دانلود مقاله در مورد سيمان 35 ص
دسته بندي :
مقاله »
مقالات فارسی مختلف
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل : word (..doc) ( قابل ويرايش و آماده پرينت )
تعداد صفحه : 35 صفحه
قسمتی از متن word (..doc) :
مقدمه
سيمان چيست؟
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.
سيمان ها مواد چسبنده اى هستند که قابليت چسبانيدن ذرات به يکديگر و بوجود آوردن جسم يک پارچه از ذرات متشکله را دارند. اين تعريف از سيمان داراى آن چنان جامعيتى است که مى تواند شامل انواع چسبها از جمله چسبهاى مايع که در چسبانيدن قطعات سنگ يا سنگ و فلزات به يکديگر بکار مى روند نيز بشود.
نمونه اى از اين چسبها در صنعت سيمان در کار گذاشتن آجر نسوز در کوره سيمان مورد مصرف دارد و خاصيت اصلى آن اين است که آجر نسوز ( که يک جسم سراميکى است ) را به بدنه کوره ( آهن ) مى چسباند، همچنين انواع سيمان هاى ديگر که در دندانپزشکى مورد مصرف دارند، از جمله چسب ها مى باشد. آنچه که از کلمه سيمان در اين متن مورد نظر است، آن نوع از سيمان ها است که داراى ريشه آهکى مى باشند. به عبارت ديگر سيمان هايى که ماده اصلى تشکيل دهنده آنها آهک و ماده اوليه اصلى آنها سنگ آهک است. بر اين اساس سيمان ترکيبى است از اکسيد کلسيم ( آهک ) با ساير اکسيدها نظير اکسيد آلومينيم، اکسيد سيليسيم، اکسيد آهن، اکسيد منيزيم و اکسيدهاى قليايى که ميل ترکيب با آب داشته و در مجاورت هوا و در زير آب بمرور سخت مى گردد و داراى مقاومت مى شود.
با توجه به مشخصه فوق سيمان مى تواند داراى ترکيبات متفاوتى باشد و اصولا جزو ملاتهاى آبى محسوب مى گردد. ملاتهاى آبى از دوران گذشته شناخته شده بودند، از جمله اين ملاتها آهک است که مصرى ها و يونانى ها با مخلوط کردن آن با خاکستر آتش فشانى، خاک آجر و آب به نوعى آهک آبى دست مى يافتند که خاصيت سخت شدن و فشار پذيرى داشت. با بکار بردن اين ساروج رومى ها توانسته اند ساختمانهاى عظيمى بسازند که هنوز بقاياى آنها پس از گذشت چند هزار سال پا بر جا و قابل مشاهده است.
ريشه کلمه سيمان
در رم قديم مخلوطى از خرده سنگ و آهک پخته درست مى کردند که از ترکيب اين مخلوط با آب، بتن حاصل مى گرديد و از اين بتن براى کارهاى ساختمانى استفاده مى شد. اين نوع ساختمانها را ( Opus Cdementitium ) مى ناميدند. به مرور کلمه Cementum به مخلوطهاى مورد استفاده در اين نوع ساختمان سازى اطلاق گرديد. منظور از Cementum نوع خاصى خرده سنگ بود که وقتى پودر آنها با آهک مخلوط مى گشت داراى خاصيت هيدروليکى بيشتر و به مرور در مجاورت هوا و در زير آب سخت مى گشت و داراى مقاومت قابل توجهى مى شد.
اين خرده سنگ ها يا از باقيمانده هاى آتشفشان ( خاکستر آتشفشانى ) بودند و يا از خرده آجرهاى کوره آجرپزى.
- تاريخچه کشف سيمان
با توجه به اشاره اى که به ريشه کلمه سيمان شد و با توجه به اينکه سابقه ساخت آهک به زمانه قديم ( بيش از دو هزار سال پيش ) بر مى گردد، مى توان ريشه و سابقه توليد سيمان ( منظور سيمان طبيعى) را چيزى در حد تاريخ توليد آهک دانست. در سيمان طبيعى از گرد حاصل از خاکستر آتشفشان و سنگهاى آتشفشانى ( Volcanic Tuff or Pozzolana ) و مخلوط کردن اين گرد با آهک شکفته استفاده مى شود.
تا پايان نيمه اول قرن هجدهم، عواملى که ايجاد خاصيت هيدروليکى و چسبندگى در برخى مواد مى کرد در پرده اسرار بود تا اينکه يک مهندس انگليسى به نام جان اسميتون به خواص مهم ترکيبات موجود در خاک رس و خاصيت سخت شدن اين ترکيبات پى برد. اين اکتشاف در سال 1765 و در موقعى که نامبرده بدنبال پيدا کردن مصالحى بود که داراى چسبندگى و مقاومت کافى در مقابل آب باشند، حاصل ماده اين مصالح براى تجديد بناى فانوس دريايى جان اسميتون ( Eddystone ) در نزديکى پليموت بود.
اسميتون در ساختن ملاتهاى آزمايشى خود، چند جور آهک مصرف کرد و از هر يک نمونه هايى ساخت، پس از آنکه نمونه ها خود را گرفت، آنها را زير آب گذاشت و با هم سنجيد و به اين نتيجه رسيد که بهترين آهک از پختن نوعى سنگ آهک به نام Glamorgan بدست مى آيد. از تجزيه اين سنگ آهک روشن شد که حاوى مقدارى خاک رس است. اين نکته سر نخ اکتشاف خواص هيدروليکى ترکيبات خاک رس بود. در حقيقت علت کشف فوق اين بود که اسميتون در ضمن تجزيه انواع آهک ها متوجه شد آن نوع آهکى که داراى باقيمانده محلول بيشترى در اسيد نيتريک باشد، داراى خاصيت هيدروليکى بيشترى مي باشد. اين باقيمانده ها ( Insoluble Residue ) به علت وجود کوارتز و خاک رس در سنگ آهک مورد استفاده جهت پخت آهک مى باشند.
در سال 1776 يک نفر انگليسى ديگر به نام James Parker سيمان هيدروليکى ديگرى ساخت و نام آنرا سيمان رومى ( Roman Cement ) گذاشت. اين سيمان ( آهک آبى ) از پختن قلوه سنگ هاى آهکى رسى ( گلاهک Septaria ) بدست آمد. اين سيمان در همان سال در انگلستان به ثبت رسيد.
اولين اقدم بشر که در زمينه تهيه مخلوط مصنوعى از سنگ آهک و خاک رس براى تهيه سيمان ( آهک آبى ) صورت گرفت در فرانسه و توسط ويکات ( Vicat ) در ابتدى قرن نوزدهم بود. ويکات، سنگ آهک و خاک رس را با هم مخلوط کرد و سپس به همراه آب اين مخلوط را آسياب نمود و دوغاب حاصله را پخت. گرچه نتيجه حاصله موفقيت آميز بود، ولى عملا در فرانسه اين روش ادامه داده نشده تا اينکه در انگلستان يک بناى آجرچين 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 يابد. وى نام اين محصول به دست آمده را سيمان پرتلند (
Port Land Cement ) گذاشت و در 21 اکتبر 1824 ويليام اسپيدن سيمان اختراعى خود را به ثبت رسانيد.
علت اين نام گذارى هوشيارانه اين بود که بتن ( سنگ مصنوعى ) حاصل از اين آهک آبى و خرده سنگ شباهت هاى زيادى ( خصوصا از نظر رنگ ) با نوعى سنگ آهک داشت که در جنوب انگلستان و در جزيره پرتلند يافت مى شد. البته اين سيمان با آنچه هم اکنون به نام سيمان پرتلند معروف است تفاوت دارد و کاملا مشابه نيست.
کار اسپدين توسط پسرش ويليام ( William ) پيگيرى شد و نامبرده موفق گرديد در سال 1843 با دست يابى به تکنيک استفاده از درجات حرارت بالاتر و ايجاد حالت عرق کردن در حين پخت به محصولى دست يابد که درصد قابل توجهى از مواد مورد استفاده به صورت گداخته شده ( Sintered ) و مابقى به صورت پخته شده درآيد. منظور از گداخته شدن ( Sintering ) همان پختن در درجات حرارت بالاست، به طوريکه بخشى از مواد در حال پخت به صورت گداخته ( مذاب ) درآيند. سيمان ساخته شده توسط ويليام اسپدين واقعا بهتر و عالى تر از سيمان هاى قبلى بوده و داراى مقاومت بيشترى بود. از اين سيمان در ساختمان جديد پارلمان انگلستان ( 1840-1852 ) استفاده گرديد.
كلمه سيمان به هر نوع ماده چسبنده اي اطلاق مي شود كه قابليت به هم چسباندن و يكپارچه كردن قطعات معدني را دارا باشد. در شاخه مهندسي عمرانسيمان گردي است نرم جاذب اب چسباندن سنگ ريزه كه اساسا مركب از تركيبات پخته شده و گداخته شده اكسيد كلسيم ,اكسيد سيلسيم اكسيد الومينيوم و اكسيد اهن مي باشد. ملات اين 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 28 روز زیر اب ماندن دارای حداقل مقاومت 250 کیلو گرم بر سانتی متر مربع گردد.
سوابق استفاده در ايران
در ايران از زمانه قديم در مناطق مرطوب، خصوصا مناطق شمالى خليج فارس از نوعى ساروج استفاده مى گرديد که داراى خواص هيدروليکى جالب و مقاومت فشارى بالايى بود. معروف ترين اين ساروج ها، ساروج خمير است که در بندر خمير تهيه مى گرديد. هنوز تاسيسات بندرى ساخته شده توسط اين نوع ملات در نقاطى مانند بندر لنگه و بندر بوشهر پا بر جا مى باشد.
اينکه از چه موقع مصرف سيمان در ايران باب شده است چندان مشخص نيست. ولى آنچه که مسلم است ورود سيمان به ايران توسط بيگانگان بوده است که از آن براى ساختن بناهايى نظير کليساها و سفارتخانه ها و تاسيسات بندرى استفاده شده است.
با شروع قرن چهاردهم هجرى شمسى، سرعت گسترش کارهاى زيربنايى آنچنان بود که کيفيت و کميت محصولات سنتى ساختمانى جواب گوى نيازها نبود. خصوصا با فکر احداث راه آهن دولتى، ضرورت کاربرد سيمان جهت ساختن پلها و تونلها و ايستگاه ها محسوس تر گرديد.
در ساختمان سد دز روى رود کارون که در زمان شاهپور دوم ساخته شد و بند مير که در زمان عضدالدوله ديلمى بنا گرديد، همچنين در ساختمان آب انبارهاى قديمى از ترکيبات مشابه سيمان استفادههايى شده است.
توليد سيمان از سال 1313 آغاز شد و هر سال بيشتر مورد استقبال قرار گرفت بطوريکه در ده سال اخير مصرف سيمان ايران بيش از پنج برابر شده است.
اولين کارخانه در ايران
سيمان کالايى ارزان و سنگين مى باشد و مصرف آن وقتى ممکن، مقرون و به صرفه است، که محل توليد و مصرف تا حد امکان نزديک به يکديگر باشند. در ابتداى ساخت تاسيسات راه آهن مقادير قابل توجهى سيمان از خارج وارد گرديد و سپس تصميم بر اين شد که با توجه به وفور مواد اوليه سيمان در ايران از محل عوايد حاصل از قند و شکر اقدام به تاسيس يک کارخانه 100 تنى سيمان شود. در سال 1310 اين تصميم به مرحله اجرا در آمد و مطالعات اوليه زمين شناسى منجر به انتخاب محلى واقع در 7 کيلومترى جنوب تهران و در نزديکى کوه بى بى شهربانو گرديد.
کار احداث کارخانه در بهمن ماه 1312 در دامنه کوه سرسره به پايان رسيد و بلافاصله بهره بردارى از آن به نام کارخانه سيمان رى شروع گرديد.
اولين کارخانه سيمان در ايران سيمان رى
با گذشت زمان و فزونى کارهاى عمرانى توليد اين کارخانه جوابگوى نيازها نبود و لذا در سال 1314 کارخانه ديگرى با ظرفيت روزانه 200 تن خريدارى گرديد و در سال 1315 در جوار کارخانه قبلى عمليات ساختمانى آن شروع و در سال 1316 بهره بردارى از واحد دوم آغاز گرديد.
در ابتداى ورود و توليد سيمان در ايران، استقبال عامه از اين محصول معجزه گر زياد نبود و تمايل مردم بيشتر به استفاده از محصولات سنتى بود. به مرور با شناخت خواص استثنايى سيمان تقاضا براى مصرف آن بالا رفت لذا تصميم به خريدارى يک واحد 300 تنى ديگر گرفته شد. به علت مواجهه با جنگ جهانى دوم، خصوصا اينکه کارخانه خريدارى شده از آلمان بود و کشور آلمان درگير جنگ، از اين رو امکان ارتباط با آلمان وجود نداشت. بدليل جنگ، کارها در مرحله ساختمان متوقف ماند. چند سال بعد پس از خاتمه جنگ ، در سال 1330، مجددا با کمپانى سازنده ( پولى زيوس ) رابطه برقرار شد و در نتيجه با ادامه و تکميل کارهاى باقيمانده، نهايتا در نيمه دوم سال 1334 واحد سوم سيمان رى به بهره بردارى رسيد.