سیمان چیست؟


سیمان ها مواد چسبنده اى هستند که قابلیت چسبانیدن ذرات به یکدیگر و بوجود آوردن جسم یک پارچه از ذرات متشکله را دارند. این تعریف از سیمان داراى آن چنان جامعیتى است که مى تواند شامل انواع چسبها از جمله چسبهاى مایع که در چسبانیدن قطعات سنگ یا سنگ و فلزات به یکدیگر بکار مى روند نیز بشود
نمونه اى از این چسبها در صنعت سیمان در کار گذاشتن آجر نسوز در کوره سیمان مورد مصرف دارد و خاصیت اصلى آن این است که آجر نسوز ( که یک جسم سرامیکى است ) را به بدنه کوره ( آهن ) مى چسباند، همچنین انواع سیمان هاى دیگر که در دندانپزشکى مورد مصرف دارند، از جمله چسب ها مى باشد. آنچه که از کلمه سیمان در این متن مورد نظر است، آن نوع از سیمان ها است که داراى ریشه آهکى مى باشند به عبارت دیگر سیمان هایى که ماده اصلى تشکیل دهنده آنها آهک و ماده اولیه اصلى آنها سنگ آهک است. بر این اساس سیمان ترکیبى است از اکسید کلسیم ( آهک ) با سایر اکسیدها نظیر اکسید آلومینیم، اکسید سیلیسیم، اکسید آهن، اکسید منیزیم و اکسیدهاى قلیایى که میل ترکیب با آب داشته و در مجاورت هوا و در زیر آب بمرور سخت مى گردد و داراى مقاومت مى شود
با توجه به مشخصه فوق سیمان مى تواند داراى ترکیبات متفاوتى باشد و اصولا جزو ملاتهاى آبى محسوب مى گردد ملاتهاى آبى از دوران گذشته شناخته شده بودند، از جمله این ملاتها آهک است که مصرى ها و یونانى ها با مخلوط کردن آن با خاکستر آتش فشانى، خاک آجر و آب به نوعى آهک آبى دست مى یافتند که خاصیت سخت شدن و فشار پذیرى داشت. با بکار بردن این ساروج رومى ها توانسته اند ساختمانهاى عظیمى بسازند که هنوز بقایاى آنها پس از گذشت چند هزار سال پا بر جا و قابل مشاهده باشد

سیمان چیست؟
سیمان ها مواد چسبنده اى هستند که قابلیت چسبانیدن ذرات به یکدیگر و بوجود آوردن جسم یک پارچه از ذرات متشکله را دارند. این تعریف از سیمان داراى آن چنان جامعیتى است که مى تواند شامل انواع چسبها از جمله چسبهاى مایع که در چسبانیدن قطعات سنگ یا سنگ و فلزات به یکدیگر بکار مى روند نیز بشود
نمونه اى از این چسبها در صنعت سیمان در کار گذاشتن آجر نسوز در کوره سیمان مورد مصرف دارد و خاصیت اصلى آن این است که آجر نسوز ( که یک جسم سرامیکى است ) را به بدنه کوره ( آهن ) مى چسباند، همچنین انواع سیمان هاى دیگر که در دندانپزشکى مورد مصرف دارند، از جمله چسب ها مى باشد. آنچه که از کلمه سیمان در این متن مورد نظر است، آن نوع از سیمان ها است که داراى ریشه آهکى مى باشند به عبارت دیگر سیمان هایى که ماده اصلى تشکیل دهنده آنها آهک و ماده اولیه اصلى آنها سنگ آهک است. بر این اساس سیمان ترکیبى است از اکسید کلسیم ( آهک ) با سایر اکسیدها نظیر اکسید آلومینیم، اکسید سیلیسیم، اکسید آهن، اکسید منیزیم و اکسیدهاى قلیایى که میل ترکیب با آب داشته و در مجاورت هوا و در زیر آب بمرور سخت مى گردد و داراى مقاومت مى شود
با توجه به مشخصه فوق سیمان مى تواند داراى ترکیبات متفاوتى باشد و اصولا جزو ملاتهاى آبى محسوب مى گردد ملاتهاى آبى از دوران گذشته شناخته شده بودند، از جمله این ملاتها آهک است که مصرى ها و یونانى ها با مخلوط کردن آن با خاکستر آتش فشانى، خاک آجر و آب به نوعى آهک آبى دست مى یافتند که خاصیت سخت شدن و فشار پذیرى داشت. با بکار بردن این ساروج رومى ها توانسته اند ساختمانهاى عظیمى بسازند که هنوز بقایاى آنها پس از گذشت چند هزار سال پا بر جا و قابل مشاهده باشد
 

 

 

 

" ویژگی های سیمان پرتلند "
1 - هدف و دامنه کاربرد
هدف از تدوین این استاندارد ، تعیین ویژگی های فیزیکی و شیمیایی و نیز روش نمونه برداری انواع سیمان پرتلند می باشد که با نشان "پ" مشخص می شود

2 - تعریف ها
2 - 1 کلینکر سیمان پرتلند فرآورده ای است مرکب که عمدتاً از سیلیکات های کلسیم و آلومینات ها تشکیل شده و از واکنش حرارتی شیمیایی مواد آهکی و رسی در کوره سیمان تا دمای معین بدست می آید
2 - 2 سیمان پرتلند
سیمان پرتلند چسباننده ای است آبی که از پودر نمودن توام کلینکر همراه با مقدار مناسبی سنگ گچ در آسیاب بدست می آید
2 - 3 سیمان پرتلند با ویژگی های تعیین شده در این استاندارد در مجاورت آب و در اثر واکنش های هیدراتاسیون حرارت ایجاد می نماید و خمیر حاصل گیرش یافته و با گذشت زمان سخت می شود و در شرایط محیطی مناسب مقاومت پایداری را کسب می نماید چنانچه این سیمان با آب و سنگدانه های مناسب ، پیمانه و مخلوط شود ، ملات یا بتن با کارآئی و روانی مطلوب ایجاد می نماید که با گذشت زمان مقاومت های معینی را کسب می نماید و ثبات حجمی خود را نیز در زمان های طولانی حفظ می کند و در رویارویی با شرایط محیطی از دوام کافی برخوردار است
2 - 4 فرآیند سخت شدن سیمان در مجاورت آب
سیمان در مجاورت آب با انجام واکنش هیدراتاسیون ، سخت میشود محصول واکنش عمدتاً سیلیکات های کلسیم آبدار می باشد ترکیبات شیمیائی دیگر نظیر آلومینات ها نیز در این عمل مؤثرند
2 - 5 مواد مضاف
موادی هستند که خواص سیمان و گیرش آن را تنظیم می نماید
سولفات کلسیم متبلور خام ماده مضاف متداول و مجازی است که به هنگام آسیاب کردن کلینکر به فرآیند تولید سیمان اضافه می شود
یادآوری
چنانچه برای شرایط خاص از مواد مضاف ویژه ای استفاده شود باید دقیقاً اطمینان حاصل شود که موجب کاهش کیفیت مطلوب سیمان و نیز ملات بتن ساخته شده از آن سیمان نشود و خورندگی میلگردهای فولادی بکار رفته داخل آن بتن را گسترش ندهد

3 - انواع سیمان پرتلند
سیمان پرتلند مشتمل بر پنج نوع بشرح زیر می باشد
3 - 1 سیمان پرتلند نوع یک با نشانه پ - 1
به عنوان سیمان پرتلند معمولی برای مصارف عمومی در ساخت ملات یا بتن بکار می رود
3 - 2 سیمان پرتلند نوع دو با نشانه پ - 2
به عنوان سیمان پرتلند اصلاح شده مصرف ویژه آن در ساخت بتن هائی است که حرارت هیدراتاسیون متوسط برای آنها ضرورت داشته و حمله سولفات ها به آنها در حد متوسط باشد
3 - 3 سمیان پرتلند نوع سه پ - 3
به عنوان سیمان پرتلند با مقاومت اولیه زیاد در شرایطی که مقاومت اولیه زیاد مورد نظر باشد بکار می رود
3 - 4 سیمان پرتلند نوع چهار پ - 4
به عنوان سیمان پرتلند با حرارت کم در شرایطی که حرارت هیدراتاسیون کم بتن مورد نظر باشد بکار می رود
3 - 5 سیمان پرتلند نوع پنج پ - 5
به عنوان سیمان پرتلند ضد سولفات در شرایطی که مقاومت زیاد بتن در برابر سولفات ها مورد نظر باشد بکار می رود

4 - ویژگی ها
ویژگی های شیمیائی و فیزیکی انواع پنجگانه سیمان پرتلند باید با مندرجات این استاندارد مطابقت داشته باشند
4 - 1 ویژگی های شیمیائی
ویژگی های شیمیائی الزامی انواع پنجگانه سیمان پرتلند باید با مندرجات جدول 1 مطابقت داشته باشد
ویژگی های اختیاری آنها نیز در جدول 2 تعیین شده است





مقدار اکسیدها باید با تقریب 01/0 درصد گزارش شود
چنانچه نسبت درصد اکسید آلومینیم به اکسید آهن 64/0 یا بیشتر باشد ، درصد سه کلسیم سیلیکات و دو کلسیم سیلیکات و سه کلسیم آلومینات و چهار کلسیم آلومینوفریت با استفاده از مقادیر اکسیدهای حاصل از تجزیه شیمیائی سیمان و عبارات زیر محاسبه میشود
سه کلسیم سیلیکات (
C3S)=(4.071 * %CaO) - (7/600 * %SiO2)
(6/718 * %
Al2O3)-(1/430 * %Fe2O3) -
(2/852 * %
SO3)
دو کلسیم سیلیکات (
C2S)=(2/867 * %SiO2)-(0/7544 * %C3S)
سه کلسیم آلومینات (
C3A)=(2/650 * %Al2O3)-(1/692 * %Fe2O3)
چهار کلسیم آلومینوفریت (
C4AF)= 3/043 * %Fe2O3

اگر نسبت درصد اکسید آلومینیم به اکسید آهن کمتر از 64/0 باشد یک محلول جامد از کلسیم و آلومینوفریت درست می شود که فرمول آن (
C4AF + C2F) است و در اینگونه سیمان ها سه کلسیم آلومینات تشکیل نخواهد شد برای تعیین سه کلسیم سیلیکات و ( C4AF + C2F) از فرمول زیر استفاده می شود ولی دو کلسیم سیلیکات طبق فرمول قبلی تعیین می گردد
(
C4AF + C2F) = (2/10 * %Al2O3) + (1/702 * %Fe2O3)
(
C3S) = (4/071 * %CaO) - (7/600 * %SiO2) -
(4/479 * %
Al2O3) - (2/859 * %Fe2O3) -
(2/852 * %
SO3)
C3A برای محاسبه مقدا ر
را که با تقریب یک صدم درصد بدست آمده اند بکار می برند
Al2O3 و Fe2O3 مقادیر
ولی در محاسبه سایر ترکیبات از مقادیر اکسیدهائیکه با تقریب 1/0 درصد بدست آمده , استفاده می گردد کلیه مقادیر محاسبه شده بر این اساس باید با تقریب یک درصد گزارش شوند

4 - 2 ویژگی های فیزیکی
ویژگی های فیزیکی الزامی انواع پنجگانه سیمان پرتلند باید با مندرجات جدول (3) مطابقت داشته باشند و ویژگی های اختیاری آنها نیز در جدول تعیین گردیده اند



5 - نمونه برداری
نمونه برداری از سیمان پرتلند باید به یکی از روش های مندرج زیر انجام گیرد
5 - 1 نمونه برداری از محل تسمه نقاله یا لوله انتقال سیمان به سیلو
در این نمونه برداری ، وزن نمونه برای هر 40 تن سیمان ( یا بخشی از آن ) در حال انتقال به سیلو 5 کیلوگرم می باشد این نمونه را می توان به صورت پیوسته یا ناپیوسته برداشت نمود
5 - 2 نمونه برداری از محل تخلیه سیمان از سیلو
در این نمونه برداری ، از جریان سیمان در لوله تخلیه و به فاصله های زمانی معین به ازای هر یک صد تن سیمان داخل سیلو مقدار 5 کیلوگرم سیمان به عنوان نمونه برداشت می شود
5 - 3 نمونه برداری از انبار سیمان فله
در این نمونه برداری ، چنانچه عمق انباشته سیمان موجود در انبار از 2 متر کمتر باشد ، نمونه را می توان با ابزار ویژه نمونه برداری تهیه نمود
5 - 4 نمونه برداری از انبار کیسه های سیمان
در این نمونه برداری به ازای هر پنج تن یا بخشی از آن یک کیسه سیمان انتخاب می شود و مقدار لازم برای نمونه توسط ابزار ویژه نمونه برداری تهیه می شود
5 - 5 نمونه برداری از محموله کامیون و سایر موارد ذکر نشده
در این نمونه برداری ، از سه نقطه مختلف محموله برداشت می شود و چنانچه در چندین کامیون باشد بشرط آنکه محموله ها از سیلوی مشخص و در یک روز بارگیری شده باشد ، نمونه های برداشت شده از کامیون ها را می توان مخلوط نمود
5 - 6 هر یک نمونه تهیه شده به یکی از روش های بالا ، باید به سه بخش تقسیم شود
یک بخش برای آزمون و بررسی به آزمایشگاه مؤسسه استاندارد و یک بخش به آزمایشگاه کارخانه تحویل شود و بخش سوم نیز به عنوان نمونه شاهد در بسته بندی محکم و مقاوم نسبت به رطوبت لاک و مهر شده و در یک مکان مورد اعتماد نگهداری شود

6 - بسته بندی و نشانه گذاری
6 - 1 بسته بندی
سیمان پرتلند باید در کیسه های مناسب ، مقاوم و قابل انعطاف بارگیری شود ، بطوریکه رطوبت و مواد خارجی به داخل آن نفوذ نکند و به هنگام حمل و نقل پاره نشود.در صورت استفاده از کیسه های کاغذی باید مشخصات پاکت ها مطابق با استاندارد ملی ایران به شماره 4543 باشد
6 - 2 نشانه گذاری
روی هر کیسه محتوی سیمان پرتلند باید موارد مندرج زیر به وضوح و با رنگ سیاه نوشته شده باشند
6 - 2 -1 نشانه "پ - 1 "برای سیمان پرتلند نوع یک باید با خط درشت و بالای محل نشانه گذاری روی هر کیسه نوشته
(شود ضمناً مقاومت سیمان نیز قید شود ، مثلاً ( 525-1 ) (425-1) (325-1
6 - 2 - 2 نشانه " پ - 2 "برای سیمان پرتلند نوع دو باید با خط درشت و بالای محل نشانه گذاری روی هر کیسه نوشته شود
6 - 2 - 3 نشانه "پ - 3 "برای سیمان پرتلند نوع سه باید با خط درشت و بالای محل نشانه گذاری روی هر کیسه نوشته شود
6 - 2- 4 نشانه " پ - 4 "برای سیمان پرتلند نوع چهار باید با خط درشت و بالای محل نشانه گذاری روی هر کیسه نوشته شود
6 - 2 - 5 نشانه "پ - 5 "برای سیمان پرتلند نوع پنج باید با خط درشت و بالای محل نشانه گذاری روی هر کیسه نوشته شود
6 - 2 - 6 جمله " سیمان پرتلند " با ذکر نوع آن
6 - 2 - 7 نام کارخانه سازنده و نشان بازرگانی آن
6 - 2 - 8 وزن خالص سیمان پرتلند داخل کیسه به کیلوگرم
6 - 2 - 9 تاریخ تولید سیمان پرتلند باید روی هر کیسه بطورواضح نوشته شود
6 - 3 کلیه کیسه ها در هنگام بازرسی و تحویل به مصرف کننده ، باید کاملاً سالم باشد
6 - 4 در مواردی که سیمان پرتلند به صورت فله تحویل می شود ، باید اطلاعات فوق به اضافه تاریخ تحویل، شماره سفارش و همچنین مشخصات دریافت کننده کالا در بارنامه منعکس شود و همراه محموله ارسال گردد

7 - شرایط پذیرش کیفیت
7 - 1 چنانچه ویژگی های نمونه های آزمون شده هر محموله سیمان پرتلند با هر یک از ضوابط این استاندارد مطابقت نداشته باشد آن محموله مردود می باشد
7 - 2 چنانچه هر محموله سیمان پرتلند قبل از حمل به صورت فله بیش از شش ماه در سیلوی کارخانه مانده باشد ، و یا پس از انجام آزمون ها به صورت بسته بندی ( کیسه ) بیش از سه ماه در اختیار فروشنده مانده باشد ، باید قبل از مصرف دوباره مورد آزمون و انطباق با استاندارد قرار گیرد
7 - 3 وزن اسمی هر کیسه سیمان پرتلند 50 کیلوگرم می باشد (1)(2) چنانچه وزن هر کیسه کمتر از 49 کیلوگرم باشد می تواند از سوی خریدار پذیرفته نشود و چنانچه وزن میانگین هر کیسه از 50 کیسه که بطور تصادفی از یک محموله انتخاب و توزین می شود ، کمتر از 50 کیلوگرم باشد ، کل محموله مردود و غیر قابل پذیرش می باشد

8 - انبار نمودن
8 - 1 نگهداری سیمان پرتلند در کیسه و یا بصورت فله در سیلو ، باید مطابق با استاندارد ملی شماره 2761 ایران باشد بطوریکه تشخیص محموله ها از یکدیگر ، بازرسی و نمونه برداری از هر یک به آسانی امکان پذیر باشد
8 - 2 محل نگهداری سیمان پرتلند باید کاملاً خشک باشد و رطوبت به داخل آن نفوذ ننماید

9 - تاییدیه کیفیت
بنا به درخواست خریدار ، چنانچه در قرارداد خرید سیمان پرتلند نیز قید گردیده باشد فروشنده باید تاییدیه ای مبنی بر مطابقت کامل هر محموله با ویژگی های این استاندارد همراه با یک برگ از نتایج آزمون های فیزیکی و شیمیایی هنگام تحویل به خریدار ارائه نماید
 

 

 

 

 

 

 

جدول قطر - وزن - وزن مخصوص و سطح مخصوص گلوله ها


تعداد گلوله ها
در یک تن
سطح مخصوص
m 2 /t وزن gr حجم cm 3 سطح cm 2 قطر mm
143 5/6 6964 905 452 120
186 1/7 5364 697 380 110
248 8/7 4032 524 314 100
340 7/8 2938 382 254 90
484 7/9 2063 268 201 80
723 1/11 1382 180 154 70
1150 0/13 870 113 113 60
2000 6/15 504 5/65 5/78 50
2900 5/19 258 5/33 3/50 40
9200 0/26 109 1/14 3/28 30
15900 2/31 0/63 18/8 6/19 25
179900 5/32 7/35 24/7 1/18 24
20400 9/33 0/49 37/6 6/16 23
23300 4/35 9/42 58/5 2/15 22
26800 1/37 3/37 85/4 9/13 21
31000 0/39 2/32 19/4 6/12 20
36200 0/41 6/27 59/3 3/11 19
42500 3/43 5/23 05/3 2/10 18
50500 8/45 8/19 57/2 08/9 17
60600 7/48 5/16 14/2 04/8 16
73500 0/52 6/13 77/1 07/7 15
90400 7/55 11/11 44/1 16/6 14
112900 9/59 9/8 15/1 13/5 13
143500 9/64 0/7 91/0 52/4 12
روش محاسبه مقدار سایش گلوله در آسیاهای گلوله ای

 

 

 

 

 

 

اطلاعات فنی


جدول مربوط به ضخامت آجر - ظرفیت حرارتی آجر - درجه حرارت بدنه
و مقدار حرارت از دست رفته در بدنه کوره

ضخامت آجر به سانتیمتر ضریب هدایت حرارتی آجر
W/m.k
5,5 1,5 2,5 0,5 1,5 2,5
درجه حرارت بدنه کوره سانتیگراد
W/m 2 حرارت از دست رفته از بدنه
20 142 245 300 2200 5510 7910
15 166 275 330 2840 6780 9480
10 204 318 369 3990 8870 11980
 

 

 

ترکیبات شیمیایی سیمان)
مواد خام مورد مصرف در تولید سیمان در هنگام پخت با هم واکنش نشان داده و ترکیبات دیگری را به وجود می آورند. معمولا چهار ترکیب عمده به عنوان عوامل اصلی تشکیل دهنده سیمان در نظر گرفته می شوند که عبارتند

سه کلسیم سیلیکات (
CaO))((SiO2=C3S)

دو کلسیم سیلیکات (
CaOSiO2=C2S)

سه کلسیم آلومینات (
CaOAl2O3=C3A)

چهار کلسیم آلومینو فریت
(4
CaOAl2O3Fe2O3)

که اختصارا اکسید های
CaO را با c ،SiO2 را با S ،Al2O3 را با A و Fe2O3 را با F نشان می دهند.سیلیکاتهای C3Sو C2S مهمترین ترکیبات سیمان در ایجاد مقاومت خمیر سیمان هیدراته می باشند.در واقع سیلیکاتها در سیمان، ترکیبات کاملا خالصی نیستند بلکه دارای اکسید های جزئی به صورت محلول جامد نیز می باشند.این اکسید ها اثرات قابل ملاحظه ای در نحوه قرار گرفتن اتمها، فرم بلوری و خواص هیدرولیکی سیلیکاتها دارند
ترکیبات دیگری نیز در سیمان وجود دارند که از نظر وزن قابل ملاحظه نیستند ولی تأثیرات قابل ملاحظه ای درخواص سیمان دارند که عمدتاعبارتند از:
MgO،TiOMn2OK))2O،((NaO2، که اکسیدهای سدیم و پتاسیم به نام اکسید های قلیاییشناخته شده اند. آزمایشها نشان داده است که این قلیائیها با بعضی از سنگدانه ها واکنش نشان داده اند و حاصل این واکنش باعث تخریب بتن شده است.البته قلیائی ها در مقاومت بتن نیز اثر دارند
وجود سه کلسیم آلو مینات (
C3A) در سیمان نقش عمده ای در مقاومت سیمان به جزء در سنین اولیه ندارند و در برابر حملات سولفاتها که منجر به سولفوآلومینات کلسیم می شود نیز مشکلاتی به بار می آورد،اما وجود آن در مراحل تولید،ترکیب آهک،و سیلیس را تسهیل می کند
میزان
C4AF در سیمان هم در مقایسه با سه ترکیب دیگر کمتر است و تأثیر زیادی در رفتار سیمان ندارند ولی در واکنش با گچ، سو لفو فریت کلسیم را می سازد و وجود آن به هیدراسیون سیلیکاتها شتاب می بخشند
مقدار و اندازه واقعی اکسید ها در ترکیبات انواع سیمان،مختلف است.البته باقی مانده نا محلول که عمدتا از نا خالصی های سنگ گچ حاصل می گردد نیز اندازه گیری می شود.تا حدود 5/1 درصد وزن در سیمان مجاز است.افت حرارتی که دامنه کربناسیون و هیدراسیون آهک آزاد و منیزیم آزاد را در مجاورت هوا نشان می دهد نیز تا حدود 3 الی 4 در صد وزن سیمان اندازه گیری می شود
 

 

Mohs سختی مواد با درجه بندی


شرح فرمول مواد سختی با
Mohs مقیاس
خیلی نرم است و به راحتی با انگشت پودر می شود (
OH) 2 Mg کالک 1
نرم و براحتی با ناخن خش بر می دارد
CaSO 4 , 2H 2 O گچ 2
براحتی با سکه مسی خش بر می دارد
CaCo 3 کلسیت 3
براحتی با چاقو خش بر می دارد
CaF 2 فلوریت 4
با چاقو خش بر می دارد
Ca 5 (Po 4 ) 3 (Cl,F) آپاتیت 5
به سختی با چاقو خش بر می دارد
K(AlSi 3 O 8 ) فلداسپات 6
روی شیشه خش می اندازد
SiO 2 کوآرتز 7
براحتی روی کوارتز خش می اندازد
Al 2 (SiO 4 ) توپاز 8
براحتی توسط الماس خش بر می دارد
Al 2 O 3 کروندوم 9
اصلا خش بر نمی دارد
C الماس 10
در این مقیاس سختی کلینکرکلینکر معمولی تیپ یک بین 5 و6 می باشد

نظرات 0 + ارسال نظر
برای نمایش آواتار خود در این وبلاگ در سایت Gravatar.com ثبت نام کنید. (راهنما)
ایمیل شما بعد از ثبت نمایش داده نخواهد شد