اجزای اصلی سیمان: هدف و محدودیت های آنها

مواد تشکیل دهنده سیمان اجزای متنوعی هستند که با هم ترکیب می شوند تا یک مصالح ساختمانی قوی و بادوام ایجاد کنند. مواد اولیه که با دقت انتخاب شده و برای تولید اثرات و انواع سیمان مختلف ترکیب شده اند عبارتند از آهک، سیلیس، آلومینا، سنگ آهن، سنگدانه ها، گچ و مواد سیمانی تکمیلی.

هر یک از این مواد تشکیل دهنده سیمان نقش منحصر به فردی در واکنش های شیمیایی و کیفیت های خاص سیمان دارند. این ترکیب منجر به یک ماده همه کاره و بادوام می شود که سازندگان قرن ها از آن استفاده می کردند و هنوز هم از آن استفاده می کنند.

مواد تشکیل دهنده سیمان: سیمان از چه ساخته شده است؟

سیمان مخلوطی از مواد خام است که برای تولید نوع خاصی از سیمان طراحی شده است. هر یک از مواد تشکیل دهنده سیمان ویژگی های خاصی را برای سیمان به ارمغان می آورد. اما معرفی یک عنصر خاص همچنین دارای محدودیت هایی است که عملکرد سیمان را به روشی متمایز می کند.

اهک

سنگ آهک یک سنگ رسوبی است که عمدتاً از کربنات کلسیم به شکل کلسیت تشکیل شده است. سنگ آهک یک منبع طبیعی فراوان است و تطبیق پذیری، فراوانی و کیفیت زیبایی شناختی آن را به یک منبع ارزشمند تبدیل کرده است. برای قرن ها، مردم از سنگ آهک به عنوان یک مصالح ساختمانی، تهویه کننده خاک و مواد اولیه در سایر محصولات استفاده می کردند.

سنگ آهک یک ماده خام با ارزش در سیمان است زیرا کلسیم را تامین می کند. این در واکنش های شیمیایی که در طول فرآیند هیدراتاسیون در سیمان رخ می دهد ضروری است. کلسیم با آب واکنش داده و ژل هیدرات سیلیکات کلسیم را تشکیل می دهد که به سفت شدن و استحکام سیمان کمک می کند. آهک همچنین به عنوان یک کند کننده عمل می کند و زمان تنظیم سیمان را کاهش می دهد.

کیفیت آهک از منبعی به منبع دیگر متفاوت است. برخی از آهک دارای مقادیر بیش از حد ناخالصی است که بر کیفیت محصول سیمانی تأثیر می گذارد. همچنین تعیین مقدار صحیح آهک در مخلوط سیمان بسیار مهم است. آهک بیش از حد باعث افزایش زمان گیرش و کاهش استحکام می شود. آهک بسیار کم باعث گیرش سریع می شود و ممکن است حساسیت به حملات سولفات را افزایش دهد.

سیلیس

سیلیس یک ترکیب طبیعی و یکی از فراوان ترین ترکیبات در پوسته زمین است. تولیدکنندگان سیمان سیلیس را از منابع طبیعی مانند خاک رس و شیل بدست می آورند.

سیلیس با سنگ آهک واکنش می دهد و ترکیباتی را تشکیل می دهد که مسئول استحکام سیمان هستند. سیلیس همچنین به کیفیت هیدرولیکی سیمان کمک می کند و به سخت شدن آن در هنگام مخلوط شدن با آب کمک می کند.

هنگام ساخت سیمان، سازندگان باید مقادیر سیلیس را برای تولید سیمان با نتایج مطلوب کنترل کنند. سیلیس بیش از حد می تواند توسعه استحکام را به تاخیر بیاندازد و به زمان پخت اضافی نیاز دارد. سیلیس بیش از حد همچنین می تواند انقباض سیمان را افزایش دهد و منجر به ترک هایی شود که در طول حالت خشک شدن ایجاد می شود.

آلومینا

آلومینا یا اکسید آلومینیوم از بوکسیت به دست می آید. بوکسیت یک ماده معدنی رس مانند است که سرشار از آلومینیوم است.

آلومینا به سیمان کمک می کند تا سریعتر گیر کند و مقاومت سولفات را بهبود می بخشد. همچنین به سیمان برای تولید گرما در طول هیدراتاسیون کمک می کند که در کمک به گیرش سیمان در شرایط آب و هوایی سرد بسیار مهم است

آلومینا زیاد می تواند باعث گیرش خیلی سریع سیمان شود و استفاده از آن را دشوار می کند. مقادیر بیش از حد آلومینا می تواند باعث استحکام کوتاه مدت سریع و کاهش دوام طولانی مدت سیمان شود.

سنگ آهن

سنگ آهن سنگ یا مواد معدنی حاوی آهن فلزی است. سنگ آهن حاوی اکسیدهای آهن مانند هماتیت و مگنتیت است که از ترکیبات مهم سیمان هستند.

سنگ آهن به عنوان یک عامل رنگی در سیمان عمل می کند. این می تواند سایه هایی از سیمان قرمز، قهوه ای و سیاه ایجاد کند که به جذابیت زیبایی کمک می کند. سنگ آهن همچنین به عنوان یک عامل روان کننده برای کاهش نقطه ذوب مواد خام عمل می کند. این به آنها کمک می کند تا به طور موثرتری با هم ترکیب شوند.

ناخالصی هایی مانند گوگرد یا فسفر موجود در سنگ آهن باعث کاهش استحکام، دوام و کارایی سیمان می شود.

مصالح

سنگدانه ها مواد دانه ای هستند که تولیدکنندگان سیمان به مخلوط سیمان اضافه می کنند. آنها اکثریت حجم مخلوط را فراهم می کنند و حجم، استحکام و پایداری را فراهم می کنند. سنگدانه های رایج در سیمان عبارتند از شن، شن، سنگ خرد شده، سنگدانه بتن بازیافتی (RCA) و سنگدانه های سبک مانند خاک رس منبسط شده، شیل یا تخته سنگ.

ماهیت به هم پیوستگی سنگدانه ها به استحکام کلی سیمان و ظرفیت تحمل بار کمک می کند. آنها به کنترل انقباض سیمان در طول فرآیند خشک کردن و پخت کمک می کنند. افزودن سنگدانه ها به کاهش هزینه سیمان نیز کمک می کند.

سنگدانه ها نیاز به آب اضافی را برای اطمینان از کارایی خوب سیمان افزایش می دهند. برخی از سنگدانه ها همچنین می توانند واکنش قلیایی-سیلیکایی با اجزای قلیایی خمیر سیمان ایجاد کنند که می تواند باعث ترک خوردن، انبساط و خراب شدن سیمان در طول زمان شود.

گچ

گچ یک ماده معدنی است که از سولفات کلسیم دی هیدرات تشکیل شده و یک افزودنی رایج در سیمان است. گچ به عنوان یک کندکننده در سیمان عمل می کند و زمان گیرش اولیه را کاهش می دهد. این کیفیت به کارگران امکان کارایی بهتر و قرارگیری طولانی‌تر را می‌دهد. افزودن گچ به جلوگیری از سخت شدن سریع سیمان در تماس با آب کمک می کند و سیمان را در برابر تخریب در محیط های غنی از گوگرد محافظت می کند.

گچ بیش از حد می تواند منجر به تاخیر در توسعه استحکام شود. تولیدکنندگان همچنین باید ترکیب شیمیایی دقیق مواد تشکیل دهنده سیمان خاص خود را در نظر بگیرند زیرا گچ می تواند با مواد شیمیایی خاصی در مخلوط واکنش داده و عملکرد و خواص سیمان را کاهش دهد.

مواد سیمانی تکمیلی (SCM)

علاوه بر مواد تشکیل دهنده استاندارد سیمان، مواد سیمانی نیز وجود دارد که در برخی از سیمان ها وجود دارد. این مواد عبارتند از خاکستر بادی، دود سیلیس، پوزولان ها و سرباره.

SCM ها مزایای زیادی در سیمان دارند. آنها به بهبود کارایی، انسجام، استحکام و دوام و همچنین کاهش نفوذپذیری و توسعه دما در سیمان کمک می کنند. معرفی SCM ها همچنین به بهبود مزایای زیست محیطی نوع خاصی از سیمان کمک می کند. بسیاری از SCM ها محصولات جانبی صنعت سیمان هستند که به محل های دفن زباله می روند مگر اینکه خرد شوند و بخشی از سیمان شوند. آنها همچنین به کاهش نیاز به تولید سیمان خام کمک می کنند.

در برخی موارد، SCM ها با تاخیر در توسعه مقاومت در سیمان همراه هستند. SCM ها در ترکیبات و اندازه ذرات مختلف موجود هستند، بنابراین می توانند با توجه به کیفیتی که تولید می کنند متفاوت باشند. تولیدکنندگان سیمان باید برای تولید سیمان با کیفیت مطلوب، SCM ها را با دقت انتخاب کنند.

اگر از صفحه ما خوشتان آمد لطفا با دوستان خود به اشتراک بگذارید & فیس بوک