دانلود تحقیق کامل تحت عنوان سیمان در 73 صفحه در قالب word

ـ سیمان[1]

 به طور کلی به هر ماده‌ای که خاصیت چسبانندگی داشته باشد و بتواند مواد را به یکدیگر بچسباند، سیمان گفته می‌شود.چسباننده‌ها در صنعت ساختمان بیشتر جهت چسباندن سنگدانه‌ها، قطعات بزرگتر سنگی، آجرها و … به یکدیگر به کار می‌روند. طبیعتاً اولین ماده سیمانی که به استخدام بشر درآمد ، گل بود که هنوز هم بقایای ساختمانهای گلی در مناطق کویری قابل مشاهده است. در طول سالیان مختلف ، مواد گوناگونی به عنوان سیمان به کار رفت و امروزه چسباننده‌های بسیار متنوعی شامل انواع ملاتهای سیمانی، ملاتهای گچی ، چسبهای پلیمری و… در دست است. امروزه عمده ‌ترین سیمانی که مورد استفاده قرار می‌گیرد، سیمان پرتلند می‌باشد که به طور مشروح در ادامه مورد بحث قرار می‌گیرد.

2ـ1ـ تاریخچه سیمان پرتلند[2]

یکی از مهمترین مشکلات سیمان گلی، عدم مقاومت در برابر آب بود. این مهم بشر را بر آن داشت تا تحقیقات گوناگونی جهت دسترسی به سیمان ضد آب انجام دهد و نتیجه این تحقیقات ، کشف سیمانی به نام ساروج[3]بود. ساروج ترکیبی است از آهک، خاکستر، ماسه، خاک رس و لویی[4] که در مقایسه با گل در برابر رطوبت مقاوم است. در ایران باستان از ساروج برای ساختن آب انبارها، آبگیرها و سایر سازه‌هایی که می‌بایست خاصیت آب‌بندی می‌داشتند استفاده می‌شد. امروزه با ابداع سیمان پرتلند، مصرف ساروج تقریباً متوقف شده است. در قرن 18 به سال 1756 میلادی هنگامی که جان اسمیتون[5]مأمور بازسازی برج چراغ دریایی ادیستون[6] گردید، مطالعاتی را جهت دستیابی به یک سیمان مناسب انجام داد و به این نتیجه رسید که بهترین سیمان وقتی بدست می‌آید که در مخلوط آن از سنگ آهک و خاک رس استفاده شود. در سال 1824، ژوزف آسپدین[7] به این نتیجه رسید که جهت بدست آوردن سیمانی مناسب، مخلوط سنگ آهک و خاک رس باید حرارت داده شود و بالاخره در سال 1845، آیزاک جانسون[8] سیمان پرتلند را به صورتی که امروزه شناخته می‌شود ، به نام خود ثبت کرد. امروره شیوه کلی تولید سیمان پرتلند بدین صورت است که پس از استخراج مواد اولیه (سنگ آهک و خاک رس) و آماده کردن آنها، مخلوط را تا دمای بیش از  حرارت می‌دهند. حاصل این فرایند کلینکر [9] است که آن را پس از سرد شدن با 3 الی 4 درصد وزنی سنگ گچ  آسیاب می‌کنند تا پودر سیمان پرتلند بدست آید. لازم به ذکر است نام پرتلند به جهت تشابه رنگ و کیفیت سیمان سخت شده با سنگ آهکی که در اطراف شهر پرتلند در ناحیه دُرست[10] انگلستان وجود دارد، مورد استفاده قرار گرفته است.

2ـ2ـ تولید سیمان پرتلند

به طور کلی تولید سیمان پرتلند مراحل مختلفی دارد که در ادامه به آن اشاره خواهند شد. لکن پیش از ذکر آنها بیان این مطلب ضروری است که صنعت سیمان دارای دو عیب عمده زیر است:

 1ـ مصرف انرژی بسیار بالا

 2ـ ایجاد آلودگی محیط زیست

و محققین و صنعتگران همواره در تلاش جهت تغییر خط تولید به گونه‌ای هستند که این معایب تا حد امکان مرتفع گردد.

2ـ2ـ1ـ انتخاب محل برای احداث کارخانه

انتخاب محل مناسب جهت احداث کارخانه تولید سیمان با عوامل چندی در ارتباط است که عبارتند از :

1ـ کارخانه به معادن مواد اولیه (سنگ آهک و خاک رس) نزدیک باشد.

 2ـ ظرفیت معادن مواد اولیه پاسخگوی نیاز دراز مدت کارخانه باشند.

 3ـ کیفیت مواد اولیه در حد قابل قبولی باشد.

4ـ کارخانه به قطبهای مصرف نزدیک باشد.

همانطور که مشاهده می‌شود، عوامل یک و چهار مربوط به هزینه حمل و نقل در صنعت سیمان است. از آنجا که مواد اولیه به کارخانه و سیمان تولیدی به قطبهای مصرف بسیار بالاست، محل کارخانه باید در جایی باشد که این هر دو مسافت حتی‌المقدور کمینه باشند. عوامل دو و سه نیز در  ارتباط با انتخاب معادن مناسب جهت قرضه کارخانه است. یک معدن مناسب باید اولاً از نظر کیفیت دارای مواد قابل قبولی باشد. ثانیاً از نظر کمیت بتواند حداقل بین 100 تا 150 سال مواد اولیه کارخانه را تأمین نماید. در غیر این صورت ممکن است ساخت کارخانه از نظر اقتصادی به صرفه نباشد. از آنجا که در ایران بیشتر سنگها آهکی به صورت رسوبی در قالب کوه هستند و در دشتهای مجاور این کوه‌ها معادن خاک رس موجود است. معمولاً حد فاصل این کوه‌ها و دشتها محل مناسبی جهت احداث کارخانه است.

[1] Cement

[2]Portland Cement

[3] Mortar . البته این لغت بیشتر به معنی ملات به کار رفته است.

[4] سر یک نوع نِی

[5] John Smeaton

[6] Eddyston

[7] Joseph Aspdin

[8] Isaac Johnson

[9] Clinker

[10] Dorset