فایل ورد کامل تحقیق سیمان پرتلند؛ بررسی علمی تاریخچه، فرآیند تولید و کاربردهای گسترده در صنعت ساخت‌وساز

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

 فایل ورد کامل تحقیق سیمان پرتلند؛ بررسی علمی تاریخچه، فرآیند تولید و کاربردهای گسترده در صنعت ساخت‌وساز دارای ۴۰ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد فایل ورد کامل تحقیق سیمان پرتلند؛ بررسی علمی تاریخچه، فرآیند تولید و کاربردهای گسترده در صنعت ساخت‌وساز  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی فایل ورد کامل تحقیق سیمان پرتلند؛ بررسی علمی تاریخچه، فرآیند تولید و کاربردهای گسترده در صنعت ساخت‌وساز،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن فایل ورد کامل تحقیق سیمان پرتلند؛ بررسی علمی تاریخچه، فرآیند تولید و کاربردهای گسترده در صنعت ساخت‌وساز :

سیمان چیست؟
از زمان باستان کاربرد مواد سیمانی سابقه ای طولانی دارد. مصریان قدیم از سنگ گچ ناخالص پخته استفاده می کردند. یونانی ها و رومی ها سنگ اهک پخته را بکار میبردند و بعدا افزودن اب ماسه خزه سنگ ریزه یا اجر و سفال های شکسته را به اهک اموختند و این اولین ساخت سیمان در تاریخ بود. ملات اهک در زیر اب سخت نمی شود لذا رومی ها اهک و خاکستری های اتشفشانی یا سفال های رسی پخته شده نرم را با هم اسیاب می کردند و برای ساختمان های زیر اب استفاده می نمودند.

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 است.

ریشه کلمه سیمان
در رم قدیم مخلوطى از خرده سنگ و آهک پخته درست مى کردند که از ترکیب این مخلوط با آب، بتن حاصل مى گردید و از این بتن براى کارهاى ساختمانى استفاده مى شد. این نوع ساختمانها را ( Opus Cdementitium ) مى نامیدند. به مرور کلمه Cementum به مخلوطهاى مورد استفاده در این نوع ساختمان سازى اطلاق گردید. منظور از Cementum نوع خاصى خرده سنگ بود که وقتى پودر آنها با آهک مخلوط مى گشت داراى خاصیت هیدرولیکى بیشتر و به مرور در مجاورت هوا و در زیر آب سخت مى گشت و داراى مقاومت قابل توجهى مى شد.
این خرده سنگ ها یا از باقیمانده هاى آتشفشان ( خاکستر آتشفشانى ) بودند و یا از خرده آجرهاى کوره آجرپزى.

– تاریخچه کشف سیمان
با توجه به اشاره اى که به ریشه کلمه سیمان شد و با توجه به اینکه سابقه ساخت آهک به زمانه قدیم ( بیش از دو هزار سال پیش ) بر مى گردد، مى توان ریشه و سابقه تولید سیمان ( منظور سیمان طبیعى) را چیزى در حد تاریخ تولید آهک دانست. در سیمان طبیعى از گرد حاصل از خاکستر آتشفشان و سنگهاى آتشفشانى ( Volcanic Tuff or Pozzolana ) و مخلوط کردن این گرد با آهک شکفته استفاده مى شود.
تا پایان نیمه اول قرن هجدهم، عواملى که ایجاد خاصیت هیدرولیکى و چسبندگى در برخى مواد مى کرد در پرده اسرار بود تا اینکه یک مهندس انگلیسى به نام جان اسمیتون به خواص مهم ترکیبات موجود در خاک رس و خاصیت سخت شدن این ترکیبات پى برد. این اکتشاف در سال ۱۷۶۵ و در موقعى که نامبرده بدنبال پیدا کردن مصالحى بود که داراى چسبندگى و مقاومت کافى در مقابل آب باشند، حاصل ماده این مصالح براى تجدید بناى فانوس دریایى جان اسمیتون ( Eddystone ) در نزدیکى پلیموت بود.
اسمیتون در ساختن ملاتهاى آزمایشى خود، چند جور آهک مصرف کرد و از هر یک نمونه هایى ساخت، پس از آنکه نمونه ها خود را گرفت، آنها را زیر آب گذاشت و با هم سنجید و به این نتیجه رسید که بهترین آهک از پختن نوعى سنگ آهک به نام Glamorgan بدست مى آید. از تجزیه این سنگ آهک روشن شد که حاوى مقدارى خاک رس است. این نکته سر نخ اکتشاف خواص هیدرولیکى ترکیبات خاک رس بود. در حقیقت علت کشف فوق این بود که اسمیتون در ضمن تجزیه انواع آهک ها متوجه شد آن نوع آهکى که داراى باقیمانده محلول بیشترى در اسید نیتریک باشد، داراى خاصیت هیدرولیکى بیشترى می باشد. این باقیمانده ها ( Insoluble Residue ) به علت وجود کوارتز و خاک رس در سنگ آهک مورد استفاده جهت پخت آهک مى باشند.
در سال ۱۷۷۶ یک نفر انگلیسى دیگر به نام James Parker سیمان هیدرولیکى دیگرى ساخت و نام آنرا سیمان رومى ( Roman Cement ) گذاشت. این سیمان ( آهک آبى ) از پختن قلوه سنگ هاى آهکى رسى ( گلاهک Septaria ) بدست آمد. این سیمان در همان سال در انگلستان به ثبت رسید.
اولین اقدم بشر که در زمینه تهیه مخلوط مصنوعى از سنگ آهک و خاک رس براى تهیه سیمان ( آهک آبى ) صورت گرفت در فرانسه و توسط ویکات ( Vicat ) در ابتدى قرن نوزدهم بود. ویکات، سنگ آهک و خاک رس را با هم مخلوط کرد و سپس به همراه آب این مخلوط را آسیاب نمود و دوغاب حاصله را پخت. گرچه نتیجه حاصله موفقیت آمیز بود، ولى عملا در فرانسه این روش ادامه داده نشده تا اینکه در انگلستان یک بناى آجرچین به نام ( Joseph Aspdin ) موفق شد از پختن مخلوطى از سنگ آهک و خاک رس ( به نسبت متفاوت و به صورت دوغاب ) در درجه حرارت بالا به نوعى آهک آبى فوق العاده جالب دست یابد. وى نام این محصول به دست آمده را سیمان پرتلند ( Port Land Cement ) گذاشت و در ۲۱ اکتبر ۱۸۲۴ ویلیام اسپیدن سیمان اختراعى خود را به ثبت رسانید.
علت این نام گذارى هوشیارانه این بود که بتن ( سنگ مصنوعى ) حاصل از این آهک آبى و خرده سنگ شباهت هاى زیادى ( خصوصا از نظر رنگ ) با نوعى سنگ آهک داشت که در جنوب انگلستان و در جزیره پرتلند یافت مى شد. البته این سیمان با آنچه هم اکنون به نام سیمان پرتلند معروف است تفاوت دارد و کاملا مشابه نیست.
کار اسپدین توسط پسرش ویلیام ( William ) پیگیرى شد و نامبرده موفق گردید در سال ۱۸۴۳ با دست یابى به تکنیک استفاده از درجات حرارت بالاتر و ایجاد حالت عرق کردن در حین پخت به محصولى دست یابد که درصد قابل توجهى از مواد مورد استفاده به صورت گداخته شده ( Sintered ) و مابقى به صورت پخته شده درآید. منظور از گداخته شدن ( Sintering ) همان پختن در درجات حرارت بالاست، به طوریکه بخشى از مواد در حال پخت به صورت گداخته ( مذاب ) درآیند. سیمان ساخته شده توسط ویلیام اسپدین واقعا بهتر و عالى تر از سیمان هاى قبلى بوده و داراى مقاومت بیشترى بود. از این سیمان در ساختمان جدید پارلمان انگلستان ( ۱۸۴۰-۱۸۵۲ ) استفاده گردید.

کلمه سیمان به هر نوع ماده چسبنده ای اطلاق می شود که قابلیت به هم چسباندن و یکپارچه کردن قطعات معدنی را دارا باشد. در شاخه مهندسی عمرانسیمان گردی است نرم جاذب اب چسباندن سنگ ریزه که اساسا مرکب از ترکیبات پخته شده و گداخته شده اکسید کلسیم ,اکسید سیلسیم اکسید الومینیوم و اکسید اهن می باشد. ملات این گرد قادر است به مرور در مجاورت هوا یا در زیر اب سخت شود و در زیر اب در ضمن داشتن ثبات حجم مقاومت خود را حفظ نموده و در فاصله ۲۸ روز زیر اب ماندن دارای حداقل مقاومت ۲۵۰ کیلو گرم بر سانتی متر مربع گردد.
سوابق استفاده در ایران

در ایران از زمانه قدیم در مناطق مرطوب، خصوصا مناطق شمالى خلیج فارس از نوعى ساروج استفاده مى گردید که داراى خواص هیدرولیکى جالب و مقاومت فشارى بالایى بود. معروف ترین این ساروج ها، ساروج خمیر است که در بندر خمیر تهیه مى گردید. هنوز تاسیسات بندرى ساخته شده توسط این نوع ملات در نقاطى مانند بندر لنگه و بندر بوشهر پا بر جا مى باشد.
اینکه از چه موقع مصرف سیمان در ایران باب شده است چندان مشخص نیست. ولى آنچه که مسلم است ورود سیمان به ایران توسط بیگانگان بوده است که از آن براى ساختن بناهایى نظیر کلیساها و سفارتخانه ها و تاسیسات بندرى استفاده شده است.

با شروع قرن چهاردهم هجرى شمسى، سرعت گسترش کارهاى زیربنایى آنچنان بود که کیفیت و کمیت محصولات سنتى ساختمانى جواب گوى نیازها نبود. خصوصا با فکر احداث راه آهن دولتى، ضرورت کاربرد سیمان جهت ساختن پلها و تونلها و ایستگاه ها محسوس تر گردید.
در ساختمان سد دز روى رود کارون که در زمان شاهپور دوم ساخته شد و بند میر که در زمان عضدالدوله دیلمى بنا گردید، همچنین در ساختمان آب انبارهاى قدیمى از ترکیبات مشابه سیمان استفاده‌هایى شده است.

تولید سیمان از سال ۱۳۱۳ آغاز شد و هر سال بیشتر مورد استقبال قرار گرفت بطوریکه در ده سال اخیر مصرف سیمان ایران بیش از پنج برابر شده است.
اولین کارخانه در ایران

سیمان کالایى ارزان و سنگین مى باشد و مصرف آن وقتى ممکن، مقرون و به صرفه است، که محل تولید و مصرف تا حد امکان نزدیک به یکدیگر باشند. در ابتداى ساخت تاسیسات راه آهن مقادیر قابل توجهى سیمان از خارج وارد گردید و سپس تصمیم بر این شد که با توجه به وفور مواد اولیه سیمان در ایران از محل عواید حاصل از قند و شکر اقدام به تاسیس یک کارخانه ۱۰۰ تنى سیمان شود. در سال ۱۳۱۰ این تصمیم به مرحله اجرا در آمد و مطالعات اولیه زمین شناسى منجر به انتخاب محلى واقع در ۷ کیلومترى جنوب تهران و در نزدیکى کوه بى بى شهربانو گردید.
کار احداث کارخانه در بهمن ماه ۱۳۱۲ در دامنه کوه سرسره به پایان رسید و بلافاصله بهره بردارى از آن به نام کارخانه سیمان رى شروع گردید.

اولین کارخانه سیمان در ایران سیمان رى
با گذشت زمان و فزونى کارهاى عمرانى تولید این کارخانه جوابگوى نیازها نبود و لذا در سال ۱۳۱۴ کارخانه دیگرى با ظرفیت روزانه ۲۰۰ تن خریدارى گردید و در سال ۱۳۱۵ در جوار کارخانه قبلى عملیات ساختمانى آن شروع و در سال ۱۳۱۶ بهره بردارى از واحد دوم آغاز گردید.
در ابتداى ورود و تولید سیمان در ایران، استقبال عامه از این محصول معجزه گر زیاد نبود و تمایل مردم بیشتر به استفاده از محصولات سنتى بود. به مرور با شناخت خواص استثنایى سیمان تقاضا براى مصرف آن بالا رفت لذا تصمیم به خریدارى یک واحد ۳۰۰ تنى دیگر گرفته شد. به علت مواجهه با جنگ جهانى دوم، خصوصا اینکه کارخانه خریدارى شده از آلمان بود و کشور آلمان درگیر جنگ، از این رو امکان ارتباط با آلمان وجود نداشت. بدلیل جنگ، کارها در مرحله ساختمان متوقف ماند. چند سال بعد پس از خاتمه جنگ ، در سال ۱۳۳۰، مجددا با کمپانى سازنده ( پولى زیوس ) رابطه برقرار شد و در نتیجه با ادامه و تکمیل کارهاى باقیمانده، نهایتا در نیمه دوم سال ۱۳۳۴ واحد سوم سیمان رى به بهره بردارى رسید.

قبل از جنگ دوم جهانى فکر احداث کارخانجات سیمان در دیگر مناطق کشور ایران اوج گرفت ولى بدلیل بروز جنگ و مشکلات ناشى از عوارض جنگ عملا در این زمینه توفیقى حاصل نشد. در فاصله سالهاى ۱۳۳۰ تا ۱۳۴۰ واحدهاى مشروحه زیر به بهره بردارى رسیده بودند:
سیمان رى – سیمان فارس – سیمان تهران – سیمان مشهد – سیمان درود – سیمان اصفهان – سیمان شمال – سیمان لوشان .
ظرفیت تولید سالانه این واحدها جمعا حدود ۹۰۰۰۰۰ تن بود.
اینکه از چه موقع مصرف سیمان در ایران باب شده است چندان مشخص نیست. ولی انچه که مسلم است ورود سیمان به ایران توسط بیگانگان بوده است که از ان برای ساختن بناهایی نظیر کلیسا ها و سفارتخانه و تاسیسات بندری استفاده شده است.
با شروع قرن چهاردهم هجری شمسی سرعت گسترش کارهای زیر بنایی انچنان بود که کیفیت و کمیت محصولات سنتی ساختمانی جوابگوی نیازها نبود.
خصوصه با فکر احداث راه اهن دولتی ضرورت کاربرد سیمان جهت ساختمان پلها و تونلها و ایستگاهها محسوس تر گردید.
سیمان کالا یی ارزان و سنگین میباشد و مصرف ان وقتی ممکن و مقرون به صرفه است که محل تولید و مصرف تا حد امکان نزدیک به یکدیگر باشند. در ابتدای ساخت تاسیسات راه اهن مقادیر قابل توجهی سیمان از خارج وارد گردید و سپس تصمیم بر این شد که با توجه به وفور مواد اولیه سیمان در ایران از محل عواید حاصل از قند و شکر اقدام به تاسیس یک کارخانه ۱۰۰ تنی سیمان شود. در سال ۱۳۱۰ این تصمیم به مرحله اجرا درامد و مطالعات اولیه زمین شناسی منجر به انتخاب محلی واقع در ۷ جنوب تهران و در نزدیکی کوه بی بی شهربانو گردید. کار احداث کارخانه در بهمن ماه ۱۳۱۲ در دامنه کوه سرسره به پایان رسید و بلافاصله بهره برداری از ان بنام کارخانه سیمان ری شروع گردید.
با گذشت زمان و فزونی کار های عمرانی تولید این کارخانه جوابگوی نیازهها نبود و لذا در سال ۱۳۱۴ کار خانه دیگری با ظرفیت روزانه ۲۰۰ تن خریداری گردید و در سال ۱۳۱۵ در جوار کار خانه قبلی عملیات ساختمانی ان شروع و در سال ۱۳۱۶ بهره برداری از واحد دوم اغاز گردید.
در ابتدای ورود و تولید سیمان در ایران استقبال عامه از این محصول معجزه گر یاد نبود و تمایل مردم بیشتر به استفاده از محصولات سنتی بود. به مرور با شناخت خواص استثنایی سیمان تقاضا برای مصرف ان بالا رفت لذا تصمیم به خریداری یک واحد ۳۰۰ دیگر گرفته شد. بعلت مواجهه با جنگ جهانی دوم خصوصا ینکه کارخانه خریداری شده از المان بود و کشور المان درگیر جنگ از اینرو امکان ارتباط با المان وجود نداشت. بدلیل جنگ کارها در مرحله ساختمان متوقف ماند.
چند سال بعد از خاتمه جنگ در سال ۱۳۳۰ مجددا با کمپانی بازنده رابطه برقرار شد و در نتیجه با ادامه و تکمیل کارهای باقیمانده نهایتا در نیمه سال ۱۳۳۴ واحد سوم سیمان ری به بهره برداری رسید.
قبل از جنگ دوم جهانی فکر احداث کارخانجات سیمان در دیگر مناطق کشور ایران اوج گرفت ولی بدلیل بروز جنگ و مشکلات ناشی از عوارض جنگ عملا در این زمینه توفیقی حاصل نشد. در فاصله سالهای ۱۳۳۰ تا ۱۳۴۰ بود که بمرور پروزه های سیمان صورت عینیت یافت و در نتیجه در حوالی سال ۱۳۴۰ واحد های مشروحه زیر بهره برداری رسیده بودند:
سیمان ری سیمان فارس سیمان تهران سیمان مشهد سیمان درود سیمان اصفهان سیمان شمال سیمان لوشان. ظرفیت تولید سالانه این واحد ها جمعا حدود ۹۰۰۰۰۰ تن بود.
روشهاى ساخت سیمان
روشهاى مختلفى براى تولید سیمان وجود دارد. اصولا چهار روش براى تولید سیمان وجود دارد :
۱- روش تر
۲- روش نیمه تر
۳- روش نیمه خشک
۴- روش خشک
– روش تر و نیمه تر

در روش تر و نیمه تر خاک رس مصرفى در دستگاه دوغاب ساز ( Wash mill ) ، تبدیل به دوغاب مى گردد. سپس دوغاب خاک رس به همراه سنگ آهک در آسیاب مواد خام مخلوط و نرم گشته و تبدیل به دوغاب با غلظت بیشترى مى شود. پس از تنظیمات لازم توسط آزمایشگاه، بعنوان خوراک کوره مورد مصرف قرار مى گیرد. در روش نیمه تر، مواد خروجى از آسیاب مواد به صورت دوغاب است و قبل از ورود به کوره بوسیله فیلتر پرس آب آن گرفته مى شود و بصورت کیک یا آماج ( حبه ) به کوره تغذیه مى گردد.
– روش نیمه خشک

در روش نیمه خشک مواد اولیه بصورت خشک با یکدیگر مخلوط گشته و به آسیاب مواد خام تغذیه مى گردند. مواد خروجى از آسیاب مواد به صورت پودر است. قبل از تغذیه این پودر به کوره مقدارى آب روى آن پاشیده مى شود و آن را به صورت آماج یا حبه در آورده و به کوره تغذیه مى نمایند.

– روش خشک
در روش خشک مواد اولیه خشک وارد آسیاب مى شود. پودر خروجى از آسیاب مواد، پس از تنظیم، به عنوان خوراک کوره مصرف مى گردد.
روشهاى مختلفى براى تولید سیمان هاى مختلف وجود دارد که عمدتا بستگى به تکنولوژى مورد استفاده و جنس سیمان دارد، تکنولوژى مورد استفاده براى تولید سیمان به مرور دستخوش تحول و پیشرفت بوده است. هم اکنون صنعت سیمان با برخوردارى از آخرین تکنیک هاى اعجاب انگیز، با استفاده از روش خشک و به کمک سیستم هاى اتوماتیک، شاهد پیشرفت هاى شگرف در طول تاریخ ۱۶۰ ساله تولید صنعتى خود مى باشد. روش تولید برخى سیمان ها نظیر سیمان آلومینایى کاملا متفاوت با روش تولید سیمان پرتلند مى باشد.
مراحل ساخت سیمان

شرح کامل مراحل ساخت سیمان نیاز به حوصله و زمان زیادى دارد، براى همین منظور تنها به نام بردن آنها اکتفا مى کنیم.
۱- مواد اولیه سیمان پرتلند
مواد اولیه سیمان پرتلند اساسا شامل مواد آهکى و رسى مى باشند. بدین معنى که در تهیه سیمان پرتلند از مواد خامى استفاده مى شود که حاوى کربنات کلسیم و ترکیبات آلومینیوسیلیکات ها باشند.
۲-استخراج مواد اولیه
معادن مواد اولیه سیمان، خصوصا سنگ آهک، خاک رس، مارل، سنگ گچ و امثال آنها به صورت معدن رو باز مى باشد. در استخراج موادى نظیر سنگ آهک، سنگ آهن و سنگ گچ نیز به چال زنى و انجام انفجار بوسیله دینامیت مى باشد.
۳-خرد کردن مود اولیه

الف) سنگ شکن هاى متحرک
ب) سنگ شکن هاى ثابت
۴- مخلوط کردن اولیه و ذخیره سازى
قبل از اینکه مواد خرد شده در سنگ شکن، راهى آسیاب مواد جهت پودر شدن شوند، بداخل سالنى ریخته مى شوند تا بدینوسیله هم مقدمتا با یکدیگر مخلوط شوند و هم اینکه، این سالن نقش انبار و ذخیره سازى را دارا است.

۵- خشک کردن مواد اولیه
در برخى کارخانجات سیمان، بدلیل موقعیت خاص جغرافیایى و باران خیز بودن منطقه برخى از مواد اولیه (خصوصا خاک رس) ، داراى رطوبتى هستند که استفاده مستقیم از آنها امکان پذیر نمى باشد.
۶- پودر کردن مخلوط مواد خام
در روش خشک تولید سیمان، ضرورت دارد که مواد خام قبل از ورود به کوره به صورت پودر در آیند.
الف) آسیاب مواد خام گلوله اى
ب) آسیابهاى غلطکى
۷- تنظیم مواد خام
۸- سیلوهاى مواد خام

عمل عمده اى که در یکنواخت کار کردن کوره و بالا بردن کیفیت کلینکر و در نهایت سیمان موثر است، یک نواختى ترکیب خوراک کوره، خوب مخلوط شدن و همگن بودن آن مى باشد.
۹- پیش گرم کن
۱۰- کوره دوار
قسمت اصلى عمل پختن در کوره صورت مى گیرد. کوره سیمان، یک استوانه فلزى است که طول و قطر آن، متناسب با ظرفیت کارخانه مى باشد.
۱۱- خنک کن ( کولر )
کلینکر خروجى از کوره داراى درجه حرارتى حدود ۱۰۰۰ تا ۱۲۰۰ درجه مى باشد. بازیابى این مقدار حرارت و همچنین مشکل بودن جابجا کردن کلینکر داغ، ضرورت سرد کردن آنرا ایجاب مى نماید. خاصیت اساسى دیگر سرد کردن کلینکر، تکمیل و تشکیل کریستالهاى کلینکر و بالا رفتن کیفیت آن مى باشد.
۱۲- سیلو ( انبار ) کلینکر

کلینکر خروجى از خنک کن قبل از ورود به آسیاب سیمان، در سیلو، یا انبار، یا سالن ذخیره مى گردد.
۱۳- آسیاب سیمان
۱۴- سیلوهاى سیمان
۱۵- بارگیر خانه
۱۶- نماى کلى خط تولید سیمان

|

انواع سیمان
ساختمان شیمیای سیمان پرتلند
سیمان پرتلند یکی از مصالح چسبنده آبی (هیدرولیک)‌ است که در آب و هوا سخت می‌شود. این سیمان محصول آسیاب کردن مخلوطی از آهک و رس است که بر اثر حرارت به خوبی پخته شده‌اند.
وجود رس نشان‌دهنده وفور سیلیکات کلسیم در کلینکر است که مخلوطی از مواد اولیه است که حرارت دیده و گداخته شده‌اند و به صورت گلوله‌هایی به قطر ۴۰-۱۰ میلیمتر درآمده‌اند. کیفیت کلینکر بیان کننده مشخصات سیمان است که مقاومت‌های بدست آمده، دوم و تحمل شرایط مختلف از آن جمله‌اند.

برای کنترل زمان خودگیری سیمان در هنگام آسیاب کردن کلینکر، آن را با ۵/۳-۵/۱درصد وزنی گچ مخلوط می‌نمایند. برچسب نیاز ممکن است سیمان به همراه خود تا ۱۵% وزنی افزودنی‌های مورد لزوم داشته باشد. کیفیت کلینکر بستگی به خصوصیات شیمیایی و معدنی مواد اولیه و ترکیب آنها دارد. کلینکر سیمان پرتلند بوسیله مخلوطی از سنگ آهک و خاک رس تهیه می‌شود.
سنگ آهک عمدتاً از دو اکسید CaO, Co2 تشکیل شده است، در حالی که خاک رس شامل انواع اکسیدهای مواد معدنی است (SiO3, Al2O3, Fe2O3) و اکسیدهای منیزیم و اکسیدهای قلیایی هم در کلینکر موجودند که حضور آنها کیفیت سیمان را به شدت کاهش می‌دهد.
تولید سیمان پرتلند:

سیمان پرتلند معمولاً از مخلوط سنگ آهک و خاک رس که به کمک میزان معین از مواد افزودنی که اکسیدهای موردنظر را تامین می‌کند، تهیه می‌شود (۷۸-۷۵درصد کربنات کلسیم و ۲۵-۲۲درصد مواد رسی).
روند تولید سیمان پرتلند:
تهیه مواد اولیه و تکمیل کمبودها گداختن مخلوط آسیاب نمودن کلینکر بدست آمده به همراه مواد افزودنی مورد نیاز.
دو راه برای تولید سیمان پرتلند:
۱ روش تر ۲ روش خشک

الف) روش تر: مواد اولیه به کمک آب مخلوط می‌شوند، خمیر شده و پخته می‌شوند که به علت کیفیت بالای محصول ترجیح داده می‌شود.
ب) روش خشک: مصالح به صورت خشک مخلوط و گداخته می‌شوند.
در آسیاب کلینکر با نسبت متناسب گرد گچ مخلوط و آسیاب می‌شود و سیمان بدست آمده از سیلوها به سمت بخش بسته‌بندی هدایت می‌شود.
سیمان معمولاً در کیسه‌هایذ ۵۰ کیلویی که دارای حجم تقریبی ۳۰ دسی‌مترمکعب است، بسته‌بندی می‌شود. برای کارهای بزرگ ساختمانی چون پل‌ها و سدهای بتنی، سیمان را می‌توان به صورت فله با کامیون‌های دارای مخزن مخصوص حمل کرد و در سیلوهای سیمان انبار نمود.

خودگیری و سخت شدن مخلوط‌های سیمانی:
زمانی که سیمان با آب مخلوط شود، واکنش شیمیایی آغاز می‌شود. بر روی سطح هر دانه سیمان، محصولات حاصل از هیدراته شدن پدید می‌آید که بر اثر اتصال این هیدرات‌ها به یکدیگر تمام دانه‌ها به هم ارتباط می‌یابند.

خودگیری مخلوط سیمانی به نسبت‌های اختلاط و شرایط هوا که معمولاً حدود ۳ ساعت پس از جا دادن و متراکم کردن مخلوط انجام می‌شود.
باید درنظر داشت که در این مرحله مخلوط سیمانی مقاومت بسیار کمی دارد و به آسانی آسیب‌پذیر است. واکنش‌های شیمیایی ادامه یافته و بتن سخت‌تر و مقاوم‌تر می‌شود. بیشتر واکنش‌ها و همچنین کسب مقاومت در ماه اول سن بتن به عنوان یک مخلوط سیمانی صورت می‌پذیرد، ولی تا سال‌های زیادی به کندی ادامه می‌یابد.
عوامل موثر در خودگیری سیمان
ترکیبات شیمیایی:

تغییر میزان مواد متشکله سیمان موجب دگرگونی در سرعت خودگیری آن می‌شود.
مقدار پخت:
سیمان پخته تاب ملاتش کم است و همچنین سیمانی که بیش از حد حرارت دیده باشد، کنتر هیدراته می‌شود.
حرارت محیط:

با افزایش حرارت محیط خودگیری سیمان تسریع می‌یابد. مخلوط‌های سیمانی نباید در مدت خودگیری در حرارت کمتر از ۲ درجه سانتیگراد قرار گیرند، مگر اینکه پیشگیری‌های مربوطه انجام شده باشد. در اینگونه موارد می‌توان از آن دسته سیمان‌هایی که از خود حرارت بیشتری بروز می‌دهند، استفاده کرد و سعی در حفظ حرارت کرد.
استفاده از مخلوط‌های سیمانی در حجم‌های بزرگ باعث بروز حرارت زیادی خواهد شد که زیا‌ن‌آور می‌باشد.
در اینگونه موارد از سیمان‌هایی که حرارت کمتری در هنگام خودگیری از خود پس می‌دهند، استفاده می‌شود.
مدت انبار:
هر چه بین زمان پختن سیمان و استفاده از آن طولانی‌تر باشد، خودگیری نیز کندتر است.
آب:

آب همراه با املاحی چون گچ، خودگیری سیمان را کند می‌کند. به همین ترتیب مواد شیمیایی موجود در آب هر یک به نحوی در مشخصات محصولات سیمانی موثرند. آب مورد استفاده در مخلوط سیمانی باید بی‌بو، بی‌طعم و رنگ و به مقدار مناسب باشد.
عوامل موثر در سخت شدن و استحکام سیمان:
مقدار آب:
آب مصرفی محصولات سیمانی به ۳ بخش تقسیم می‌شود:

۱ به میزان ۲۵%وزن سیمان با آب ترکیب می‌شود.
۲ به میزان ۱۵% وزن سیمان به شکل لعاب در ملات می‌ماند.
۳ باقی در فضای بین ذرات باقی می‌ماند و به مرور تبخیر می‌شود.
آب و هوای بجای مانده در محصولات سیمانی، آن را پوک و از تاب آن می‌کاهد. از این رو نباید در ساختن ملات آب اضافی مصرف کرد. مقدار آب همراه با آن بستگی به عوامل مختلفی چون گرمای هوا، شکل دانه‌های پرکننده و زمان مصرف دارد.

مقدار سیمان:
تغییر مقدار سیمان باعث تغییرات در مقاومت فشاری آن می‌گردد.
زمان:
هرچه محصول سیمانی بیشتر در محل محفوظی باقی بماند، مقاومت آن بیشتر می‌شود. بتن حاصل از سیمان پرتلند معمولی در شرایط پس از ۳ روز و پس از ۲۸ روز، ۸۶% مقاومت نهایی را پیدا می‌کند.
ترکیبات شیمیایی:
هرچه مقدار ترکیبات مواد اولیه سیمان دقیق‌تر باشد، مقاومت بیشتری حاصل خواهد شد. ترکیبات گوگردی، قلیایی و اکسید منیزیم تاثیر مخربی در مقاومت محصول سیمانی دارند.
شرایط محیطی:
هرچه میزان حرارت و فشار در هنگام سخت شدن بتن بیشتر باشد، مقاومت آن بیشتر خواهد شد، اما افزایش بیش از حد آن باعث سقوط مقاومت بتن می‌شود. افزایش حرارت باعث تبخیر آب در بتن و پوک شدن آن می‌شود. به همین دلیل آن را مرطوب نگهداری می‌کنند.

وزن مخصوص:
هرچه هوای مخلوط سیمانی بیشتر خارج شود و وزن مخصوص بیشتری داشته باشد، مقاومت بالاتری بدست خواهد آمد.

میزان اختلاط:
مخلوط‌های سیمانی را به نسبت‌های حجمی تهیه می‌نمایند. گرچه اعمال نسبت‌های وزنی از دقت بیشتری برخوردار است. بطور مثال ملات ماسه سیمان ۱:۶، مخلوطی است شامل یک قسمت سیمان و شش قسمت ماسه شسته به همراه آب و یا بتن ۱:۲:۳، شامل یک حجم سیمان، دو حجم ماسه و سه حجم شن می‌باشد.
مقدار آب با میزان رطوبت دانه‌های سنگی و شکل آنها، حرارت هوا، نوع سیمان و مکان مصرف و نوع مصرف متناسب است.
انواع سیمان:

سیمان پرتلند معمولی (نوع ۱):
بیشتری کاربرد را دارد و برای ساخت بتن جهت ساختمان‌ها، جاده‌ها و کلیه کارهایی که نیاز به خواص ویژه‌ای نیست، مصرف می‌گردد. کسب مقاومت این نوع سیمان برای کلیه کارهای بتنی به اندازه کافی سریع است.
در برابر اسیدها و سولفات‌ها صدمه می‌بیند، لذا در شرایطی که در مقابل این عوامل قرار می‌گیرد، قابل بهره‌برداری نیست.
سیمان پرتلند ممتاز (نوع ۲):
همانند پرتلند معمولی است، با این تفاوت که مواد اولیه آنرا با دقت بیشتری تهیه و استفاده می‌کنند و بیشتر آسیاب می‌کنند. خیلی سریع خود را می‌گیرند و به سرعت سخت می‌شوند و مقاومت بیشتری در برابر هجوم سولفات‌ها از خود نشان می‌دهند.
سیمان پرتلند زودگیر (نوع ۳):

از لحاظ شیمیایی مشابه سیمان پرتلند معمولی است و به علت ریز بودن ذرات آن باعث سریع و مقاومت در اوایل سن بتن می‌شود. واژه زودگیر نباید با خودگیری سریع اشتباه گردد. در بتنی که با سیمان پرتلند زودگیر ساخته می‌شود، خودگیری اولیه مشابه پرتلند معمولی است، ولی پس از خودگیری اولیه، سرعت کسب مقاومت بتن بیشتر می‌شود. این سرعت کسب مقاومت باعث می‌شود که قالب‌برداری در زمان کوتاهتری انجام پذیرد. به همین دلیل این نوع سیمان بیشتر در کارخانه‌های قطعات پیش ساخته یا زمانی که در کارگاه کار باید با سرعت انجام پذیرد، مصرف می‌گردد.
این نوع سیمان به دلیل آنکه نسبت به سیمان پرتلند معمولی حرارت بیشتری تولید می‌کند، مصرف آن در هوای سرد توصیه می‌شود و اثر منفی دمای پایین در بتن را خنثی می‌کند.
سیمان پرتلند کم‌حرارت (نوع ۴):

روند کسب مقاومت آن به آهستگی صورت می‌گیرد و همانطور که از نام آن پیداست، مقدار حرارت تولید شدن توسط آن نسبت به سیمان پرتلند معمولی کمتر است. به این دلیل مصرف آن برای بتن‌ریزی با حجم زیاد مانند سدها، یعنی جایی که کم شدن حرارت بتن امری حیاتی است، الزامی می‌باشد.
سیمان پرتلند سولفات (نوع ۵):

در این نوع سیمان، اصلاح مواد اولیه و کاهش آلومینات کلسیم باعث می‌شود تا مقاومت بهتری در مقابل تهاجم شیمیایی ناشی از سولفات‌ها در شرایط مرطوب در پساب‌های صنعتی آجرهای رسی و همچنین شرایط قلیایی از خود نشان دهد.

رنگ آن کمی تیره‌تر است و بطور کلی سیمان ضدسولفات برای بتن‌هایی که در معرض سولفات قرار دارند، مانند‌ آب دریا، خاک یا آب زیرزمینی دارای سولفات مصرف می‌شود.
چنانچه از سیمان پرتلند ضدسولفات استفاده می‌شود، مقدار آن نباید کمتر از ۲۸۰ کیلوگرم در مترمکعب باشد (برای بتن با حداکثر اندازه سنگدانه، ۲۰ میلی‌متر) و نسبت به سیمان نباید بیش از ۵۵% در نظر گرفته شود. بسته به افزایش مقاومت نسبت سیمان آن افزایش می‌یابد (بدون تغییر در میزان آب).
این سیمان نسبت به سیمان پرتلند معمولی کندتر به سختی نهایی می‌رسد و مقدار کمتری حرارت تولید می‌کند که برای بتن‌ریزی حجیم و مقاطع ضخیم به علت تولید حرارت کمتر، مصرف این نوع سیمان مناسب است.

سیمان پرتلند روباره آهنگدازی (سرباره):
از آسیاب شدن مخلوطی از کلینکر سیمان پرتلند معمولی و روباره کوره آهن‌گدازی ساخته می‌شود. برای کلیه مواردی که سیمان پرتلند معمولی استفاده می‌شود، قابل مصرف است، اما کسب مقاومت اولیه آن کندتر صورت می‌گیرد، بخصوص اگر هوا سرد باشد. بنابراین در مواقعی که قالب‌برداری در زمان کوتاهتری انجام می‌پذیرد، ممکن است مصرف این سیمان مناسب نباشد.
سیمان پرتلند سرباره یک سیمان کم حرارت است و مانند سیمان ضدسولفات برای کاهش حرارت در قطعات ضخیم به عنوان یک مزیت می‌توان آن را مصرف نمود.
مقاومت آن در برابر تهاجم مواد شیمیایی بیش از سیمان پرتلند معمولی است.
سیمان پرتلند سفید:

از مواد خاصی ساخته می‌شود که دارای آهن و منگنز بسیار کمی است.
مصرف آن محدود به جایی است که نیاز به نما با رنگ سفید یا روشن باشد و معمولاً همراه با سنگدانه‌های مخصوصی استفاده می‌شود.
قیمت آن دو برابر پرتلند معمولی است. بنابراین در تمام مراحل کار، انتقال و مخلوط کردن باید رعایت احتیاط به عمل آید تا از آلودگی آن جلوگیری گردد.
خواص گیرش و کسب مقاومت این نوع سیمان مشابه سیمان پرتلند معمولی است.
سیمان پرتلند بنایی:

برای ساخت ملات و آجر و اجرای کارهای بنایی نازک‌کاری است. از این سیمان نباید برای ساخت بتن استفاده کرد. این نوع سیمان از سیمان پرتلند معمولی و مقدار پودر سنگ بسیار ریز و پر کننده و مواد حباب‌ساز ساخته می‌شود و بدون اینکه نیازی به آهک باشد، می‌توان از آن ملاتی با کارایی مناسب ساخت.
سیمان پرتلند ضدرطوبت:

مشابه سیمان پرتلند معمولی است که مقدار ماده مضاف دافع آب به آن اضافه شده است. خواص آن همانند پرتلند معمولی است و به همان صورت مصرف می‌شود.
مزایای عمده این نوع سیمان، موقعی است که در پشت لایه نازک‌کاری استفاده گردد تا عمل مکش آب کنترل شود و کاهش یابد و لایه نازک‌کاری آب خود را پس ندهد.