مصالح [ سیمان ]

[ebrahim110]

كليات در مورد سيمان​

سيمان چيست؟
سيمان گردي نرم، جاذب آب و چسباننده خرده سنگ است که اساساً مرکب از ترکيب پخته شده و گداخته شده اکسيد کلسيم با اکسيد سيليکون، اکسيد آلومينيوم و اکسيد آهن مي باشد. ملات اين گرد به مرور در مجاورت هوا يا در زير آب سخت، فشرده مي شود در ضمن ثبات حجم، مقاومت خود را نيز حفظ مي نمايد.
به دليل کاربرد حساس سيمان و استفاده از اين کالا در ساخت و احداث بناهايي نظير پلها، سدها، اسکله ها و منازل مسکوني و راه ها انجام آزمايشات کنترل کيفي داراي اهميت اساسي است. کنترل کيفي انواع مواد خام مصرفي در کارخانه و همچنين کنترل مواد خام و خوراک کوره و همچنين کلينکر و سيمان در نقاط و مراحل مختلف خط توليد انجام مي شود. اصولاً تقسيم بندي سميان در کشورهاي مختلف متفاوت مي باشد و مبناهاي مختلفي براي تقسيم بندي انتخاب شده است از جمله اينکه ممکن است سيمان به صورت زير طبقه بندي شود.
انواع دسته‌بندي سيمان

• <LI dir=rtl>دسته بندي بر اساس تاب فشاري
  <LI dir=rtl>دسته بندي بر اساس نوع سيمان و اينکه از چه منبعي تهيه شده باشد، مانند سيمان پرتلند، سيمان روبار و سيمان پوزولان
• دسته بندي بر اساس مشخصات ويژه مانند سيمان با گرماي هيدراتاسيون پائين سيمان با مقاومت شيميائي در مقابل سولفاتها، قليايي ها و امثالهم، سيمان زودگير، سيمان با مقاومت اوليه بالا.

 

[FAHIMEH-MEHR]

استفاده از خاکستر پوسته برنج به جای سیمان

استفاده از خاکستر پوسته برنج به جای سیمان

خاکستر پوسته برنج (RHA)، یک جایگزین ایده ال و شایسته برای سیمان ( تازه ها )​

هرکدام از انواع ساخت و سازهای فوق، در عصر حاضر در بسیاری از کشورها خصوصاً در کشور ایران، روندی رو به رشد داشته و خواهد داشت و این یعنی افزایش مصرف مصالح ساختمانی در جهان و در راس آنها مصالحی پرمصرف مثل بتن و فولادو سیمان. بنابراین افزایش سرمایه گذاری و افزایش مصرف سوخت در کارخانه های تولیدی مصالح را پیش رو خواهیم داشت. که در این میان فراين توليد بتن بدلیل اینکه دارای بالاترین حجم تولید در بین تمام مصالح ساختمانی در جهان است، اهمیت بسیار بالایی دارد. پس باید شرایط تولید، مواد اولیه، مواد ثانویه و مواد مضاف بتن و مهمتر از همه سیمان و جایگزین های مناسب برای آن در تولید بتن مورد مطالعه کاملاً علمی، فنی و مهندسی قرار گیرند، تا هم از نظر بهبود مشخصات بتن و افزایش مقاومت آن پیشرفت هایی حاصل شود و هم از نظر اقتصادی در هزینه ها صرفه جویی گردد. یکی از بهترین راهکارهای موجود، یافتن جایگزینهای مناسب برای سیمان مصرفی در بتن است و در این زمینه استفاده از منابع و مصالح طبیعی و در راس آنها ضایعات ومواد اضافی کشاورزی می تواند ایده بسیار کارآمد و پرثمری باشد.
در ایران و نیز در بعضی کشورها عمده استفاده ای که از مواد زاید کشاورزی می شود، یکی بعنوان خوراک دام و دیگری بعنوان سوخت مصرفی در کارخانه هایی مثل کارخانه تولید آجر یا برنج کشی و... است و این بخاطر ارزانی و راحتی دسترسی به این مواد است. در بسیاری موارد حتی دیده می شود که کشاورزان اقدام به سوزاندن این مواد به ظاهر اضافی می کنند. که این امر هم آلودگی های زیست محیطی را در پی دارد وهم در مواقع بارندگی موجب اسیدی شدن آب و خاک کشاورزی و درنتيجه كاهش ميزان توليدات زراعي می گردد.
اما در سالهای اخیر با پیشرفت سریع بشر در حوزه مسایل فنی و اجرایی در بخش ساختمان سازی و با تحقیقات صورت گرفته در زمینه مصالح ساختمانی و بکار گیری مواد طبیعی و تقویت و بهسازی مصالح ساختمانی مصنوعی، نوآوری ها و ابتکارات تازه و بسیار سودمندی صورت گرفته است. یکی از بهترین رهیافتها، سوزاندن و خاکستر کردن مواد زاید محصولات کشاورزی مثل پوسته و ساقه برنج(تولید سالیانه 40000 تن در جهان)، پوسته و غلاف برگ ارزن هندی(Sorghum ) یا همان نیشکر چینی، غلاف برگ گندم، تیغه برگ ذرت، برگ و ساقه گیاه شاه پسند، ساقه درخت نان (Breadfruit )که بیشتر در مناطق استوایی آسیا می روید، باگاس( تفاله ساقه نیشکر)، برگ و ساقه آفتابگردان، قسمت داخلی گیاه بامبو (Bamboo) که در مناطق با دسترسی آب بالا مثل حاشیه دریا ها و دریاچه ها و رودخانه ها و باتلاقها و ... رشد می کند، ودر نهایت جایگزینی خاکستر حاصل از سوزاندن مواد فوق، البته در حدود سی تا چهل درصد، بجای سیمان مصرفی در تولید بتن و در نتیجه افزایش میزان سیمان تولیدی و کاهش قیمت آن است. همانطور که بسیاری از شما، خصوصاً عزیزان دست اندرکار امر ساخت و ساز مطلعند، نوسان قیمت سیمان که در اکثر موارد روند افزایشی داشته است، در مقطع های زمانی مختلف همواره مشکلات عدیده ای را برای انجام صحیح و به موقع پروژه های خرد و کلان سازه ایِ کشور بوجود آورده است. از طرف دیگر تولید و عرضه کافی و بموقع سیمان به بازار، در حدی که پاسخگوی نیازهای ساخت و ساز کشور باشد، باعث می شود که مناطق شهری و روستایی دور افتاده کشور خصوصاً در مناطق با امکانات پایین(فاقد کارخانه های تولید سیمان) که در حال ساخت یا بازسازی هستند، براحتی و در اسرع وقت به مصالح مورد نظر خود از جمله سیمان دسترسی پیدا کنند.
از سوختن موادزاید کشاورزی که متشکل از فیبر، مواد معدنی مثل اکسید آهن(Fe2O3)، اکسید آلومینیوم(Al2O3) و مواد دیگری مثل سلولز، سیلیس، پروتئین و چربی و ... هستند، خاکستری تولید می شود که حاوی سیلیس است که بسته به درجه حرارت سوختن، به صورت کوارتز، کرسیتو بالیت(Crystobalite) و تردیمیت(Tridymite) تولید می شود. که در واکنش با آهک یک ترکیب چسبنده بنام سیلیکات کلسیم تولید می کند که این محصول در بهبود مشخصات و مقاومت بتن ساخته شده تاثیر عمده ای دارد. در بین محصولات کشاورزی نامبرده بالا، پوسته برنج و باگاس یا همان تفاله ساقه نیشکر و ساقه برنج، با سوزاندن مقدار یکسان از آنهادر شرایط یکسان به ترتیب بیشترین مقدار خاکستر را تولید می کنند که برای پوسته برنج حدود 22 درصد، باگاس حدود 15درصد و ساقه آن5/14 درصد وزن اولیه خاکستر تولید می کنند. با سوزاندن هر تن پوسته برنج حدود 220 کیلو خاکستر تولید می شود که حدود 94 کیلو از این مقدار خاکستر، سیلیس است. البته ناگفته نماند که مقدار سیلیس تولید شده به دمای سوختن و طول مدت سوزاندن پوسته برنج بستگی دارد.
از طرف دیگر پوسته برنج بر خلاف ساقه برنج و باگاس برای خوراک دام آنچنان مناسب نيست. این در حالی است که ساقه و پوسته برنج و باگاس از نظر تولید حرارت بعنوان سوخت در کارخانه های تولید شکر، تولید آجر و حتی پوسته برنج در پخت وپز خانگی و در کارخانجات برنج کوبی کاربرد زیادی دارند. گرمای حاصل از سوختن هر تن پوسته برنج معادل گرمای آزاد شده از سوختن حدود 360 کیلو نفت سیاه یا 480 کیلو گرم زغال است.
عمده کاربرد علمی و مهندسی خاکستر پوسته برنج در صنعت ساخت وساز این است که، بصورت ماده پوزولانی در سیمان های ترکیبی و هیدرولیکی حداکثرتا حدود 40 درصد وزنی جایگزین سیمان می شود و با هیدراتاسیون آرام و حرارت هیدراته پایین، خصوصاً در بتن ریزی های حجیم که نیاز به کنترل درجه حرارت هیدراتاسیون می باشد، کاربرد داشته و از همه مهمترکارایی و مقاومت بتن یا ملات سیمانی را افزایش داده و هزینه تولید واجرای بتن ریزی را کاهش می دهد. از طرف دیگر وزن مخصوص کمتر پوزولانها، در نهایت موجب افزایش حجم ماتریس سیمانی می شود. در سیمانهای پوزولانی ابتدا سیمان و پوزولان را با هم ترکیب کرده و آسیاب می کنند ولی در مورد بتنهای حاوی RHA بهتر است ابتدا خاکستر آسیاب شده و بعد با سیمان ترکیب گرددو در بتن بکار رود.
رفتار پوزولانی خاکستر پوسته برنج و واکنش شیمیایی آن به ویژه در ترکیب باآهک بستگی به شکل سیلیس و کربن موجود در آن و نیز درجه حرارت سوختن و زمان نگهداری در آن دما دارد. با افزایش دمای سوزاندن و زمان نگهداری بیش از حد استاندارد ( حدود 700 درجه سانتی گراد) نتیجه افزایش دما بر عکس می شود. یعنی افزایش دما باعث تاثیرات منفی در عملکرد RHA می شود. نباید فراموش کرد که خاصیت پوزولانی ماده ذاتی است و در درجه اول بستگی به ترکیبات شیمیایی و ساختمان کریستالی آنها دارد و عوامل فوق در مراتب بعدی از نظر تاثیر گذاری در خواص پوزولانی مواد قرار دارند.
پیشینه استفاده از پوسته برنج در بتن به سال 1924 م در آلمان بر می گردد. در سالهای 1955 و 1956 آقایان MC DANIEL و Hough و Barr در زمینه کاربرد این مواد تحقیقات بیشتری انجام دادند و علی الخصوص عملکرد بلوکهای ساخته شده با ترکیب سیمان و RHA را مورد بررسی قرار دادند. که نتایج آزمایشات انجام شده حاکی از افزایش تاب فشاری نمونه نسبت به حالت بدون استفاده از RHA بود. البته مقاومت نمونه در برابر سایش و قدرت رسانایی حرارتی آنها نیز مورد بررسی قرار گرفت که نتایج بدست آمده بسیار مثبت و امیدوارکننده بود. شایان ذکر است که از آن زمان به بعد همواره در کشورهای مختلف جهان، در زمینه بکار گیری این گونه مواد در تولید ترکیبات سیمانی تحقیقات زیادی صورت گرفته و همایشها وگردهمايي هاي مختلفي در سراسر دنيا هم برگزار شده است. و نتیجه این گونه فعالیتها و تحقیقات، یعنی حرکت بسوی تولید بتن و ماتریس های سیمانی ارزان و در عین حال مقاوم.
شرایط سوزاندن پوسته برنج برای تولید خاکستر ایده ال:
تعیین دمای بهینه سوزاندن پوسته برنج، با استفاده از نتایج آزمایش پراش سنجی اشعه ایکس و نیز آزمایش سنجش فعالیت دربرابر آهک صورت می گیرد. بهترین و درعین حال اقتصادی ترین حالت برای تولید خاکستر مناسب، همگن،دارای حداکثر فعالیت پوزولانی و با کیفیت بالا از پوسته برنج، حالتی است که عمل سوزاندن آن در دمای بین 500 تا 650 درجه سانتی گراد و در مدت زمان حدود دو ساعت صورت گیرد. بر اساس آزمایشها و تحقیقات صورت گرفته مشخص شده است که اگر دمای سوختن زیر 500 یا بالای 650 درجه سانتی گراد باشد، باعث بوجود آمدن سیلیسهای بیشکل و غیر بلوری می شود. و از طرفی در دماهای بالاتر هوا(اکسیژن) کافی برای سوختن کامل پوسته و تولید خاکستر با کارایی مناسب در محیط وجود نخواهد داشت. ونیز تخلیه گازهای مزاحم تولید شده در شرایط سخت تری انجام می شود. بلوری یا غیر بلوری بودن خاکستر تولید شده نیز به کمک اشعه ایکس و شیوه پراش سنجی مشخص می شود. نکته دیگر اینکه متناسب با افزایش دمای سوختن رنگِ خاکسترِ تولید شده سفید تر و روشنتر خواهد بود. البته اگر در زمان سوختن هوای کافی در محل وجود نداشته باشد، رنگ خاکستر تیره تر می شود. تا جاییکه در دمای 900 درجه اگر سرعت سوختن بالا باشد و پوسته به درستی نسوزد، خاکستر حاصل، سیاهرنگ است.
در سوزاندن پوسته برنج، لازم است که هوای تازه حاوی اکسیژن بجای دی اکسید کربن تولید شده از سوختنِ RH وارد کوره شود، تا ته نشینی سیلیس و بلوری شدن آنرا تنظیم نماید. کوره های باریک که دارای مجاری تهویه(ورود اکسیژن و خروج دی اکسید کربن و سایر گازهای اضافی) باشند، که سرد شدن آرام و اصولی خاکستر را در پی داشته باشند، برای تولید خاکستر از پوسته برنج مناسبند. استفاده از کوره های غیر استاندارد، بدلیل عدم کنترل دمای سوختن و سرد شدن غیر نرمال خاکستر تولیدی و در نتیجه تشکیل بلورهای با کارایی پایین، کاری غیر فنی و غیر اصولی است. خارج کردن دی اکسید کربن و دسترسی به هوای اکسیژن دار، باعث جدایی بهتر مواد معدنی پوسته از مواد سلولزی و لیگنین می شود. و همین مساله کربن زدایی خاکستر را کنترل می کند.
خاکستر تولیدی از پوسته برنج را قبل از بکار گیری آن آسیاب می کنند. این کار باید قبل از مخلوط کردن خاکستر با سیمان صورت گیرد. زیرا اگر سیمان نیز آسیاب شود، نرمتر می شود و در نتیجه مصرف آب بیشتر شده و نهایتاً ترکیب سیمانی یا بتن حاصل کیفیت مطلوب و مورد نظر را نخواهد داشت. ولی در مورد RHA برعکسِ سیمان، هر چه نرمتر باشد، آب مصرفی کمتر خواهد بود و چسبندگی ملات بیشتر خواهد بود. هر چه نسبت آب به مخلوط سیمان و خاکستر در محدوده استاندارد کمتر باشد( نزدیک به حداقل مقدار مجاز) تاب فشاری ترکیب سیمانی حاصل، بیشتر خواهد بود.
از مهم ترین محاسن بکار گیری خاکسترِ پوسته برنج در تولید بتن، افزایش دوام بتن و مقاومت آن در برابر حملات مواد مخربِ شیمیایی است. مزیت دیگر اینکه ملات یا بتن ساخته شده با RHA نسبت به انواع ساخته شده با سیمان پرتلند تنها(بدون خاکستر) دارای مقاومت بالاتری در برابر شرایط محیطی اسیدی است. بر اساس آزمایشات صورت گرفته، افت وزنی بتن ساخته شده با RHA در محلول اسید سولفوریک و اسید کلریدریک به ترتیب 13 و 8 درصد است در حالی که بتن ساخته شده با سیمان پرتلند، در برابر اسیدهای فوق به ترتیب در حدود 27 و 35 درصد کاهش وزن دارد. شایان ذکر است که اسید کلریدریک باعث حفره ای شدن و خوردگی بتن معمولی( بدون خاکستر) می شود در حالی بر روی بتن حاوی خاکستر پس از رسیدن به مقاومت 72 روزه بی تاثیر است.
بتنی را که در تولید آن از خاکستر پوسته برنج استفاده شده، به روشهای مختلف عمل آوری می کنند._ عمل آوری به روش کاریبین(Carbbean): که در اتاق با دمای بین 29 تا 31 درجه سانتی گراد و رطوبت نسبی بین 77 تا 83 درصد انجام می شود. _ عمل آوری به روش استاندارد: در اتاق با دمای 20 تا 21 درجه و رطوبت نسبی 92 تا 98 درصد._ روش تسریع شده که بیشتر برای قطعات پیش ساخته بکار می رود. _ عمل آوری در محیط خارجی حفاظت شده( اتاق داغ): با دما و درصد رطوبت متفاوت و افزایش تدریجی دما و رطوبت نسبی محل محافظت شده. _ عمل آوری داخلی در شرایط نسبتاً ثابت با دمای حدود 19 درجه و رطوبت نسبی 55 تا 65 درصد. که از میان روشهای یاد شده، روش کاریبین، مناسبتر است و موجب افزایش دوام بتن شده و مصرف انرژی پایینی داردو نیز تاب فشاری را تا حدود 30درصد افزایش می دهد. در واقع روشهایی که رطوبت نسبی بالاتری داشته باشند مناسبترند.
استفاده از RHA در تولید بتنهای عایق: بتنی می تواند عایق باشد که وزن مخصوص آن کمتر از 800 کیلوگرم بر مترمکعب و تاب فشاری بین 10 تا 70 کیلوگرم بر سانتی متر مربع داشته باشد. برای ساخت این گروه بتن، از خاکستر عمل آوری شده با آهک یا خاکستر عمل آوری نشده استفاده می شود. البته پایداری و تاب فشاری گروه اول بیشتر است.و نیز استفاده از خاکستر عمل آوری شده مانع از شوره زدگی بتن می شود. مهمتر از همه باعث سبکی و کاهش وزن مخصوص بتن شده و خواص عایق بودن آنرا افزایش می دهد.
در پایان لازم به ذکر است که، علاوه بر تولید بتن، از خاکستر پوسته برنج(RHA) در تولید آجرهای سبک و نسوز و بلوکهای بتنی نیز بهره برداری می شود. این آجرها دارای خواص ویژه بسیار ارزشمندی هستند. از جمله: - تحمل گرمای حدود 1250 درجه بدون ترک خوردگی یا حداکثر با ترک خوردگی ها بسیار ریز و مویی - مقاومت فشاری 30 کیلو گرم بر سانتی متر مربع – دوام طولانی مدت – چسبندگی کافی و موثر با ملاتهای بنایی و اندودهای گچی و سیمانی – وزن کم در حدود یک تن بر متر مکعب – رنگ خاکستری روشن. در آجرهایی که با خاک لاتریتی(Lateritic )، خاک رس و خاکستر ساخته می شوند، با افزایش مقدار خاکستر، تاب فشاری و حدود اتربرگ شامل حد حالت روانی(LL )، حد حالت خمیری(PL )، میزان آب لازم نیز افزایش می یابد ولی نشانه حالتِ خمیری(PI ) کاهش پیدا می کند.
منبع:www.omran2omran.com

 

[ebrahim110]

سيمان هيدروليک ضد آب چيست؟

سيمان هيدروليک ضد آب چيست؟

اين نوع سيمان در ديوارهاي بتوني و يا سنگي کاربرد دارد و از نفوذ آب جلوگيري مي کند. فرمول اين نوع سيمان طوري است که خيلي سريع سفت مي شود و در مقابل نفوذ آب بسيار مقاوم و مستحکم است. سيمان هيدروليک ضد آب، مشکل نشتي آب را در مناطقي که آبهاي جاري از زير و يا بالاي سطوح بتوني و يا سنگي عبور مي کند را حل مي کند.

از اين نوع سيمان مي توان در اطراف لوله هاي بتوني که آب از آنها عبور مي کند نيز استفاده کرد. بطور کل موارد استفاه از اين سيمان به شرح زير مي باشد:

-- ديوارهاي باربر و ديوارهاي پشت بند

-- دودکش ها

-- استخر هاي شنا، حوضچه هاي فواره دار، مخازن آبي زير زميني

مواد تشکيل دهنده: اين سيمان مخلوطي از سيمان پورتلندي و سيمان آلومينات کلسيم، دانه هاي سيليکا و ديگر افزودني هاي مخصوص مي باشد. رنگ اين محصول بطور معمول خاکستري مي باشد اما انواع خاص آن که سفيد رنگ است هم تهيه شده است.

ديواري را که مي خواهيد بر روي آن از اين سيمان استفاده کنيد مي بايست عاري از گرد و غبار و جلبک زدگي و کپک زدگي باشد. از ايجاد شکاف هاي V شکل ممانعت کنيد. به ازاي وزن هر 4-5/4 بخش از اين سيمان از 1 بخش آب استفاده کنيد. آب و سيمان بايد طوري با هم مخلوط شوند که يک بتونه يکنواخت به دست آيد. به اندازه اي از اين مخلوط استفاده کنيد که در عرض 2-3 دقيقه مصرف شود. براي هر بار استفاده 113 تا 170 گرم از پودر سيمان تجويز مي شود.

اخطار: حرارت بالا زمان سفت شدن سيمان را افزايش مي دهد. اين محصول مي بايست در دماي پايين تر 50 درجه فارنهايت و با استفاده از آب نيمه گرم تهيه شود

 

[vahid_pakrou]

[ سیمان ]

[ سیمان ]

همیشه زمانی که صحبت از سیمان می شود این سئوال مطرح است که سیمان چیست و چگونه اکسیر آبادانی دست یافته است و آن را به اشکال مختلف به کار می برد.
با اندکی مطالعه و تحقیق بر آن شدم تا علاوه بر تعریفی از این ماده، تقویم پیدایش و سیر تکامل فرمولهای مختلف آن را بیان کنم تا شاید در جهت بالا بردن سطح کمی و کیفی کادر فنی و مجرب صنایع سیمان کشور به کار آید و نکته مهمتر اینکه در فکر توسعه موارد مصرف این ماده اعجاب انگیز برآییم تا اجرای پروژه های کشاورزی، عمرانی، صنعتی و... هر چه سریعتر با بهترین کیفیت به اجرا برسد.
سیمان چیست:
سیمان گردی است نرم، جاذب آب و اینکه قابلیت به هم چسباندن ذرات را به یکدیگر به وجود می آورد که در نتیجه جسم صلب و یکنواختی را پدید می آورد. براین اساس سیمان ترکیبی است از اکسید کلسیم (آهک) با سایر اکسیدها نظیر اکسید آلومینیوم اکسید سیلیسم، اکسید آهن، اکسید منیزیم و اکسیدهای قلیایی که ترکیبی با آب را دارا می باشد و در مجاورت با هوا و همچنین در زیر آب به تدریج سخت می گردد و دارای مقاومت بالایی می شود به طوریکه در زمانی حدود ٢٨ روز که در زیر آب باشد دارای مقاومتی حداقل ٢٥٠ کیلو گرم بر سانتی مترمربع می گردد.

بنا به مطالعات پدید آمده قدمت استفاده از سیمان در رم قدم بوده است به طوریکه مخلوطی از خرده سنگ و آهک پخته درست می کردند و از ترکیب این مخلوط با آب، بتن حاصل گردیده است و از بتن بدست آمده در مراحل اجرایی کارهای ساختمانی استفاده می شده است.

تاریخچه سیمان:
در اواخر قرن هیجدهم به منظور آشنایی با خواص هیدرولیکی ملاتهای ساختمانی گامهای موثری توسط مهندس انگلیسی جوانی به نام جان اسمیتون (John Smeaton) برداشته شد و در سال ١٧٦٩ میلادی مطالعاتی در زمینه خواص ترکیبی موجود در خاک رس، گیرش هیدرولیکی و خاصیت سخت شدن این ترکیبات به عمل آمد که در نتیجه مواد جدید حاصله، سیمان (Cement) نامگذاری گردید.

پس از نتایج بدست آمده در سال ١٨٠٢ میلادی اولین کارخانه سیمان در انگلیس بنا شد که به جهت سعی و تلاش یک شیمیدان معروف به نام فردریچ جان (friedrich John) با بالا بردن کیفیت پخت سیمان و همچنین ازدیاد درجه حرارت دمای کوره و خردایش بهتر مواد، سیمان مرغوبتری را بدست آورد. و اما ٢٣ سال بعد یعنی در سال ١٨٢٥ یک بنای جوان آجرچین بنام ژوزف آسپدین (Joseph Aspdin) موفق شد از پخت مخلوط سنگ آهک و خاک رس (به صورت دو غالب) در درجه حرارت بالا به نوعی آهک آبی بی نظیر دست پیدا کند و این شخص، این محصول را سیمان پرتلند نامید و اولین کارخانه سیمان پرتلند را بنا کرد و همچنین این روش را به نام خودش به ثبت رسانید. بنابراین اولین کارخانه سیمان در کشور انگلستان تاسیس گردید، خالی از لطف نیست که بدانیم اولین کارخانه سیمان آلمان در سال ١٨٥٥ توسط دکتر هرمان بلیب تره ( Dr. Hermann Bleibtrev ) در اشتاین اجرا گردیده است. و همچنین اولین کوره دوارسیمان در دنیا در سال ١٩٠٣ میلادی در کارخانه سیمان Adler شروع به کار کرد حال پس از تعریف مختصری از سیمان و تاریخچه آن به بررسی تقویم تاریخی بدست آمدن سیمان و بتن به نامهای غیر از اینها در ادوار گذشته قبل و بعد از میلاد مسیح می پردازیم تا بدانیم که انسان گذشته نیز به منظور استقامت بخشیدن به محل زندگی خود و همچنین سازه های جانبی دست ساز خودشان اهمیت ویژه ای قایل بوده است.

سیمان پرتلند نوع 1 ( سیمان پرتلند معمولی ) P. C - type I :
در مواردی به کار می رود که هیچ گونه خواص ویژه مانند سایر انواع سیمان مورد نظر نیست.

سیمان پرتلند نوع 2 ( P. C - type II ) :
برای استفاده عمومی و نیز استفاده ویژه در مواردی که گرمای هیدراتاسیون متوسط مورد نظراست.

سیمان پرتلند نوع 3 ( P. C - type III ):
برای استفاده در مواقعی که مقاومت های بالا در کوتاه مدت مورد نظر است.

سیمان پرتلند نوع 5 ( P. C - type V ) :
در مواقعی که مقاومت زیاد در مقابل سولفات ها مورد نظر باشد استفاده می شود.

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 استفاده می شود.

سیمان سرباره ای ضد سولفات SR. slag Cement ) :
در مواقعی که مقاومت متوسط در مقابل سولفات ها و یا حرارت هیدراتا سیون متوسط مورد نظراست، استفاده می گردد

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.

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.

سیمان بنایی ( Masonry Cement ) :
برای استفاده در مواقعی که ملات بنایی با مقاومت های کمتر از سیمان پرتلند نوع 1 مورد نیازاست.

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.

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.

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 احیاءهیدروژن.

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.

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.

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.

سیمان های رنگی:
این سیمان ها بیشتر جنبه تزئینی و آرایشی دارند و در نماسازی سیمانی و تولید بتن نمادار به مصرف می رسند.

 

[vahid_pakrou]

مقاله کامل در مورد سیمان پرتلند پوزولانی P.P.Cement

مقاله کامل در مورد سیمان پرتلند پوزولانی P.P.Cement

مقدمه :
افزایش روز افزون جمعیت و نیاز به فضاهای مسکونی، اداری، ورزشی، آموزشی و... امری عادی واجتناب ناپذیر میباشد . در این راستا ساخت و سازها ، عملیات ساختمانی که به صورت ساخت اولیه ، مرمت ، بازسازی موقت ، بازسازی کامل بناها انجام میگیرد نیازمند علم و دانش فنی ، مصالح استاندارد ، اکیپ اجرائی ماهر و تخصص ، آگاهی و شناخت بروز افراد شاغل در بخش ساختمان است .
با توجه به اینکه بتن ، مصالح مناسبی برای امر ساخت و ساز بوده و اهمیت بسیار بالایی دارد . شرایط تولید ، مواد اولیه ، مواد ثانویه و مواد مضاف بتن و مهمتر از همه سیمان و جایگزین های مناسب برای آن در تولید بتن بایستی مورد مطالعه کاملاً علمی، فنی و مهندسی قرار گیرد ، تا هم از نظر بهبود مشخصات بتن و افزایش مقاومت آن پیشرفت هایی حاصل شود ، هم از نظر اقتصادی در هزینه ها صرفه جویی گردد یکی از بهترین راهکارهای موجود ، یافتن جایگزینهای مناسب برای سیمان مصرفی در بتن است و در این زمینه استفاده از منابع و مصالح طبیعی با حفظ محیط زیست و منابع ارزشمند کشور ایده بسیار کارآمد و پرثمری میباشد .

چنانچه تولید سیمان با شرایط فوق گامی در جهت پیشرفت جامعه بحساب می آید ، استفاده و بکارگیری آگاهانه و بجا از آن توسط مهندسین و افراد شاغل در بخش ساخت و ساز کشور نتایج مطلوب تری بدست می آورد .

چکیده :

سیمان پرتلند - مواد پوزولانی - بتن - مقاومت و دوام

سیمان پرتلند پوزولانی و ارزیابی واکنش زائی

سیمان پرتلند پوزولانی معمولی , مخلوطی است از حداقل 5 و حداكثر 15 درصد پوزولان طبیعی و دست كم 85 درصد كلینكر یا سیمان پرتلند با نرمی مشخص كه در مجاورت آب به صورت جسم چسبنده‏ای در كارهای ساختمانی مصرف می‏گردد . این سیمان با نماد " پ پ " نشان داده میشود .

پوزولان یک ماده طبیعی یا مصنوعی حاوی سیلیس فعال یا سیلیس آلومیناتی است که به تنهایی ارزش چسبندگی ندارد ، ولی بصورت پودر شده و درحضوررطوبت و در دمای معمولی با هیدراکسید کلسیم واکنش شیمیائی حاصل کرده و ترکیباتی را که خواص چسبندگی دارد ، بوجود می آورد . ماده پوزولانی بایستی بصورت آسیاب شده باشد تا درحضور آب با آهک ، سیلیکاتهای کلسیم پایدار با خواص چسبندگی ایجاد کند .

مواد پوزولانی از خاکستر آتشفشانی غیربلورین- پوزلانی اصلی - پودرسنگ ، سنگهای رسی و چرتهای اوپالینی ، خاک دیاتومه ای کلسینه شده ، خاک رس پخته شده ، خاکستر بادی ودوده سیلیسی و غیره بدست می آید .

جهت ارزیابی درجه فعالیت واکنش زائی مواد پورولانی با سیمان ، آئین نامه ASTM.C- 618-78 سنجش ضریب فعالیت پوزولانی را توصیه می نماید که این ضریب از تعیین مقاومت مخلوطها با جایگزین نمودن مقدار معینی از سیمان با مواد پوزولانی بدست می آید .

مقایسه مقاومت

روند توسعه مقاومت سیمان پرتلند پوزولانی به درجه فعال بودن پوزولان و نسبت سیمان پرتلند در مخلوط بستگی دارد . در سیمان پرتلند پوزولانی هیدراسیون بکندی انجام و حرارت هیدراسیون کمتر دارد و برای بتن های حجیم مناسب است . مقاومت اولیه بتن حاوی سیمانی که بخشی از آن با مواد پوزولانی جاگزین شده باشد ، کمتر از مقاومت مربوطه بتن حاوی سیمان خالص است و نیاز به یک عمل آوری و مراقبت نسبتا" طولانی دارد ولی مقاومت نهائی آن تقربیا" با مقاومت سیمان پرتلند خالص یکسان وبلکه قدری بیشتر است .

مشخصات و خواص سیمان پرتلند پوزولانی

آئین نامه ASTM . C595-79 سیمان پرتلند پوزولانی را بعنوان نوع IP برای کاربردهای عمومی ساختمانهای بتنی و نوع P را برای مصرف در مواردیکه مقاومت اولیه زیاد مواد نیاز نباشد مانند پایه های پل ، سدها ، و شالوده های تکی توصیف نموده است .

چگالی سیمان پرتلند عموما" حدود 15/3 است و چگالی سیمانهای پرتلند پوزولانی حدود 9/2 میباشد . چگالی سیمان ، که با روش ASTM . C188 تعیین میشود ، نشانگر کیفیت سیمان نیست و عمدتا" در محاسبات مربوط به تعیین نسبت اجزای مخلوط بتن بکارمی آیند .

سیمان پرتلند پوزولانی معمولی در حال حاضر با كیفیتی مطلوب و خواص مناسب با مشخصات برتر از شاخص های مطرح در استاندارد ملی ایران به شماره 3432 به صورت انبوه در کارخانجات سیمان کشورتولید می گردد . این نوع سیمان حاوی حداکثر 15% پوزولان طبیعی بوده و از خواص ویژه و كاربردی متنوعی برخوردار می باشد .

از خواص ویژه آن به موارد ذیل اشاره می شود .


Ca(OH)2 آزاد شده از فازهای سیمان شده و از افزایش پوكی و تخلخل تدریجی بتن می كاهد .


3- در طی زمان وجود پوزولان باعث جذب 5- این نوع سیمان ها ضد سولفات اصلاح شده می باشند . 6- بتن این نوع سیمانها آب بیشتر در خود نگهداشته و آب انداختگی كمتری از خود نشان می دهند . 7- مصرف این سیمان در هوای گرم و مرطوب ، مطلوب می باشد . 9- در بتن ریزی در شرایط آب و هوای سرد به خاطر ویژگی حرارت هیدراتاسیون كمتر ، باید بتن تازه در برابر یخ زدن محافظت شود تا نتیجه ایده آل حاصل گردد و قالب برداری دیرتر انجام گیرد . 1- دوام و پایایی بتن ساخته شده با سیمان پوزولانی در برابر محیط های خورنده و آبهای شور نسبت به سیمان های معمولی 2- میزان حرارت هیدراتاسیون این نوع سیمان نسبت به سیمانهای معمولی پایین تر بوده و در بتن ریزیهای نسبتاً حجیم كاربرد دارند . 4- در مواقعی كه شن و ماسه مصرفی استعداد واكنش خطرناك قلیایی ـ سیلیكاتی را داشته باشند تاحد زیادی از تشكیل این واكنش خطرناك بین سنگدانه و قلیایی های سیمان جلوگیری می كند . 8- به خاطر ویژگی حرارت هیدراتاسیون پایین و ماهیت پوزولان این نوع سیمان دیرگیر بوده و می باید مدت بیشتری بعد از بتن ریزی نگهداری شود تا نتیجه ایده آل حاصل گردد . 10- در مواقعی كه برای ساخت قطعات پیش ساخته مانند موزائیك و بلوك استفاده می شود بایستی به علت دیرگیر بودن این سیمان مدت نگهداری آن طولانی تر باشد .

11- در عملیات بتن ریزی در دمای کمتر از شش درجه سانتیگراد بایستی از مواد افزودنی مناسب استفاده شود .

مقایسه مشخصات شیمیایی سیمان پرتلند پوزولانی استاندارد های ملی ایران و ASTM

پارامتر
مقدار در استاندارد ملی ایران 3432
مقدار در استاندارد آمریكا ASTM C595-79

Mgo ( درصد )
حداكثر 5
حداكثر 5

SO3 ( درصد )
حداكثر 4
حداكثر 4

افت حرارتی ( درصد )
حداكثر 5
حداكثر 5

یون كلر ( درصد )
حداكثر 1/0
ــــ



مقایسه مشخصات فیزیكی سیمان پرتلند پوزولانی استاندارد های ملی ایران و ASTM

پارامتر
مقدار در استاندارد ملی ایران 3432
مقدار در استاندارد آمریكا ASTM C595-79

سطح مخصوص ( (
3000
ــــ

انبساط اتوكلاو ( % )
حداكثر 5/0
حداكثر 8/0

زمان گیرش اولیه ( دقیقه )
حداقل 60
حداقل 45

زمان گیرش نهایی ( دقیقه )
حداكثر 420
حداكثر 420

مقاومت فشاری 3روزه( (
حداقل 100
حداقل 125

مقاومت فشاری 7روزه( (
حداقل 175
حداقل 193

مقاومت فشاری 28روزه( (
حداقل 300
حداقل 241

حرارت هیدراتاسیون ( )
در سن 7 روزه
در سن 28روزه
حداكثر 70
حداكثر 80
حداكثر 70
حداكثر 80

مقدار پوزولان( درصد)
15-5






سیمان پرتلند پوزولانی ویژه
سیمان پرتلند پوزولانی ویژه طبق استاندارد ملی ایران به شماره 3432 دارای 15 تا 40 درصد مواد پوزولانی می باشد . كاربرد این مقدار پوزولان خواص بسیار مطلوبی به این سیمان می دهد كه كاربردهای ویژه ای را برای آن ایجاد می نماید . این سیمان با نماد " پ پ و " نشان داده میشود این سیمان دارای كاربرد گسترده به سبب خواص برتر ذیل می باشد :
1- دوام و پایداری بتن حاصل در محیط هایی با خورندگی زیاد حاوی غلظت بالای كلر و سولفات بسیار مطلوب می باشد .
2- به سبب حرارت هیدراتاسیون اولیه كم دارای كاربرد گسترده ای در بتن ریزیهای حجیم می باشد .
3 ـ Ca(OH)2 سبب جذب نسبتاً كامل حاصل ازهیدراتاسیون وحذف نسبتاً كامل تخلخل بتن میگردد.
4 ـ قابلیت مصرف بسیار گسترده در مواردی دارد كه شن و ماسه مستعد ایجاد واكنش سیلیكاتی ـ قلیائی دارند و انجام این واكنشها را به شدت محدود می كند.
5 ـ این نوع سیمان ها قابلیت مصرف بالائی در محیط های بسیار گرم و مرطوب دارند و نیاز به خنك سازی و كاهش درجه حرارت بتن و صرف هزینه زیاد در این مورد برای بتنهای ساخته شده از این سیمانها وجود ندارد .
6 ـ با توجه به ماهیت پوزولان و حرارت هیدراتاسیون كم در مورد كاربرد این سیمانها در هوای سرد و مصارف معمولی باید زمان بیشتری را برای نگهداری بتن صرف نمود .
مشخصات شیمیایی سیمان پرتلند پوزولانی ویژه

مشخصه شیمیایی الزامی
معیار استاندارملی به شماره 3432 برای سیمان پوزولانی ویژه
Mgo ( درصد )
SO3 ( درصد )
افت حرارتی ( درصد )
یون كلر ( درصد )
حداكثر 6
حداكثر 4
حداكثر 5
حداكثر 1/0

مشخصه فیزیكی الزامی
معیار استاندارملی به شماره 3432 برای سیمان پوزولانی ویژه
سطح مخصوص ( (
3200
انبساط اتوكلاو ( % )
حداكثر 5/0
زمان گیرش اولیه ( دقیقه )
حداقل 45
زمان گیرش نهایی ( دقیقه )
حداكثر 420
مقاومت فشاری 3روزه( (
ـــــ
مقاومت فشاری 7روزه( (
حداقل 150
مقاومت فشاری 28روزه( (
حداقل 275
مقدار پوزولان ( % )
40-16
حرارت هیدراتاسیون ( )
در سن 3 روزه
_
در سن 7 روزه
60
در سن 28 روزه
70
​

تعیین میزان پوزولان در سیمان پوزولانی

برای تعیین پوزولان موجود در سیمان پوزولانی نخست باید مقدار CaO در نمونه مورد نظر تعیین شود و سپس با استفاده از فرمول زیر میزان پوزولان موجود در نمونه محاسبه گردد .

در این معادله فرض بر آن است كه مقدار CaO كلینكر سیمان پرتلند مورد مصرف در تولید سیمان پوزولانی 65 درصد می‏باشد و نمونه افت حرارتی نداشته باشد . در معادله بالا :

P : درصد پوزولان در سیمان پوزولانی

Cpz : درصد CaO در سیمان پوزولانی ( پس از كسر مقدار CaO موجود در سولفات كلسیم )

S : 7/1 برابر میزان سولفات كلسیم در سیمان

Cp : مقدار درصد CaO در پوزولان ( با فرض 5 درصد )

یادآوری - تعیین میزان پوزولان در سیمان پوزولانی اختیاری بوده و بنا به درخواست مصرف كننده باید توسط تولیدكننده انجام پذیرفته و گزارش شود .


khakzad.com

 

[sma519]

سیمان منبسط شونده بتن تولید شده از آن
​

در پاره ای از موارد لازم است سیمانی تهیه شود که حجم آن در جمع شدگی ناشی از خشک شدن ، تغییر نکند و در نتیجه از ترک خوردگی جلوگیری شود. حتی در پاره ای از موارد به هنگام سخت شدن کمی نیز منبسط شود. بتن هایی که با این نوع سیمان ساخته شوند ، در روزهای اولیه انبساط یافته و در صورت مهار این انبساط با آرماتورها ، بتن به صورت پیش تنیده در می آید. در این حالت فولاد در کشش و بتن تحت فشار پیش تنیدگی قرار می گیرد. البته استفاده از سیمان های منبسط شونده نمی تواند جلوی جمع شدگی را کاملا" بگیرد . و بتنی با حجم ثابت بسازد ، زیرا بلافاصله بعد از خاتمه نگهداری بتن در محیط مرطوب ، جمع شدگی و افت آن آغاز می شود . بنابراین معمولا" سعی می شود که میزان این سیمان طوری تنظیم شود که انبساط و متعاقب آن جمع شدن بتن به یک اندازه و در جهت خلاف یکدیگر باشند .
تمامی انواع سیمانهای منبسط شونده بعد از هیدراتاسیون تولید سولفو آلومینات کلسیم هیدراته شده ( اترینگایت ) می کنند که عامل انبساط خمیر است . سیمان نوع M با آسیاب و مخلوط کردن کلینکر سیمان پرتلند ، کلینکر سیمان پرآلومین و سنگ گچ ساخته می شود . این سیمان طی 2 تا 3 روز بعد از ساختن بتن منبسط می شود . این سیمان که بنام سیمان منبسط شونده پر انرژی نیز معروف است ، زود گرفته و زود سخت می شود ( 7 Mpa در مدت 6 ساعت و 50 Mpa در مدت 28 روز ) . همچنین این سیمان در مقابل سولفاتها بسیار مقاوم است .
استاندارد ASTM C 845-80 همچنین سیمان نوع K را بنام سیمان منبسط شونده معرفی می کند . مواد اصلی سنگ گچ و بوکسیت و گچ می باشند که بعد از پخته شدن ترکیبات سولفات کلسیم و آلومینات کلسیم ( C5 A3 ) با خاصیت انبساط پذیری تولید می کنند . هنگامی که این سیمان با آب ترکیب می شود ، با اضافه کردن یک ماده تثبیت کننده ( معمولا" سرباره آهنگدازی ) با جذب سولفات کلسیم اضافی توسط سرباره ، انبساط ملات کنترل می گردد . با کنترل دقیق نسبت مواد مخلوط شونده ، سولفو آلومینات کلسیم غیر هیدراته ( C4 A3 . SO3 ) تشکیل می شود . در این نوع سیمان روند افزایش انبساط تحت کنترل قرار می گیرد . نوع S سیمان نیز که توسط استاندارد ASTM C 845-80 مشخص شده است ، دارای مقدار بیشتری C3A و نیز سولفات کلسیم ، نسبت به سیمان پرتلند معمولی می باشد . امروزه دو نوع بتن بنام بتنهای ساخته شده از سیمان منبسط شونده ، شناخته شده است . نوع اول بتنی است که جمع شدگی آن با انبساط جبران می شود . نوع دوم بنام بتن خود تنیده دارای تنشهای قبل از بارگذاری می باشد . البته خیلی از خواص این بتنها با خواص بتنهای ساخته شده از سیمان پرتلند یکسان است . لیکن افت اسلامپ آن سریعتر و همچنین در بعضی از انواع آن نظیر S و M خاصیت ضد سولفاتی نیز ضعیفتر است .
این سیمانهای منبسط شونده در شرایط خاص برای منظورهای خاص ، نظیر جلوگیری نشت آب ، کاربرد دارند .


منبع : www.urmiacivil.mihanblog.com

 

[newarrived]

مقایسه مقاومت انواع تیپ های سیمان

مقایسه مقاومت انواع تیپ های سیمان

سلام دوستان اگه کسی اطلاعاتی راجع به مقاموت فشاری سیمان های تیپ 1و2و3و4و5 نسبت به زمان مثلا 3و7و28 روزه داره لطفا اینجا بزاره و یا اگه در سایتی چیزی در این مورد دیده اسم سایت رو بگه چون من نتونستم پیدا کنم. راستی اگه این اطلاعات به صورت یک دیاگرام باشه بهتره
ممنون از تمامی دوستان

 

[sma519]

سلام دوست خوبم . حالتون خوبه عزیز ؟؟؟ عیدتون هم مبارک .
به روی چشم . به خاطر سوال خوبتون هم ممنون . جای این دیاگرام تو وبلاگم خالی بود .
ضمنا" اگر نگاهی به یکی از کتابهای تکنولوژی بتن و یا مبحث نهم می کردید ، دیگه نیاز نبود تو سایتهای اینترنتی سر در گم بمونید . ​

​

دیاگرام زیر برگرفته از یکی از همین کتاب هاست که روند افزایش مقاومت بتن های ساخته شده با 335 کیلوگرم از سیمان های پنج گانه پرتلند در متر مکعب بتن را نشان می دهد .

حالا من یه سوال از شما بکنم :
میدونید این اختلاف مقاومت در پارامتر زمان ، به چه دلیلی میتونه باشه ؟ ​

 

[newarrived]

سلام دوست من خیلی ممنون از این که جوابمو به این زودی دادین عید شما هم مبارک
من ترم اول کاردانی هستم و دلیل این اختلاف رو هم نمیدونم اگه شما میدونید بگین تا ما هم یه فیضی ببریم
ممنون

 

[sma519]

به به . پس جدیدا" همکار شدیم . اصلا" از شکل سوالتون نمیشد حدس زد که تازه تحصیلات دانشگاهی رو شروع کردین . ای کاش این سوال رو الان نمیکردم . اما در هر حال سعی میکنم یه جواب کلی بدم ، به شکلی که تو ذهنتون بمونه .

برای درک رفتارهای مختلف سیمان و به تبع آن بتن ، باید ترکیبات سیمان رو شناخت . پیشنهاد میکنم زمانی که واحد درسی تکنولوژی بتن رو پاس میکنید ، از فرمولهای شیمیایی که در بخش سیمان هست ، فرار نکنید چرا که ریشه همه مسایل مربوط به سیمان های مختلف از جمله پرتلند و خاص ، در همین بخش خواهد بود ( البته اگر علاقمند باشید ) . سعی کنید از بین ترکیبات اصلی سیمان ، سیلیکات کلسیم ( C2S و C3S ) رو همیشه به خاطر بسپارید . چون این دو نقش اساسی رو در روند کسب مقاومت بتن ایفا میکنند .
از بین این دو ، C2S ( دی کلسیم سیلیکات ) حین عمل هیدراسیون حرارت کمتری آزاد میکند و اگر درصد آن زیاد باشد ، روند کسب مقاومت بتن به آرامی صورت میگیرد . اگر به دیاگرام توجه کنید ، متوجه میشید که درصد C2S در سیمان پرتلند نوع 4 بیشتر از انواع دیگر سیمان هاست که از جمله در بتن ریزی های حجیم کاربرد دارد .
C3S ( تری کلسیم سیلیکات ) هم درست برعکس عمل میکند . یعنی حرارت زیادی آزاد میکند . و از جمله کاربردهایش در بتن ریزی در هوای سرد برای زود سخت شدن بتن و جلوگیری از یخ زدن بتن هست . از روی دیاگرام میتوانید تشخیص دهید که سیمان پرتلند نوع 3 درصد بیشتری از این ترکیب رو داراست .
مورد مهم دیگر این است که مقاومت نهایی همه سیمانهای پرتلند ( اگر پارامتر زمان رو در نظر نگیریم ) تقریبا" باهم برابر است . و اگر شما در دیاگرام بالا در زمان 5 سال اختلافی بین مقاومتها میبینید ، به خاطر یک اصل در روند کسب مقاومت بتن هاست که البته با گذشت مدت زمان بیشتر ، این اختلاف کاهش پیدا میکند .
اصلی که گفتم ، مبنی بر این است که هر چه روند کسب مقاومت به آرامی صورت گیرد ، مقاومت نهایی بتن بهتر از مقاومت بتنی خواهد بود که بیشتر مقاومتش در دوران ابتدایی عمرش کسب شده است .

امیدوارم مفید بوده باشد . ​

 

[newarrived]

خیلی خیلی از لطف شما ممنونم خیلی به دردم خورد امیدوارم بازم کارم به پست شما بخوره براتون آرزوی موفقیت در تمام مراحل زندگی رو دارم

 

[amirabas_ali]

خاکستر پوسته برنج جایگزینی برای سیمان

خاکستر پوسته برنج جایگزینی برای سیمان

خاکستر پوسته برنج جایگزینی برای سیمان





هرکدام از انواع ساخت و سازهای فوق، در عصر حاضر در بسیاری از کشورها خصوصاً در کشور ایران، روندی رو به رشد داشته و خواهد داشت و این یعنی افزایش مصرف مصالح ساختمانی در جهان و در راس آنها مصالحی پرمصرف مثل بتن، فولاد و سیمان. بنابراین افزایش سرمایه گذاری و افزایش مصرف سوخت در کارخانه های تولیدی مصالح را پیش رو خواهیم داشت. که در این میان فراین تولید بتن بدلیل اینکه دارای بالاترین حجم تولید در بین تمام مصالح ساختمانی در جهان است، اهمیت بسیار بالایی دارد. پس باید شرایط تولید، مواد اولیه، مواد ثانویه و مواد مضاف بتن و مهمتر از همه سیمان و جایگزین های مناسب برای آن در تولید بتن مورد مطالعه کاملاً علمی، فنی و مهندسی قرار گیرند، تا هم از نظر بهبود مشخصات بتن و افزایش مقاومت آن پیشرفت هایی حاصل شود و هم از نظر اقتصادی در هزینه ها صرفه جویی گردد. یکی از بهترین راهکارهای موجود، یافتن جایگزینهای مناسب برای سیمان مصرفی در بتن است و در این زمینه استفاده از منابع و مصالح طبیعی و در راس آنها ضایعات ومواد اضافی کشاورزی می تواند ایده بسیار کارآمد و پرثمری باشد. در ایران و نیز در بعضی کشورها عمده استفاده ای که از مواد زاید کشاورزی می شود، یکی بعنوان خوراک دام و دیگری بعنوان سوخت مصرفی در کارخانه هایی مثل کارخانه تولید آجر یا برنج کشی و... است و این بخاطر ارزانی و راحتی دسترسی به این مواد است. در بسیاری موارد حتی دیده می شود که کشاورزان اقدام به سوزاندن این مواد به ظاهر اضافی می کنند. که این امر هم آلودگی های زیست محیطی را در پی دارد و هم در مواقع بارندگی موجب اسیدی شدن آب و خاک کشاورزی و درنتیجه کاهش میزان تولیدات زراعی می گردد.
اما در سالهای اخیر با پیشرفت سریع بشر در حوزه مسایل فنی و اجرایی در بخش ساختمان سازی و با تحقیقات صورت گرفته در زمینه مصالح ساختمانی و بکار گیری مواد طبیعی و تقویت و بهسازی مصالح ساختمانی مصنوعی، نوآوری ها و ابتکارات تازه و بسیار سودمندی صورت گرفته است. یکی از بهترین رهیافتها، سوزاندن و خاکستر کردن مواد زاید محصولات کشاورزی مثل پوسته و ساقه برنج (تولید سالیانه ۴۰۰۰۰ تن در جهان)، پوسته و غلاف برگ ارزن هندی (Sorghum) یا همان نیشکر چینی، غلاف برگ گندم، تیغه برگ ذرت، برگ و ساقه گیاه شاه پسند، ساقه درخت نان (Breadfruit) که بیشتر در مناطق استوایی آسیا می روید، باگاس ( تفاله ساقه نیشکر)، برگ و ساقه آفتابگردان، قسمت داخلی گیاه بامبو (Bamboo) که در مناطق با دسترسی آب بالا مثل حاشیه دریا ها و دریاچه ها و رودخانه ها و باتلاقها و ... رشد می کند، و در نهایت جایگزینی خاکستر حاصل از سوزاندن مواد فوق، البته در حدود سی تا چهل درصد، بجای سیمان مصرفی در تولید بتن و در نتیجه افزایش میزان سیمان تولیدی و کاهش قیمت آن است. همانطور که بسیاری از شما، خصوصاً عزیزان دست اندرکار امر ساخت و ساز مطلعند، نوسان قیمت سیمان که در اکثر موارد روند افزایشی داشته است، در مقطع های زمانی مختلف همواره مشکلات عدیده ای را برای انجام صحیح و به موقع پروژه های خرد و کلان سازه ایِ کشور بوجود آورده است. از طرف دیگر تولید و عرضه کافی و بموقع سیمان به بازار، در حدی که پاسخگوی نیازهای ساخت و ساز کشور باشد، باعث می شود که مناطق شهری و روستایی دور افتاده کشور خصوصاً در مناطق با امکانات پایین (فاقد کارخانه های تولید سیمان) که در حال ساخت یا بازسازی هستند، براحتی و در اسرع وقت به مصالح مورد نظر خود از جمله سیمان دسترسی پیدا کنند.
از سوختن مواد زاید کشاورزی که متشکل از فیبر، مواد معدنی مثل اکسید آهن (Fe2O3)، اکسید آلومینیوم (Al2O3) و مواد دیگری مثل سلولز، سیلیس، پروتئین و چربی و ... هستند، خاکستری تولید می شود که حاوی سیلیس است که بسته به درجه حرارت سوختن، به صورت کوارتز، کرسیتو بالیت (Crystobalite) و تردیمیت (Tridymite) تولید می شود. که در واکنش با آهک یک ترکیب چسبنده به نام سیلیکات کلسیم تولید می کند که این محصول در بهبود مشخصات و مقاومت بتن ساخته شده تاثیر عمده ای دارد. در بین محصولات کشاورزی نامبرده بالا، پوسته برنج و باگاس یا همان تفاله ساقه نیشکر و ساقه برنج، با سوزاندن مقدار یکسان از آنها در شرایط یکسان به ترتیب بیشترین مقدار خاکستر را تولید می کنند که برای پوسته برنج حدود ۲۲ درصد، باگاس حدود ۱۵درصد و ساقه آن 5.14 درصد وزن اولیه خاکستر تولید می کنند. با سوزاندن هر تن پوسته برنج حدود ۲۲۰ کیلو خاکستر تولید می شود که حدود ۹۴ کیلو از این مقدار خاکستر، سیلیس است. البته ناگفته نماند که مقدار سیلیس تولید شده به دمای سوختن و طول مدت سوزاندن پوسته برنج بستگی دارد.
از طرف دیگر پوسته برنج بر خلاف ساقه برنج و باگاس برای خوراک دام آنچنان مناسب نیست. این در حالی است که ساقه و پوسته برنج و باگاس از نظر تولید حرارت به عنوان سوخت در کارخانه های تولید شکر، تولید آجر و حتی پوسته برنج در پخت و پز خانگی و در کارخانجات برنج کوبی کاربرد زیادی دارند. گرمای حاصل از سوختن هر تن پوسته برنج معادل گرمای آزاد شده از سوختن حدود ۳۶۰ کیلو نفت سیاه یا ۴۸۰ کیلو گرم زغال است.
عمده کاربرد علمی و مهندسی خاکستر پوسته برنج در صنعت ساخت و ساز این است که، بصورت ماده پوزولانی در سیمان های ترکیبی و هیدرولیکی حداکثرتا حدود ۴۰ درصد وزنی جایگزین سیمان می شود و با هیدراتاسیون آرام و حرارت هیدراته پایین، خصوصاً در بتن ریزی های حجیم که نیاز به کنترل درجه حرارت هیدراتاسیون می باشد، کاربرد داشته و از همه مهم تر کارایی و مقاومت بتن یا ملات سیمانی را افزایش داده و هزینه تولید و اجرای بتن ریزی را کاهش می دهد. از طرف دیگر وزن مخصوص کمتر پوزولانها، در نهایت موجب افزایش حجم ماتریس سیمانی می شود. در سیمانهای پوزولانی ابتدا سیمان و پوزولان را با هم ترکیب کرده و آسیاب می کنند ولی در مورد بتنهای حاوی خاکستر پوسته برنج (RHA - Rice Husk Ash) بهتر است ابتدا خاکستر آسیاب شده و بعد با سیمان ترکیب گردد و در بتن بکار رود.
رفتار پوزولانی خاکستر پوسته برنج و واکنش شیمیایی آن به ویژه در ترکیب باآهک بستگی به شکل سیلیس و کربن موجود در آن و نیز درجه حرارت سوختن و زمان نگهداری در آن دما دارد. با افزایش دمای سوزاندن و زمان نگهداری بیش از حد استاندارد ( حدود ۷۰۰ درجه سانتی گراد) نتیجه افزایش دما بر عکس می شود یعنی افزایش دما باعث تاثیرات منفی در عملکردRHA می شود. نباید فراموش کرد که خاصیت پوزولانی ماده ذاتی است و در درجه اول بستگی به ترکیبات شیمیایی و ساختمان کریستالی آنها دارد و عوامل فوق در مراتب بعدی از نظر تاثیر گذاری در خواص پوزولانی مواد قرار دارند.
پیشینه استفاده از پوسته برنج در بتن به سال ۱۹۲۴ میلادی در آلمان بر می گردد. در سالهای ۱۹۵۵ و ۱۹۵۶ آقایان MC DANIEL ، Hough و Barr در زمینه کاربرد این مواد تحقیقات بیشتری انجام دادند و علی الخصوص عملکرد بلوکهای ساخته شده با ترکیب سیمان وRHA را مورد بررسی قرار دادند. که نتایج آزمایشات انجام شده حاکی از افزایش تاب فشاری نمونه نسبت به حالت بدون استفاده ازRHA بود. البته مقاومت نمونه در برابر سایش و قدرت رسانایی حرارتی آنها نیز مورد بررسی قرار گرفت که نتایج بدست آمده بسیار مثبت و امیدوارکننده بود. شایان ذکر است که از آن زمان به بعد همواره در کشورهای مختلف جهان، در زمینه بکار گیری این گونه مواد در تولید ترکیبات سیمانی تحقیقات زیادی صورت گرفته و همایش ها و گردهمایی های مختلفی در سراسر دنیا هم برگزار شده است و نتیجه این گونه فعالیتها و تحقیقات، یعنی حرکت بسوی تولید بتن و ماتریس های سیمانی ارزان و در عین حال مقاوم.

شرایط سوزاندن پوسته برنج برای تولید خاکستر ایده ال
تعیین دمای بهینه سوزاندن پوسته برنج، با استفاده از نتایج آزمایش پراش سنجی اشعه ایکس و نیز آزمایش سنجش فعالیت دربرابر آهک صورت می گیرد. بهترین و درعین حال اقتصادی ترین حالت برای تولید خاکستر مناسب، همگن، دارای حداکثر فعالیت پوزولانی و با کیفیت بالا از پوسته برنج، حالتی است که عمل سوزاندن آن در دمای بین ۵۰۰ تا ۶۵۰ درجه سانتی گراد و در مدت زمان حدود دو ساعت صورت گیرد. بر اساس آزمایشها و تحقیقات صورت گرفته مشخص شده است که اگر دمای سوختن زیر ۵۰۰ یا بالای ۶۵۰ درجه سانتی گراد باشد، باعث بوجود آمدن سیلیسهای بیشکل و غیر بلوری می شود. و از طرفی در دماهای بالاتر هوا (اکسیژن) کافی برای سوختن کامل پوسته و تولید خاکستر با کارایی مناسب در محیط وجود نخواهد داشت. ونیز تخلیه گازهای مزاحم تولید شده در شرایط سخت تری انجام می شود. بلوری یا غیر بلوری بودن خاکستر تولید شده نیز به کمک اشعه ایکس و شیوه پراش سنجی مشخص می شود. نکته دیگر اینکه متناسب با افزایش دمای سوختن رنگِ خاکسترِ تولید شده سفیدتر و روشن تر خواهد بود. البته اگر در زمان سوختن هوای کافی در محل وجود نداشته باشد، رنگ خاکستر تیره تر می شود. تا جاییکه در دمای ۹۰۰ درجه اگر سرعت سوختن بالا باشد و پوسته به درستی نسوزد، خاکستر حاصل، سیاهرنگ است. در سوزاندن پوسته برنج، لازم است که هوای تازه حاوی اکسیژن بجای دی اکسید کربن تولید شده از سوختنِRH وارد کوره شود، تا ته نشینی سیلیس و بلوری شدن آنرا تنظیم نماید. کوره های باریک که دارای مجاری تهویه (ورود اکسیژن و خروج دی اکسید کربن و سایر گازهای اضافی) باشند، که سرد شدن آرام و اصولی خاکستر را در پی داشته باشند، برای تولید خاکستر از پوسته برنج مناسبند.
استفاده از کوره های غیر استاندارد، بدلیل عدم کنترل دمای سوختن و سرد شدن غیر نرمال خاکستر تولیدی و در نتیجه تشکیل بلورهای با کارایی پایین، کاری غیر فنی و غیر اصولی است. خارج کردن دی اکسید کربن و دسترسی به هوای اکسیژن دار، باعث جدایی بهتر مواد معدنی پوسته از مواد سلولزی و لیگنین می شود. و همین مساله کربن زدایی خاکستر را کنترل می کند.
خاکستر تولیدی از پوسته برنج را قبل از بکار گیری آن آسیاب می کنند. این کار باید قبل از مخلوط کردن خاکستر با سیمان صورت گیرد. زیرا اگر سیمان نیز آسیاب شود، نرم تر می شود و در نتیجه مصرف آب بیشتر شده و نهایتاً ترکیب سیمانی یا بتن حاصل کیفیت مطلوب و مورد نظر را نخواهد داشت. ولی در موردRHA برعکسِ سیمان، هر چه نرمتر باشد، آب مصرفی کمتر خواهد بود و چسبندگی ملات بیشتر خواهد بود. هر چه نسبت آب به مخلوط سیمان و خاکستر در محدوده استاندارد کمتر باشد (نزدیک به حداقل مقدار مجاز) تاب فشاری ترکیب سیمانی حاصل، بیشتر خواهد بود.
از مهم ترین محاسن بکار گیری خاکسترِ پوسته برنج در تولید بتن، افزایش دوام بتن و مقاومت آن در برابر حملات مواد مخربِ شیمیایی است. مزیت دیگر اینکه ملات یا بتن ساخته شده با RHA نسبت به انواع ساخته شده با سیمان پرتلند تنها (بدون خاکستر) دارای مقاومت بالاتری در برابر شرایط محیطی اسیدی است. بر اساس آزمایشات صورت گرفته، افت وزنی بتن ساخته شده باRHA در محلول اسید سولفوریک و اسید کلریدریک به ترتیب ۱۳ و ۸ درصد است در حالی که بتن ساخته شده با سیمان پرتلند، در برابر اسیدهای فوق به ترتیب در حدود ۲۷ و ۳۵ درصد کاهش وزن دارد. شایان ذکر است که اسید کلریدریک باعث حفره ای شدن و خوردگی بتن معمولی (بدون خاکستر) می شود در حالی بر روی بتن حاوی خاکستر پس از رسیدن به مقاومت ۷۲ روزه بی تاثیر است.

بتنی را که در تولید آن از خاکستر پوسته برنج استفاده شده، به روشهای مختلف عمل آوری می کنند.
عمل آوری به روش کاریبین (Carbbean) : که در اتاق با دمای بین ۲۹ تا ۳۱ درجه سانتی گراد و رطوبت نسبی بین ۷۷ تا ۸۳ درصد انجام می شود.
عمل آوری به روش استاندارد: در اتاق با دمای ۲۰ تا ۲۱ درجه و رطوبت نسبی ۹۲ تا ۹۸ درصد.
روش تسریع شده که بیشتر برای قطعات پیش ساخته بکار می رود.
عمل آوری در محیط خارجی حفاظت شده( اتاق داغ): با دما و درصد رطوبت متفاوت و افزایش تدریجی دما و رطوبت نسبی محل محافظت شده.
عمل آوری داخلی در شرایط نسبتاً ثابت با دمای حدود ۱۹ درجه و رطوبت نسبی ۵۵ تا ۶۵ درصد. که از میان روشهای یاد شده، روش کاریبین، مناسبتر است و موجب افزایش دوام بتن شده و مصرف انرژی پایینی دارد و نیز تاب فشاری را تا حدود ۳۰درصد افزایش می دهد. در واقع روشهایی که رطوبت نسبی بالاتری داشته باشند مناسبترند.

استفاده از RHA در تولید بتنهای عایق
بتنی می تواند عایق باشد که وزن مخصوص آن کمتر از ۸۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب و تاب فشاری بین ۱۰ تا ۷۰ کیلوگرم بر سانتی متر مربع داشته باشد. برای ساخت این گروه بتن، از خاکستر عمل آوری شده با آهک یا خاکستر عمل آوری نشده استفاده می شود. البته پایداری و تاب فشاری گروه اول بیشتر است.و نیز استفاده از خاکستر عمل آوری شده مانع از شوره زدگی بتن می شود. مهمتر از همه باعث سبکی و کاهش وزن مخصوص بتن شده و خواص عایق بودن آنرا افزایش می دهد.
در پایان لازم به ذکر است که، علاوه بر تولید بتن، از خاکستر پوسته برنج (RHA) در تولید آجرهای سبک و نسوز و بلوکهای بتنی نیز بهره برداری می شود. این آجرها دارای خواص ویژه بسیار ارزشمندی هستند. از جمله:
• تحمل گرمای حدود ۱۲۵۰ درجه بدون ترک خوردگی یا حداکثر با ترک خوردگی ها بسیار ریز و مویی
• مقاومت فشاری ۳۰ کیلو گرم بر سانتی متر مربع
• دوام طولانی مدت
• چسبندگی کافی و موثر با ملاتهای بنایی و اندودهای گچی و سیمانی
• وزن کم در حدود یک تن بر متر مکعب
• رنگ خاکستری روشن
در آجرهایی که با خاک لاتریتی (Lateritic ) ، خاک رس و خاکستر ساخته می شوند، با افزایش مقدار خاکستر، تاب فشاری و حدود اتربرگ شامل حد حالت روانی (LL)، حد حالت خمیری (PL)، میزان آب لازم نیز افزایش می یابد ولی نشانه حالتِ خمیری (PI) کاهش پیدا می کند.

 

[mahrokh_civil]

[ سیمان ]

[ سیمان ]

سلام
شاید شما هم دوست داشته باشید یه فایل جامع در مورد سیمان داشته باشید که دیگه نیازی نداشته باشید به جزوه کتاب سام فروتنی ، حامی ، مبحث 5 نظام و . . .
سر بزید. همه چیزای رو که یه عمرانی در مورد سیمان باید بدونه توش هست شایدم یه کم بیشتر
موفق باشید

http://www.4shared.com/file/128783097/c2320734/_online.html

 

[sma519]

بررسی سیمان پرتلند ضد سولفات ( تیپ V ) و عوامل تاثیرگذار بر آن

بررسی سیمان پرتلند ضد سولفات ( تیپ V ) و عوامل تاثیرگذار بر آن

بررسی سیمان پرتلند ضد سولفات ( تیپ V ) و عوامل تاثیرگذار بر آن ​

( Sulfate Resistance Portland Cement )​

​

شلدن ( Sheldon ) اثر سولفات ها بر C3A را کشف کرد و فهمید تاثیر سولفات ها بر بتن یک مسئله فیزیکی است و از تغییر حجم اترنژیت یا اترینگایت (سولفو آلومینات کلسیم ) حاصل می شود که از ترکیب سولفات ها و C3A به وجود می آید .
برای ساخت سیمان ضد سولفات ( SRPC ) باید مقدار C3A را کاهش داد ( مقدار C3A در سیمان پرتلند تیپ پنج به کمتر از 5 درصد محدود می شود ) . برای این منظور خاک رس را در پروسه تولید سیمان کاهش داده و به جای آن از آهن و سیلیس استفاده می کنند که این امر موجب بالا رفتن هزینه تولید سیمان می شود . در مواقعی که درصد سولفات ها بین 0.2 تا 2 درصد است و خطر کنش کلریدها وجود ندارد ، می توان از این تیپ سیمان استفاده کرد . ولی در صورت وجود بیش از 2 درصد سولفات باید از روشهای دیگری مانند استفاده از سیمان ضد سولفات به همراه مواد پزولانی استفاده کرد .

در مورد کنش سولفات ها باید به نکات زیر توجه داشت :
1 ) سولفات ها تنها وقتی توانایی کنش در بتن را دارند که محلول در آب باشند . در نتیجه یک راه مقابله با سولفات ها کاهش مقدار آب محیط است . برای این منظور در اطراف فونداسیون ها قلوه سنگ می ریزند و اطراف ساختمان را شیب می دهند و با قیرگونی ایزوله می کنند تا آب به پی نفوذ نکند . سولفات ها در آزمایشگاه به دو صورت اندازه گیری می شوند :
الف _ کل سولفات های موجود .
ب _ سولفات های محلول در آب .
در مورد کنش سولفات ها در بتن ، سولفات های محلول در آب مدنظر است و در محدوده کاربرد انواع سیمانها با توجه به درصد سولفات های موجود که قبلا" گفته شد ، درصد سولفات محلول در آب موردنظر است .
2 ) خشک و تر شدن متناوب باعث تشدید کنش سولفات ها می شود . بطور مثال در کنار دریا بیشترین نقطه ای که آسیب می بیند ، بتن بین خطوط جذر و مد می باشد .

برای هیدراته کردن تمام سیمان های موجود در بتن ، نسبت آب به سیمان 0.2 تا 0.25 کافی است . از طرفی اگر بتن با این نسبت آب به سیمان ساخته شود کارایی کمی خواهد داشت و قابلیت انتقال ، پمپ و ویبره شدن ندارد . به این دلیل ناگزیریم نسبت آب به سیمان را به 0.45 تا 0.5 افزایش دهیم . حال اگر بتوان بمنظور کارا کردن بتن به جای استفاده از آب ، از مواد شیمیایی روان کننده ( Plasticizer ) یا فوق روان کننده ( Super Plasticizer) استفاده کرد ، می توان نسبت آب به سیمان را تا حد زیادی کاهش داد . بطور کلی کاهش مقدار آب ، تاثیرات مطلوبی بر خواص بتن دارد که می توان به افزایش مقاومت و کاهش نفوذپذیری اشاره کرد . با کاهش نفوذپذیری بتن ، نفوذ سولفات های محلول در آب و کلریدها کاهش می یاید . در نتیجه یکی از روشهای کاهش خطر کنش سولفات ها و کلریدها ، کاهش نسبت آب به سیمان می باشد .
پارامتر دیگری ( غیر از C3A ) که سولفات ها به آن کنش نشان می دهند ، Ca(OH)2 یا همان هیدروکسید کلسیم کریستالی است که از محصولات هیدراتسیون سیمان است . ( منظور از هیدراتسیون سیمان در اصل این است که سیلیکاتهای کلسیم ، به ویژه سه کلسیم سیلیکات ( C3S ) در سنین اولیه بتن ، حین فعل و انفعالات شیمیایی با آب تشکیل هیدروکسید کلسیم کریستالی Ca(OH)2 و همچنین هیدرات میکروکریستالی C3S2H3 می دهد . C2S هم محصولات مشابهی تولید می کند . امروزه به سیلیکاتهای کلسیم هیدراته شده C-S-H گفته می شود که قبلا" بنام ژل توبرموریتی بوده است ) .

معایب Ca(OH)2 عبارتند از :
1 ) آب باران به داخل بتن نفوذ می کند و ( هر چه بتن متراکم تر باشد ، میزان این نفوذ کمتر خواهد بود ) هنگام خروج از لوله های مویین ، Ca(OH)2 ایجاد شده در بتن را در داخل خود حل کرده و به بیرون از بتن می آورد . در مجاورت هوا Ca(OH)2 با دی اکسید کربن ترکیب می شود و CaCO3 تشکیل می شود :

Ca(OH)2 + CO2 " CaCO3 + H2O​

پس از تبخیر H2O که همان آب است ، CaCO3 بصورت سفیدک در سطح بتن ظاهر می شود . همچنین با خارج شدن CaCO3 از بتن و خالی ماندن جای آن ، بتن آماده کنش سولفات ها و کلریدها می شود .
2 ) سولفات های محیط با CaCO3 واکنش داده ، سنگ گچ تولید می کنند و موجب افزایش حجم مواد جامد می گردند که نوع دیگری از کنش سولفات ها می باشد .

راه حل کاهش Ca(OH)2 استفاده از مواد پزولانی است . پزولان با Ca(OH)2 موجود در سیمان واکنش می دهد و سیلیکات کلسیم تولید می کند که خاصیت چسبندگی دارد .


برگرفته از :
تکنولوژی بتن ، تألیف پرفسور نویل ، ترجمه دکتر علی اکبر رمضانیان پور .
آزمایشهای بتن و تفسیر نتایج شیتهای آزمایشگاهی ، تألیف دکتر یوسف زندی .
منبع : www.urmiacivil.mihanblog.com

 

[داش صابر]

خاکستر پوسته برنج جایگزینی برای سیمان

خاکستر پوسته برنج جایگزینی برای سیمان

هرکدام از انواع ساخت و سازهای فوق، در عصر حاضر در بسیاری از کشورها خصوصاً در کشور ایران، روندی رو به رشد داشته و خواهد داشت و این یعنی افزایش مصرف مصالح ساختمانی در جهان و در راس آنها مصالحی پرمصرف مثل بتن و فولادو سیمان. بنابراین افزایش سرمایه گذاری و افزایش مصرف سوخت در کارخانه های تولیدی مصالح را پیش رو خواهیم داشت. که در این میان فراین تولید بتن بدلیل اینکه دارای بالاترین حجم تولید در بین تمام مصالح ساختمانی در جهان است، اهمیت بسیار بالایی دارد. پس باید شرایط تولید، مواد اولیه، مواد ثانویه و مواد مضاف بتن و مهمتر از همه سیمان و جایگزین های مناسب برای آن در تولید بتن مورد مطالعه کاملاً علمی، فنی و مهندسی قرار گیرند، تا هم از نظر بهبود مشخصات بتن و افزایش مقاومت آن پیشرفت هایی حاصل شود و هم از نظر اقتصادی در هزینه ها صرفه جویی گردد. یکی از بهترین راهکارهای موجود، یافتن جایگزینهای مناسب برای سیمان مصرفی در بتن است و در این زمینه استفاده از منابع و مصالح طبیعی و در راس آنها ضایعات ومواد اضافی کشاورزی می تواند ایده بسیار کارآمد و پرثمری باشد. در ایران و نیز در بعضی کشورها عمده استفاده ای که از مواد زاید کشاورزی می شود، یکی بعنوان خوراک دام و دیگری بعنوان سوخت مصرفی در کارخانه هایی مثل کارخانه تولید آجر یا برنج کشی و... است و این بخاطر ارزانی و راحتی دسترسی به این مواد است. در بسیاری موارد حتی دیده می شود که کشاورزان اقدام به سوزاندن این مواد به ظاهر اضافی می کنند. که این امر هم آلودگی های زیست محیطی را در پی دارد وهم در مواقع بارندگی موجب اسیدی شدن آب و خاک کشاورزی و درنتیجه کاهش میزان تولیدات زراعی می گردد
اما در سالهای اخیر با پیشرفت سریع بشر در حوزه مسایل فنی و اجرایی در بخش ساختمان سازی و با تحقیقات صورت گرفته در زمینه مصالح ساختمانی و بکار گیری مواد طبیعی و تقویت و بهسازی مصالح ساختمانی مصنوعی، نوآوری ها و ابتکارات تازه و بسیار سودمندی صورت گرفته است. یکی از بهترین رهیافتها، سوزاندن و خاکستر کردن مواد زاید محصولات کشاورزی مثل پوسته و ساقه برنج(تولید سالیانه 40000 تن در جهان)، پوسته و غلاف برگ ارزن هندی(Sorghum ) یا همان نیشکر چینی، غلاف برگ گندم، تیغه برگ ذرت، برگ و ساقه گیاه شاه پسند، ساقه درخت نان (Breadfruit )که بیشتر در مناطق استوایی آسیا می روید، باگاس( تفاله ساقه نیشکر)، برگ و ساقه آفتابگردان، قسمت داخلی گیاه بامبو(Bamboo) که در مناطق با دسترسی آب بالا مثل حاشیه دریا ها و دریاچه ها و رودخانه ها و باتلاقها و ... رشد می کند، ودر نهایت جایگزینی خاکستر حاصل از سوزاندن مواد فوق، البته در حدود سی تا چهل درصد، بجای سیمان مصرفی در تولید بتن و در نتیجه افزایش میزان سیمان تولیدی و کاهش قیمت آن است. همانطور که بسیاری از شما، خصوصاً عزیزان دست اندرکار امر ساخت و ساز مطلعند، نوسان قیمت سیمان که در اکثر موارد روند افزایشی داشته است، در مقطع های زمانی مختلف همواره مشکلات عدیده ای را برای انجام صحیح و به موقع پروژه های خرد و کلان سازه ایِ کشور بوجود آورده است. از طرف دیگر تولید و عرضه کافی و بموقع سیمان به بازار، در حدی که پاسخگوی نیازهای ساخت و ساز کشور باشد، باعث می شود که مناطق شهری و روستایی دور افتاده کشور خصوصاً در مناطق با امکانات پایین(فاقد کارخانه های تولید سیمان) که در حال ساخت یا بازسازی هستند، براحتی و در اسرع وقت به مصالح مورد نظر خود از جمله سیمان دسترسی پیدا کنند.
از سوختن موادزاید کشاورزی که متشکل از فیبر، مواد معدنی مثل اکسید آهن(Fe2O3)، اکسید آلومینیوم(Al2O3) و مواد دیگری مثل سلولز، سیلیس، پروتئین و چربی و ... هستند، خاکستری تولید می شود که حاوی سیلیس است که بسته به درجه حرارت سوختن، به صورت کوارتز، کرسیتو بالیت(Crystobalite) و تردیمیت(Tridymite) تولید می شود. که در واکنش با آهک یک ترکیب چسبنده بنام سیلیکات کلسیم تولید می کند که این محصول در بهبود مشخصات و مقاومت بتن ساخته شده تاثیر عمده ای دارد. در بین محصولات کشاورزی نامبرده بالا، پوسته برنج و باگاس یا همان تفاله ساقه نیشکر و ساقه برنج، با سوزاندن مقدار یکسان از آنهادر شرایط یکسان به ترتیب بیشترین مقدار خاکستر را تولید می کنند که برای پوسته برنج حدود 22 درصد، باگاس حدود 15درصد و ساقه آن5/14 درصد وزن اولیه خاکستر تولید می کنند. با سوزاندن هر تن پوسته برنج حدود 220 کیلو خاکستر تولید می شود که حدود 94 کیلو از این مقدار خاکستر، سیلیس است. البته ناگفته نماند که مقدار سیلیس تولید شده به دمای سوختن و طول مدت سوزاندن پوسته برنج بستگی دارد.
از طرف دیگر پوسته برنج بر خلاف ساقه برنج و باگاس برای خوراک دام آنچنان مناسب نیست. این در حالی است که ساقه و پوسته برنج و باگاس از نظر تولید حرارت بعنوان سوخت در کارخانه های تولید شکر، تولید آجر و حتی پوسته برنج در پخت وپز خانگی و در کارخانجات برنج کوبی کاربرد زیادی دارند. گرمای حاصل از سوختن هر تن پوسته برنج معادل گرمای آزاد شده از سوختن حدود 360 کیلو نفت سیاه یا 480 کیلو گرم زغال است.
عمده کاربرد علمی و مهندسی خاکستر پوسته برنج در صنعت ساخت وساز این است که، بصورت ماده پوزولانی در سیمان های ترکیبی و هیدرولیکی حداکثرتا حدود 40 درصد وزنی جایگزین سیمان می شود و با هیدراتاسیون آرام و حرارت هیدراته پایین، خصوصاً در بتن ریزی های حجیم که نیاز به کنترل درجه حرارت هیدراتاسیون می باشد، کاربرد داشته و از همه مهمترکارایی و مقاومت بتن یا ملات سیمانی را افزایش داده و هزینه تولید واجرای بتن ریزی را کاهش می دهد. از طرف دیگر وزن مخصوص کمتر پوزولانها، در نهایت موجب افزایش حجم ماتریس سیمانی می شود. در سیمانهای پوزولانی ابتدا سیمان و پوزولان را با هم ترکیب کرده و آسیاب می کنند ولی در مورد بتنهای حاوی RHA بهتر است ابتدا خاکستر آسیاب شده و بعد با سیمان ترکیب گرددو در بتن بکار رود.
رفتار پوزولانی خاکستر پوسته برنج و واکنش شیمیایی آن به ویژه در ترکیب باآهک بستگی به شکل سیلیس و کربن موجود در آن و نیز درجه حرارت سوختن و زمان نگهداری در آن دما دارد. با افزایش دمای سوزاندن و زمان نگهداری بیش از حد استاندارد ( حدود 700 درجه سانتی گراد) نتیجه افزایش دما بر عکس می شود. یعنی افزایش دما باعث تاثیرات منفی در عملکرد RHA می شود. نباید فراموش کرد که خاصیت پوزولانی ماده ذاتی است و در درجه اول بستگی به ترکیبات شیمیایی و ساختمان کریستالی آنها دارد و عوامل فوق در مراتب بعدی از نظر تاثیر گذاری در خواص پوزولانی مواد قرار دارند.
پیشینه استفاده از پوسته برنج در بتن به سال 1924 م در آلمان بر می گردد. در سالهای 1955 و 1956 آقایان MC DANIEL و Hough و Barr در زمینه کاربرد این مواد تحقیقات بیشتری انجام دادند و علی الخصوص عملکرد بلوکهای ساخته شده با ترکیب سیمان و RHA را مورد بررسی قرار دادند. که نتایج آزمایشات انجام شده حاکی از افزایش تاب فشاری نمونه نسبت به حالت بدون استفاده از RHA بود. البته مقاومت نمونه در برابر سایش و قدرت رسانایی حرارتی آنها نیز مورد بررسی قرار گرفت که نتایج بدست آمده بسیار مثبت و امیدوارکننده بود. شایان ذکر است که از آن زمان به بعد همواره در کشورهای مختلف جهان، در زمینه بکار گیری این گونه مواد در تولید ترکیبات سیمانی تحقیقات زیادی صورت گرفته و همایشها وگردهمایی های مختلفی در سراسر دنیا هم برگزار شده است. و نتیجه این گونه فعالیتها و تحقیقات، یعنی حرکت بسوی تولید بتن و ماتریس های سیمانی ارزان و در عین حال مقاوم.
شرایط سوزاندن پوسته برنج برای تولید خاکستر ایده ال:
تعیین دمای بهینه سوزاندن پوسته برنج، با استفاده از نتایج آزمایش پراش سنجی اشعه ایکس و نیز آزمایش سنجش فعالیت دربرابر آهک صورت می گیرد. بهترین و درعین حال اقتصادی ترین حالت برای تولید خاکستر مناسب، همگن،دارای حداکثر فعالیت پوزولانی و با کیفیت بالا از پوسته برنج، حالتی است که عمل سوزاندن آن در دمای بین 500 تا 650 درجه سانتی گراد و در مدت زمان حدود دو ساعت صورت گیرد. بر اساس آزمایشها و تحقیقات صورت گرفته مشخص شده است که اگر دمای سوختن زیر 500 یا بالای 650 درجه سانتی گراد باشد، باعث بوجود آمدن سیلیسهای بیشکل و غیر بلوری می شود. و از طرفی در دماهای بالاتر هوا(اکسیژن) کافی برای سوختن کامل پوسته و تولید خاکستر با کارایی مناسب در محیط وجود نخواهد داشت. ونیز تخلیه گازهای مزاحم تولید شده در شرایط سخت تری انجام می شود. بلوری یا غیر بلوری بودن خاکستر تولید شده نیز به کمک اشعه ایکس و شیوه پراش سنجی مشخص می شود. نکته دیگر اینکه متناسب با افزایش دمای سوختن رنگِ خاکسترِ تولید شده سفید تر و روشنتر خواهد بود. البته اگر در زمان سوختن هوای کافی در محل وجود نداشته باشد، رنگ خاکستر تیره تر می شود. تا جاییکه در دمای 900 درجه اگر سرعت سوختن بالا باشد و پوسته به درستی نسوزد، خاکستر حاصل، سیاهرنگ است. در سوزاندن پوسته برنج، لازم است که هوای تازه حاوی اکسیژن بجای دی اکسید کربن تولید شده از سوختنِ RH وارد کوره شود، تا ته نشینی سیلیس و بلوری شدن آنرا تنظیم نماید. کوره های باریک که دارای مجاری تهویه(ورود اکسیژن و خروج دی اکسید کربن و سایر گازهای اضافی) باشند، که سرد شدن آرام و اصولی خاکستر را در پی داشته باشند، برای تولید خاکستر از پوسته برنج مناسبند. استفاده از کوره های غیر استاندارد، بدلیل عدم کنترل دمای سوختن و سرد شدن غیر نرمال خاکستر تولیدی و در نتیجه تشکیل بلورهای با کارایی پایین، کاری غیر فنی و غیر اصولی است. خارج کردن دی اکسید کربن و دسترسی به هوای اکسیژن دار، باعث جدایی بهتر مواد معدنی پوسته از مواد سلولزی و لیگنین می شود. و همین مساله کربن زدایی خاکستر را کنترل می کند.
خاکستر تولیدی از پوسته برنج را قبل از بکار گیری آن آسیاب می کنند. این کار باید قبل از مخلوط کردن خاکستر با سیمان صورت گیرد. زیرا اگر سیمان نیز آسیاب شود، نرمتر می شود و در نتیجه مصرف آب بیشتر شده و نهایتاً ترکیب سیمانی یا بتن حاصل کیفیت مطلوب و مورد نظر را نخواهد داشت. ولی در مورد RHA برعکسِ سیمان، هر چه نرمتر باشد، آب مصرفی کمتر خواهد بود و چسبندگی ملات بیشتر خواهد بود. هر چه نسبت آب به مخلوط سیمان و خاکستر در محدوده استاندارد کمتر باشد( نزدیک به حداقل مقدار مجاز) تاب فشاری ترکیب سیمانی حاصل، بیشتر خواهد بود.
از مهم ترین محاسن بکار گیری خاکسترِ پوسته برنج در تولید بتن، افزایش دوام بتن و مقاومت آن در برابر حملات مواد مخربِ شیمیایی است. مزیت دیگر اینکه ملات یا بتن ساخته شده با RHA نسبت به انواع ساخته شده با سیمان پرتلند تنها(بدون خاکستر) دارای مقاومت بالاتری در برابر شرایط محیطی اسیدی است. بر اساس آزمایشات صورت گرفته، افت وزنی بتن ساخته شده با RHA در محلول اسید سولفوریک و اسید کلریدریک به ترتیب 13 و 8 درصد است در حالی که بتن ساخته شده با سیمان پرتلند، در برابر اسیدهای فوق به ترتیب در حدود 27 و 35 درصد کاهش وزن دارد. شایان ذکر است که اسید کلریدریک باعث حفره ای شدن و خوردگی بتن معمولی( بدون خاکستر) می شود در حالی بر روی بتن حاوی خاکستر پس از رسیدن به مقاومت 72 روزه بی تاثیر است.
بتنی را که در تولید آن از خاکستر پوسته برنج استفاده شده، به روشهای مختلف عمل آوری می کنند._ عمل آوری به روش کاریبین(Carbbean): که در اتاق با دمای بین 29 تا 31 درجه سانتی گراد و رطوبت نسبی بین 77 تا 83 درصد انجام می شود. _ عمل آوری به روش استاندارد: در اتاق با دمای 20 تا 21 درجه و رطوبت نسبی 92 تا 98 درصد._ روش تسریع شده که بیشتر برای قطعات پیش ساخته بکار می رود. _ عمل آوری در محیط خارجی حفاظت شده( اتاق داغ): با دما و درصد رطوبت متفاوت و افزایش تدریجی دما و رطوبت نسبی محل محافظت شده. _ عمل آوری داخلی در شرایط نسبتاً ثابت با دمای حدود 19 درجه و رطوبت نسبی 55 تا 65 درصد. که از میان روشهای یاد شده، روش کاریبین، مناسبتر است و موجب افزایش دوام بتن شده و مصرف انرژی پایینی داردو نیز تاب فشاری را تا حدود 30درصد افزایش می دهد. در واقع روشهایی که رطوبت نسبی بالاتری داشته باشند مناسبترند.
استفاده از RHA در تولید بتنهای عایق: بتنی می تواند عایق باشد که وزن مخصوص آن کمتر از 800 کیلوگرم بر مترمکعب و تاب فشاری بین 10 تا 70 کیلوگرم بر سانتی متر مربع داشته باشد. برای ساخت این گروه بتن، از خاکستر عمل آوری شده با آهک یا خاکستر عمل آوری نشده استفاده می شود. البته پایداری و تاب فشاری گروه اول بیشتر است.و نیز استفاده از خاکستر عمل آوری شده مانع از شوره زدگی بتن می شود. مهمتر از همه باعث سبکی و کاهش وزن مخصوص بتن شده و خواص عایق بودن آنرا افزایش می دهد.
در پایان لازم به ذکر است که، علاوه بر تولید بتن، از خاکستر پوسته برنج(RHA) در تولید آجرهای سبک و نسوز و بلوکهای بتنی نیز بهره برداری می شود. این آجرها دارای خواص ویژه بسیار ارزشمندی هستند. از جمله: - تحمل گرمای حدود 1250 درجه بدون ترک خوردگی یا حداکثر با ترک خوردگی ها بسیار ریز و مویی - مقاومت فشاری 30 کیلو گرم بر سانتی متر مربع – دوام طولانی مدت – چسبندگی کافی و موثر با ملاتهای بنایی و اندودهای گچی و سیمانی – وزن کم در حدود یک تن بر متر مکعب – رنگ خاکستری روشن. در آجرهایی که با خاک لاتریتی(Lateritic )، خاک رس و خاکستر ساخته می شوند، با افزایش مقدار خاکستر، تاب فشاری و حدود اتربرگ شامل حد حالت روانی(LL )، حد حالت خمیری(PL )، میزان آب لازم نیز افزایش می یابد ولی نشانه حالتِ خمیری(PI ) کاهش پیدا می کند

 

[Hamid MB]

امیدوارم تکراری نباشه

امیدوارم تکراری نباشه

بررسی سیمان پرتلند ضد سولفات ( تیپ V ) و عوامل تاثیرگذار بر آن

( Sulfate Resistance Portland Cement )​

شلدن ( Sheldon ) اثر سولفات ها بر C3A را کشف کرد و فهمید تاثیر سولفات ها بر بتن یک مسئله فیزیکی است و از تغییر حجم اترنژیت یا اترینگایت (سولفو آلومینات کلسیم ) حاصل می شود که از ترکیب سولفات ها و C3A به وجود می آید .
برای ساخت سیمان ضد سولفات ( SRPC ) باید مقدار C3A را کاهش داد ( مقدار C3A در سیمان پرتلند تیپ پنج به کمتر از 5 درصد محدود می شود ) . برای این منظور خاک رس را در پروسه تولید سیمان کاهش داده و به جای آن از آهن و سیلیس استفاده می کنند که این امر موجب بالا رفتن هزینه تولید سیمان می شود . در مواقعی که درصد سولفات ها بین 0.2 تا 2 درصد است و خطر کنش کلریدها وجود ندارد ، می توان از این تیپ سیمان استفاده کرد . ولی در صورت وجود بیش از 2 درصد سولفات باید از روشهای دیگری مانند استفاده از سیمان ضد سولفات به همراه مواد پزولانی استفاده کرد .

در مورد کنش سولفات ها باید به نکات زیر توجه داشت :
1 ) سولفات ها تنها وقتی توانایی کنش در بتن را دارند که محلول در آب باشند . در نتیجه یک راه مقابله با سولفات ها کاهش مقدار آب محیط است . برای این منظور در اطراف فونداسیون ها قلوه سنگ می ریزند و اطراف ساختمان را شیب می دهند و با قیرگونی ایزوله می کنند تا آب به پی نفوذ نکند . سولفات ها در آزمایشگاه به دو صورت اندازه گیری می شوند :
الف _ کل سولفات های موجود .
ب _ سولفات های محلول در آب .
در مورد کنش سولفات ها در بتن ، سولفات های محلول در آب مدنظر است و در محدوده کاربرد انواع سیمانها با توجه به درصد سولفات های موجود که قبلا" گفته شد ، درصد سولفات محلول در آب موردنظر است .
2 ) خشک و تر شدن متناوب باعث تشدید کنش سولفات ها می شود . بطور مثال در کنار دریا بیشترین نقطه ای که آسیب می بیند ، بتن بین خطوط جذر و مد می باشد .

برای هیدراته کردن تمام سیمان های موجود در بتن ، نسبت آب به سیمان 0.2 تا 0.25 کافی است . از طرفی اگر بتن با این نسبت آب به سیمان ساخته شود کارایی کمی خواهد داشت و قابلیت انتقال ، پمپ و ویبره شدن ندارد . به این دلیل ناگزیریم نسبت آب به سیمان را به 0.45 تا 0.5 افزایش دهیم . حال اگر بتوان بمنظور کارا کردن بتن به جای استفاده از آب ، از مواد شیمیایی روان کننده ( Plasticizer ) یا فوق روان کننده ( Super Plasticizer ) استفاده کرد ، می توان نسبت آب به سیمان را تا حد زیادی کاهش داد . بطور کلی کاهش مقدار آب ، تاثیرات مطلوبی بر خواص بتن دارد که می توان به افزایش مقاومت و کاهش نفوذپذیری اشاره کرد . با کاهش نفوذپذیری بتن ، نفوذ سولفات های محلول در آب و کلریدها کاهش می یاید . در نتیجه یکی از روشهای کاهش خطر کنش سولفات ها و کلریدها ، کاهش نسبت آب به سیمان می باشد .
پارامتر دیگری ( غیر از C3A ) که سولفات ها به آن کنش نشان می دهند ، Ca(OH)2 یا همان هیدروکسید کلسیم کریستالی است که از محصولات هیدراتسیون سیمان است . ( منظور از هیدراتسیون سیمان در اصل این است که سیلیکاتهای کلسیم ، به ویژه سه کلسیم سیلیکات ( C3S ) در سنین اولیه بتن ، حین فعل و انفعالات شیمیایی با آب تشکیل هیدروکسید کلسیم کریستالی Ca(OH)2 و همچنین هیدرات میکروکریستالی C3S2H3 می دهد . C2S هم محصولات مشابهی تولید می کند . امروزه به سیلیکاتهای کلسیم هیدراته شده C-S-H گفته می شود که قبلا" بنام ژل توبرموریتی بوده است ) .

​

معایب Ca(OH)2 عبارتند از :
1 ) آب باران به داخل بتن نفوذ می کند و ( هر چه بتن متراکم تر باشد ، میزان این نفوذ کمتر خواهد بود ) هنگام خروج از لوله های مویین ، Ca(OH)2 ایجاد شده در بتن را در داخل خود حل کرده و به بیرون از بتن می آورد . در مجاورت هوا Ca(OH)2 با دی اکسید کربن ترکیب می شود و CaCO3 تشکیل می شود :

Ca(OH)2 + CO2 " CaCO3 + H2O​

پس از تبخیر H2O که همان آب است ، CaCO3 بصورت سفیدک در سطح بتن ظاهر می شود . همچنین با خارج شدن CaCO3 از بتن و خالی ماندن جای آن ، بتن آماده کنش سولفات ها و کلریدها می شود .
2 ) سولفات های محیط با CaCO3 واکنش داده ، سنگ گچ تولید می کنند و موجب افزایش حجم مواد جامد می گردند که نوع دیگری از کنش سولفات ها می باشد .

راه حل کاهش Ca(OH)2 استفاده از مواد پزولانی است . پزولان با Ca(OH)2 موجود در سیمان واکنش می دهد و سیلیکات کلسیم تولید می کند که خاصیت چسبندگی دارد .


برگرفته از :
تکنولوژی بتن ، تألیف پرفسور نویل ، ترجمه دکتر علی اکبر رمضانیان پور .
آزمایشهای بتن و تفسیر نتایج شیتهای آزمایشگاهی ، تألیف دکتر یوسف زندی .

 

[neda_zzz01]

دوام بلند مدت بتن ساخته شده با سيمان هاي مختلف

دوام بلند مدت بتن ساخته شده با سيمان هاي مختلف

دوام بلند مدت بتن ساخته شده با سيمان هاي مختلف عمران نوشته شده توسط موسوي -داودي

​

عنوان مقاله:​

دوام بلند مدت بتن ساخته شده با سيمان هاي مختلف در شرايط ساحلي​

سرفصل مربوط:​

​

سال انتشار:​

1383​

نوع ارايه:​

شفاهي​

محل انتشار:​

( يازدهمين كنفرانس دانشجويي مهندسي عمران ) ​

زبان مقاله:​

فارسي​

حجم فايل:​

219.35 كيلوبايت​

دوام بلند مدت بتن ساخته شده با سيمان هاي مختلف در شرايط ساحلي​

نويسنده‌گان: ​

( سيدعباس موسوي ) - دانشگاه بوعلي سيناهمدان- دانشجوي كارشناسي عمران
( الوند داودي ) - دانشگاه بوعلي سينا همدان-دانشجوي كارشناسي عمران​

خلاصه مقاله:​

امروزه اكثر سازه هاي عمراني را سازه هاي بتني تشكيل مي دهند كه استفاده از آنها روز به روز در حال افزايش است . در اثر رعايت نكردن اصول ساخت)براي دوام بتن(پس از گذشت مدت زمان اندكي از بهره برداري ، خوردگي هزينه هاي هنگفتي بر سازه اعمال مي كند ، كه حتي در برخي موارد ساخت مجدد سازه نسبت به ترميم آن اقتصادي تراست . اين قضيه در مورد سازه هاي در معرض آب دريا بحراني تراست وعمر مفيد سازه هاي ساحلي جنوب كشورتاييدي بر اين امرمي باشد . در اين حال بهترين كار انجام تحقيقات لازم براي شناخت عوامل خوردگي و راه هاي كاهش آن مي باشد ، كه استفاده از اين راهكارها موجب كاهش هزينه هاي ثانويه جهت ترميم سازه مي گردد . در نتيجه امروزه خوردگي به عنوان عاملي كه شديداً سازه بتني را تحت تاثير قرار مي دهد بسيار مورد توجه قرارگرفته است .در اين مقاله به بررسي نتايج آزمايشات انجام شده بر روي نمونه هاي بتني ۳۰ ساله نگهداري شده در شرايط ساحلي كه توسط يك گروه محقق ژاپني انجام گرفته است ، مي پردازيم .​

كلمات كليدي:​

دوام، شريط ساحلي، انواع سيمان، خوردگي​

دریافت مقاله به صورت PDF​

 

[mohandes_javan]

موادومصالح

موادومصالح

سیمان

در سال 1756 میلادی بنایی به نام جان اسمیتون که کار باز سازی چراغ دریایی ادیستون در ساحل جنوب غربی انگلستان را بر عهده داشت ، به این نتیجه رسید که بهترین ملات زمانی بدست می اید که مواد پوزولانی با سنگ آهک حاوی مقدار زیادی از مواد رسی مخلوط شود. اسمیتون اولین شخصی بود که خواص شیمیایی اهک پی برد.
ترکیبات سیمان​

مواد خام اصلی مورد مصرف برای ساخت سیمان عبارتند از: آهک ، سیلیس ، آلومینا و اکسید آهن ، که بیشترین مواد تشکیل دهنده مواد تشکیل دهنده آن آهک و سیلیس است. این مواد را به نسبت ها و درصدهای معین با هم مخلوط و آسیاب کرده و در کوره می پزند ، در زیر به بررسی خصوصیات و ویژگی های هر یک از اکسیدهای اصلی تشکیل دهنده مواد اولیه در ساخت سیمان می پردازیم.​

آهک زنده یا اکسید کلسیم ( CaO ) : آهک از مهمترین و اصلی ترین مواد مورد استفاده در ساخت سیمان است ، اکسید کلسیم از پختن سنگ آهک یا کربنات کلسیم در حرارت حدود هزار درجه سانتی گراد به دست می آید. این عمل به طور جداگانه صورت نمی گیرد ، بلکه در فرآیند تولید سیمان ، و در موقع حرارت دادن پودر مخلوط آهک و خاک رس ابتدا ذرات آهک ( کربنات کلسیم ) در حرارت حدود 1000 درجه سانتیگراد مطابق واکنش زیر پخته شده و تبدیل به اکسید کلسیم و یا آهک زنده می شود. در این گرما آب شیمیایی خاک رس نیز از ان جدا می شود.​

در درجه حرارت بیشتر از 1000 درجه سانتیگراد ، اکسید کلسیم ( آهک زنده ) با اکسید های سیلسیم ، آلمینیوم و آهن ترکیب شده و اکسیدهای مرکب تشکیل می شوند.​

سیلیس ( SiO2 ) : این ماده که در اغلب سنگ های طبیعی یافت می شود یکی از مواد اصلی در ساخت سیمان پرتلند است. وقتی سیلیس حرارت داده می شود در ساختمان کریستالی آن یک سری تغییرات به وجود می آید. در کوره سیمان پزی بیش از 1200 درجه سانتیگراد سیلیس با آهک ترکیب می شود و دو کلسیم سیلیکات و سه کلسیم سیلیکات تشکیل می شود. خاک رس معمولی دارای مقادیر زیادی سیلیس است. میزان سیلیس مورد نیاز 17 تا 26 درصد وزن سیمان است که چنانچه نتوان این مقادیر را با استفاده از خاک رس معمولی تامین کرد می توان آن را با استفاده از سایر منابع تامین کرد.​

آموینا ( Al2O3 ) : آلومینا ، همان اکسید آلمینیوم خالص است که مقادیر زیادی از آن در خاک رس وجود دارد. خالص ترین نوع خاک رس ، کائولینیت ( Al2O3 , 2SiO2 , 2H2O ) است که در آن آلومینا حدود 40 درصد وزن مولکولی کل این ماده را دارد. آلومینا در سیمان پزی اثر گداز آور و در هنگام پخت سیمان ، درجه آب شدن و پخت مواد خام را کاهش می دهد. از نظر شیمی سیمان ، در اثر حرارت داخل کوره دوار با آهک ترکیب شده در تشکیل سه کلسیم آلومینات را می دهد. وجود این اکسید مرکب در داخل سیمان تولیدی باعث می شود که سیمان زودگیرتر شود و در هنگام ترکیب سیمان با آب حرارت بیشتری ایجاد شود.​

ملات سیمانی که فاقد اکسید سه کلسیم آلومبنات باشد در برابر آب دریا و سایر آبهای سولفات دار مقاوم است و خراب نمی شود.​

اکسید آهن ( Fe2O3 )​

اکسید فریک نیز همانند آلومینا در سیمان پزی نقش گداز آور را دارد و باعث کاهش درجه آب شدن مواد خام در داخل کوره سیمان پزی می شود. این اکسید در داخل کوره و در هنگام پخت به همراه آلومینا با آهک ترکیب شده و تشکیل اکسید مرکب چهار کلسیم آلومنیوفریت را می دهند ، اکسید آهن زیاد سیمان را کندتر می کند و رنگ سیمان را نیز تیره می کند به همین دلیل برای ساخت سیمان سفید از این اکسید استفاده نمی شود.​

اکسید آهن جزء اصلی تشکیل دهنده اغلب سنگ آهنها است ، از این رو اکسید فریک کم و بیش در اغلب کانیها خصوصا خاک رس وجود آن در اغلب مواد اولیه ساخت سیمان به طور اجتناب ناپذیر در سیمان پرتلند تولیدی نیز اکسید مركب آن به وجود می آید که رنگ سیمان را تیره می کند. سیمان سفید فاقد اکسید آهن است. به علاوه در فرایند پخت کلینکر سیمان اکسید سیمان به سهولت تشکیل شود. لذا از این نظر نیز ساخت سیمان فاقد اکسید آهن ( سیمان سفید ) مشکلاتی را به وجود آورده و هزینه تولید افزایش می یابد.​

مراحل ساخت سیمان پرتلند​

سیمان ماده ای است که از ترکیب و پختن مواد آهکی نظیر سنک آهک و مواد دیگر شامل اکسیدهای سیلسیم ، آلمنیوم و آهن به وجود می آید. مراحل مختلف ساخت سیمان شامل تهیه مواد اولیه ، آسیاب و پودر کردن مواد اولیه ، مخلوط کردن کامل آن ها به نسبت های معین و حرارت دادن و پختن مخلوط در یک کوره بزرگ گردنده در حرارت حدود 1400 درجه سانتی گراد است. در این درجه حرارت مواد در نقطه نزدیک ذوب با هم ترکیب شده و به شکل گویهای جوشی به نام کلینکر در می ایند. کلینکر بعد از خروج از کوره سرد می شود. کلینکر سرد شده با مقدار کمی سنگ گچ آسیاب شده و به پودر بسیار ریزی تبدیل می شود که به آن سیمان پرتلند می گویند. مراحل مختلف ساخت سیمان پرتلند عبارت است از:​

آماده کردن مواد خام​

مواد اولیه تولید سیمان اکسید های کلسیم ، سیلیسیم ، آلمینیوم ، و آهن است که عمدتا در سنگ آهک و خاک رس وجود دارد ، برای تهیه سیمان پرتلند ، ابتدا سنگ آهک از معدن استخراج شده و آن را توسط کامیون به محل کارخانه حمل و با استفاده از اسیاب مخصوص به قطعات حدود 25 میلیمتر تبدیل می کنند. این مواد با توجه به شرایط و امکانات موجود به محل کارخانه حمل می شود. با این حال ، چنانچه مقدار یک یا چند اکسید از میزان مورد نیاز کمتر باشد ، با اضافه کردن مقدار لازم از ان اکسید نسبت ها اصطلاح می شود. این مواد همراه آهک آسیاب شده و به صورت پودر در می آیند. انتخاب روش واقعی تولید سیمان متناسب با نوع مواد اولیه موجود و شرایط کار عملی است.​

نرم کردن به روش تر نیاز به قدرت کمی دارد و به آسانی مخلوط کامل و یکنواختی از اجزای تشکیل دهنده حاصل می شود ، اما از سوی دیگر آب مصرفی برای نرم کردن و ساخت دوغاب باید ضمن عمل پخت کلینکر از مواد جدا می شود. در روش خشک بعکس ، هزینه نرم کردن و مخلوط کردن مواد خام بیشتر از روش تر است ولی مصرف انرژی برای پخت کلینکر کاهش می یابد.​

در سال های اخیر با توجه به پیشرفت های در تکنولوژی آماده مواد اولیه به صورت خشک ، این روش ساخت سیمان به مقدار زیادی جایگزین روش تر شده است.​

پختن سیمان​

پس از اینکه مواد خام با روش خشک و یا تر ، خرد و مخلوط گردیدند ، گرد و یا لجن مواد خام را در سیلوهای مخصوص انبار می کنند ، نسبت مواد خام قبل از ورود به کوه سیمان پزی کنترل و تنظیم می شود. مواد خام در روش خشک به صورت گرد و در روش تر به صورت لجن و در روش نیمه تر و نیمه خشک به صورت گندله وارد کوره گردنده سیمان پزی می شود. در درجه حرارت زیر 1000 درجه سانتیگراد عمل تکلیس مطابق واکنش صورت می گیرد.​

در داخل کوره با حرکت مواد به سمت پایین درجه حرارت مواد افزایش یافته و در گرمای بالای 1200 درجه سانتیگراد ، آهک با سیلیس و سایر اکسید های موجد ترکیب می شود. مواد در حرکت به سمت پایین کوره و در گرمترین قسمت آن کاملا با یکدیگر ترکیب شده و به گلوله هایی به قطر 2 تا 25 میلیمتر کلینکر تبدیل می شوند.​

کلینکر تولیدی ، که به صورت گلوله های سختی در آمده است ، با استفاده از خنک کننده های مخصوص ، سرد می شود. کلینکر سرد شده به همراه حدود 5 درصد سنگ گچ در آسیاب مخصوص به صورت پودر بسیار ریزی آسیاب می شود ، که نتیجه عملیات فوق منجر به تولید سیمان معروف به پرتلند می شود. سیمان تولیدی در کیسه های 50 کیلویی و یا به صورت فله ، به بازار عرضه می شود.

کوره سیمان پزی ایستاده​

این کوره استوانه ای است فولادی به قطر حدود 3 متر و به ارتفاع حدود 15 متر ، مواد خام به صورت پودر از بالا ، وارد کوره شده و به آهستگی به پایین می لغزد و می پزد و به شکل کلینکر از کوره بیرون می ریزد. ظرفیت تولید سیمان این کوره کم است و روزانه به حدود 150تن می رسد ، در حال حاضر در ایران از این نوع کوره ها بهره برداری نمی شود.​

کوره سیمان پزی گردنده​

روش پخت سیمان در کوره های گردنده متفاوت است ، در این کوره ها سیمان به روش های تر ، نیمه تر و خشک پخته می شود. انتخاب روش واقعی تولید سیمان معمولا متناسب با نوع مواد اولیه موجود در دسترس و شرایط کار عملی است. روش پخت سیمان در کوره های دوار ، مواد خام به آهستگی از دهانه به ته کوره ، دانه های مواد اولیه در حرارت نزدیک و با کمک دستگاه خنک کندده ، ( به وسیله عبور هوای سرد و یا جریان آب ) کلینکر ، سرد می شود.​

در کوره گردند با پیش گرم کن ، قبل از ورود مواد اولیه دوار تنوره های پیش گرم کن قرار دارند ، مواد خام ، قبل از ورود به کوره دوار ، ابتدا از داخل این تنوره ها عبور داده می شوند ، از پایین تنوره ، گاز های داغ برخاسته از کوره گردند به داخل تنوره ها وارد می شود. مواد خام در حرکت به سمت انتهای تنوره تا 800 درجه سانتی گراد گرم شده و قسمت زیادی از سنگ آهک آن پخته و اب شیمییایی خاک رس می پرد و مواد به صورت نیم پخت وارد کوره گردنده می شوند ، در نتیجه این عمل بازده کوره افزایش یافته و آهک بیشتری با سیلیس ترکیب می شود ، بعلاوه آهک آزاد کمتری در سیمان تولیدی نیز باقی می ماند. بهره دهب کوره های گردنده سیمان پزی با پیش گرمکن به حدود 3500 تا 4000 تن در شبانه روز می ررسد.​

سنگ گچ به منظور جلوگیری از گیرش سریع و جرقه ای سیمان و کنترل زمان آن اضافه می شود.​

ترکیب شیمیایی و خواص سیمان پرتلند​

مواد خام تشکیل دهنده سیمان از اکسید های کلسیم ( CaO ) ، سیلیسیم ( SiO2 ) ، آلمینیوم (Al2O3 ) و آهن Fe2O3) ) تشکیل شده است. این مواد در اثر حرارت در کوره با هم ترکیب شده و ترکیبات شیمیایی جدید و پایداری نتیجه می شوند که به آن ها اکسید های مرکب می گویند. این ترکیبات جدید شامل دو کلسیم سیلیکات ( 2CaO , SiO2 ) سه کلسیم سیلکات ( 3CaO , SiO2 ) و سه کلسیم آلومینات ( 3CaO , Al2O3 ) و چهار کلسیم آلومینوفریت ( 4CaO , Al2O3 , Fe2O3 ) هستند. مقادیر اکسید های مرکب در سیمان مختلف اکسید های مرکب به دست می آیند. بسیاری از خواص سیمان تولیدی مربوط به میزان حضور هر یک از اکسید های مرکب در آن است. مثلا در موقع ترکیب سیمان با آب اکسید مرکب سه کلسیم آلومینات سریعا با آب ترکیب می شود و هر چه میزان آن زیادتر باشد ، زمان گیرش سیمان کاهش یافته و سیمان تندگیرتر است. مهمترین خصوصیات و ویژگی های سیمان پرتلند عباراتد از از نرمی ذرات ، زمان گیرش ، حرارت هیدراتاسیون ، مقاومت مکانیکی و سلامت سیمان.​

نرمی ذرات سیمان​

از آنجا که عمل هیدراتاسیون سیمان از سطح ذرات ان شروع می شود. از این رو هر چه ذرات سیمان ریزتر باشد مجموع سطوح خارجی ( کل سطح جانبی دانه ها ) آنها در یک واحد وزن بیشتر می گردد و در نتیجه سطح ویژه آن نیز بیشتر و ترکیب سیمان با آب سریعتر انجام می شود و مقاومت بتن و یا ملات سیمانی نیز سریعتر افزایش می یابد و همچنین چسبندگی خمیر سیمان بیشتر می شود. از طرف دیگر انقباض خمیر سیمان با نرمی ذرات نسبت مستقیم دارد و هر چه ذرات ریزتر باشند ، در موقع گرفتن ملات سیمان ، انقباض بیشتری صورت می گیرد و باعث ترک خوردن خمیر سخت شده سیمان می شود. بعلاوه زیاد نرم کردن ذرات مستلزم هزینه قابل توجهی است بنابراین درجه نرمی ذرات سیمان از خواص مهم سیمان است.​

گیرش سیمان​

وقتی پودر سیمان با مقدار مناسبی آب مخطوط می شود ، تبدیل به خمیر نرمی می شود که در اثر مرور حالت خمیری ( پلا ستیسیته ) خود را از دست می دهد و به جسم سختی تبدیل می شود.​

گیرش و سخت شدن خمیر سیمان ، نتیجه یک سلسله واکنش های همزمان و پی ذر پی بین آب و اجزای تشکیل دهنده سیمان است. گیرش سیمان با درجه حرارت و رطوبت و رطوبت محیط اطراف تغییر می کند. زمان گیرش سیمان به دو مرحله تقسیم می شود ، که عبارت است از گیرس اولیه و گیرش نهایی یعد از گیرش نهایی سختی و مقاومت خمیر سیمان مرتبا افزایش می یابد ، این مرحله را سخت شدن می گویند.​

حرارت هیدراتاسیون ( حرارت آبگیری )​

گیرش و سخت شدن خمیر سیمان در اثر فعل و انفعالات شیمییایی صورت می گیرد. در جریان هیدراتاسیئن ، هر دانه گرد سیمان در ترکیب با آب به ذرات بی نهایت ریزی تجزیه شده و جسم کریستاله موسوم به ژل به وجود می آید. مقدار آبی که برای هیدراتاسیون کامل سیمان لازم است حدود 25 تا 35 درصد وزن سیمان است. هیدراتاسیون سیمان همانند بسیاری از فعل و انفعالات شیمییایی حرارت زا بوده و میزان آن به ترکیب شیمیایی ، نرمی ذرات سیمان و درجه حرارت محیط بستگی دارد. برای سیمان های پرتلند ، حدود نیمی از کل حرارت در مدت بین 1 تا 3 روز و ¾ آن در 7 روز و تقریبا 90 درصد آن در مدت 6 ماه پس از ترکیب آب با سیمان آزاد می شود ، از این رو نگهداری و مراقبت از بتن و یا ملات سیمانی در روزهای اولیه مصرف سیمان حائز اهمیت است.​

مقاومت سیمان​

مقاومت مکانیکی سیمان سخت شده مهمترین خاصیت این ماده در کاربرد سازه های آن است ، از این رو کلیه آیین نامه ها ، آزمایش های مقاومت را همیشه در بیان مشخصات سیمان ذکر کرده اند.​

مقاومت ملاتی یا بتن بستگی به انسجام یا چسبندگی خمیر سیمان ، چسبیدن و یا قابلیت چسبندگی آن به مواد سنگی مقاومت مواد سنگی دارد.​

به علت مشکلاتی که در ساخت خمیر خالص سیمان وجود دارد ، آزمایش مقاومت مستقیما روی آن انجام نمی شود ، عموما برای این کار ، نمونه های مناسب ملات ماسه و سیمان و یا بتن ، به نسبت های معین مواد ، در شرایط استاندارد تهیه شده و مقاومت آن ها تعیین می شود.​

.

ملاتهای سیمانی​

ملات مخلوطی است از یک ماده چسبنده و یک ماده پر کننده که به صورت فیزیکی و شیمیایی می گیرد و سفت و سخت می شود. ملات ها از نحوه گیرش و واکنش های شیمیایی می گیرد و سفت و سخت می شود ملات ها از نحوه گیرش و واکنش های شیمیایی به دو دسته و یا گروه ، ملات های هوایی و آبی تقسیم بندی شد.​

ملات های سیمانی هستند که ماده چسباننده آن ها سیمان و ماده پرکننده آن ها مواد سنگی از جمله ماسه است. ملات سیمانی عبارتند از : ملات ماسه و سیمان با عیارهای مختلف ، ملات ماسه بادی ، ملات انواع موزاییک و ملات باتارد.​

ملات ماسه سیمان​

این ملات مخلوطی است از ماسه و سیمان و آب به مقدار معین طوری مخلوط خمیری حاصل به سهولت قابل استفاده و دارای خواص و ویژگی های مرد نظر باشد. ملات ماسه و سیمان امروزه از عمده ترین ملات هایی است که در کارهای ساختمانی و بخصوص ساختن بناهای سنگی و آجری مورد استفاده قرار می گیرد.​

نسبت های حجمی و تاب فشاری انواع ملات های متداول ماسه و سیمان آمده است.​

سیمان مورد مصرف در ملات باید دارای خصوصیات و ویژگی های مندرج در قسمت های قبلی و ماسه مصرفی نیز دارای خصوصیات و ویژگی های مندرج در فصل دوم باشد. آب مورد استفاده در ملات های سیمانی باید تمیز و فاقد مواد زیان آور بوده و به طور کلی قابل شرب باشد.​

ملات ماسه بادی و سیمان​

این ملات که معمولا به نسبت 4 به 1 ساخته می شود ، بیشتر برای بندکشی و آجر چینی آجرهای نما مورد استفاده قرار می گیرد. به طور کلی در ساخت ملات های که در لبه های نازک اتصالات و بندکشی ها و سایر جاهای کم قطر به کار برده می شود ، باید از ماسه بادی ، و یا ماسه زیر دانه ای که حداکثر سایز آن 1 میلیمتر باشد استفاده شود.​

ملات باتارد یا حرامزاده​

این ملات مخلوطی است از ماسه ، آهک ، سیمان و آب به نسبت های معین. ملات باتارد به دلیل قابلیت کارکرد و قابلیت نگهداری آب خوب در کارهای بنایی و بخصوص دیوارهای سنگي مورد استفاده قرار می گیرد.​

 

[ebrahim110]

[سیمان پرتلند پوزولانی P.P.Cement]►ارائه مطالب

[سیمان پرتلند پوزولانی P.P.Cement]►ارائه مطالب

سیمان پرتلند پوزولانی P.P.Cement
حسین اصلانی - کارشناس عمران http://www.www.www.iran-eng.ir/mambots/content/josBWrewi/8c7aaad7ebfe8aff434cb831611e5c8a.png ​

مقدمه :
افزایش روز افزون جمعیت و نیاز به فضاهای مسکونی، اداری، ورزشی، آموزشی و... امری عادی واجتناب ناپذیر میباشد . در این راستا ساخت و سازها ، عملیات ساختمانی که به صورت ساخت اولیه ، مرمت ، بازسازی موقت ، بازسازی کامل بناها انجام میگیرد نیازمند علم و دانش فنی ، مصالح استاندارد ، اکیپ اجرائی ماهر و تخصص ، آگاهی و شناخت بروز افراد شاغل در بخش ساختمان است .
با توجه به اینکه بتن ، مصالح مناسبی برای امر ساخت و ساز بوده و اهمیت بسیار بالایی دارد . شرایط تولید ، مواد اولیه ، مواد ثانویه و مواد مضاف بتن و مهمتر از همه سیمان و جایگزین های مناسب برای آن در تولید بتن بایستی مورد مطالعه کاملاً علمی، فنی و مهندسی قرار گیرد ، تا هم از نظر بهبود مشخصات بتن و افزایش مقاومت آن پیشرفت هایی حاصل شود ، هم از نظر اقتصادی در هزینه ها صرفه جویی گردد یکی از بهترین راهکارهای موجود ، یافتن جایگزینهای مناسب برای سیمان مصرفی در بتن است و در این زمینه استفاده از منابع و مصالح طبیعی با حفظ محیط زیست و منابع ارزشمند کشور ایده بسیار کارآمد و پرثمری میباشد .
چنانچه تولید سیمان با شرایط فوق گامی در جهت پیشرفت جامعه بحساب می آید ، استفاده و بکارگیری آگاهانه و بجا از آن توسط مهندسین و افراد شاغل در بخش ساخت و ساز کشور نتایج مطلوب تری بدست می آورد .

چکیده :
سیمان پرتلند - مواد پوزولانی - بتن - مقاومت و دوام ​

سیمان پرتلند پوزولانی و ارزیابی واکنش زائی
سيمان پرتلند پوزولاني معمولی , مخلوطي است از حداقل 5 و حداكثر 15 درصد پوزولان طبيعي و دست كم 85 درصد كلينكر يا سيمان پرتلند با نرمي مشخص كه در مجاورت آب به صورت جسم چسبنده‏اي در كارهاي ساختماني مصرف مي‏گردد . این سیمان با نماد " پ پ " نشان داده میشود .
پوزولان یک ماده طبیعی یا مصنوعی حاوی سیلیس فعال یا سیلیس آلومیناتی است که به تنهایی ارزش چسبندگی ندارد ، ولی بصورت پودر شده و درحضوررطوبت و در دمای معمولی با هیدراکسید کلسیم واکنش شیمیائی حاصل کرده و ترکیباتی را که خواص چسبندگی دارد ، بوجود می آورد . ماده پوزولانی بایستی بصورت آسیاب شده باشد تا درحضور آب با آهک ، سیلیکاتهای کلسیم پایدار با خواص چسبندگی ایجاد کند .
مواد پوزولانی از خاکستر آتشفشانی غیربلورین- پوزلانی اصلی - پودرسنگ ، سنگهای رسی و چرتهای اوپالینی ، خاک دیاتومه ای کلسینه شده ، خاک رس پخته شده ، خاکستر بادی ودوده سیلیسی و غیره بدست می آید .
جهت ارزیابی درجه فعالیت واکنش زائی مواد پورولانی با سیمان ، آئین نامه ASTM.C- 618-78 سنجش ضریب فعالیت پوزولانی را توصیه می نماید که این ضریب از تعیین مقاومت مخلوطها با جایگزین نمودن مقدار معینی از سیمان با مواد پوزولانی بدست می آید .
مقایسه مقاومت
روند توسعه مقاومت سیمان پرتلند پوزولانی به درجه فعال بودن پوزولان و نسبت سیمان پرتلند در مخلوط بستگی دارد . در سیمان پرتلند پوزولانی هیدراسیون بکندی انجام و حرارت هیدراسیون کمتر دارد و برای بتن های حجیم مناسب است . مقاومت اولیه بتن حاوی سیمانی که بخشی از آن با مواد پوزولانی جاگزین شده باشد ، کمتر از مقاومت مربوطه بتن حاوی سیمان خالص است و نیاز به یک عمل آوری و مراقبت نسبتا" طولانی دارد ولی مقاومت نهائی آن تقربیا" با مقاومت سیمان پرتلند خالص یکسان وبلکه قدری بیشتر است .
مشخصات و خواص سیمان پرتلند پوزولانی
آئین نامه ASTM . C595-79 سیمان پرتلند پوزولانی را بعنوان نوع IP برای کاربردهای عمومی ساختمانهای بتنی و نوع P را برای مصرف در مواردیکه مقاومت اولیه زیاد مواد نیاز نباشد مانند پایه های پل ، سدها ، و شالوده های تکی توصیف نموده است .
چگالی سیمان پرتلند عموما" حدود 15/3 است و چگالی سیمانهای پرتلند پوزولانی حدود 9/2 میباشد . چگالی سیمان ، که با روش ASTM . C188 تعیین میشود ، نشانگر کیفیت سیمان نیست و عمدتا" در محاسبات مربوط به تعیین نسبت اجزای مخلوط بتن بکارمی آیند .
سيمان پرتلند پوزولاني معمولی در حال حاضر با كيفيتي مطلوب و خواص مناسب با مشخصات برتر از شاخص هاي مطرح در استاندارد ملي ايران به شماره 3432 به صورت انبوه در کارخانجات سیمان کشورتوليد مي گردد . اين نوع سيمان حاوي حداکثر 15% پوزولان طبيعي بوده و از خواص ويژه و كاربردي متنوعي برخوردار مي باشد .
از خواص ويژه آن به موارد ذيل اشاره مي شود .
1- دوام و پايايي بتن ساخته شده با سيمان پوزولاني در برابر محيط هاي خورنده و آبهاي شور نسبت به سيمان هاي معمولي
2- ميزان حرارت هيدراتاسيون اين نوع سيمان نسبت به سيمانهاي معمولي پايين تر بوده و در بتن ريزيهاي نسبتاً حجيم كاربرد دارند .
3- در طي زمان وجود پوزولان باعث جذب Ca(OH)2 آزاد شده از فازهاي سيمان شده و از افزايش پوكي و تخلخل تدريجي بتن مي كاهد .
4- در مواقعي كه شن و ماسه مصرفي استعداد واكنش خطرناك قليايي ـ سيليكاتي را داشته باشند تاحد زيادي از تشكيل اين واكنش خطرناك بين سنگدانه و قليايي هاي سيمان جلوگيري مي كند .
5- اين نوع سيمان ها ضد سولفات اصلاح شده مي باشند .
6- بتن اين نوع سيمانها آب بيشتر در خود نگهداشته و آب انداختگي كمتري از خود نشان مي دهند .
7- مصرف اين سيمان در هواي گرم و مرطوب ، مطلوب مي باشد .
8- به خاطر ويژگي حرارت هيدراتاسيون پايين و ماهيت پوزولان اين نوع سيمان ديرگير بوده و مي بايد مدت بيشتري بعد از بتن ريزي نگهداري شود تا نتيجه ايده آل حاصل گردد .
9- در بتن ريزي در شرايط آب و هواي سرد به خاطر ويژگي حرارت هيدراتاسيون كمتر ، بايد بتن تازه در برابر يخ زدن محافظت شود تا نتيجه ايده آل حاصل گردد و قالب برداری دیرتر انجام گیرد .
10- در مواقعي كه براي ساخت قطعات پيش ساخته مانند موزائيك و بلوك استفاده مي شود بايستي به علت ديرگير بودن اين سيمان مدت نگهداري آن طولاني تر باشد .
11- در عملیات بتن ریزی در دمای کمتر از شش درجه سانتیگراد بایستی از مواد افزودنی مناسب استفاده شود .
مقايسه مشخصات شيميايي سيمان پرتلند پوزولاني استاندارد هاي ملي ايران و ASTM
پارامتر
مقدار در استاندارد ملي ايران 3432
مقدار در استاندارد آمريكا ASTM C595-79

​

Mgo ( درصد )​

حداكثر 5
حداكثر 5

​

SO3 ( درصد )​

حداكثر 4
حداكثر 4

​

افت حرارتي ( درصد )​

حداكثر 5
حداكثر 5

​

يون كلر ( درصد )​

حداكثر 1/0
ــــ

​

مقايسه مشخصات فيزيكي سيمان پرتلند پوزولاني استاندارد هاي ملي ايران و ASTM
پارامتر
مقدار در استاندارد ملي ايران 3432
مقدار در استاندارد آمريكا ASTM C595-79

​

سطح مخصوص ( (
3000
ــــ

​

انبساط اتوكلاو ( % )
حداكثر 5/0
حداكثر 8/0

​

زمان گيرش اوليه ( دقيقه )
حداقل 60
حداقل 45

​

زمان گيرش نهايي ( دقيقه )
حداكثر 420
حداكثر 420

​

مقاومت فشاري 3روزه( (
حداقل 100
حداقل 125

​

مقاومت فشاري 7روزه( (
حداقل 175
حداقل 193

​

مقاومت فشاري 28روزه( (
حداقل 300
حداقل 241

​

حرارت هيدراتاسيون ( )
در سن 7 روزه
در سن 28روزه

حداكثر 70
حداكثر 80

حداكثر 70
حداكثر 80

​

مقدار پوزولان( درصد)
15-5

​

سيمان پرتلند پوزولانی ویژه

سیمان پرتلند پوزولانی ویژه طبق استاندارد ملي ايران به شماره 3432 دارای 15 تا 40 درصد مواد پوزولانی مي باشد . كاربرد اين مقدار پوزولان خواص بسيار مطلوبي به اين سيمان مي دهد كه كاربردهاي ويژه اي را براي آن ايجاد مي نمايد . این سیمان با نماد " پ پ و " نشان داده میشود اين سيمان داراي كاربرد گسترده به سبب خواص برتر ذيل مي باشد :
1- دوام و پايداري بتن حاصل در محيط هايي با خورندگي زياد حاوي غلظت بالاي كلر و سولفات بسيار مطلوب مي باشد .
2- به سبب حرارت هيدراتاسيون اوليه كم داراي كاربرد گسترده اي در بتن ريزيهاي حجيم مي باشد .
3 ـ Ca(OH)2 سبب جذب نسبتاً كامل حاصل ازهيدراتاسيون وحذف نسبتاً كامل تخلخل بتن ميگردد.
4 ـ قابليت مصرف بسيار گسترده در مواردي دارد كه شن و ماسه مستعد ايجاد واكنش سيليكاتي ـ قليائي دارند و انجام اين واكنشها را به شدت محدود مي كند.
5 ـ اين نوع سيمان ها قابليت مصرف بالائي در محيط هاي بسيار گرم و مرطوب دارند و نياز به خنك سازي و كاهش درجه حرارت بتن و صرف هزينه زياد در اين مورد براي بتنهاي ساخته شده از اين سيمانها وجود ندارد .
6 ـ با توجه به ماهيت پوزولان و حرارت هيدراتاسيون كم در مورد كاربرد اين سيمانها در هواي سرد و مصارف معمولي بايد زمان بيشتري را براي نگهداري بتن صرف نمود .
مشخصات شيميايي سيمان پرتلند پوزولاني ويژه​

مشخصه شيميايي الزامي
معيار استاندارملي به شماره 3432 برای سيمان پوزولاني ويژه


Mgo ( درصد )
SO3 ( درصد )
افت حرارتي ( درصد )
يون كلر ( درصد )

حداكثر 6
حداكثر 4
حداكثر 5
حداكثر 1/0
​

​

مشخصه فيزيكي الزامي
معيار استاندارملي به شماره 3432 برای سيمان پوزولاني ويژه​

سطح مخصوص ( (
3200

​

انبساط اتوكلاو ( % )
حداكثر 5/0

​

زمان گيرش اوليه ( دقيقه )
حداقل 45

​

زمان گيرش نهايي ( دقيقه )
حداكثر 420

​

مقاومت فشاري 3روزه( (
ـــــ

​

مقاومت فشاري 7روزه( (
حداقل 150

​

مقاومت فشاري 28روزه( (
حداقل 275

​

مقدار پوزولان ( % )
40-16

​

حرارت هيدراتاسيون ( )
در سن 3 روزه

_​

در سن 7 روزه
60

​

در سن 28 روزه
70

​

مشخصات فيزيكي سيمان پرتلند پوزولاني ويژه



تعيين ميزان پوزولان در سيمان پوزولاني
براي تعيين پوزولان موجود در سيمان پوزولاني نخست بايد مقدار CaO در نمونه مورد نظر تعيين شود و سپس با استفاده از فرمول زير ميزان پوزولان موجود در نمونه محاسبه گردد .


در اين معادله فرض بر آن است كه مقدار CaO كلينكر سيمان پرتلند مورد مصرف در توليد سيمان پوزولاني 65 درصد مي‏باشد و نمونه افت حرارتي نداشته باشد . در معادله بالا :
P : درصد پوزولان در سيمان پوزولاني
Cpz : درصد CaO در سيمان پوزولاني ( پس از كسر مقدار CaO موجود در سولفات كلسيم )
S : 7/1 برابر ميزان سولفات كلسيم در سيمان
Cp : مقدار درصد CaO در پوزولان ( با فرض 5 درصد )
يادآوري - تعيين ميزان پوزولان در سيمان پوزولاني اختياري بوده و بنا به درخواست مصرف كننده بايد توسط توليدكننده انجام پذيرفته و گزارش شود .













منابع مورد استفاده :
•1- استاندارد ملی ایران شماره 3432 و 3433
•2- بتن شناسی ( خواص بتن ) دکتر هرمز فامیلی
•3- طراحی و کنترل مخلوط بتن - مهندس علیرضا خالو - محمود ایراجیان
•4- استاندارد ASTM

 

[DDDIQ]

بازگشت سیمان‌های پوزولانی کیفیت ساختمان‌ها را تهدید می‌کند

بازگشت سیمان‌های پوزولانی کیفیت ساختمان‌ها را تهدید می‌کند

کیفیت سیمان‌های پوزولانی در زمانی‌كه این سیمان تولید می‌شد، همواره با اعتراض مصرف‌کنندگان مواجه بوده است. در سال‌هایی که بازار سیمان داغ بود، سیمان‌های پوزولانی یکی از راه‌های کسب سود بیشتر برای کارخانجات سیمان تلقی می‌شد؛ چرا که قیمت همه سیمان‌ها یکسان بود و تولید سیمان پوزولانی به این خاطر که تا 20درصد انواع مواد معدنی را آسیاب کرده و به سیمان می‌افزودند، سود سرشاری به دنبال داشت.
در ایام منتهی به سال1385، بیش از 75 درصد از سیمان‌های تولید ایران را سیمان‌های پوزولانی و آمیخته تشکیل می‌داد. به عبارتی کارخانجات سیمان در آن سال‌ها، نزدیک به 4 میلیون تن انواع پوزولان را به کلینکرهای تولیدی اضافه کرده و به همان قیمت سیمان خالص فروختند. اعتراض‌های دامنه دار درباره کیفیت پایین سیمان‌های پوزولانی هرگز به نتیجه نرسید.
بازار سیاه شکل گرفته قیمت سیمان را به دو تا سه برابر قیمت واقعی آن رسانده بود و سیمان‌های پوزولانی نیز متقاضیانی در بازار آزاد داشت.
با تغییر ساختار توزیع و خروج نسبی سیمان از سبد حمایتی، ظاهرا توجه به خواسته مشتریان در این بازار وجود دارد. اما سابقه‌ای که سیمان‌های پوزولانی در بین مصرف‌کنندگان داشت، تقاضای بازار برای این سیمان‌ها را به صفر رسانده و امروزه به‌جز تعدادی از پروژه‌های سدسازی، هیچ‌گونه تقاضایی برای سیمان پوزولانی در جامعه وجود ندارد.در حال حاضر با اجرای قانون هدفمند کردن یارانه‌ها، زنگ‌های خطر برای بازار سیمان به صدا درآمده است.
به همین خاطر مجددا تولید سیمان پوزولانی شروع شده است. در جلسه‌ای که اخیرا به همین خاطر برگزار شد، تعدادی از اساتید بتن و سیمان با احتیاط درباره تایید اصل تولید سیمان‌های پوزولانی و آثار مفید آن صحبت کردند.اما یک نکته اساسی در این میان فراموش شد و آن اینکه سهم صنعت ساختمان از فایده تولید و مصرف سیمان پوزولانی کجا است؟
با اجرای قانون هدفمند کردن یارانه‌ها، قیمت انواع حامل‌های انرژی دستخوش تغییرات وسیعی می‌شود که بیشترین تاثیر این تغییرات در صنایع انرژی بر خواهد بود. برای تولید هر تن سیمان به‌طور متوسط 125 لیتر سوخت فسیلی یا معادل آن گاز طبیعی مصرف می‌شود.
همچنین به طور متوسط به 118 کیلو وات ساعت برق نیز نیاز داریم.قیمت سوخت تحویلی به کارخانجات سیمان هر لیتر 95 ریال است.
چیزی معادل 5/2 درصد قیمت جهانی این میزان از انرژی. گاز تحویلی نیز همین وضعیت را دارد. قیمت جهانی این مقدار از انرژی بیش از 28 دلار است که به قیمتی کمتر از یك دلار در اختیار صنعت سیمان قرار می‌گیرد.
سالانه 4/2 میلیارد دلار یارانه انرژی پرداختی به صنعت سیمان برای تولید 50 میلیون تن سیمان است.البته کارخانجات جدید سیمان به‌خاطر بهره‌مندی از تکنولوژی جدید توانسته‌اند مصرف انرژی خود را اندکی کنترل کنند و به مرز معادل 105 لیتر سوخت فسیلی در هر تن سیمان برسانند، اما همین مقدار انرژی نیز، برای کالایی که قیمت هر تن آن در بازارهای جهانی حداکثر 50 دلار است، مصرف بسیار بالایی به شمار می‌رود.از طرفی فرآیند تولید سیمان، آلایندگی‌های بسیاری دارد و به ازای تولید هر تن سیمان، تقریبا یک تن انواع گازهای گلخانه‌ای وارد محیط زیست می‌شود. مجموعه این دو عامل باعث توجه جهان توسعه یافته به محدودیت تولید سیمان شده است.
قیمت بالای سوخت و محدودیتی که برای تولید گازهای گلخانه‌ای در دنیا وجود دارد، جوامع توسعه یافته را به سمت کاهش تولید و مصرف، استفاده مطلوب‌تر از سیمان و در نهایت استفاده از مواد جایگزین هدایت کرده است. در دنیا سیمان‌های پوزولانی و آمیخته با این فلسفه تولید می‌شوند.
البته پاره‌ای توجیهات فنی در خصوص اندکی افزایش دوام بتن‌های ساخته شده با سیمان‌های پوزولانی یا مقاومت در برابر حمله اسیدهای ضعیف نیز به این تصمیمات سنجاق شده است، ولی اصل همان است که گفته شد.
از سوی دیگر، پوزولان‌های طبیعی که در دنیا به سیمان اضافه می‌شوند، کنترل‌های کیفی بسیار بالایی روی آنها انجام می‌گیرد و چنین نیست که هر ماده معدنی پوزولانی را بدون توجه به آثار تجربی و عملکرد میدانی آن آسیاب کرده و به سیمان اضافه کنند.
با این همه، کنترل‌های کیفی نیز بعضا اعتراض جامعه مهندسی در کشورهای توسعه یافته بلند می‌شود و به عملکرد کارخانجات سیمان اعتراض می‌کنند. پروفسور نویل دانشمند برجسته بتن در کتاب علمی و وزین خود «خواص بتن» به هنگام بحث درباره پوزولان‌ها به اهداف کارخانجات سیمان در تولید سیمان‌های پوزولانی اشاره می‌کند.
قیمت سیمان‌های پوزولانی به‌خاطر هزینه‌های پایین تولید نسبت به سیمان‌های تیپ پایین‌تر است و این نیز یک مزیت برای مصرف‌کننده به حساب می‌آید.نتیجه اینكه، در شرایط فعلی که صنعت سیمان در آستانه یک تحول اساسی درباره قیمت تمام شده قرار دارد، بهتر است به‌جای تکرار اشتباهات گذشته، با مسائل، واقع‌بینانه‌تر برخورد کند.
نخستین قدم، ممیزی مصرف انرژی در بخش‌های مختلف این صنعت است. لازم است بسیاری از فرآیند‌های تولید در صنعت سیمان نوسازی شده و مصرف سوخت به حد استاندارد‌های جهانی نزدیکتر شود. این مساله به مدیریت جامعی نیاز دارد و البته کار بسیار دشواری است، اما چاره دیگری وجود ندارد. البته تعدادی از کارخانجات سیمان اعلام می‌كنند قدم‌هایی در این راه برداشته اند، اما با نقطه مطلوب فاصله زیادی داریم.
در سال‌های گذشته برخی کارخانجات سیمان به جای اختصاص بخشی از درآمدهای خود به نوسازی و اصلاح فرآیندهای انرژی‌بَر خود، به احداث کارخانجات جدید پرداخته اند و امروز با انبوهی از هزینه‌های نوسازی مواجهند.گام دوم، بالا بردن کیفیت سیمان داخلی است تا صنایع تولید بتن و فرآورده‌های بتنی بتوانند مناسبات تولید فرآورده‌های سیمانی را بر روی سیمان‌های با کیفیت بالاتر مدل کنند.
بدون شک، تولید سیمان با کلاس مقاومتی بالاتر می‌تواند صنعت بتن کشور را به‌عنوان مصرف‌کننده اصلی سیمان به سمت جایگزینی مشخصات فنی بتن به جای عیار سیمان هدایت کند. در همه جای دنیا، بتن با رده مقاومتی آن شناخته می‌شود ولی در ایران همچنان بتن را با عیار سیمان به‌کار رفته در آن معرفی می‌کنند.
عبور از این مساله درگرو تولید سیمان با کلاس مقاومتی بالاتر است تا کارخانجات بتن بتوانند با محاسبات مهندسی، رده‌های مقاومتی مورد نیاز را با کمترین سیمان طراحی کنند. گام بعدی، تولید سیمان بنایی برای کارهای بنایی است که به‌طور کلی توسط صنعت سیمان ایران فراموش شده است.
سیمان بنایی می‌تواند بیش از 40 درصد انواع مواد پوزولانی و آمیخته را به همراه داشته باشد و با توجه به حجم بالای مصارف سیمان در قالب کارهای بنایی در کشور فرصت مناسبی برای کارخانجات سیمان فراهم می‌کند تا به آنچه که در قالب تولید سیمان پوزولانی دنبال می‌کنند بهتر برسند.
تولید سیمان‌های پوزولانی اقدام بسیار مفیدی است به شرطی که همه الزامات آن در نظر گرفته شود.در انتخاب پوزولان‌ها دقت لازم شود و آزمایش‌های لازم از عملکرد انواع پوزولان‌ها انجام گیرد. در کنار آن لازم است قیمت این نوع سیمان نسبت به سیمان‌های تیپ پایین‌تر باشد.
در چنین شرایطی است که جامعه و صنعت بتن از مصرف سیمان پوزولانی استقبال خواهد کرد. پهنه‌بندی پوزولان‌های کشور و شناسنامه‌دار کردن آنها از نظر مشخصات شیمیایی و عملکردشان در شرایط رویارویی مختلف پیش نیاز تولید سیمان‌های پوزولانی است که باید انجام گیرد.
هیچ اقدامی مفیدتر از تولید سیمان پوزولانی برای آینده صنعت سیمان ایران وجود ندارد.

منبع معماری نیوز

 

[VAHID33]

سیمان پوزولان

سیمان پوزولان

[FONT=&quot]سیمان پوزولان : همانطور که از نام این سیمان پیداست سیمانی است که از ترکیب سیمان پرتلند معمولی با یک یا چند پوزولان بدست می آید . اغلب برای آنکه آب دریا و آب های سولفات دار در زمین های گچی در بتن سیمانی اثر بد نکند به سیمان بتن ، پوزولان می افزایند...[/FONT][FONT=&quot][/FONT]
[FONT=&quot]مقدمه :[/FONT][FONT=&quot] [/FONT]
[FONT=&quot] [/FONT]
[FONT=&quot]مساله ای که تاکنون در کشور ما کمتر بدان توجه شده است ، استفاده مجدد و مفید از زواید وضایعات اعم از معدنی ، صنعتی ، کشاورزی در محیط ، حیاط را به مخاطره می اندازد . و از همه مهمتر تعهد نسبت به آیندگان ایجاب می کند که تحقیقات جامعی بر روی مصارف ضایعات مختلف به عمل آمده و با ارائه راه حل های کاربردی نسبت به کاهش مصرف مواد اولیه و تولید ضایعات و به کارگیری ضایعات مختلف به عنوان ماده اولیه اقدام گردد . در ادامه به بررسی یکی از موارد استفاده از این ضایعات در صنعت ساختمان ، یعنی در تولید سیمان ، می پردازیم .[/FONT][FONT=&quot] [/FONT]
[FONT=&quot] [/FONT]
[FONT=&quot]تعاریف :[/FONT][FONT=&quot] [/FONT]
[FONT=&quot] [/FONT]
[FONT=&quot]سیمان پوزولان : همانطور که از نام این سیمان پیداست سیمانی است که از ترکیب سیمان پرتلند معمولی با یک یا چند پوزولان بدست می آید . اغلب برای آنکه آب دریا و آب های سولفات دار در زمین های گچی در بتن سیمانی اثر بد نکند به سیمان بتن ، پوزولان می افزایند .[/FONT][FONT=&quot] [/FONT]
[FONT=&quot] [/FONT]
[FONT=&quot]پوزولان ها : پوزولان ها مواد سیلیسی و یا سیلیسی آلومینی هستند که به عنوان یک مکمل سیمان پرتلند معمولی در افزایش خاصیت چسبندگی بتن موثرند . این مواد در حالت معمولی با آب واکنش نمی دهند ولی در مجاورت آهک یا سیمان واکنش شیمیایی ایجاد می کنند و مقاومت و دوام بتن را در دراز مدت افزایش می دهند .[/FONT][FONT=&quot] [/FONT]
[FONT=&quot] [/FONT]
[FONT=&quot]ساخت و سازها مورد استفاده قرار گرفته اند می توانند مشکلات مربوط به محدودیت تولید را حل کنند . این مواد که به صورت طبیعی و مصنوعی قابل حصول می باشند ، توانسته اند با جایگزینی با سیمان ضمن ایجاد صرفه جویی در سوخت برای تولید سیمان و کاهش آلودگی محیط زیست ، در خواص بتن نیز موثر بوده و دوام آنها را بویژه در محیط خوردنده افزایش دهند . لازم به ذکر است که واژه پوزولان از پوزولی ( منطقه ای در ایتالیا ) گرفته شده که حدود 2000 سال پیش برای اولین بار پوزولان در آنجا پیدا شده است . امروزه سیمان پوزولان کاربرد وسیعی پیدا کرده و در اغلب کشورهای پیشرفته مورد استفاده قرار می گیرد . در آمریکا در 1910 کاربرد آن رواج پیدا کرده . در چین ، مکزیک ، هند ، ژاپن ، ایتالیا و …. مصرف بالایی دارد . پوزولان در ایران در سال 1320 کشف شد و از پوزولان های طبیعی ایران می توان تراس جاجرود ، خاک سرخ لومار ، پوکه بستان آباد ، را نام برد . دامنه کوه های سهند ، دماوند ، تفتان و استان کرمان نیز از جمله مکان های پوزولان های طبیعی ایران می باشند .امروزه پوزولان های مصنوعی در کشورهای صنعتی که تولیدات زیادی دارند کاربرد وسیعی پیدا کرده است . پوزولان های مصنوعی شامل سربازه کوره های آهن گذاری ، دوده سیلیس ، خاکستر پوسته برنج ، رس کلسینه شده و …. است که البته استفاده از اینها هم ارزش اقتصادی به آنها داده و هم منجر به کاهش آلودگی محیط زیست شده است ، چرا که این مواد ، مواد زائد و تولیدات فرعی کارخانه ها و از آلاینده های محیط زیست هستند . [/FONT][FONT=&quot][/FONT]
[FONT=&quot]تاریخچه استفاده از چند پوزولان مصنوعی در سیمان پرتلند :[/FONT][FONT=&quot] [/FONT]
[FONT=&quot] [/FONT]
[FONT=&quot]کاربرد دوده سیلیس به سال 1950 در نروژ بر می گردد که در تونل ها استفاده می شد و سپس اولین استاندارد استفاده از این ماده در بتن در نروژ نوشته شد و سپس در کشورهای دیگر مانند سوئد ، دانمارک ، کانادا و…. مورد استفاده و تحقیق قرار گرفت . دوده سیلیس یک پورد بسیار نرم است که فرایند صنایع فلزی سیلیسیم می باشد . خاکستر پوسته برنج نیز یک پوزولان نرم و مشهور است که می تواند در تولید سیلیس جایگزین میکروسیلیس شود . این ماده در کشورهایی مانند مالزی ، هند ، ژاپن ، آمریکا مورد آزمایش و تحقیق قرار گرفت . در ایران نیز در مرکز تحقیقات ساختمان ومسکن ، دانشگاه علم وصنعت ایران و دانشگاه امیرکبیر تحقیقاتی در این زمینه انجام شده و نتایج قابل قبولی بدست آمده که می توان به عنوان پوزولان مرغوب در تولید میکروسیلیس از این ماده استفاده کرد . کاربرد رس کلسینه شده در گذشته های دور هم رایج بوده است و در حدود 3600 سال پیش از ظروف شکسته ی پخته شده و آهک ، ماده پوزولایی و مواد چسبنده درست می کردند که توسط رومی ها و یونانی ها استفاده می کنند که رنگ سرخ دارند و نمای ساختمان را سرخ می کنند . امروزه در کشورهایی مثل دانمارک ، برزیل ، فرانسه ،انگلستان ، آمریکا و کشورهای پیشرفته از آهک و رس کلسینه شده در سدسازی استفاده می شود که مقاومت بسیار خوبی دارد .[/FONT][FONT=&quot] [/FONT]
[FONT=&quot] [/FONT]

 

[mahian90]

سیمان پوزولان : همانطور كه از نام این سیمان پیداست سیمانی است كه از تركیب سیمان پرتلند معمولی با یك یا چند پوزولان بدست می آید . اغلب برای آنكه آب دریا و آب های سولفات دار در زمین های گچی در بتن سیمانی اثر بد نكند به سیمان بتن ، پوزولان می افزایند .

پوزولان ها : پوزولان ها مواد سیلیسی و یا سیلیسی آلومینی هستند كه به عنوان یك مكمل سیمان پرتلند معمولی در افزایش خاصیت چسبندگی بتن موثرند . این مواد در حالت معمولی با آب واكنش نمی دهند ولی در مجاورت آهك یا سیمان واكنش شیمیایی ایجاد می كنند و مقاومت و دوام بتن را در دراز مدت افزایش می دهند .

ساخت و سازها مورد استفاده قرار گرفته اند می توانند مشكلات مربوط به محدودیت تولید را حل كنند . این مواد كه به صورت طبیعی و مصنوعی قابل حصول می باشند ، توانسته اند با جایگزینی با سیمان ضمن ایجاد صرفه جویی در سوخت برای تولید سیمان و كاهش آلودگی محیط زیست ، در خواص بتن نیز موثر بوده و دوام آنها را بویژه در محیط خوردنده افزایش دهند . لازم به ذكر است كه واژه پوزولان از پوزولی ( منطقه ای در ایتالیا ) گرفته شده كه حدود 2000 سال پیش برای اولین بار پوزولان در آنجا پیدا شده است . امروزه سیمان پوزولان كاربرد وسیعی پیدا كرده و در اغلب كشورهای پیشرفته مورد استفاده قرار می گیرد . در آمریكا در 1910 كاربرد آن رواج پیدا كرده . در چین ، مكزیك ، هند ، ژاپن ، ایتالیا و …. مصرف بالایی دارد . پوزولان در ایران در سال 1320 كشف شد و از پوزولان های طبیعی ایران می توان تراس جاجرود ، خاك سرخ لومار ، پوكه بستان آباد ، را نام برد . دامنه كوه های سهند ، دماوند ، تفتان و استان كرمان نیز از جمله مكان های پوزولان های طبیعی ایران می باشند .امروزه پوزولان های مصنوعی در كشورهای صنعتی كه تولیدات زیادی دارند كاربرد وسیعی پیدا كرده است . پوزولان های مصنوعی شامل سربازه كوره های آهن گذاری ، دوده سیلیس ، خاكستر پوسته برنج ، رس كلسینه شده و …. است كه البته استفاده از اینها هم ارزش اقتصادی به آنها داده و هم منجر به كاهش آلودگی محیط زیست شده است ، چرا كه این مواد ، مواد زائد و تولیدات فرعی كارخانه ها و از آلاینده های محیط زیست هستند .

تاریخچه استفاده از چند پوزولان مصنوعی در سیمان پرتلند :

كاربرد دوده سیلیس به سال 1950 در نروژ بر می گردد كه در تونل ها استفاده می شد و سپس اولین استاندارد استفاده از این ماده در بتن در نروژ نوشته شد و سپس در كشورهای دیگر مانند سوئد ، دانمارك ، كانادا و…. مورد استفاده و تحقیق قرار گرفت . دوده سیلیس یك پورد بسیار نرم است كه فرایند صنایع فلزی سیلیسیم می باشد . خاكستر پوسته برنج نیز یك پوزولان نرم و مشهور است كه می تواند در تولید سیلیس جایگزین میكروسیلیس شود . این ماده در كشورهایی مانند مالزی ، هند ، ژاپن ، آمریكا مورد آزمایش و تحقیق قرار گرفت . در ایران نیز در مركز تحقیقات ساختمان ومسكن ، دانشگاه علم وصنعت ایران و دانشگاه امیركبیر تحقیقاتی در این زمینه انجام شده و نتایج قابل قبولی بدست آمده كه می توان به عنوان پوزولان مرغوب در تولید میكروسیلیس از این ماده استفاده كرد . كاربرد رس كلسینه شده در گذشته های دور هم رایج بوده است و در حدود 3600 سال پیش از ظروف شكسته ی پخته شده و آهك ، ماده پوزولایی و مواد چسبنده درست می كردند كه توسط رومی ها و یونانی ها استفاده می كنند كه رنگ سرخ دارند و نمای ساختمان را سرخ می كنند . امروزه در كشورهایی مثل دانمارك ، برزیل ، فرانسه ،انگلستان ، آمریكا و كشورهای پیشرفته از آهك و رس كلسینه شده در سدسازی استفاده می شود كه مقاومت بسیار خوبی دارد .


.

 

[mahian90]

انواع سیمان های پوزولانی :

1-سیمان پوزولانی نوع S .

این سیمان متشكل از ذرات آسیاب شده و ریز شده سرباره كوره های آهن گذاری و كلینكر سیمان و مقدار لازم سنگ گچ كه همراه با یكدیگر آسیاب می شوند وافزودن مقدار كمی ماده هوازا به آن است . بیش از 70 درصد وزنی این سیمان را سرباره تشكیل می دهد . از نمونه های آن نو ع entrainment Air , A یا در برگیرنده هوا می باشد .

خواص ملات ساخته شده از این نوع سیمان و ماسه به نسبت 16 در مقایسه با ملات سیمان –آهك ماسه به نسبت 6؛ 1 :1 بسیار بهتر است ازآنجا كه مقاومت فشاری ملات های ساخته شده با این نوع سیمان بالاتر است بنابراین میتوان آن را برای ساخت دیوارهای آجری كه به بار طراحی شده بیشتری نیاز دارند ، توصیه كرد . قابلیت آب نگهداری ملات این سیمان چندین بار بیشتر از ملات ماسه سیمان است ، ترك خوردگی در آن كمتر بوده و خاصیت آبندی بیشتری دارد این سیمان در برابر حمله سولفات ها مقاوم است بنابراین استفاده از آن از شوره زدگی در آجركاری جلوگیری می كند . سیمان پرتلند پوزولانی با بیش از 50 درصد پوزولان سرباره كوره آهنگزاری در مقابله با سولفات قوی به همراه یون كلر ، مقابله با واكنش قلیایی سنگدانه ها و ساخت بتن متراكم با نفوذ پذیری كم بكار می رود .

2 . سیمان پوزولانی نوع (SM ) I :

این سیمان مخلوطی از سیمان پرتلند و سرباره كوره بلند است . سرباره كمتر از 25 درصد وزنی این سیمان را تشكیل می دهد .

در انواع مختلف Air enterainment A یا دربرگیرنده هوا ، MS resistace Moderate Suifate یا مقاوم در برابر سولفات Moderate hear OF hydration MH یا گرمای مناسب هیدراسیون عرضه می شود . از این سیمان در كارهای حجیم مانند سدهای وزنی ، كارهایی كه در معرض حمله ضعیف سولفات ها قرار دارند و بتن ریزی و اندودكاری در هوای گرم استفاده می شود .

3 . سیمان پوزولانی نوع IS :

این سیمان مخلوطی از سیمان پرتلند و سرباره كوره بلند است .حدود 25 تا 70 درصد وزنی آن پوزولان می باشد .

در انواع مختلف Air enterainment A یا دربرگیرنده هوا ، resistance Mmoderate Sulfat MS یا مقاوم در برابر سولفات و Modernate hear of hydration MH یا گرمای مناسب هیدراسیون عرضه می شود .

4 . سیمان پوزولانی نوع IP یا P :

این سیمان مخلوطی از سیمان پوزولان های گوناگون و پرتلند است و اغلب مخلوطی با پوزولان بكار رفته در نوع IS می باشد . 15 تا 40 درصد وزنی این سیمان از پوزولان های یاد شده تشكیل شده است . نوع IP در انواع Air entrainment A یا دربرگیرنده هوا ، Moderate Sulfate MS resistance یا مقاوم در برابر سولفات Modernate hear of hidration MH یا گرمای مناسب هیدراسیون عرضه می شود .نوع P در انواع مختلف Low Hear of hydration LH یا دمای هیدراسیون پایین entrainment AIR A یا در برگیرنده هوا Moderate Sulfate resistance MS یا مقاوم در برابر سولفات عرضه می شود . از این سیمان نیز در كارهای حجیم مانند سدهای وزنی ، و بتن ریزی و اندود كاری در هوای گرم استفاده میشود ضمنا از این سیمان برای مقابله با سولفات های قوی استفاده می شود .

5 . سیمان پوزولانی نوع I(PM) :

مخلوطی از سیمان پرتلند و چند پوزولان است .پوزولان ها كمتر از 15 درصد وزنی این سیمان را تشكیل می دهد .در انواع مختلف Air enterainment A یا دربرگیرنده هوا . resistance Moderate Sulfat MS یا مقاوم در برابر سولفات و Moderate hear of hydration MH یا گرمای مناسب هیدراسیون عرضه می شود .ضمناً موارد دیگری نیز وجود دارد .

سیمان یا پوزولان خاكستر بادی :

فرآیند تولید كلینكر این نوع سیمان كه دارای مقاومت بالایی نیز هست . در دمای 1350درجه سانتیگراد انجام می شود ، و در حالی كه كلینر سیمان پرتلند معمولی در دمای 1450 درجه سانتی گراد تولید می شود . این سیمان را می توان در كارخانه با آسیاب كردن توام سیمان پرتلند و خاكستر بادی و افزودن مقدار لازم سنگ گچ به هنگام آسیاب كردن ، یا با آمیختن خاكستر بادی یا سیمان پرتلند معمولی تولید كرد .مخلوط های بتنی ساختمان كه 20 درصد وزن سیمان آنها با خاكستر بادی جایگزین شده است ، می توانند برای مقاومت فشاری ، خمشی و ضریب ارتجاعی برابر بتن های ساخته شده با سیمان پرتلند در 28 روز طراحی شوند .


.

 

[mahian90]

خواص پوزولان ها :

معایب تولید سیمان پرتلند معمولی :

برای تولید هر تن سیمان 25/1 تن دی اكسید كربن تولید می شود كه یك گاز گلخانه ای مضر است . در ضمن برای ساختن سیمان پرتلند به انرژی گرمایی بسیار بسیار زیادی احتیاج داریم (گفته می شود كه این انرژی بیش از انرژی مورد نیاز در هر صنعت دیگری است ) برای تولید هر تن سیمان پرتلند حدود 6 میلیون BTU ( واحد گرمایی بریتانیایی معادل با شش میلیون و سیصد هزار كیلو ژول ) گرما نیازمندیم . پس می توان با استفاده كردن از پوزولان هم باعث صرفه جویی در سوخت و انرژی لازم برای تولید سیمان شده و هم تولید ارزان تر سیمان ، زیرا پوزولان انرژی اقتصادی كمی دارند .دادن ارزش اقتصادی به آن ها ؛ زیرا پوزولان ها مواد زائد و تولیدات فرعی كارخانه ها می باشند . با استفاده از آن ها می توان مواد زائد و تولیدات فرعی كارخانه ها و آلاینده های محیط زیست را به مصرف رساند و نیز استفاده از آنها در كاهش انتشار گازهای گلخانه ای مانند (CO2 ) نیز موثر است .

خواصی كه سیمان های پوزولانی به بتن می دهند :

باعث تاخیر در زمان گیرش بتن می شوند . به همین دلیل در سدها بیشتر از آنها استفاده می شود ، با استفاده از این مواد می توان ترك های حرارتی را كنترل كرد .كاهش نفوذپذیری ، بهبود خواص فیزیكی و شیمیایی ، افزایش عمر مفید سازه ها از دیگر خواص سیمان های پوزولانی است .لازم به ذكر است كه اكثر این بتن را تا حدودی كاهش می دهند كه با بكار بردن افزودنی هایی مثل روان كننده ها یا فوق روان كننده ها می توان از كاهش كارایی آن جلوگیری كرد .



.

 

[رسول فهیم]

سیمان

سیمان

باعرض سلام وادب درموردتاریخچه سیمان ونوعیت سیمان تاپیک گذاشتم امیدوارم مورد پسندشما واقع گردد منتظرنظرات شما عزیزان هستم ​

سمنت واژه ای ست که از لغت سمنتوم رومی گرفته شده و قدمت آن به پیش از میلاد می رسد. مصرف آن در ساختمان پانتئون شهر روم واقع در ایتالیا که مربوط به سنه 27 قبل از میلاد است دیده شده است. در ساختمان گنبد این بنا که 43 متر قطر دارد مخلوطی از خرده سنگ و آهک پخته به کار رفته است. ولی کشف سمنت به شکل امروز مربوط است به یک نفر بنای انگلیسی بنام ژوزف اسپدین که از پختن آهک و خاک رس در حرارت بالا و آسیاب کردن آن موفق شد ابتدایی ترین نوع سمنت را کشف نموده و آن را در تاریخ 21 اکتبر 1824 بنام خود در انگلستان ثبت نماید و نام محول بدست آمده را سمنت پورتلند گذاشت. علت این نامگذاری همانطوری که گفته شد سمنت از سمنتوم رومی گرفته شده است و پورتلند نام جزیره ایست در انگلستان که رنگ سمنت پس از سخت شدن به رنگ سنگ های ساحلی این جزیره در می آید به همین دلیل نام پورتلند را به دنبال سمنت برای آن انتخاب نموده اند. البته قبل از ژوزف اسپدین اشخاص دیگری در فرانسه و انگلستان از پختن خاک رس و سنگ آهک مواد مشابهی بدست آوردند ولی هیچکدام کار خود را دنبال نکرده و محصول خود را به ثبت نرسانیدند، زوزف اسپدین نخستین شخصی بود که سمنت را به در اوایل قرن نوزدهم در انگلستان به ثبت رسانید و آن را ابتدا برای ساخت فانوس دریایی مورد استفاده قرار داد.

 

[رسول فهیم]

مواد تشکیل دهنده ی سمنت پورتلند:
باید توجه نمود رایج ترین و پر مصرف ترین سمنت مورد استفاده در صنعت ساختمان سازی اعم از پل، تونل، راه سازی و یا ساختمان و غیره همان ساختمان پورتلند است. مواردی که برای پختن سمنت به کوره می روند از دو ماده اصلی تشکیل شده اند: خاک رس ، سنگ آهک. ولی اگر بخواهیم به طور مجزا مواد تشکیل دهنده ی سمنت را مطالع نماییم، این مواد عبارتند از:
1- آهک زنده 2 - سیلیس 3 - اکسید آلومینیوم 4 - اکسید منیزیم 5 - مواد دیگر
باید توجه داشت مواد فوق با نسبت های نختلف وارد کوره می شوند و این تفاوت مربوط می شود به جنس سمنت و سایر مشخصات فنی آن است. گاهی در طبیعت مخلوط سنگ آهک و خاک رس به نسبت مورد نیاز در صنعت سمنت پزی به طور دقیق یافت می شود به این اختلاط که از قبل برای بشر آماده شده است مارل MARL می گویند. اگر در خاک رس کلیه مواد مورد نیاز سمنت پزی یافت نشود می توان مواد مورد نیاز را به ان اضافه نمود. این مواد قالباً از ضایعات کارخانه جات صنعتی بدست می آیند.​

 

[رسول فهیم]

کلمه سمنت به هر نوع مواد چسپاننده اطلاق میشود که قابلیت بهم چسپانیدن و یکپارچه کردن قطعات مواد معدنی رادارا واز نظر انجنیری ومهندسی سمنت گردیست نرم ،جاذب آب که اساسا ازمواد گداخته شده وپخته شده مانند اکساید المونیم ،اکساید سلیکان ، اکساید آهن واکساید کلسیم بدست مییاید .​

زمانی که کلینیکر بعد از سرد شدن توسط آسیابها بشکل پودر تبـــــــــــدیل میگردد در خریطه های پنجاه کیلو گرامی جابجا و به بازارعرضه میگردد.درخریطه ها عموما مارک ومشخصات تثبیت شده سمنت چاپ میشود . از طرف دیگر باید گفت که دستگاه های تولید سمنت غرض تولید وبارگیری سمنت باید در نزدیک مواد خام که برای تولید سمنت بکار میرود اعمار گردد تا پروژه شکل اقتصادی را بخود بگیر د.
پروسه های دیگرنیز برای تولید سمنت وجوددارد ، مثلا چونه و خاک راس را با 5% آب مخلوط کرده وآنرا در کوره های سمنت پزی تحت حرارت (1200-1100) درجه -سانتی گراد حرا رت میدهند ، که پس ا ز پزیدن بصورت دانه های سبز رنگ تیره که کلینیکر گویند تبدیل وبعد از آسیاب نمودن به سمنت تبدیل میشوند . امادر روش دیگر ابتدا مواد مورد ضرورت را تبدیل به پودرو بعدا نظر به 12% آن آب درآن علاوه مینماید .بعدا مخلوط را در کوره ها گذاشته وتبدیل به کلینیکر مینمایند .
باید بگوئیم که درتما م طرق فوق الذکر به اندازه( 3-2 )% سنگ گچ را آسیاب نموده و درترکیب مخلوط آنها درنظر گرفته شود، این امر باعث میشود تاازچــسپش سریع محصولات کانکریتی جلو گیری به عمل آید .
رایج ترین نوع کوره های سمنت پزی که مروج است در سال 1885 میلادی توسط شخصی بنام فرید ریک را نسوم درانگلستان تثبیت شد .باپیــــشرفت علم ودانش این نوع کوره ها تقریبا در تمام نقا ط جهان از جمله در امریکا نیزساخته شد .ظرفیت این کوره 50 تن در روز میرسید ، ولی کوره های فعلی که رایج و ساخته میشود ظرفیت 10000 تن در روز میباشد .
انواع سمنت های که امروز در محصولات کانکریتی مورد استفاده قرا ر دارد قرار ذیل تصنیف میشود .

 

[رسول فهیم]

- سمنت نوع 1: این نوع سمنت که سمنت پورتلند معمولی نیز موسوم است برای عموم مصارفی است که ویژگی های خاصی از کانگرت خواسته نشده است. این نوع سمنت فراوان تر از سایر انواع سمنت می باشد. از این نوع سمنت در ساختن پیاده رو ها رو سازی جاده ها پل های کانگرت مسلح راه آهن مخازن لوله های آب و ملات ساختمان های بنایی استفاده می شود به طور کلی این سمنت در تمام مواردی که کانگرت در خطر مجاورت با سولفات ها نباشد و یا حرارات آبگیری سمنت باعث افزایش نا مطلوب درجه حرارت کانگریت نشود مورد استفاده قرار می گیرد.

 

[R.N.Z]

عالی بود ،مرسی از اینکه وقت گذاشتی و همچین کاری کردی ولی به نظرمن میتونستی موضوع جالبتری انتخاب کنی چون در مورد سیمان ها و بتن یه عالم واحد پاس کردیم

 

[رسول فهیم]

عالی بود ،مرسی از اینکه وقت گذاشتی و همچین کاری کردی ولی به نظرمن میتونستی موضوع جالبتری انتخاب کنی چون در مورد سیمان ها و بتن یه عالم واحد پاس کردیم

تشکرازنظرشماوازاینکه وقت گذاشتی ونظردادی .