اما با اضافه کردن قلیایی ها فعال می شوند و به لحاظ اقتصادی آهک مصرفی بیشتر است آنها به سیمانهای
|
سیمان های هیدرولیک غیر پورتلندی : سیمان های آهک – پوزلان : ترکیب پوزولان زمینی و آهک سیمان هایی هستند که توسط رومانی ها استفاده می شوند و در ساختارهای رومانی یافت می شوند (مثل پانتئون) در روم ). آن ها به آرامی نیرو را توسعه می دهند. ما نیروی نهایی آن ها می تواند بسیار بالا باشد. هیدروژن تولید می شود و نیروی تولید شده ضرورتا به طور یکسان تولید می شوند آنها توسط سیمان یورتلند ایجاد می شوند . سیمان های بلوک – آهک – آهک – بلوک کوره ای دمشی دانه دانه ی زمینی در نوع خودش هیدرولیک نیست آهک پوزولان در ویژگی هایشان شبیه هستند. تنها بلوک دانه دانه (مثل سرد کردن ناگهانی آب ،بلوک شیشه ای به عنوان یک جزء سیمان موثر است.
سیمان های سوپر سولفات . این نوع سیمان ها تقریبا دارای 80% بلوک کوره ای دمشی دانه دانه ای زمینی ، 15% سنگ گچ یا هیدرویت و مقدار کمی آجر جوش پورتلند یا آهک به عنوان یک فعال کننده است.
آن ها نیرویی با ساختار ellrinqite با رشد نیروی مشابه به سیمان پورتلند آرام تولیدمی کنند آن ها مقاومت خوبی برای عوامل متهورانه از جمله سولفات هستند.
سیمان های آلومینات کلسیم سیمان های هیدرولیکی هستند که ابتدا از سنگ آهک و بوکسیت ساخته شده اند .
ترکیبات فعال آلومینات منوکلسیم CaA I2 O1(CA در علائم شیمی سیمان ) و مانییت CA12 AI14 O44 (CCN در C12 A6) هستند . نیرو توسط هیدروژن های آلومینات کلسیم شکل می گیرد . آن ها تنظیم های خوبی برای استفاده در بتون مقاوم در برابر حرارت (مقاوت در دمای بالا ) به طور مثال برای جداره های کوره ای هستند.
سیمان های سولفوآلومینات کلسیم از آجر جوش هایی ساخته شده اند که شامل ye, elimite
C4 A3 یا SO4 CA4 (AI O2) در علائم شیمی سیمان به عنوان یک فاز اولیه هستند . آن ها در سیمان های انبساطی در سیمان های بسیار قوی اولیه و در سیمان های کم انرژی استفاده می شود . هیدروژن ettrimgite تولید می کنند و ویژگی های فیزیکی تخصص یافته (مثل واکنش انبساطی یا سریع) با قضاوت در دسترس بودن کلسیم و یونهای سولفات تعیین می شوند کاربرد آنها به عنوان یک جایگزین کم انرژی برای سیمان پورتلند در چین مقدم مانده است. محلی که میلیونها تن هر ساله تولید می شود نیازهای انرژی به دلیل نیاز دماهای کوره ای پایین تر برای واکنش و مقدار پایین تر سنگ آهک که باید به لحاظ گرما گیری دی کربنات شود ) در ترکیب کاهش می یابد . بعلاوه محتوای پایین تر سنگ آهک و میزان مصرف سوخت پایین تر منجر به انتشار CO2 در اطراف محیطی که با آجر جوش پورتلند مربوطه دارد می شود . هر چند نشرهای CO2 معمولا بالاتر هستند.
سیمان های طبیعی با سیمان های مشخص دوره ی پیش پورتلند مطابق هستند و با سنگ های آهک آرگیلاسئوس سوخته در دماهای متوسط تولید می شود .
سطح اجزای تشکیل دهنده ی رس در سنگ آهک (تقریبا 35-36% ) مثل مقادیر زیاد بلیت (نیروی اولیه اندک ، کانی های غربی بسیار ریز در سیمان پورتلند ) بدون ساخت مقادیر زیاد آهک آزاد است . مطابق با همه مواد طبیعی ، چنین سیمانهای ویژگی های بسیار متغیری دارند.
سیمانهای ژئوپلیمر از ترکیبات سیلیکات فلزی قلیایی قابل حل در آب و پودرهای کانی آلومینوسیلیکات مثل خاکستر و متاکائولین ساخته شده اند.
محیط و تاثیر است اجتماعی : تولید سیمان باعث تاثیر است محیطی در تمام مراحل پروسه می شود . این ها شامل نشر آلودگی هوایی در شکل غبار ، گازها ، صداها و لرزه ها هنگامی که استفاده کردن از ماشین آلات و مدت زمان انفجار در استخراج معدن و خسارت در حومه ی شهر از استخراج می شوند . تجهیز ات برای کاهش انتشارات گرد و غبار در طول استخراج و تولید سیمان تا حدود زیادی استفاده می شود و تجهیزات برای به دام انداختن و تفکیک گازهای تخلیه شده در کاربرد افزایش می یابد.
تاثیر ات محیطی سیمان حاصل تاثیرات مثبت و منفی مهمی در سطحی محلی دارد . در موقعیت مثبت صنعت سیمان ممکن است فرصت های کاری و تجاری برای مردم منطقه ایجاد کند به خصوص در مناطق دور در کشورهای در حال توسعه ک موقعیت های دیگر برای رشد اقتصادی وجود ندارد تاثیرات منفی شامل نامنظمی در نماها ، غبار ، صدا و تجزیه در اختلاف محلی از سنگ آهنک استخراجی (مواد خام برای سیمان ) می شود.
تجارت سیمان : صادرات سیمان در 2004: در سال 2002 تولید جهانی سیمان هیدرولیک 800/1 میلیون متر یک تن بود . سه تولید کننده ی مهم چین با 704 ، هند 100 و ایالات متعد و با 91 میلیون متر یک تن برای کل مشترک تقریبا نصف تمام دنیا با سه حکومت عمومی تر دینا بودند.
برای 18 سال گذشته ، به طور پیوسته چین سیمان بیشتری نسبت به کشورهای دیگر دنیا تولید کرده است.
حداکثرصادرات سیمان چین در 1994 ، 11 میلیون تن خارج شده است و از آن زمان به طور منظم افت کرده است. تنها 5.18 میلیون تن از چین در 2002 صادر شد . سیمان چین خودش خارج از بازار قیمت گذاری می شود مثل تایلند که کم تراز 20% برای کیفیت مشابه در خواست می کند.
حفاظت محیطی هم چنین شامل استفاده در ساختار های بزرگ تر است فرهنگ های متنوع در تجربه با سیمان های قوی تر در قیر (در مسوپوتامیا ) سنگ گچ (در مصر ) و آهک (در بسیاری نقاط دنیا) .
محلی که برای اولین بار کشف شد آن از ترکیب هیدراته ی آهک غیر هیدرولیک و محصولات پوزولان یک ترکیب هیدرولیک به وجود آمده مشخص نیست . اما بتون از چنین ترکیباتی در یک مقیاس بزرگ توسط روی ها استفاده شد . آن ها هم پوزولان های طبیعی _ ( تراس یا سنگی ) و پوزولان های مصنوعی در این بتون ها استفاده کردند . مثال های بسیار خوبی از ساختارهایی که از بتون ها ساخته شده اند وجود دارد قابل ذکر است که گنبدهای سنگی بزرگ پاناتئون در روم از این ها ساخته شده اند کاربرد بتون ساختاری در اروپای قرون وسطی نمایان است ، هر چند بتون های پوزولائیک ضعیقف مثل یک هسته در دیوارها و ستون های سنگی استفاده می شد .
سیمان مدرن :
سیمان های هیدرولیک مدرن از آغاز انقلاب صنعتی ( حدودا 1700 ) شروع به رشد کرد و با 3 نیاز اصلی مشتق می شود .
- دوغاب های هیدرولیک برای بناهای آجری تمام شده در آب و هوای مرطوب
- ملاط های هیدرولیک برای ساخت های سنگی کارگران بندرگاه و غیره در تماس با آب دریا
- توسعه ی بتون های قوی
به خصوص در بریتانیا سنگ ساختمان با کیفیت خوب حتی در طول یک دوره رشد سریع گرانتر می شود و یک کار رایج برای ساخت ساختمانهای prestigo از آجرهای صنعتی جدید می شود و آنها را با یک گچ تزئینی با سنگ شبیه به اتمام می رسانند . آهک های هیدرولیک برای این کار مناسب بودند اما به یک زمان سریع توسعه ی سیمان های جدید نیاز بود . بسیاری از انواع معروف آنها سیمان های رومان پارکر بودند . این سیمان توسط جیمز پارکر در دهه 1780 گسترش یافت و نهایتا در 1796 بهره برداری شد در واقع آن هیچ شباهتی به مواد استفاده شده توسط رومانی ها نداشت . اما یک سیمان طبیعی ساخته شده با نودال های سپتاریا بود که در رسوب های رسی معین یافت می شوند و هم حاوی کانیهای روسی و هم کربنات کلسیم هستند . نودالهای سوخته با یک پودر مناسب زمین بودند . این محصول در یک ملاط با شن در 15-5 دقیقه ساخته شد . موفقیت سیمان رومان منجر به تولیدات دیگر برای توسعه محصولات روستایی با ترکیبات مصنوعی سوخته رس و گچ شد .
جان اسمتن سهم مهمی در توسعه سیمانها هنگامی که ساختار فانوس دریایی سنگ ستون سوم را در کانال انگلیس طراحی می کر د داشت . او به یک ملاط هیدرولیک که قرار می گرفت و مقداری ؟ در یک دوره 12 ساعته بین جذر و مدهای بالا ر ا توسعه می داد نیاز داشت . او بررسی بازاری جامعی را روی آهک های هیدرولیک موجود انجام داد و جایگاههای تولید آنها را مشاهده کرد و متوجه شد که « هیدرولیسیتی » آهک مستقیما به محتوای رس سنگ آهکی که ساخته مربوط می شود . اسمیتن مهندس معدن حرفه ای بود و ایده های زیادی ارائه نمی داد . ظاهرا ناآگاهی کار اسمیتن اصل مشابه توسط لوئیس ویکات در دهه ی اول قرن نوزدهم بود . ویکات روش ترکیب گچ و رس را در یک مخلوط اولیه اختراع کرد و این ماده سوخته یک سیمان مصنوعی در 1817 تولید کرد .
جیمز فراست ، که در بریتانیا کار می کرد سیمان انگلیسی را در روشی مشابه تقریبا همزمان ساخت اما تا 1822 یک اختراع را تعیین نکرد . در 1824 جوزف اسپیرین یک ماده مشابه را بهره برداری کرد که آن را سیمان پرتلند نامید . زیرا دو قاب ساخته شده از آن در رنگ به سنگ پرتلند مشهور مشابه بود . تمام محصولات بالا نمی توانستند با بتن های آهک / پوزولان رقابت کنند . زیرا سرعت ( دادن زمان ناکافی برای جایگزینی ) و نیروی اولیه کم ( نیاز به تاخیر هفته های زیاد قبل از شکل کار را بتوان حذف کرد ) . آهک های هیدورلیک ، سیمان های طبیعی و سیمان های مصنوعی همگی به محتوای بلیت شان برای رشد متکی هستند .
بلیت به آرامی قدرتش توسعه می یابد زیرا آنها در دماهای زیر 125 درجه سانتی گراد سوزانده شده اند و حاوی هیچ الیتی نیستند . الیتی که برای نیروی اولیه در سیمان های مدرن پاسخگو باشد نخستین سیمان به طور مداوم دارای الیتی بود که توسط ویلیام پسر جوزف اسپرین در اوایل دهه ی 1840 ساخته شد . امروزه این سیمان را سیمان پرتلند مدرن می نامیم . به دلیل وجود هوای مرموزی که ویلیام اسپرین محصولش را احاطه کرده بود دیگران ( مثل ویکات و IC جانسون ) ادعای حق اولویت در این اختراع را کردند اما تحلیلهای اخیر هم بتون و هم سیمان خام حاکی از این است که محصول ویلیام اسپرین در Northfleet ساخته شد .
کنت یک سیمان بر اساس الیت بود . به هر حال ، روشهای اسپرین « قانون – انگشت ابهام » بود و ویکات برای پایه ریزی اساس شیمیایی این سیمان ها متعهد است و جانسون اهمیت ترکیب در کوره را ایجاد کرد .
اختراع ویلیام اسپرین شاهد – مخالف برای تولیدات سیمان مصنوعی بود زیرا آنها نیاز به آهک بیشتری در ترکیب داشتند زیرا آن احتیاج به دمای کوره ای بسیار بالاتر ( و بنابراین سوخت بیشتر ) داشتند و چون سوخته های ذغال سنگ حاصل بسیار سخت بود و به سرعت سنگهای آسیابی سائیدند و این تنها تکنولوژی آسیاب کردن موجود آن زمان بود . بنابراین هزینه های ساخت بالاتر بود اما محصول به طور منطقی به آرامی قرار داده می شود و نیرو به سرعت توسعه می یافت سپس بازاری برای استفاده در بتون باز کرد . استفاده از بتون در ساخت و ساز به سرعت از 1850 به بعد رشد یافت و به زودی بر کاربرد برای سیمانها نیز نفوذ پیدا کرد .
انواع سیمان مدرن : سیمان پرتلند : سیمان با سنگ آهک حرارت داده شده با کمیت های کم مواد دیگر ( مثل رس ) در 1450 درجه سانتی گراد در کوره تولید می شود . مواد سخت حاصل شده را سوخته ذغال سنگ ( آجر جوش ) می نامند . سپس با مقدار کمی از سنگ گچ در پودری برای ساخت سیمان پرتلند معمولی روی زمین نگه می دارند . این نوع سیمان بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد . ( اغلب به عنوان ops رجوع می کند ) .
سیمان پرتلند یک ترکیب اصلی بتون ، ملاط و دو قاب غیر مخصوص است . رایج ترین استفاده برای سیمان پرتلند در تولید بتون است . بتون یک ماده تشکیل شده دارای مخلوط دانه بندی شده ( گراول و شن ) و سیمان و آب است . طبق یک ماده ساختاری ، بتون می تواند در تقریبا هر شکل مطلوبی قالب ریزی شود و یک مرتبه سخت شود . همچنین می تواند یک فاکتور ساختاری شود . سیمان پرتلند ممکن است خاکستری یا سفید باشد . برای جزئیات ساخت سیمان پرتلند ، مقاله اصلی را ببینیم . فردی که برای نخستین با سیمان پرتلند را اختراع کرد واک فیلد ، اهل یورک شایر غربی بود .
ترکیبات سیمان پرتلند : اینها اغلب ترکیبات درون زمینی موجود از تولیدات سیمان هستند ، اما ساختارهای مشابه آنها نیز از عناصر زمینی در ماشین آلات ترکیبی بتن ، مرکب شد ه اند .
تقاضا بر ای سیمان در چین توسعه 4/5 درصد سالانه و بیش از یک بیلیون متر یک تن در سال 2008 را انتظار دارد . حرکت آهسته اما رشد ساده در هزینه های ساخت و ساز وجود دارد مصرف سیمان در چین به مقدار 44 دصد تقاضای جهانی خواهد بود و چین بزرگترین مصرف کننده سراسری دنیا با مقداری زیاد باقی خواهد ماند .
در سال 2006 برآورد شد که چین 235/1 بیلیون متر یک تن سیمان تولید کرد که 44% تولید سیمان کل در دنیاست .
آب و هوا : تولید سیمان به طور مستقیم هم به تولید گازهای گل خانه ای و هم به واسطه ی تولید دی اکسید کربن کمک می کند زمانی که کربنات کلسیم حرارت داده می شود آهک و دی اکسید کربن به وجود می آید . و همچنین به طور غیر مستقیم از طریق کاربرد انرژی . مخصوصا اگر انرژی از سوخت های فسیلی تامین شود .
صنعت سیمان 5% انتشارات co2 مصنوعی جهانی را تولید می کند که 5% از پروسه شیمیایی و 40 % از سوختن سوختها مقداری co2 منتشر شده توسط صنعت سیمان تقریبا 900 کیلوگرم از co2 برای هر 1000 کیلوگرم محصول سیمان است .
سوخت ها و مواد خام : یک کارخانه سیمان 3000 تا 6500 mj از سوخت هر تن از تولید سوخته ذغال سنگ را بسته به مواد خام و کاربرد پروسه مصرف میکند . امروزه بیشتر کوره های سیمان ذغال سنگ و کک نفت خام را به عنوان سوخت های اولیه و گاز طبیعی با وسعت کمتر و نفت سوختنی را مصرف می کنند . اتلاف انتخابی و محصولات فرعی با ارزش گرم کنندگی قابل بازیابی را می توان به عنوان سوخت هایی در یک کوره سیمان برای جایگزین کردن بخشی از سوخت های فسیلی مرسوم استفاده کرد و این در حالتی است که از مشخصات دقیقا دیدن شود . اتلاف انتخابی دارای کانیهای مفید مثل کلسیم ، سیلیکا ، آلومینا و آهن می تواند مثل مواد خام در کوره بدلیل اینکه بعضی مواد هم حجم کانی مفید هم ارزش گرم کنندگی بازیافتی دارند تشخیص بین سوخت های جایگزین و مواد خام همیشه واضح نیست . برای مثال گل و لای فاضلاب یک مقدار کم دارد اما ارزش گرم کنندگی آن با اهمیت است و می سوزد تا کانیهای محتوی خاکستر مفید در قالب سوخت ذغال سنگ بدهد .