نحوه ساخت سیمان | فرایند تولید سیمان در 6 مرحله را در این مقاله توضیح می دهیم. سیمان به عنوان یکی از مهم ترین مصالح ساختمانی به شمار می رود. این کالای صنعتی توانسته بالاترین رقم تولید را در بین تمام کالاهای صنعتی به خود اختصاص دهد. سابقه ی مصرف انبوه سیمان پرتلند به بیش از 165 سال پیش بازمی گردد. سیمان پرتلند، رایج ترین نوع سیمان است که از سنگی به همین نام به دست می آید.
سیمان چیست؟
سیمان ، ماده ای چسبنده است که می تواند ذرات را به هم بچسباند و یک جسم یکپارچه را به وجود آورد. در واقع، سیمان به معنای چسب است و در صنعت ساختمان، از ترکیب آن با آب برای چسباندن ذرات شن و ماسه (سنگدانه) استفاده می کنند. این ماده ی پر کاربرد بعد از سفت و محکم شدن، دیگر در آب حل نمی شود. به همین علت با نام سیمان هیدرولیک هم شناخته می شود.
بشر سال هاست که با انواع ملات ها و مصالحی که خاصیت هیدرولیکی دارند، آشنا است. اما تحقیقات بر روی ملات ها و عوامل اصلی سیمانی بودن آنها از 210 سال پیش آغاز شد. در ابتدا سیمان را با استفاده از کوره ها تولید می کردند. این کوره ها شبیه کوره های آهک پزی بودند. در آن زمان استقبال خوبی از سیمان شد. به همین علت، از اواخر قرن 19، کوره های دوار وارد صنعت تولید سیمان شدند. در حال حاضر تکنولوژی تولید سیمان، پیشرفت زیادی کرده است و می تواند با صرف کمترین میزان انرژی مصرفی و نیروی انسانی، کوره هایی با ظرفیت بسیار زیاد عرضه نماید.
ترکیبات تشکیل دهنده سیمان پرتلند
1- اکسید کلسیم (CaO)
2- اکسید آهن (3Fe2O)
3- اکسید سیلیسیم یا سیلیس (sio2)
4- اکسید آلومینیوم
5- اکسید منیزیم(MgO)
6- قلیائی ها
روش های مختلف ساخت سیمان
معمولا برای ساخت سیمان از 4 روش تر، نیمه تر، نیمه خشک و خشک استفاده می کنند. روش اول و دوم به این صورت است که ابتدا با استفاده از خاک رس، دوغاب تهیه می کنند. برای این کار از دستگاهی به نام دوغاب ساز(Wash mill) استفاده می شود. سپس با اضافه کردن سنگ آهک و مواد خام آسیاب شده به این دوغاب، غلظت آن را افزایش می دهند. این ترکیب در آزمایشگاه مورد بررسی قرار می گیرد و به عنوان خوراک کوره مصرف می شود. در روش نیمه تر، موادی به شکل دوغاب از دستگاه خارج می گردد. در این مرحله، آب موجود در ترکیب به وسیله ی فیلتر پرس گرفته می شود و به صورت کیک یا حبه برای تغذیه کوره مورد استفاده قرار می گیرد.
در روش نیمه خشک، مواد اولیه را به صورت خشک، با هم مخلوط می کنند و برای تغذیه قسمت آسیاب مواد خام به کار می برند. مواد به صورت پودر از آسیاب خارج می شوند. پیش از اینکه پودر را به کوره اضافه کنند، مقداری آب به آن می پاشند. سپس آن را به شکل حبه درمی آورند و در نهایت برای تغذیه کوره از آن استفاده می کنند. در روش خشک برای تولید سیمان، ابتدا مواد اولیه خشک را وارد آسیاب می کنند. بعد از بررسی پودر خروجی در آزمایشگاه، از آن به عنوان خوراک کوره استفاده می نمایند.
مراحل ساخت سیمان به روش تر
1- استخراج مواد اولیه (مواد آهکی ، سیلیس)
2- خرد کردن و تبدیل مواد به پودر
در این مرحله برای حذف مواد آلی موجود در رس، آن را شستشو می دهند. آب ناشی از این فرایند به کانال آسیاب فرستاده می شود. ماده ی چسبنده ای که تولید می شود، دوغاب نام دارد.
3- انبار و ذخیره سازی مواد
4- ترکیب و اختلاط مواد
5- ارسال مواد به کوره
6- خرد کردن کلینکر و افزودن ژیپس (سنگ گچ) برای دیرگیر کردن سیمان
مراحل ساخت سیمان به روش خشک
1- استخراج مواد اولیه ( مواد آهکی، سیلیس )
2- خرد کردن جداگانه مواد اولیه در چندین مرحله
3- انبار و ذخیره سازی مواد بعد از غربالگری
4- ترکیب مواد با نسبت های مختلف برای ایجاد یک ماده خام خشک و ذخیره سازی آن
5- ارسال مواد به کوره
6- خرد کردن کلینکر و افزودن ژیپس برای دیرگیر کردن سیمان پرتلند
نحوه ساخت سیمان | فرایند ساخت سیمان در 6 مرحله
برای ساخت سیمان از روش های مختلفی استفاده می شود که در برخی قسمت ها با هم تفاوت دارند. اما به طور کلی می توان نحوه ی ساخت سیمان را به صورت زیر شرح داد.
مرحله اول : استخراج مواد خام
ابتدا باید مواد اولیه برای ساخت سیمان فراهم شود. از جمله ی این مواد می توان به سنگ آهک، مارل، سنگ گچ، خاک رس و … اشاره کرد که به صورت معادن روباز وجود دارند. موادی مانند سنگ آهک، سنگ گچ و سنگ آهن را با استفاده از چال زنی و انفجار دینامیت استخراج می کنند.
مرحله دوم : خرد کردن مواد اولیه
مواد خام به دست آمده را به وسیله ی سنگ شکن های متحرک یا ثابت خرد می کنند. عملیات خرد کردن در چندین نوبت انجام می شود تا قطعات به اندازه های بسیار کوچک دربیایند.
مرحله سوم : ذخیره و انبارسازی مواد
مرحله چهارم : مخلوط کردن مواد اولیه
بعد از اینکه مواد اولیه خرد شدند، راهی آسیاب می شوند. در آنجا پودر شده و درون یک سالن، کمی با هم مخلوط می شوند. از این سالن برای انبار و ذخیره ی مواد اولیه استفاده می کنند.
برخی از کارخانه های تولید سیمان در مناطق باران خیز قرار دارند. این امر باعث می شود تا بعضی از مواد اولیه به ویژه خاک رس، کمی رطوبت داشته باشند. به دلیل وجود این رطوبت نمی توان مستقیما از ماده اولیه استفاده کرد. برای رفع این مشکل، عملیات خشک کردن مواد اولیه انجام می شود.
برای تولید سیمان به روش خشک، لازم است تا مواد خام به صورت پودر در بیایند. سپس وارد کوره شوند. برای این منظور، مواد اولیه خرد شده را با استفاده از آسیاب های مواد خام گلوله ای و غلطکی به شکل پودر در می آورند. پس از تنظیم مواد خام، آنها را درون سیلوها ذخیره می کنند. اگر مواد اولیه به خوبی با هم مخلوط شوند و ترکیب آنها همگن باشد، کیفیت محصول نهایی افزایش می یابد.
مرحله پنجم : حرارت دهی
عملیات حرارت دهی و پخت مواد در کوره ها صورت می گیرد. کوره به شکل یک استوانه فلزی است که قطر و طول آن متناسب با ظرفیت کارخانه است.
مرحله ششم : خنک کن
دانه های حرارت دیده (کلینکر) که از کوره هایی با دمای تقریبی 1200-1000 درجه سانتی گراد خارج می شوند، بسیار داغ هستند. این مسئله، جابه جایی و بازیابی دانه ها را سخت می کند. بنابراین، لازم است تا دمای دانه ها کاهش یابد. سرد کردن کلینکرها باعث تشکیل کریستال ها و افزایش کیفیت دانه ها می شود. پس از اینکه دمای کلینکر کاهش یافت، آنها را در سیلو، انبار یا سالن ذخیره و سپس آسیاب می کنند. پس از اتمام این مراحل، سیمان آماده و بسته بندی می شود.
سخن پایانی …
در این مقاله درباره ی مراحل تولید سیمان صحبت کردیم. حتما می دانید که سیمان یکی از پر مصرف ترین مصالح ساختمانی است که با استفاده از مواد مختلفی تولید می شود. این امر موجب می شود تا انواع متنوعی از سیمان در بازار به فروش برسند. در ساختمان سازی با استفاده از سیمان، اقدام به تولید بلوک می کنند. این کار به کمک دستگاه بلوک زن انجام می شود.
