سیمان و کاربردهای آن

امروزه با توجه به افزایش جمعیت در سطح جهان، میزان ساخت و ساز افزایش یافته و به طبع به افزایش میزان تقاضا برای خرید مصالح ساختمانی از جمله سیمان روبرو هستیم،در این مقاله قصد داریم با سیمان و انواع آن بیشتر آشنا شویم پس با ما همراه باشید.

سیمان و کاربردهای آن

سیمان چیست؟

به طور کلی این ترکیب مانند چسب عمل می کند، این ماده بیشتر برای چسباندن سایر مصالح ساختمانی مانند شن، ماسه، ماسه سنگ و… به یکدیگر استفاده می شود، همچنین ترکیب آن با شن و ماسه بتن تولید می کند که در ساختمتن سازی بسیار استفاده می شود،  به سبب درخواست بالا برای خرید سیمان این ماده بعد از آب پر مصرف ترین ماده روی زمین توسط انسان است.

سیمانی که برای ساخت و ساز استفاده می شود ماهیتی غیر آلی داشته و عمدتا از موادی همچون آهک و سیلیکات کلسیم تشکیل شده است البته امروزه از برخی پلیمرها نظیر پلی آلومینیوم کلراید و… به عنوان سیمان در تهیه بتن نیز استفاده می شود .

صنعت سیمان سومین صنعت آلوده کننده هوا با انتشار مقادیر بسیار زیاد کربن دی اکسید است به طوریکه فعالان این صنعت در چین و آمریکا به تنهایی سالانه 2.8 میلیارد تن CO2 وارد هوا می کنند. 

انواع سیمان از نظر کارایی:

سیمان و انواع آن را می توان به دو دسته هیدرولیکی (Hydraulic cements) و غیر هیدرولیکی (Non-hydraulic cement) تقسیم بندی نمود، مبنای این دسته بندی استفاده از آن در محیط های مرطوب ( در حضور آب ) و همچنین محیط های بی آب است که در ادامه به بررسی هر یک می پردازیم:

هیدرولیکی :

(Hydraulic cements) از مخلوط اکسیدها و سیلیکاتها ساخته می شود و کلینکر (ماده واسطه) آن را می توان شامل چهار ماده شیمیایی دانست که به اختصار عبارتند از:

جدول مواد تشکیل دهنده سیمان 1

این نوع از انواع سیمان در محیط هایی استفاده می شود که به طور مداوم در تماس با آب هستند بنابراین به راحتی می توان از آنها برای ساخت و ساز در زیر آب نیز استفاده نمود ( پایه پل ها، استخرها ، دریاچه های مصنوعی و… ).

واکنش این ماده با آب باعث تشکیل هیدرات های نامحلول می شود همین خاصیت نامحلول بودن در آب سبب ایجاد استحکام و چسبندگی مناسب این نوع سیمان در محیط های مرطوب می گردد.

غیر هیدرولیکی :

این نوع مقاومت خوبی در برابر رطوبت نداشته و بنابراین در محطی های خشک استفاده می شود و در اثر تماس با دی اکسید کربن موجود در هوا ( مشخصا کربن ) سخت می شوند.

در مرحله اول از طریق کلسیناسیون (calcination) کربنات کلسیم طی 10 ساعت در دمای فراتر از 825 درجه سانتی گراد، کلسیم اکسید (آهک)  تولید می شود که واکنش آن به صورت زیر است:

CaCO3 → CaO + CO2

کلسیم اکسید حاصل با آب مخلوط می شود برای افزایش حالت چسبندگی با آب مخلوط می شود و کلسیم هیدروکسید ایجاد می کند.

CaO + H2O → Ca (OH) 2

کلسیم هیدروکسید حاصل را برای سفت شدن و خشک شدن کامل در مجاورت هوا قرار می دهند، سفت شدن سیمان از طریق  فرآیند کربن سازی در اثر تماس با دی اکسید کربن موجود در هوا آغاز می شود که با توجه به غلظت کم دی اکسید کربن هوا، این واکنش به کندی صورت می گیرد.

Ca (OH) 2 + CO2 → CaCO3 + H2O

سیمان پرتلند (Portland cement):

سیمان پرتلند

این نوع را می توان پرکاربردترین نوع سیمان در جهان دانست که عمده ترین کاربرد آن ساخت بتن می باشد،روش تولید آن به این صورت است که سنگ آهک ( کربنات کلسیم ) را با موادی همچون خاک رس تا دمای 1450 درجه سانتی گراد در کوره ای حرارت می دهند  تا با آزاد شدن دی اکسید کربن اکسید کلسیم تشکیل شود، ترکیب اکسید کلسیم با سایر مواد شیمیایی موجود در کوره سبب تشکیل ماده ی واسط سخت با نام clincker می شود، در نهایت از اضافه کردن مقداری گچ (سنگ آهک) سیمان پرتلند تولید می شود. رنگ این سیمان عمدتا سفید و خاکستری می باشد.

سایر انواع سیمان ها شامل سیمان های پوزولان-آهک، فوق عایق، سیمان سولفو آلومینات کلسیم، پلیمری و  طبیعی دانست. 

 

بزرگترین تولید کنندگان سیمان جهان :

بعد از آشنایی با سیمان و انواع آن لازم است نگاهی به بزرگترین تولید کنندگان این ماده در جهان بیاندازیم:

در سال 2017 ، میزان کل سیمان تولیدی معادل  4.1 بیلیون تن بوده که از این مقدار دو کشور  چین و هندبه تنهایی تولید کننده نیمی ازین مقدار بوده اند. البته کشور چین با توجه به رشد اقتصادی فزاینده در سال های اخیر، خود به عنوان مصرف کننده ی بزرگ این بازار نیز شناخته می شود.

تولید کنندگان سیمان جهان

 

در این میان کشور ما با افزایش 10 تا 20 درصدی  ظرفیت تولید انواع سیمان تا  86 میلیون تن در سال 2017 با نرخ صادرات 14.6 درصد توانسته موقعیت خود را به عنوان یکی از تولید کنندگان و صادر کنندگان مطرح این ترکیب در خاورمیانه و سراسر جهان تثبیت نماید به طوریکه نام ایران در بین 10 کشور برتر تولید کننده  این محصول تا سال 2017 قرار گرفته است

 

 

پرسش و پاسخ : 

1- بتن چیست؟

بتن ترکیبی متشکل از شن و ماسه، سیمان و آب است که به عنوان مصالح ساختمانی کاربرد گسترده دارد که دلیل آن را می توان استحکام و توانایی بالای تحمل فشار و بار دانست.

2- کلینکر سیمان چیست؟

کلینکر سیمان

کلینکر سیمان یک ماده جامد است که در ساخت سیمان پرتلند به عنوان یک محصول واسطه تولید می شود. این جامد سخت از حرارت دادن سنگ آهک و سیلیکات هایی مانند خاک رس در کوره بدست می آید.

 

مجموعه مبتکران شیمی تامین کننده انواع مواد شیمیایی با بهترین کیفیت و مناسبترین قیمت آماده همکاری با فعالین در حوزه صنعت سیمان می باشد.

021-74926

021-77641136
021-77657131
021-77657132

منابع

https://en.wikipedia.org/wiki/Cement

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *