سیمان چگونه ساخته می شود؟ توضیحی ساده از فرآیند ساخت سیمان

هنگامی که متخصصان و آماتورهای ساختمان درک می کنند که سیمان چگونه ساخته می شود، به آنها کمک می کند تا تصمیمات آگاهانه تری در مورد انتخاب، استفاده و کاربرد سیمان در پروژه های خود بگیرند.

تولید سیمان فرآیند پیچیده ای است که با منابع طبیعی آغاز می شود. سازندگان آنها را به گونه ای مخلوط و حرارت می دهند که واکنش شیمیایی ایجاد می کند و منجر به ماده ای می شود که ما آن را سیمان می نامیم.

هنگامی که فرآیند تولید سیمان را درک کردید، این دانش بینش ارزشمندی را در مورد ماده ساختمانی که یکی از مهم ترین اجزای زیرساخت ساختمان مدرن است، ارائه می دهد.

Table of Contents

سیمان چگونه ساخته می شود

تولیدکنندگان سیمان را از طریق یک فرآیند چند مرحله ای تولید می کنند که با استخراج محصول خام آغاز می شود و با بسته بندی و توزیع خاتمه می یابد. اگرچه هر تولید کننده فرآیند خاص خود را دارد، در اینجا چند دستورالعمل کلی برای مراحل تولید سیمان آورده شده است.

استخراج مواد خام

عمده ترین مواد اولیه ای که سازندگان برای ساخت سیمان استفاده می کنند، سنگ های سخت مانند سنگ آهک و تخته سنگ و سنگ های نرم مانند خاک رس و گچ است. آنها سنگ ها را استخراج و یا حفر می کنند و آنها را به تاسیسات خرد کردن منتقل می کنند. حمل و نقل مواد خشک معمولاً با کامیون ها، واگن های راه آهن یا تسمه نقاله بسته به امکانات انجام می شود. گاهی اوقات مواد مرطوب توسط خط لوله تحویل داده می شود.

خرد کردن و آسیاب کردن

مواد خام برای کاهش اندازه سنگ، فرآیند خرد کردن اولیه را طی می کنند. تولیدکنندگان سیمان از سنگ شکن های فکی، آسیاب های چکشی و سنگ شکن های مخروطی برای کاهش اندازه سنگ سخت استفاده می کنند. سپس تولیدکنندگان از ماشین‌هایی مانند آسیاب غلتکی برای آسیاب کردن سنگ سخت و تبدیل آن به پودر ریز استفاده می‌کنند که به آن کنجاله خام می‌گویند.

مواد نرم مانند خاک رس و گچ نیز پردازش می شود. آنها مواد نرم را با مخلوط کردن آن با آب در آسیاب های شستشو تجزیه می کنند. این یک دوغاب تولید می کند. آنها دوغاب را از یک توری ریز عبور می دهند تا ذرات بزرگ باقی مانده را از بین ببرند.

آماده کردن مخلوط خام

تولیدکنندگان سیمان در مرحله بعد نسبت هایی از مواد خام را با هم مخلوط می کنند تا ترکیب دقیق مواد تشکیل دهنده سیمان را برای نوع سیمانی که تولید می کنند به دست آورند. این ترکیب همچنین با توجه به قابلیت های مورد نظر سیمان، در دسترس بودن محلی مواد اولیه و فرآیند ساخت متفاوت است.

در بیشتر موارد، ماده اولیه مخلوط گرد و غبار سنگ آهک است. نسبت گرد و غبار سنگ آهک معمولاً بین 80 تا 95 درصد است. گرد و غبار خاک رس یا شیل بین 5 تا 20 درصد مخلوط را تشکیل می دهد. بسته به نوع خاص سیمان، سیلیس، اکسید آهن، آلومینا و سایر مواد افزودنی نیز ممکن است به مخلوط اضافه شوند. نسبت این مواد افزودنی بین 1 تا 10 درصد متغیر است.

پیش گرمایش و پیش کلسیناسیون

مخلوط خام در مرحله بعدی پیش گرم شده و پیش کلسینه می شود تا بازده سوخت فرآیند بهبود یابد و ظرفیت تولید افزایش یابد. مواد اولیه وارد دستگاهی مانند پیش گرمکن برجی یا پیش گرم کن سیکلون می شود و تا دمای 800 درجه یا 900 درجه سانتیگراد گرم می شود. این فرآیند هر گونه رطوبت یا دی اکسید کربن را از مخلوط حذف می کند. این فرآیند برخی از واکنش های شیمیایی لازم در تشکیل سیمان را آغاز می کند.

تشکیل کلینکر

فرآیند تشکیل کلینکر مرحله اولیه در تشکیل سیمان است. این مرحله ای است که در آن فرآیند پیچیده شیمیایی رخ می دهد که سیمان را به یک محصول ساختمانی قوی و بادوام تبدیل می کند.

تولیدکنندگان سیمان مواد خام سیمان را در کوره ای که با آجر نسوز پوشانده شده است تغذیه می کنند. دمای بالای 1400 درجه سانتیگراد مواد افزودنی را ذوب می کند که سنگ آهک را مایع می کند تا با سیلیس واکنش داده و کلینکرها را تشکیل دهد. کلینکرها مواد ندولار یا توده مانند با قطر 3mm-24mm (0.12 in-.98in) هستند.

خنک کننده

کلینکرها با استفاده از هوا یا آب به سرعت تا دمای 100 تا 200 درجه سانتیگراد خنک می شوند. این فرآیند در تضمین کیفیت محصول نهایی سیمان حیاتی است زیرا بر ریزساختار کلینکر تأثیر می گذارد. خنک‌سازی سریع به کلینکرها اجازه می‌دهد تا ترکیب معدنی خود را جامد کنند، آسیاب‌پذیری را بهبود می‌بخشد، از آبرسانی مجدد جلوگیری می‌کند و به جلوگیری از ترک خوردن کمک می‌کند.

اختلاط و آسیاب نهایی

تولیدکنندگان سیمان کلینکر خنک شده را با مقداری مواد افزودنی مانند گچ، خاکستر بادی و سنگ آهک مخلوط می کنند. این افزودنی ها به تنظیم زمان گیرش سیمان کمک می کنند، به عنوان بازدارنده آتش عمل می کنند، کارایی را بهبود می بخشند و به کاهش انقباض در میان سایر کیفیت ها کمک می کنند. مخلوط کلینکر و مواد افزودنی به آسیاب گلوله ای یا دستگاه مشابهی داده می شود و به پودر ریز تبدیل می شود.