سیمان چگونه ساخته می شود؟

پروسه ی تولید سیمان

سیمان چگونه ساخته می شود؟سیمان پرتلند ماده اصلی سازنده بتن است. وقتی سیمان پرتلند خمیری را با آب ایجاد می کند که با شن و ماسه ترکیب شده و سخت می شود و پس از آن بتن تشکیل می شود.سیمان از طریق ترکیب شیمیایی کاملاً کنترل شده ای از کلسیم، سیلیسیم، آلومینیوم، آهن و سایر مواد تولید می شود.مواد متداول مورد استفاده برای تولید سیمان شامل سنگ آهک(کربنات کلسیم)، گچ یا مارن همراه با شیل، رس، تخته سنگ، سرباره کوره بلند، ماسه سیلیس و سنگ آهن است. این مواد، وقتی در دمای بالا گرم می شوند، ماده ای سنگ مانند ایجاد می کنند که به صورت پودر ریز درآمده و تصور می کنیم سیمان است.

آجرپزی جوزف آسپدین از لیدز در انگلیس اولین بار در اوایل قرن نوزدهم با سوزاندن سنگ آهک(کربنات کلسیم) و خاک رس پودر شده در اجاق گاز آشپزخانه خود، سیمان پرتلند را ساخت. وی با استفاده از این روش خام، بنیادی را برای صنعتی بنا نهاد که سالانه کوههای سنگ آهک یا کلوخه کربنات کلسیم، خاک رس، سنگ سیمان و سایر مواد را به صورت پودری درآورده و در این صنعت بسیار بزرگ در تمامی دنیا استفاده خواهد شد.آزمایشگاه های کارخانه سیمان با انجام آزمایش های مکرر شیمیایی و فیزیکی در هر مرحله، تولید سیمان پرتلند را بررسی می کنند. آزمایشگاه ها همچنین محصول نهایی را تجزیه و تحلیل و آزمایش می کنند تا از انطباق آن با تمام مشخصات صنعت اطمینان حاصل کنند.

سیمان چگونه ساخته می شود؟ متداول ترین روش تولید سیمان پرتلند روش خشک است. اولین قدم استخراج مواد اولیه اصلی، عمدتا سنگ آهک یا کربنات کلسیم، خاک رس و سایر مواد پس از استخراج سنگ خرد شده است. این کار شامل چندین مرحله است. اولین مرحله خردایش، اندازه سنگ را به حداکثر اندازه حدود ۶ اینچ کاهش می دهد. سپس سنگ به دستگاههای خرد کن ثانویه یا آسیابهای چکشی می رود تا به حدود ۳ اینچ یا کوچکتر کاهش یابد.سنگ خرد شده با ترکیبات دیگری مانند سنگ آهن یا خاکستر، مخلوط شده و به کوره سیمان منتقل می شود.

در کوره سیمان تمام اجزای سازنده را در کوره های دوار فولادی استوانه ای عظیم که با آجر نسوز مخصوص پوشانده شده، گرم می کنند. قطر کوره ها اغلب در حدود اندازه ۱۲ فوت است – به اندازه کافی بزرگ برای جا دادن اتومبیل و در بسیاری از موارد از طول یک ساختمان ۴۰ طبقه طولانی تر است. کوره های بزرگ با محور متمایل از افق نصب می شوند.ماده اولیه ریز آسیاب شده یا دوغاب به انتهای بالاتر منتقل می شود. در انتهای پایین یک شعله روشن وجود دارد، که با سوزاندن دقیق کنترل شده ذغال پودر شده، روغن، سوخت های جایگزین یا گاز تحت فشار اجباری تولید می شود.

با حرکت مواد در کوره، عناصر خاصی به صورت گاز از بدنه آن خارج می شوند. عناصر باقی مانده با هم ترکیب می شوند و ماده جدیدی به نام کلینکر تشکیل می دهند. کلینکر از کوره به صورت گوی های خاکستری و تقریباً به اندازه سنگ مرمر خارج می شود.کلینکر از انتهای پایین کوره به صورت داغ تخلیه می شود و به طور کلی در انواع مختلف خنک کننده ها به درجه حرارت مناسب می رسد. هوای گرم شده از کولرها به کوره ها برگردانده می شود، این فرآیند باعث صرفه جویی در مصرف سوخت و افزایش کارایی سوختن می شود.

بعد از خنک شدن کلینکر، آن را خرد کرده و با مقادیر کمی گچ و سنگ آهک یا همان کربنات کلسیم مخلوط می کنند. سیمان آنقدر خوب و یکدست خرد می شود که ۱ پوند سیمان حاوی ۱۵۰ میلیارد دانه است. سیمان تولید شده اکنون برای حمل و نقل به شرکتهای بتن آماده، مهیا است تا در پروژه های مختلف ساختمانی مورد استفاده قرار گیرد.اگرچه فرآیند خشک مدرن ترین و محبوب ترین روش تولید سیمان است، اما برخی از کوره ها در ایالات متحده از فرآیند مرطوب استفاده می کنند. این دو فرآیند اساساً یکسان هستند به جز اینکه در فرآیند مرطوب، مواد اولیه قبل از اینکه در کوره تغذیه و یا ترکیب شوند با آب آسیاب می شوند.