‌ها: سنتز شيشه و شيشه, سراميك ها

برچسب‌ها: کتاب مواد دیرکداز

تهیه و تنظیم: دکتر مریم کارگر راضی
دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال
چکیده:
بنابر آخرین آمار بیش از 40 درصد انرژی تولید شده در متوسط ساختمان ها، هدر می رود. ساخت ساختمان ها و بناهای جدید به لحاظ تمام جنبه های صرفه جویی انرژی ضرورت اساسی دارد وآن را مقابل گرم شدن جهانی و سایر هدر رفت های انرژی قرار می دهد. طبق بررسی و مطالعات انجام شده می توان از تولید سالیانه 102 تا 182 میلیون تن دی‌اکسیدکربن در اروپا پیشگیری نمود و این رقم را تا سال 2020 به 25 درصد مقدار فعلی رساند.
در این مقاله پژوهشی، مروری بر دستورالعمل های محوری تولیدکنندگان موفق و پیشرو شیشه تخت و ساختمانی در اروپا خواهیم داشت و ضمن آشنایی با انواع کوتینگ های صنعتی- تجاری اعمال شده بر شیشه تخت، ویژ گی های فنی وکمی وکیفی آنها مقایسه می‌شود. اهمیت بازدهی و عملکرد هر نوع پوشش بر شیشه در شرایط جوی، آب و هوایی و سایر پارامترها در میزان صرفه جویی در انرژی با نمونه های ساختمان های مدرن شناخته شده، صرفه جویی بحث می‌گردد.
واژگان کلیدی:
پوشش نوری،پوشش ضد بازتاب، پوشش آب گریز و آب دوست، صرفه‌جویی در انرژی ساختمان، شیشه ساختمانی
مقدمه:
امروزه شیشه از جمله اجزاء سازنده ساختمان محسوب می شود که علاوه بر زیبایی عملکرد صحیح آن در برابر تغییرات جوی، رطوبتی، دمایی و شوک های مکانیکی و حرارتی نیز از پارامترهای قابل توجه می باشد، به طوری که در مورد هر یک از این فاکتورها به عنوان قابلیت، استانداردهای ویژه ای بر حسب شرایط اقلیمی، نوع ساختمان، ارتفاع یافته اند و حتی شرایط نصب و نوع چهار چوب نیز بر عملکرد آن مؤثر است. شیشه، شکل ساختمان های مدرن وامروزی را زیباتر نموده است. علاوه بر آن نور شبانه‌روزی را در برخی موارد تأمین می کند و در برابر تغییرات سالیانه آب و هوا مقاوم است. برای مثال، شیشه های مناطق بیابانی گرما را به کندی عبور می‌دهند وگرمای خورشید را به سرعت گذر می دهند.
بنابر آخرین آمار بیش از 40 درصد انرژی تولید شده در ساختمان‌ها به مصرف می رسد. ساخت ساختمان ها و بناهای جدید با لحاظ صرفه‌جویی انرژی ضرورت اصلی می باشد، موردی که مقابل Global warmingو وابستگی های انرژی قرار دارد.مطالعات مستقل بسیاری نشان می دهد که حدود 102 تا 182 میلیون تن CO2 در سال می‌تواند با استفاده صحیح ومطابق استاندارد از شیشه در ساختمان ها ذخیره شود و این تحلیل حاکی از آن است که تقریباً به 25 % از کل ذخیره CO2 اروپا تا سال 2020 می‌رسد. دو دستورالعمل مهم که توسط تولیدکنندگان شیشه در اروپا لحاظ می شود عبارتند از:
- تولید محصولات جدید با بازدهی بالا: ایجاد لایه ای سه تایی یا شیشه های کنترل کننده نور خورشید برای صرفه جویی در انرژی.
- ارتباط بهتر با مصرف کننده: برای اطمینان از اینکه این محصولات بیشترین مزیت را دارند، برچسب انرژی روی شیشه پنجره نصب می شود که مطابق شرایط آب و هوایی تغییر می کند.
شیشه های کم مصرف انرژی شامل لایه هایی هستند که به عنوان عایق دمایی عمل می کنند که حالت نامریی و شفاف دارند و با میکروسکوپ قابل تشخیص می باشند. این پوشش ها مانع ورود حرارت از محیط به داخل ساختمان و یا بالعکس می شوند، همچنین مانع از انتقال گرمای داخلی ساختمان به خارج و یا سرمای داخل اتاق به محیط می شوند؛ بنابراین هدررفت حرارتی از طریق این شیشه ها به حداقل می رسد.
پیشرفت تکنولوژی های جدید تولید ومواد اولیه، بهینه شده است. در گذشته کارایی شیشه های مختلف ساختمانی را در عملیات اولیه تولید که شامل افزودن برخی واکنشگرها و اکسیدهای فلزی به بچ مواد اولیه یا در مناطقی ازکوره ذوب می دانسته اند. برای مثال درتولید انواع شیشه رنگی یا فتوکرومیک، از اکسید فلزات واسطه در حد افزودنی که در آن استفاده از شیشه رنگی علاوه بر جنبه تزئیناتی جذب بازتاب‌های مشخص نوری مدنظر بوده است یا در شیشه های فتوکرومیک تغییر رنگ در برابر شدت و نوع تابش نیز از جنبه های دیگر محافظت در برابر انرژی بوده است.همچنین در فرآیندهای فیزیکی در پس عملیات آنیلینگ وتمپرینگ که مقاومت شیشه را در برابر شوکهای حرارتی تغییر می دهند یا در پروسه نشکن سازی که در آن با اعمال روش های مکانیکی لایه های متعدد و لمینیت کاری انجام می‌شود که مقاومت مکانیکی افزایش می یابد یا روش های فیزیکوشیمیایی مانند اچ کردن وتراش که شیشه های مشجر ومات تولید می شود و به نحوی در پراکنش بازتاب های نوری مؤثر است.همانطور که گفته شد اصول این فرآیندها از ابتدا تولید شیشه ساختمانی یکسان بوده و تا به امروز در مسیر پیشرفت فناوری های مختلف، به روز شده و ارتقاء یافته است.از جمله پارامترهای محوری، موضوع انرژی است. محافظت های نوری، تبادلات گرمایی و سایر منظورها به نوعی بحث استفاده بهینه از انرژی را همراه داشته است. پوشش دهی یا کوتینگ فرآیند فیزیکی- مکانیکی‌ای می باشد که طی آن مواد شیمیایی خاصی روی سطح به طور یکنواخت پوشش می دهند. لایه حاصل بدون هیچ واکنش شیمیایی و صرفاً براساس برهم کنش های فیزیکی، پیوندی را با سطح شیشه ایجاد می کند که طبق شرایط تعریف شده پایدار است. ضخامت لایه، میکرونی بوده و سایز ذرات نیز از 50 تا 800 میکرون متغیر است.
بحث و فرآیند تجربی:
لایه نشانی به روش های مختلفی انجام می شود که به ابعاد ونوع شیشه، نوع ماده کوتینگ وضخامت لایه مورد نظر بستگی دارد. بسیاری از پوشش‌ها نه تنها در بهبود انرژی شیشه مناسب هستند بلکه عیوب ناشی از طراحی را پوشش می دهند.برای مثال پوشش های ضد بازتاب (آنتی رفلکس) در رسیدن به حداقل u-value مؤثر هستند. همچنین پوشش های الکترورنگ (الکتروکرومیک)نیز به طور تلفیقی با پوشش‌های ضد بازتاب در شرایط نوری فصول متفاوت ، عملکرد شیشه‌ها را بهینه می کنند یا برای نمونه آنکه اثرات حاصل از تبرید (کندانس) رطوبت محیط بیرونی با پوشش های سطوح خارجی شیشه به حداقل می رسدیا قابل حذف است.شیشه های لمینت همچنین در ساختمان‌های مدرن ، ایمنی، مقاومت صوتی و زیبایی را به همراه دارد؛ همچنین بحث ذخیره انرژی و نشر گازهای گلخانه ای را به خوبی برآورده می کنند.
نتایج برخی آزمونها در مورد پوشش های بخش خارجی شیشه این مورد را اثبات کرده اند. نمونه ای از محاسبات موازنه انرژی برای شیشه‌های الکتروکرومیک بهترین پتانسیل عبوردهی نور را برای شیشه های سه‌پوششه، پوشش های ضد بازتاب نشان می دهد. ایجاد لایه های الکتروکرومیک تا حدبسیاری از مشکلات را جوابگو بوده است اما متأسفانه عبور نور را کاهش می دهد و این مورد با کاهش دما، مشخص تر می شود.
بازدهی انرژی اخیراً یکی از مهم ترین مباحث اقتصادی - سیاسی روز شده است. اتحادیه اروپا ، صدور و ارائه راهکارهای مستقیم مصرف انرژی را در ساختمان ها تا سال 2020 به 80درصد مقدار کنونی و تا سال 2050 تا 50درصد پیش بینی می کند. برای رسیدن به این هدف بهترین فن آوری در ساخت و سازها را باید رعایت نمود. بازدهی انرژی در ساختمان بیش تر در مورد شیشه مطرح است که برای داشتن بهترین u-value ، به حداقل مقدار W /m2k در شرایط آب و هوایی سرد نیاز است.
محصولات شیشه جام ، انواع مختلفی در بازار دارند اما اینکه چه نوعی ، در چه ساختمانی و چگونه به کار برود بحث راتخصصی می کند. چنین ساختمان هایی در ردیف استانداردpassive house قرار می گیرند وکشورهایی که از سیستم نرخ گذاری و رده بندی انرژی در ساختمان ها استفاده می کنند، کارآیی شیشه ها را به خصوص در پارامتر u-value و سولار مورد توجه قرار می دهند.
چگونگی رسیدن به مقادیر کاهش یافته u-value در طراحی شیشه های سه لایه و یا دو پوششه با مقدار پایین نشر (Low – emissivity) تعریف می شود و گاهاً اثرات ناخواسته ای مثل تبرید سطح خارجی شیشه ، کاهش دستیابی به انرژی گرمایی ناشی از فرآیند سولار در زمستان و عبور نور قرمز را کاهش می دهد.
در مورد پوشش های Low – emissivity(نشرکننده پایین) و سولار (خورشیدی ) می توان گفت که از متداول ترین نوع پوشش شیشه در شرایط آب و هوایی سرد می باشند . ارائه این کوتینگ به پیشرفت برجسته ای در تأیید انرژی در شیشه ها رسید. شیشه های دارای پوشش هایی از این نوع را در دودسته سخت و نرم دسته بندی کرده اند ، شیشه های کوتینگ سخت که یا اکسید قلع (SnO2) و شیشه های کوتینگ نرم که دارای نقره می‌باشند. ویژگی کلی این پوشش ها ، عبور بالای نور مرئی و افزایش انعکاس در محدوده ناحیه زیر قرمز(IR) است.
شاخص تغییرات در نمودار از عبور بالا با انعکاس بالا در محدوده باریکی از طول موج نور تابیده شده به سطح شیشه ، دیده می شود. بدین ترتیب این کوتینگ تقریباً تمامی تابش های خورشیدی را در مجاورت ناحیه نامرئی عبور داده و مانع از گرمایش زیاد شیشه می‌شود.
برای محدوده تابش های حرارتی، نشر نوعی در محدوده 51 /0>ε>20 /0 می باشد که با کوتینگ نازک نقره و دوپه یافته با اکسید قلع(II) به حداکثر می رسد. نشر پایین از تابش گرمایی بین قاب و چهارچوب پنجره‌ها ممانعت می کند و در پنجره مقدار u-value پایین را نشان می دهد، به عبارتی این حالت به هدایت گرمایی پایین و عایق گرمایی خوبی می رسد که معادل هم هستند.عایق حرارتی اضافی را می توان با پرکردن فضای شیشه دوجداره با یک گاز سنگین ایجاد کرد. گازهای معمول مورد استفاده ، آرگون، کریپتون و زنون هستند . البته نام تجاری شیشه ها با عملکرد آن ها چندان مطابقت ندارد و واژه شناسی آن ها کمی توجیه را مشکل می کند.
واژه Low – emissivity برای پوشش هایی است که در شرایط آب و هوایی سرد قرار دارند در حالی که مقدار پایین u-value، لازمه ادغام با g-value یعنی حد بالای گذردهی انرژی خورشیدی است.
واژه "کنترل خورشیدی " برای پنجره هایی به کار می رود که عامل اصلی آن به شرایط آب و هوایی بستگی دارد.بسیاری از پوشش های کنترل خورشیدی با کوتینگ های Low – emissivity (عبور پایین همراه می‌باشند که این باعث پیچیدگی عملکرد و نام تجاری شیشه می شود. معذالک چنین پوشش هایی در شیشه های دو یا سه لایه اعمال شده و پارامترهای زیر را دارند:
0/15 < g-value < 0/85
0/5 < u-value < 6/0
0/05 < light-trans < 0/90
البته متغیرهای فوق ، توأماً در هر ادغام پوششی ، حاصل نمی شوند. در طراحی های تلفیقی نمی توان هم light-transمناسب و هم g-value خوب را انتظار داشت. در محدودیت های فیزیکی ، گستره پایین تر u-value ضرورتاً به g-value پایینی می رسد و نور می‌تواند عبور کند.
البته این چندان مورد خوبی نبوده ، لیکن مهم می باشد. باید در نظر داشت که پوشش هایی با کم ترین مقدار عبور ، دارای کوتینگ‌های کنترل خورشیدی می شوند که این لایه ها با u پایین اهمیت می یابد. برای طراحان و معماران ، توجه به پارامترهای مزبور ، کارایی شیشه‌های ساختمانی را بهینه می سازد.
در این راستا برای هر نوع شیشه کدگذاریهایی انجام شده که استانداردهایی نیز برآنها مترتب است.
برای مثال شیشه SS نام تجاری شیشه هایی است که تابش خاصی از نور را عبور می دهند یا منظور از WWR همان window wall ratio است.
در سال 2003،شهرداری دبی ، کدگذاری استاندارد انرژی را روی شیشه های ساختمانی اجرایی کرده است.
برای مثال برای دستیابی به درصدمناسب WWR به مقدار 40 درصد، می‌توان پوشش دو لایه SS را با لایه عبور پایین ادغام کردکه پارامتر VLT برای آن 50 % باشد.در عین حال می توان به شفافیت مناسبی در طراحی نیز دست یافت.
برج سلطنتی ریاض دارای شیشه هایی با پوشش های چند لایه ای می باشد که دارای VLT و W /m2k 21% و90 /1=u-value است ، همچنین برج بانک قطر دارای TLV= 47% و 30 /1 = u-value می باشد.
عوامل مؤثر در مقدار بازدهی انرژی (EE) و انرژی خورشیدی (SE)، شامل عبور نور ، بازتاب نور ،عامل خورشیدی ، میزان نشر و u-value می‌باشند. منظور از عامل خورشید(SF)، گرمای نور خورشید می باشد که از شیشه گذر می کند و مقدار آن از 9-1 درصد به رنگ یا پوشش اعمال شده روی شیشه بستگی دارد.
این پوشش ها ، با پوشش قلع ، نقره یا جیوه اندود روی شیشه های آیینه‌ای خیلی متفاوت است ولی در برخی عملکردها تفاوتی نمی‌کنند.
در شیشه ساختمان های اداری و تجاری، بیش ترین مسئله هدررفت انرژی گرمایی و سرمایشی است، شیشه ها اغلب بزرگ هستند و باز نمی‌شوند و سیستم های کاربری مانند کامپیوترها، پرینترها ، لامپ های روشنایی و پروژکتورها و غیره، گرمازادی را در محیط داخل ایجاد می کنند. همچنین تردد افراد نیز گرمای محیط را افزایش می‌دهد.
اگر چه در بسیاری از اماکن از کولرهای تعدیل کننده هوای خنک و رطوبت استفاده می شود لیکن وجود پوشش مناسب، اجتناب ناپذیر است. لذا طراحان برج ها و ساختمان های بلند، برنشر پایین و کاهش انرژی خورشید از طریق این شیشه ها بیشتر متمرکز شده اند. این شیشه ها، گرمای خورشید را بدون کاهش گذر نور طبیعی، بازتاب داده ضمن آنکه، زیبایی سطح را حفظ می کنند. استفاده از شیشه های سولار در ساختمان‌های اداری و تجاری اروپا حدود 15 تا 85 میلیون تن CO2 را کاهش می‌دهد. همچنین برای مغازه ها، فروشگاه ها و منازل، استفاده از شیشه های عایق با نشر پایین، حدود 97 میلیون تن CO2 را تا سال 2020 کاهش می‌دهد.اکثر ساختمان های اروپایی از پنجره های نشر پایین با دو یا سه لایه استفاده می کنند.
همان طور که گفته شد توجه به مقادیر فاکتورهای نشر پایین، u-value و عبور ور در شیشه های چند لایه نقش مهمی در طراحی ساختمان دارد. ارائه و فروش بیش تر آن ها بر اساس شاخص های سرمایشی و گرمایشی است. اغلب با تمام ملاحظاتی که برای شیشه u-value انجام می شود، بار سطح خارجی پنجره ها، چندان جوابگو نیست، گرمای از دست رفته از شیشه‌ها برای موازنه تابش گرمای هدر رفته در شب کافی است. این موارد، دمای سطح شیشه را به دمای پایین تر از محیط و نقطه شبنم می رساند. لذا درخواست شیشه هایی با u-value پایین یا بسیار کم‌تر می شود و این مورد به ویژه در شمال اروپا به چشم می خورد.
معذالک توسعه اخیر در تکنولوژی این پوشش ها، مشکل فوق را به وجود آورده که خود به خود راه حل آن ارائه می شود. استفاده از پوشش آبدوست اثرات خارجی را تا حدی کم می کند زیرا ذرات کوچک روی سطح شیشه، دید را از پشت شیشه دشوار می کند و مجموعه این قطرات، پیوسته و تشکیل یک صفحه آب می دهند که عملاً، رویت سوی دیگر پنجره امکان پذیر نیست. کوتینگ هایی را که مانع از جذب آب شوند و اجازه ایجاد لایه‌ای یکسان از آب را ندهند خود تمیز شونده گویند. در آزمونی در سوئد، دو شیشه سه لایه با تعدادی eulav-u w /m2k 56% در دو ساختمان مجاور هم نصب شدند. یکی از آن ها با پوشش هیدروفیلیک در لایه خارجی و دیگری فاقد پوشش بود ،در فاصله زمانی ماه های سپتامبر تا دسامبر سطح خارجی این دو پنجره در روز و شب، بررسی شد. در بسیاری از تست ها پوشش آب دوست تقریباً مشکلات ناشی از عدم وضوح و دید را با تشکیل لایه ای یکنواخت حذف می کند.
پوشش های هیدروفیلی را می توان همراه با آنتی رفلکس به کار برد. در آزمونی شیشه های u-value با مقدار پایین سه لایه ای متراکم که شامل لایه نشر پایین، ضدبازتاب و آبدوست می باشند؛ مقدار گذردهی نور با پوشش آبدوست به ترتیب 7 /0و66 /0 است. میزان شفافیت دو شیشه مجاور مورد آزمون وابسته به عوامل محیطی مانند گرما و سرما و شدت نور تغییر می کنند ، حتی نتایج تست این دو پنجره در زمستان و تابستان متفاوت است. در زمستان با وجود برف، نور سفید داریم که بازتاب های نور را شدیدتر می کند و در تابستان علاوه بر نور سفید وجود سایه و شاخه و برگ درختان مقدار نور را جذب می کند. تکنولوژی کوتینگ راه حلی ارائه داده است. کاهش عبور نور با افزایش بازتاب در شش پوشش شیشه که در پنجره های سه لایه ای (تریپل) میسر می شود. در این نمونه پوشش خارجی را هیدروفیل می کنند و سه سطح باقی مانده اگر پوشش ضد بازتاب داده شود عبور نور در قسمت مرئی حدود 10-5 درصد افزایش خواهد یافت.
محصولات شیشه های پوشش یافته (نوری، حرارتی، آلودگی، ضدبازتابی و آبدوستی)، کوتینگ های چند لایه ای را در بازار ایجاد کرده اند. این پوشش ها تواماً در بخش مرئی طیف، بازدهی خوبی دارند. اما در نزدیکی محدوده زیر قرمز، بازتاب نور را افزایش می دهند.
ایجاد پوشش در دو سطح شیشه، میزان گذردهی نور را10% افزایش می‌دهد. با موازنه انرژی در شیشه پنجره می توان به شبیه سازی انرژی در شیشه رسید. بدیهی است که این بیلان به خواص نوری و حرارتی پنجره بستگی دارد و به شدت تابع ساختمان، شرایط آب و هوایی و جهت گیری ساختمان می باشد. آژانس بین المللی انرژی در برنامه سیستم سرمایش- گرمایش این موارد را در نظر می گیرد. شیشه ها، بیشترین انرژی گرمایی خورشید را به دست می آورند و از طریق هدایت حرارتی از دست می دهند. محاسبات انجام شده به ازای هر واحد (m2) سطح بیش تری را نشان می دهد که کنترل گرمایش و سرمایش برای ساختمان، اختلاف دما را در یک سطح نگه می دارد. لذا در پوشش های الکتروکرومیک با ذخیره سازی انرژی پتانسیل، می‌توان این کنترل را اعمال کرد. اهمیت آن ها در فصل سرما، بارزتر است. در فصول گرم ترجیحاً از شیشه های چندلایه ای با نشر پایین استفاده می کند.
خلاصه و نتیجه گیری:
در این مبحث، دستورالعمل های تجربی و عملیاتی طراحان ساختمانی اروپا در کشورهای اروپایی و عربی عنوان شد و عملکرد هر یک از انواع کوتینگ ها که به روش صنعتی- تجاری روی شیشه های تخت اعمال می‌شود، بررسی شد اینکه هر پوششی به تنهایی و در حالت ترکیبی چه اثری در موازنه انرژی دارد و این اثر در انواع شیشه تخت با چه بازدهی به دست می‌آید ،ضمن آن که تابع عوامل محیطی مانند جهت گیری ابعادی ساختمان، آب و هوا، شدت نور و اختلاف دمای محیط و داخل و نوع چهار چوب و قاب پنجره می باشد.
مراجع:
1- AM Nilsson and A Roos , Evaluation of optical and thermal properties of coatings for energy efficient windows, Thin Solid Films, 517, 3173- 3177 (2009).
2- A Werner, External Water condensation and angular solar absorptance- theoretical analysis and practical experience of modern windows, PhD Thesis. Faculty of Science and Technology 283, Acta Universitatis Uppsaliensis, (2007).
3- S. Selkowitz and E. Lee, Field testing of dynamic façade controls in highly glazed buildings for energy efficiency and comfort, proceedings Glass Processing Days, Tampere, Finland, 577- 561 (2005) http: / /www.gpd.fi
4- M.Kargarrazi, proceedings Glass Processing Days, Tampere, Finland, (2009) http: / /www.gpd.fi
بازدهی انرژی اخیراً یکی از مهم ترین مباحث اقتصادی - سیاسی روز شده است. اتحادیه اروپا ، صدور و ارائه راهکارهای مستقیم مصرف انرژی را در ساختمان ها تا سال 2020 تا 80درصد مقدار کنونی و تا سال 2050 تا 50درصد پیش بینی می کند. برای رسیدن به این هدف بهترین فن آوری در ساخت و سازها را باید رعایت نمود

برچسب‌ها: پوشش شیشه

برچسب‌ها: هيدروژن

 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

نانو تکنولوژی یکی از علوم بسیار با اهمیت و فعال در عصر حاضر است به گونه ای که در تمام زمینه ها از جمله صنعت مواد غذائی، داروئی ، پزشکی،الکترونیک، محیط  زیست،هوا فضا و ... دخالت داشته و باعث تحولات جالبی در ساخت مواد گردیده است به گونه ای که به کمک این تکنولوژی می توان بتن هوشمند،انعطاف  پذیر ،خود تمیز کن، خود تعمیر شونده و بتن نیمه شفاف ساخت.

در این مقاله سعی بر آن شده است تا به طور خلاصه و مفید فناوری نانو معرفی شده و سپس برخی از کاربردهای آن در صنعت سیمان  وحفظ  و کنترل محیط زیست مرور گردد.

---

فناوری نانو(نانو تکنولوژی) یا فناوری ساخت مولکولی:

واژه نانو یک کلمه یونانی است به معنای کوتوله. یک نانومتر (1nm) معادل با یک میلیاردم) متر می باشد که 4 برابر قطر یک اتم و 80000 بار کمتر از ضخامت موی انسان است . مهندسی و طراحی در مقیاس مولکولی اولین بار(سال 1954) توسط ریچارد فاینمن (R.Feynnman)مطرح شد که برنده جایزه نوبل فیزیک گردید. در واقع ایده آقای فاینمن این بود که می توان به کمک ماشینهای کوچک ماشینهای  کوچکتر ساخت سپس این کاهش اندازه را تا سطح خود اتمها ادامه داد.

فناوری نانو از دیدگاه موسسه ابداعات نانو تکنولوژی آمریکا و پژوهشگاه نانو در انگلستان، عبارت است از تحقیق، جستجو و کاوش در سطوح اتم ها ومولکولهای مواد در محدوده 1 تا 100 نانو متربه شرطی که بتوانند نقش مهمی در خواص مواد ایجاد کنند.

به کمک فناوری نانو می توان اتم ها و مولکولها را به دلخواه چیدمان کرد تا به ماده مورد نظر با خواص ویژه نائل شد.  با ایجاد نانو ساختارها امکان تغییر خواص ذاتی مواد از جمله دمای ذوب،خواص مغناطیسی ، رنگ ... وجود دارد.

به عبارتی همان گونه که در طبیعت ، تعدادی مولکول در کنار هم قرار گرفته اند تا یک جسم بوجود آید در فضای نانو تکنولوژی تعدادی ذره در حد نانومتر(نانو ذرات) با هم دیگر جمع شده اند تا ماده ای را بوجود آورند. البته صرف ریز بودن ذرات کافی نیست بلکه مهم این است که ماده حاصل دارای خواص مورد نظر نیز باشد.

نانو ذره چیست؟

نانو ذره، ذره ای است با ابعاد نانومتری در هر سه بعد . نانو ذرات به صورت پودر خشک و یا به به صورت پخش در مایع در بازار به فروش می رسند. این ذرات دارای شکلهای گوناگونی از جمله کروی ، پولکی، ورقه ای، لوله ای و میله ای یافت می شوند. از معروف ترین و مشهور ترین پودر نانوذرات  که ده ها سال است استفاده می شود همان دوده یا کربن سیاه است که در تایر اتومبیلها مصرف می گردد. این ذرات دارای نسبت سطح به حجم بالائی هستند که آنها را برای استفاده در کاتالیست ها ، مواد کامپوزیتی و ... مناسب می سازد. مواد نانو ذره به صورتهای زیر تولید می شوند:

1.خردایش و کار مکانیکی

2. روش شیمی مرطوب(روش سل- ژل، روش کلوئیدی)

3. روش تولید نانو ذرات از فاز گاز

4. روش چگالش بخارات شیمیائی

کاربرد نانو تکنولوژی در محیط زیست:

همان گونه که می دانیم دو راه برای مبارزه با آلاینده ها در فضا وجود دارد. یکی حذف منبع آلودکننده که بهترین روش برای کاهش آلاینده هاست  و دیگری  کنترل منابع تولید آلاینده. به کمک فناوری نانو می توان خود سرچشمه آلودگی را حذف کرد . در این راستا می توان به تولید پارچه های ضد لک ، شیشه های خود تمیز کن، بتن خود تمیز شونده و ... اشاره کرد.

از موارد استعمال نانو تکنولوژی در محیط زیست :

1. نانو فیلتر ها (برای تصفیه پساب های صنعتی)
2. نانو پودرها (برای تصفیه گازهای آلاینده خروجی از دودکش و اگزوز اتومبیل ها)
3. نانو لوله ها ( برای ذخیره سازی سوخت کاملا" تمیز هیدروژن)
4. نانو کاتالیست ها

نانو فیلتر ها:

نانو فیلتر، یک غشاء پلیمری بسیار نازک با حفرات نانو متری (1 تا 10 نانو متر) است که قابلیت جداسازی اجزای یک محلول از همدیگر و یا از حلال را دارد. این در حالی است که فیلتر های معمولی ذرات 100 تا 1000 نانو متر را جداسازی می کنند. به عنوان مثال به کمک نانو غشاء می توان نمک های موجود در آب مانند یونهای منیزیم و کلسیم – که باعث سختی آب می گردند -  را تا 90% کاهش داد و یا می توان عناصر فلزی سمی از جمله کرم شش ظرفیتی و آرسنیک را به کمک یک نانوغشاء از آب حذف کرد. همان گونه که می دانید در مناطقی از خراسان جنوبی و بیرجند وجود رگه های فلزات سنگین در لایه های زیر زمینی باعث آلودگی آبهای زیرزمینی می گردد که خطر جدی برای ساکنین به حساب می آید. یکی از راههای حذف فلزات سمی از آب استفاده از نانو فیلتر ها می باشد. در صنعت سیمان نیز به دلیل استعمال آجرهای منیزیت – کرومیتی ، کرم سه ظرفیتی در مجاورت قلیائی ها به کرم شش ظرفیتی تبدیل می شود. تبدیل کرومیت به کرومات و حل شدن آن در آب سبب آلودگی آبهای زیرزمینی می شود. این آجرها بعد از تعمیرات از کوره خارج می شوند و به عنوان ضایعات در محیط و در معرض بارش قرار می گیرند. کرومات سمی در اثر تماس با پوست نیز مستقیما" جذب می شود. به کمک  نانو فیلتر ها هوا را هم می توان تصفیه کرد.

به طور کلی از نانو فیلتر ها می توان در موارد زیر استفاده کرد:

1. تصفیه پساب رختشوی خانه ها
2. تصفیه پساب های اسیدی واحدهای صنعتی
3. رنگ زدائی از آب آشامیدنی
4. بازیابی آب از فاضلاب
5. تصفیه زباله های کشاورزی
6. خالص سازی الکلها
7. تصفیه آب پنیر

و...

نانو کاتالیستها:

دراجسام  نانو ذره ای ، علاوه بر کوچک بودن اندازه ذرات ، نسبت تعداد اتمهای سطحی به اتمهای داخلی افزایش می یابد به گونه ای که سطح ویژه بیشتری را فراهم می کنند لذا این ویژگی در نانو کاتالیست ها باعث افزایش سطح تماس بیشتری با مواد اولیه و در نتیجه افزایش کارائی کاتالیست می شود . به عنوان مثال از نانو کاتالیست ها در تصفیه گازهای خروجی اگزوز اتومبیلها استفاده می شود.

کاتالیست های رایج که پایه پلاتینی دارند بسیار گران قیمت هستند ولی کاتالیستهای نانو ساختاری هم ارزانند و هم از راندمان کافی برخوردارند.

نانو پودرها:

به طور کلی پودرها ذرات ریزی هستند كه از خُرد کردن قطعات بزرگ جامد ، یا ته نشین شدن ذرات جامدِ معلق در محلولها به دست می آیند. نانوپودر، پودری است که اندازه ذرات  آن کمتر از 100 نانومتر باشد. برای تولید  نانوپودرها ازدو روش پایین به بالا یا بالا به پایین استفاده می گردد.  در روش بالا به پایین قطعه را از اندازه‌های بزرگ انتخاب و آن را آن‌قدر خُرد می‌كنیم تا به اندازه‌های نانومتری برسد. در روش پایین به بالا، اتم‌ها را دانه به دانه كنار هم می‌چینیم تا یك ساختار نانومتری به وجود آید.

یکی از روشهای کاربرد نانو پودر ، مخلوط آنها با یک ماده نرم دیگر مانند سیمان می باشد . در این حالت، پودر را «نانوپودر کامپوزیتی» می‌نامند. کامپوزیت که از کلمه‌ی انگلیسی composition گرفته شده، به معنی ترکیب دو یا چند چیز است. ملموس‌ترین مثال برای كامپوزیت، كاه‌گل است.

در نانوپودرهای كامپوزیتی نیز ذرات نانومتری در زمینه‌ی ذرات بزرگتر (غیر نانومتری) پراكنده شده‌اند. علت ترکیب شدن آنها اختلاف خواص این دو ماده است. در کامپوزیت معمولاً زمینه از یک ماده‌ی نرم و افزودنی از ماده‌ی سخت انتخاب می‌شود. در این صورت، هنگامی‌ که به ماده نیرو وارد می‌شود، زمینه نیرو را به رشته یا پودر اضافه‌شده منتقل می‌كند تا بتواند در برابر نیروی واردشده‌ مقاومت بیشتری داشته باشد.

فناوری نانو در صنعت سیمان و بتن:

نانو سیمان چیست؟

سیمانی با اندازه ذرات نانومتری(کمتر از 500 نانو متر)می باشد . جهت تولید سیمان با اندازه نانو دو روش وجود دارد:

1. سنتز نانو سیمان که در این روش از ابزارهای مکانیکی به منظور سنتز شیمیائی و جداسازی ذرات با اندازه نانو از ذرات بزرگ سیمان استفاده می شود.

2. این روش مربوط به ساختار هیدراته سیمان است.

با استفاده از نانو سیمان می توان یک نانو بتن ساخت. نانو بتن، بتنی است که از سیمانی با ذرات کوچکتر از 500 نانومتر ساخته شده باشد. بتن معمولی از سیمانی با ذرات چند نانومتری تا حداکثر 100 میکرومتر تشکیل شده است. البته شایان ذکر است که بتن معمولی هم دارای ذرات بسیار ریز و در حد نانو می باشد اما مسئله اینجاست که داشتن ذراتی با ابعاد نانو برای تولید نانو مواد کافی نیست بلکه باید مقدار و موقعیت این ذرات در مواد قابل کنترل باشد به عبارتی در فناوری نانو کنترل ویژگی ها از دستیابی به ابعاد نانو مهم تر است. از کاربردهای نانو بتن می توان به تولید محصولات بتن نیمه شفاف، پوششهای بتنی مقاوم( در مقابل خراش، نور، مواد شیمیائی و...)بتن خود تمیز شونده، بتن خود تعمیر شونده و ... اشاره کرد.

 

 

بتن خود تمیز شونده

 

بتن نیمه شفاف

 

از مخلوط فیبرهای شیشه با مخلوط خرده سنگ،سیمان و آب و با بکار بردن نانوتکنولوژی می توان به تولید بتن نیمه شفاف دست یافت که از آن برای ساخت پلها و ساختمانها می توان استفاده کرد. البته محصول فوق بسیار پرهزینه بوده و فعلا" در حد آزمایشگاهی تولید می شود. همچنین گفتنی است که به کارگیری فناوری نانو  در بتن به دو روش امکان پذیر است:

1.استفاده از نانو سیمان

2.استفاده از نانو افزودنی ها

اختلاط مناسب نانو ذرات با سیمان شرط مناسب ایجاد و کنترل خواص مورد نظر است. نانو سیمان ها برای ساخت برجهای بلند ،نظامی(ضد گلوله)، ساختمان ریاست جمهوری و ... مصرف می گردند. استفاده از این افزودنی ها در تولید سیمان ، علاوه بر بهبود خواص سیمان موجب مصرف کمترسیمان ،کاهش مصرف انرژی و کاهش گازهای گلخانه ای می گردد.

نانو ذرات مورد استفاده در صنعت سیمان عبارتند از:

1.نانو آلومینا:

افزودن این نانو ذره به سیمان باعث افزایش مقاومت فشاری و مدول الاستیسیته نسبت به سیمانهای معمولی می گردد. به عنوان مثال مدول الاستیسیته سیمان حاوی 5% نانو آلومینا در طی 28 روز، 143% افزایش یافته در حالی که در سیمانهای حاوی میکروسیلیکا این عدد معادل 15% می باشد. همچنین نتایج نشان می دهد که مقاومت فشاری 7 روزه سیمانهای حاوی نانو آلومینا 30% نسبت به سیمان پرتلند معمولی بیشتر است.

2.نانو اکسید آهن:

 

استفاده از این نانو ذره در سیمان نیزباعث افزایش مقاومت فشاری سیمان میشود. البته برای استفاده از نانو اکسید آهن حد بهینه وجود دارد زیرا مقدار بیشتر باعث عدم پراکندگی مناسب و تجمع نانو ذرات در سیمان گشته و موجب کاهش مقاومت فشاری می گردد.

3. نانو اکسید روی:

مصرف این نانو ذره بجای درصدی از cao موجود در کلینکر سبب پایداری فاز c3s شده و افزودن 5% از این نانو ذرات به سیمان موجب حداکثر رشد مقاومت فشاری 166 مگا پاسکال می گردد.

4.نانو سیلیکا:

سیلیکا نقش مهمی در چسبندگی و پرکنندگی بتن ایفا می کند. نانوذرات سیلیکا دارای شکل گلوله ای با قطر کمتر از 100nm هستند که به صورت ذرات خشک پودری یا به صورت معلق در مایع محلول قابل انتشار  می باشند. تحقیقات نشان می دهدکه واکنش پذیری و مقاومت فشاری 7 روزه و 28 روزه سیمانهای حاوی ذرات نانو سیلیکا بیشتر از سیمانهای حاوی ذرات میکرو سیلیکا می باشد. همچنین نانو سیلیکا به عنوان یک ماده پرکننده در ساختار بتن عمل کرده و افزودن 3% نانو سیلیکا به ملات سیمان باعث کاهش اندازه کریستالهای CH شده و به عبارتی جمع تر شده و در نتیجه سطح مشترک مواد واکنش دهنده مناسبتر می باشد. اضافه کردن نانو سیلیکا زمان گیرش را هم تحت تاثیر قرار می دهد به گونه ای که گیرش اولیه سریعتر شده  و تفاوت بین زمان گیرش اولیه و گیرش نهائی به دلیل کاهش نفوذپذیری (متراکم بودن ساختار نانوسیمان) بیشتر می باشد.

بحث و نتیجه گیری:

جهت پی بردن به اهمیت فناوری نانو فقط کافی است بگوئیم که این دانش در عرصه جهانی سبب کاهش 10 درصدی مصرف انرژی در دهه اول هزاره جدید خواهد شد به طوری که ارزش آن معادل یک میلیارد دلار می باشد.طبعا" به دنبال آن انتشار آلاینده های زیست محیطی نیز کاهش می یابد. هر چند برخی معتعقدند که استفاده از این تکنولوژی معضلات جدید زیست محیطی ایجاد می کند مانند تولید مواد سمی جدید.

به هر حال توسعه این دانش در تمام زمینه ها می تواند چاره گشا باشد. درایران نانو تکنولوژی بیشتر به سمت تولید مواد شیمیائی و داروئی گرایش دارد و در زمینه تولید مصالح ساختمانی و سیمانی چندان پیشرفتی نداشته است.

منابع:

1.بیتاآیتی،سمیرا فرتوس " مروری بر کاربردهای فناوری نانو در محیط زیست"

2.هدا راستگوی حقی،نسترن مظهر سرمدی " فناوری نانو و کاربرد آن در بهبود خواص بتن و فلزات"

4.صدیقه واعظی فر،هوشنگ خانی،پریناز سالمی،حمیده کلاهدوزان" نانو ذرات، روشهای تولید و کاربرد آنها در صنعت سیمان و بتن"

3.عبدالله رشیدی،فاطمه اختری،علی ترابیان " بررسی کارائی نانو فیلتراسیون در حذف کروم شش ظرفیتی از آب آشامیدنی"

5. سا یت اینترنتی www.nano.ir

6.کتاب مهندسی کنترل آلودگی هوا مترجم:ایوب ترکیان و کتایون نعمت پور

7.Air pollution theory      by crawford

ادامه مطلب

فرآیند تولید سیمان عموما به سه بخش کلی زیر تقسیم می شود                                                
-    قبل از کوره ( سنگ شکن ، سالن ذخیره مواد، آسیاب مواد، سیلوهای مواد )
-    کوره ( سیستم پخت )  ( کوره ، کولر، پیش گرمکن)
-    بعد از کوره ( آسیاب سیمان و سیلو های سیمان   )
قبل از کوره :  عملیات فیزیکی خردایش و سایش یعنی خرد کردن و پودر کردن به ترتیب در سنگ شکن ها و آسیاب های مواد خام انجام می شود

نمائی از فرآیند تولید سیمان

مواد اصلی یا مارل از معدن استخراج  و به کارخانه منتقل می شوند سپس در سنگ شکن تا ابعاد ماکزیمم یک اینچ خرد می شوند.
سالن های پیش اختلاط (سالن مواد): سنگ خرد شده به سالن های پیش اختلاط منتقل شده و به صورت لایه ای روی هم انباشته می شود و همواره دو پایل یکی در حال انباشت و دیگری در حال برداشت وجود دارد ظرفیت هر پایل به گونه ای است که خوراک کوره به مدت یک هفته را تامین نماید.
دستگاه استاکر عملیات انباشت را انجام می دهد و با حرکت رفت و برگشت مواد را در پایل ذخیره میکند آنچه در این سالن ها اهمیت ویژه ای دارد این است که سالن مواد به طور مداوم و پیوسته توسط سنگ شکن به  گونه ای تغذیه شود که خروجی آن به صورت یکنواخت بوده و دستگاه استاکر همواره جریان یکنواختی از مواد را انباشت نماید . به عبارتی دیگر مقدار تناژ مواد خرد شده که توسط دستگاه استاکر به صورت لایه ای ریخته می شود همواره ثابت و یکنواخت باشد.
چنانچه به هر دلیلی مقدار تناژ بار خروجی سنگ شکن و یا ورودی سالن تغییر کند نوسانات شیمیایی مواد افزایش می یابد
سالن ها در خطوط قدیمی فقط عمل ذخیره را بر عهده داشتند اما در خطوط مدرن علاوه بر ذخیره سازی عملیات همگن سازی را نیز انجام می دهند و این سالن ها تحت عنوان سالن های پیش اختلاط (اختلاط مقدماتی مواد) نامیده می شوند . در این سالن ها تا حدی نوسانات شیمیایی مواد اصلی یا مارل کاهش می یابد چون مواد توسط دستگاه استاکر به صورت لایه ای در سالن انباشت می شوند و تا حد مطلوبی همگن شده و سپس توسط دستگاه ریکلایمر به صورت مقطعی برداشت و به آسیاب مواد تغذیه می شوند.
توضیح: سنگ آهن و سنگ سیلیس نیز در مسیر جداگانه ای توسط یک سنگ شکن مستقل خرد می شوند  و به خط تولید تغذیه می شوند .

در هر خط با توجه به نوع سیمان تولیدی در آن خط مواد اولیه با درصد های مختلف مصرف می شود.

آسیاب مواد:

مواد اصلی از معدن توسط سنگ شکن خرد شده به سالن پیش اختلاط و سپس به قیف مربوط به خود قبل از آسیاب و مواد تصحیح کننده (Corrective)  نیز به قیف های مربوط، تغذیه می شوند.در خروجی هر قیف یا بونکر یک سیستم توزین نصب شده و مقدار تناژ هر ماده توسط اپراتور آسیاب مواد تنظیم می شود و در نتیجه در هر ساعت مقدار مشخصی از مواد اولیه و تصحیح کننده به آسیاب تغذیه می شود و مواد اولیه در آسیاب مواد مخلوط و تا دانه بندی معین پودر می شوند. محصول  آسیاب  مواد با دانه بندی و آنالیز شیمیایی تنظیم شده و با  رطوبت کمتر از 0.5 درصد به سیلو های مخلوط و هموژن تغذیه می شوند( با توجه به نوع سیمان. )
از خروجی آسیاب مواد نمونه برداری و توسط دستگاه ایکس ری آنالیز می شود و با توجه به آنالیز شیمیایی ، درصد مواد اولیه و یا تناژ سیستم های توزین تنظیم می گردد. به عنوان مثال اگر درصد اکسید کلسیم کم باشد مقدار تناژ مارل و اگر درصد سیلیس و آلومینیوم کم باشد مقدار تناژ خاک رس و اگر درصد اکسید آهن کم باشد مقدار تناژ سنگ آهن افزایش می یابد و بالعکس.

سیلو های هموژن:

این سیلو ها عملیات همگن سازی و یا مخلوط کردن مواد را بر عهده دارند و نوسانات ساعتی محصول آسیاب را کاهش می دهند.مواد خام باید با ترکیب شیمیایی بهینه با حداقل نوسانات شیمیایی تنظیم شود که کوره بهترین کلینکر را با شرایط پایدار و یکنواخت تولید کند



با افزایش نوسانات شیمیایی مواد:
1-    کیفیت کلینکر افت می کند
2-    آجر نسوز به دلیل کوتینگ ناپایدار و یا نازک صدمه دیده و در نتیجه مصرف نسوز  و توقفات کوره به دلیل نسوز کاری افزایش می یابد.
3-    مصرف انرژی حرارتی افزایش و تولید کوره کاهش می یابد.
4-    احتمال توقفات ناگهانی به دلیل صدمه دیدن نسوز و یا سرخ شدن بدنه افزایش یابد.
باید خوراک کوره با بهترین دانه بندی ، ترکیب شیمیایی و مینرالوژی و حداقل نوسان شیمیایی در سیلو ها  مهیا گردد .

خوراک مناسب = افزایش عمر نسوز ، کاهش توقفات ، افزایش تولید کوره و کیفیت کلینکر

 

سیستم پخت:

در این بخش مواد خام تحت تاثیر حرارت به کلینکر تبدیل می شوند. برخلاف بخشهای قبلی که فقط تغییرات از نوع فیزیکی بوده در این بخش تغییرات مواد از نوع شیمیایی است یعنی ماهیت مواد تحت تاثیر حرارت تغییر می کند. در طی این فرآیند مواد خام به ماده ای دانه ای شکل و سبز و خاکستری رنگ به نام کلینکر تبدیل     می شوند. سیستم پخت را می توان به سه بخش پیشگرمکن ، کوره و کولر تقسیم نمود. در ابتدا مواد وارد پیشگرمکن شده و در معرض تماس با گازهای داغ قرار گرفته و دمای آن از30 تا 40 درجه سانتی گراد به دمای حدود 900 تا 1000 درجه افزایش می یابند و واکنش های پخت با از دست دادن رطوبت سطحی و رطوبت مولکولی مواد، آغاز شده و سپس واکنش های تجزیه خاک ها و کلسینه شدن آهک  رخ می دهند. مواد نیمه پز خروجی از پیشگرمکن با دمای حدود 900 تا 1000 درجه به کوره وارد می شوند و در کوره  دما افزایش می یابد و واکنشهای کلسیناسیون و تجزیه خاک ها کامل شده تا در منطقه پخت که بالا ترین دما 1450 تا 1500 درجه خواهد بود واکنش های تشکیل فازهای کلینکر تکمیل می شوند.
نکته:20 تا 30 درصد مواد در منطقه پخت ( با توجه به قابلیت پختشان ) به فاز مذاب تبدیل می شود.با بالا رفتن درصد وزنی عناصری چون اکسید آهن ، آلومینیوم ، آلکالی ها ،سولفور و منیزیم در مواد اولیه درصد فاز مذاب در کوره افزایش یافته و قابلیت پخت مواد بالا می رود.علاوه بر ترکیب درصد شیمیایی مواد،ترکیب مینرالوژی و دانه بندی مواد نیز قابلیت پخت را تحت تاثیر قرار می دهند یعنی هر چقدر مواد ریز تر باشند واکنش های پخت راحت تر انجام خواهد شد.
کلینکر خروجی از کوره با دمای 1200 تا 1250 درجه به کولر وارد می شود و با توجه به نوع و راندمان کولر دمای آن به حدود 100 تا 200 درجه کاهش می یابد . کلینکر تولیدی در سالن کلینکر ذخیره می شود.سرعت سرد شدن کلینکر در کولر تاثیر زیادی بر کیفیت و قابلیت پودر شدن آن دارد. وقتی کلینکر به کندی سرد می شود کلینکر به سمت واکنش بلوری شدن پیش می رود و سخت تر می شود و زمانی که کلینکر سریع سرد شود کلینکر شیشه ای شکل و آمورف تولید می شود و میزان مصرف انرژی در اسیاب های سیمان برای پودر کردن کلینکر بلوری بیش از کلینکر شیشه ای می باشد.همچنین در زمانی که کلینکر به آهستگی سرد می شود اکسید کلسیم واکنش نداده(آهک آزاد) و اکسید منیزیم فرصت تجمع و رشد و تشکیل بلور را دارند و به مرور زمان باعث ترک خوردگی و انبساط در سیمان می شوند.اما زمانی که کلینکر سریع سرد می شود این فرصت از آنها گرفته می شود و مولکولهای منیزیم و کلسیم در بین فازها پراکنده شده و کیفیت سیمان تولیدی بالا می رود.
کلینکر= ماده اصلی سیمان
توجه : از هر 1.6 تن مواد خام تنها 1 تن کلینکر تولید می شود و 0.6 تن (حدود 37 درصد) افت وزنی مواد یا Loss می باشد . و از نظر شیمیایی :

 

CaCO3→ CaO+ CO2

Co2 از سیستم خارج می شود از هر 100 کیلو گرم یا 100 تن Caco3 (کربنات کلسیم ) 44 درصد یعنی 44 تن گاز CO2 یا Loss خواهیم داشت و حدود 76 درصد مواد اولیه سیمان کربنات کلسیم می باشد.

 

آسیاب سیمان :

در این فرآیند کلینکر با حدود 4 درصد سنگ گچ به آسیاب تغذیه می شود و با سایش همزمان کلینکر و سنگ گچ سیمان پرتلند تولید می شود چنانچه علاوه بر سنگ گچ درصد معینی پوزولان (طبق استاندارد کمتر از 15 درصد) نیز اضافه شود آنگاه سیمان پوزولانی تولید خواهد شد.

سیمان نوع 2 = سنگ گچ %4 + کلینکر نوع دو %96
سیمان پوزولانی = پوزولان %14-%12 + سنگ گچ %4 + کلینکر نوع دو%82 تا %84
سیمان نوع پنج= سنگ گچ %4 + کلینکر نوع پنج %96.

توضیح: سیمان نوع دو و سیمان پوزولانی هر دو با کلینکر نوع دو تهیه و تولید خواهند شد و تنها تفاوت سیمان پوزولانی با سیمان نوع دو در این است که در سیمان نوع دو 96 درصد آن کلینکر (بدون پوزولان) اما در سیمان پوزولانی فقط 82 تا 84 درصد آن کلینکر و 12 تا 14 درصد پوزولان مصرف می شود.

ادامه مطلب

دو عنصر اصلی تشکیل دهنده سیمان اکسید کلسیم (CaO) و اکسید سیلیسیم (SiO2) می باشد که اولی در سنگ آهک و دومی در خاک رس به مقدار زیاد یافت می شود و عنصر سومی که در کنار این دو از اهمیت ویژه ای برخوردار است اکسید آلومینیوم (Al2O3) می باشد که این عنصر در خاک رس به مقدار زیاد وجود دارد.    سنگ های آهکی حدود 50 تا 55 درصد و مارل ها نیز با توجه به نوع آن بین 30 تا 50 درصد CaO دارند و خاک رس حدود 40 تا 50 درصد SiO2 (اکسید سیلیسیم) و حدود 10 تا 18 درصد Al2O3 (اکسید آلومینیوم) دارد.
به بیان دیگر اگر سنگ آهک و خاک رس با هم پودر  شوند و سپس پخته شوند کلینکر و یا نهایتا سیمان تولید می شود یعنی اگر شرایط را برای انجام واکنش بین اکسید کلسیم(CaO) با اکسید سیلیسیم(SiO2 ) و اکسید آلومینیوم(Al2O3) فراهم شود و فازهای مورد نظر تشکیل شوند آنگاه ماده تولیدی خواص سیمانی خواهد داشت یعنی در مجاورت آب و در دمای معمولی با گذشت زمان سفت و سخت می شود اما برای آنکه این واکنش تشکیل گردد و یا فاز های مورد نظر شکل گیرند با اضافه نمودن سنگ آهن به عنوان کمک ذوب ، دمای تشکیل فازها را کاهش می دهیم یعنی عملیات پخت را تسهیل بخشنده و کیفیت کلینکر افزایش خواهد یافت.

 

 

در کل برای انجام هر چه بهتر واکنش های پخت و تشکیل کلینکر دو اقدام اساسی زیر را بایستی انجام داد.
1-    بایستی مواد پودر شوند تا سطح ذرات برای انجام واکنش افزایش یابد و یا واکنش سریعتر و بهتر انجام شود
2-    دمای لازم برای پخت یعنی 1450 درجه مهیا شود و از طرفی در این دما واکنش اصلی یعنی فازهای اصلی سیمان تشکیل می شوند.
در نتیجه برای تولید کلینکر سیمان نیاز به تجهیزات و دستگاه های مورد نظر برای خرد کردن ،پودر کردن ،همگن و یکنواخت کردن، تنظیم کردن دانه بندی و تنظیم کردن درصد شیمیایی و نهایتا پختن تدریجی تا 1450 درجه سانتی گراد نیاز می باشد. اگر به مواد اولیه ، مواد کمک ذوب چون سنگ آهن اضافه نشود آنگاه واکنش تشکیل فاز اصلی سیمان (فاز C3S ) در دمای 1450 درجه انجام نخواهد شد و لازمست دمای کوره تا مرز بالاتر از 2000 درجه افزایش یابد.
لازم به توضیح است سیمان  ابتدا توسط یک فرد انگلیسی از پختن مارل (مخلوط سنگ آهک و خاک رس) در یک کوره قدیمی تولید شد اما با  گذشت زمان مشخص شد چنانچه درصد عناصری چون آهک (CaO) آلومینیوم و سیلیسیم همراه با اکسید آهن به درستی تنظیم شوند کلینکر سیمان پرتلند راحت تر پخته خواهد شد و از طرفی با کیفیت بهتری تولید خواهد شد. در نتیجه عناصر تشکیل دهنده اصلی سیمان چهار عنصر بوده که در محدوده های مشخص تعریف و در نهایت تنظیم گردید. با تنظیم هر چه بهتر این عناصر نه تنها کیفیت محصول بالاتر می رود بلکه تولید در شرایط پایدار تر و یکنواخت تر و با راندمان بهتری انجام خواهد شد.

در نتیجه قبل از کوره ها سه هدف زیر دنبال می شود که بر اساس این اهداف تجهیزات و دستگاه ها طراحی و نصب میشوند
1-    خرد و پودر کردن Crushing and Grinding در سنگ شکن ها  و آسیاب ها
2-    هموژن و یکنواخت کردن Homogenization در سالن های پیش اختلاط و سیلو های هموژن
3-    تنظیم شیمیایی مواد خام در آسیاب مواد با استفاده از سیستم های توزین و با کنترل آنالیز شیمیایی توسط دستگاه ایکس ری

مارل تامین کننده آهک (CaO) و خاک رس تامین کننده اکسید های سیلیس (SiO2) و آلومینیوم (Al2O3) به مواد اصلی و سنگ آهن جهت تامین اکسید آهن (Fe2o3) و سنگ سیلیس جهت تامین کمبود اکسید سیلیسیم به عنوان مواد تصحیح کننده مطرح می گردند.
حال چنانچه نوع سیمان تولیدی به گونه ای باشد که به آلومینیوم زیادی نیاز نباشد (سیمان تیپ5)  بایستی به جای خاک رس از سنگ سیلیس استفاده نمود چون در خاک رس همراه با سیلیس ،آلومینیوم نیز وجود دارد اما مقدار آلومینیوم محدود بوده و نمی توان بیش از حد آن را بالا برد .
در مجموع مواد اولیه مصرفی در صنعت سیمان ایران با توجه به معادن مواد اولیه چهار گروه می باشند .
-    منابع تامین آهک از جمله معادن سنگ آهک و مارل
-    منابع تامین سیلیکات های آلومینیوم یا سیلیس و آلومینیوم (خاک ها)
-    منابع تامین اکسید سیلیسیم ، (سنگ سیلیس)
-    منابع تامین اکسید آهن( سنگ آهن  )
در خطوط تولید سیمان برای تنظیم مواد خام با توجه به نوع سیمان به حدود 85 تا 90 درصد مارل،5 تا 10 درصد خاک رس، 2 تا 3 درصد سنگ آهن ، 0 تا 5 درصد سنگ سیلیس نیاز می باشد.
مواد خام ذکر شده در بالا که هنوز پخته نشده نیاز به انرژی دارد تا بتوان عناصر ذکر شده را در کنار هم قرار داد و سپس این عناصر با هم واکنش یافته و فازهای مورد نظر را تشکیل دهند. در مواد خام CaO به صورت CaCO3 و سیلیس و آلومینیوم به صورت (2SiO2.Al2O3.H2O) بوده که با حرارت دادن ، همه عناصر ذکر شده اول فعال می شوند یعنی  CaO از   CaCO3آزاد شده  و SiO2  و Al2o3  از خاک رس به صورت آزادانه جدا می شوند و سپس در کنار هم با یکدیگر واکنش می دهند یعنی

2CaO+ SiO2 → 2CaO SiO2
3CaO+SiO2=3CaO SiO2  
3CaO+ Al2O3=3CaO Al2O3

آنچه در کوره رخ می دهد :
-    در دمای 50-100 درجه آب سطحی از دست می رود. (ابتدای پیشگرمکن)
-    در حدود 200 درجه آب نفوذی و مولکولی از دست می رود . (ابتدای پیشگرمکن)
-    در دمای 600-800 خاک ها تجزیه می شوند یعنی Sio2 و Al2o3 به صورت آزاد خواهند بود. (در پیشگرمکن)
-    در دمای 700-800 به بالا سنگ آهک تجزیه می شود یا واکنش کلسیناسیون انجام می شود. (در پیشگرمکن و ابتدای کوره)
-    در دمای 800-1200 واکنش CaO با Sio2 و CaO با Al2o3 و تشکیل CA و CS را داریم. (در ابتدا و اواسط کوره)
-    در دمای 900- 1300 فازهای C2S و C3A تشکیل می شوند.(در اواسط کوره)
-    در دمای 1300-1450 فاز اصلی آلیت C3S یا 3 CaO Sio2 تشکیل می شود.(در منطقه پخت یا ناحیه مشعل)
-    در دمای 1400 –1200 دمای کلینکر کاهش یافته و فاز ها تثبیت می شوند.(در منطقه انتهای کوره بعد از منطقه پخت)

کلینکر از نظر شیمیایی دارای 4 فاز اصلی می باشد:
1-    فاز آلیت سه مول CaO و یک مول Sio2 (C3S)
2-    فاز بلیت دو مول CaO و یک مول Sio2 (C2S)
3-    فاز آلومینات سه مول CaO و یک مول Al2o3 (C3A)
4-    فاز آلومینوفریت چهار مول CaO و یک مول Al2o3 و یک مول Fe2o3 (C4AF)

تغییر در درصد هر کدام از چهار فاز ذکر شده باعث می شود خواص کلینکر یا سیمان تولید شده تغییر کند. به عنوان مثال درصد فاز C3A در سیمان های نوع دو بین 5 تا 8 درصد و در سیمان های نوع یک بالای 8درصد و در سیمان های نوع پنج زیر 5 درصد می باشد.
کلینکر تولیدی را اگر پودر کنیم سیمان خواهد شد اما تنها مشکل آن زمان گیرش سریع می باشد که برای به تاخیر انداختن و یا تنظیم زمان گیرش حدود 4% سنگ گچ به کلینکر اضافه می شود.
اگر به کلینکر علاوه بر سنگ گچ پوزولان اضافه شود آنگاه سیمان پوزولانی تولید می شود.

پوزولان دارای سیلیس و آلومینیوم آمورف یا فعال می باشد که این عناصر با محصولات هیدراسیون سیمان یعنی 2(Ca(OH وارد واکنش شده و محصولات این واکنش  منجر به سفت و سخت شدن سیمان خواهند شد.

اگر به سیمان آب اضافه شود محصولات واکنش سه ترکیب اصلی زیر می باشند
1- کلسیم آلومینات هیدراته            C-A-H
2- کلسیم سیلیکات هیدراته            C-S-H
3- هیدروکسید کلسیم                   Ca(OH)2

دو ماده اولی مفید بوده و منجر به سخت شدن سیمان می شوند اما سومی خنثی و یا در مواردی مضر می باشد . با اضافه کردن پوزولان به سیمان در حضور آب ، سیلیس و آلومینای موجود در پوزولان که دارای ساختاری آمورف یا فعال می باشند با  Ca(OH)2 (محصول هیدراته شدن سیمان) وارد واکنش شده و مجددا کلسیم آلومینات و کلسیم سیلیکات هیدراته را تشکیل می دهند

Sio2,Al2o3+Ca(OH)2=C-S-H

C-A-H

این دو ترکیب مفید بوده یعنی از یک ترکیب خنثی و یا مضر ترکیبات مفید حاصل می گردد به همین دلیل پوزولان های مرغوب در دراز مدت باعث افزایش مقاومت و کاهش نفوذ پذیری بتن خواهند شد.
یکی از معایب جزئی پوزولان ها شامل به تاخیر انداختن زمان گیرش ، مقاومت اولیه پائین و کاهش کار پذیری ملات و بتن می باشد.

از مزایای سیمان پوزولان می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- حرارت هیدراتاسیون پائین   
- نفوذ پذیری کمتر   
- مقاومت شیمیایی بالاتر در مقابل کلر و سولفات

ادامه مطلب