سمنت و انواع ان

شـر ح مختصر :

پروژه مطروحه تحت نام تولید سمنت بطریقه خشك از جمله تولیدات مهم صنعتی میباشد كه این پروژه شامل پنج بخش عمده بوده كه شامل بخش تكنالوژیكی ، بخش میخانیكی ، بخش كنترول اتوماتیزیشن ، بخش مصؤنیت كار و تخنیك بیخطر و بخش اقتصادی میباشد.

دربخش تكنالوژیكی درمورد خواص مواد اجرای عملیات كیمیاوی و فزیكی توضیح و تشریح اپرات اساسی و فرعی ، بیلانس مادی و حرارتی اپرات اساسی و عمده تولید سمنت و تشریح شیمای تكنالوژیكی پروسه تولید سمنت گنجانیده شده است .

بخش میخانیكی محاسبات میخانیكی داش دوار پروسه تولید سمنت را در بر گرفته كه مشمول محاسبات انبساط حرارتی محاسبه ضخامت دستگاه محاسبه سیر مواد در داش وغیره را دربر میگیرد.

در بخش كنترول اتوماتیزیشن آلات كیپ و اتوماتیك براساس شرایط كاری مناسب و استاندارد در نظر گرفته شده است.

بخش مصؤنیت كار و تخنیك بیخطر مسایلی را در بر میگیرد كه ایجاد شرایط نورمال كاری را جهت مصؤن نگهداشتن كارگران فابریكه مهیا میسازد .

از لحاظ اقتصادی بودن  این پروژه كاملاً اقتصادی بوده و تمام جوانب اقتصادیت پروژه با معیارات جهانی مطابقت مینماید كه زمینه رشد اقتصادی خوبی را فراهم میسازد.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

مقـدمه

افغانستان  كشوری است كه در حالت نوسازی و بازسازی قرار دارد با در نظر داشت  افزایش   نفوس و شهری نشینی و كمبود سرپناه ضرورت  محسوس  میشود تا در زمینه شهر سازی و اعمار ساختمان ها جهت رهایش و ایجاد سهولت مساكن  به تمام عرصه های زندگی و اعمار بند های برق ، راه های ترانزیتی ، ساختمان های زیبا و مقاوم در مقابل حوادث طبعیی و بالاخره اعمار یك شهر به استندرد جهانی اقدامات لازم بعمل آید پس دراین صورت باید موادی را تهیه نمو د تا جوابگوی این همه نیازها باشد این مواد ساختمانی عبارت از سمنت میباشد كه تقریباً 90%   ساختمان ها توسط این مواد ساختمانی به سیستم عصری و مقاوم بنا شد ه اند

مواد خام سمنت بصورت طبعیی و فروان در كشور عزیز ما افغانستان پیدا میشود كه تنها انرژی مصرفی پروسه تولید سمنت قابل ملاحظه میباشد كه این مواد نیز در معادن افغانستان وافر بوده و با كیفیت بالا وجود دارد .

با در نظر داشت ارزش سمنت در صنعت ساختمان سازی و مؤثریت آن بالای طول عمر ساختمان ها و سیستم زیر بنای شهری و شكل پذیری متفاوت آن جهت زیبا سازی در تمام كشور های دنیا در تلاش تولید روز افزون این مواد ساختمانی اند تا بتوانند از لحاظ اقتصادی و حفاظت محیط زیست و جلوگیری از حوادث ناگوار طبعیی خود را مقاوم و پایدا ر سازند.

جهت جلوگیری از مصرف سرمایه ملی كه برای  وارد نمودن سمنت و خرید سمنت با قیمت گزاف پرداخت میگردد لازم است تا با امكانات معادن سرشار و طبعیی مواد خام كه در كشور عزیز ما افغانستان وجود دارد یك فابریكه تولید سمنت بطریق خشك اعمار گردد كه نه تنها اكتفای مصرف كشور ما را میكند بلكه میتوان به اكثریت كشور ها صادر نمود و از لحاظ كیفیت با اكثریت فابریكات آسیا میتواند ر قابت كند تا از یك طرف تكیه گاه اقتصاد ملی گردد و از طرف دیگر زمینه اشتغال را فراهم سازد . البته طریقه های مختلف تولید سمنت وجود داشته كه در عصر امروز و سال های قبل از امروز دو طریقه معروف تولید سمنت در فابریكات تولیدی سمنت دنیا مورد استفاده قرار میگیرند یكی طریقه خشك ودیگر طریقه مرطوب كه فعلاً در فابریكه سمنت غوری بغلان از طریقه مرطوب جهت تولید سمنت استفاده میكنند.باید گفت كه در این پروژه با در نظر داشت مصرف انرژی و استفاده مؤثر واعظمی از انرژی  جهت بدست آوردن محصول با ارزش ذاتی (قیمت تمام شد) پائین   هم چنان رعایت قوانین حفظ محیط زیست ، مصؤنیت كار، جلوگیری از مصرف بی جا سرمایه ملی ، استفاده از دستگاه های مقاوم و مؤثر در پروسه تولید مورد بررسی قرار گرفته و طریقه خشك پروسه تولید سمنت كه در صنعت امروزی در تمام كشور های دنیا مروج است و یك طریقه اقتصادی و مفید میباشد بصورت مشرح توضیح داده شده است .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

بخشـ تكنالوژیكى

تحت نظر :  پوهیالی سـید شهـاب الدین سـاداتـ

 

 

 

 

 

 

 

سمنت و اهمیت آن

سمنت گردی است نرم جاذب آب و چسپانندۀ سنگ ریزه ها که اساساٌ مرکب است از ترکیبات پخته شده یا گداخته شدۀ اکساید کلسیم ، اکساید سلیکان ، اکساید المونیم ، اکساید آهن و به مقدار کم اکساید مگنیزیم ، اکساید تیتانیم ، و دیگر اکسایدهای فلزات وغیر فلزات .

این گرد قادر است به مرور ز مان در مجاورت با هوا و یا در زیر آب سخت شود در زیر آب ضمن داشتن ثبات حجم مقاومت خودرا نیز حفظ می نماید و در فاصلۀ 28 روز  در زیر آب ماندن دارای حد اقل مقاومت 250kg/cm² میشود.

در روم قدیم مخلوطی از سنگ ریزه ها و سنگ چونه پخته کرده که از ترکیب این مخلوط با آب کانکریت حاصل میشد و ازاین کانکریت برای کارهای ساختمانی استفاده میگردید این نوع ساختمان ها را بنام (Opus Caemetitium)) می نامیدند که به مرور زمان کلمه (Cementum)  به مخلوط های مورد استفاده ازاین نوع ساختمان سازی اتلاق گردید.

منظور از (Cementum) نوع خاصی از سنگ ریزه ها بوده که وقتی پودر آنها با چونه مخلوط می شود مخلوط حاصله دارای خاصیت هایدرولیکی میشودو به مرور زمان در مجاورت با رطوبت هوا و در زیر آب سخت میشود و  دارای مقاومت و سختی قابل توجهی میشود که این سنگ ریزه ها از باقی مانده های آتشفشان( خاکستر آتشفشان) و سنگهای آتشفشانی و یا اینکه از میده کردن ستگ ریزه ها در کورۀ خشت پزی که در واقع همان خاک رس پخته است بدست میآمدند.

بنا های قدیمی تاریخی همچو اهرام مصر شاهد این است که بشر از زمان قدیم برخی از مخلوط ها را می شناختند تصور اینکه چگونه این مخلوط ها کشف شدند چندان مشکل نیست .

پس از کشف آتش و چگونگی تهیه آن بشر اولیه در احتراق گاه ها برای گرم شدن یا پختن غذا آتش برپا میکردند در مواردی که این آتش روی تخته های سنگ های آهکی یا گچی بر افروخته میشد با عث میشد که انهایدرایت کاربونیک سنگ چونه از آن جدا گردیده و یا سنگ گچ دیهادریشن میشد و بصورت پودر به محض باریدن بارش این نوع پودر ها بصورت دوغاب و سپس به مرور زمان سخت میشد و احتمالاٌ میده سنگ های اطراف خودرا به یکدیگر می چسپاند.

دقت از این پدیده رهنمای کشف مخلوط آبی و چگونه ساختن مصالح هایدرولیک بوده است منظور از مصالح هایدرولیک عبارت از نوع مصالح ساختمانی است که در اثر ترکیب با آب سخت میشود ودر مجاورت با رطوبت هوا ، آب و یا زیر آب مقاومت و سختی آنها کاهش نمی یابد.

بدین ترتیب بشر متوجه آن گردید که این پودر قادر به چسپاندن سنگ ریزه ها و ریگ میگردد و از آن زمان به این طرف استفادۀ آن پا به عرصۀ عملی نهاد و تا اینکه ساختمانهای مستحکم طی سده ها و ادوار گذشته سا خته شد که نمایانگر استعمال این پودر با ارزش میباشد.

بیش از 165 سال از شروع مصرف انبوه سمنت پرتلند میگذرد و هم اکنون بصورت یکی از مهمترین مصالح ساختمانی در آمده است تولید و مصرف جهانی این تولیدات در سال 1986 از مرز یک میلیارد تن در سال گذشت  و تا سال 2006 رقم 2.2 میلیارد تن در سال را پشت سرگذاشته است این ارقام به مفهوم این است که سمنت به عنوان یک کالای صنعتی استاندارد شده آنهم در 126 سال پیش است . کلمه سمنت (Cement ) یعنی چسپ و منظور از سمنت در مصالح ساختمانی چسپی است که در اثر ترکیب آب قادر به چسپاندن ذرات جغل و ریگ میباشد و بعد از سخت شدن محکم شده در آب حل نمی شود.

در عصر حاضر استعمال این ماده بصورت و سیع گسترش یافته که میتوان از اعمار کردن ساختمانهای بلند طبقه گرفته تا اعمار بند های برق ، کانال ها ، پل های اتصالی روی بستر دریاها ی بزرگ ، دیوار های استنادی لبۀ بحر ها و دریاچه ها (سیل برها) جهت جلوگیری از حادثات طبعی مانند سیل نام برد که همه این نمایانگر استعمال ، ارزش و اهمیت و سیع این مواد پودر مانند در عصر امروزیست.

 

 

 

اکساید ها و خواص آنها

 

نظر به اینکه سمنت را میتوان مخلوطی از اکسایدها نامید بدین لحاظ ضرور است تا نکاتی چند راجع به اکساید ها چگونگی مرکبات اکساید ها  و اکساید های که در ترکیب  سمنت شامل اند تحریر نمود ه و به شکل گذرا مورد بر رسی قرار دهیم .

اکساید ها :-  اکساید ها مرکباتی اند که از اکسیجن و عناصر دیگر ( فلزات ،  نیمه  فلزات ، غیر فلزات )  تشکیل شده اند .

صنف بندی اکسایدها :- اکساید ها نظر به ترکیب و خواص شان بشکل  ذیل صنف بندی میشوند

1- اکساید های نمک ساز و 2- اکساید های غیر نمک ساز

1- اکساید های نمک ساز بخ سه گروپ تقسیم میشود

A – اکساید های تیزابی

B – اکساید های القلی

C – اکساید های امفوتیری

1- اکساید های نمک ساز :- عبارت از اکساید های اند که هایدروکساید آنها تولید شده میتواند .

A- اکساید های تیزابی: عبارت از اکساید های اند که محلول شان در آب خواص تیزابی را از خود نشان میدهند و معمولاٌ اکسایدهای غیر فلزات را دربر میگیرند.

همچنان این اکساید ها را بنام انهایدراید های مربو طه و تیزاب های شان نیز یاد  مینمایند . درذیل چند اکساید تیزابی و تیزاب مربوطه آن ذکر شده است .

CO₂-------------------H₂CO₃

P₂O₅------------------H₃PO₄

 

B - اکساید های القلی: - اکساید های که محلول شان در آب و یا در اسید خاصیت القلی را از خود نشان میدهند بنام اکساید های القلی یاد شده واین اکساید ها نظر به قابلیت انحلال شان در آب به دو گروپ ذیل تقسیم میشوند.

1- اکساید های قلوی : عبارت از آن اکساید های اند که در آب حل گردیده و محلول حاصلۀ شان خاصیت قلوی را از خود نشان میدهند . مانند

 

2- اکسایدهای القلی : به اکساید های اتلاق میشو د که در آب حل نگردیده ولی با اسید ها نمک و آب را تولید مینماید . مانند .

اکساید های فلزات فعال  مانند Na ، Li و Ca  با آب  مستقیماٌ تعامل نمود ه قلوی ها را تشکیل میدهند .مگر بعضی از آنها با آب تعامل ننموده وتو سط تعاملات غیر مستقیم قلویات مربوط را میسازند . اختلاف عمده بین اکساید های قلوی و القلی در قابلیت انحلال آنها در آب میباشد . اکساید های قلوی را میتوان القلی نامید و لی القلی را نمیتوان قلوی گفت .

 

 

استحصال اکساید ها

a- استحصال اکسایدهای تیزابی

 

از تعامل مستقیم غیر فلزات با اکسیجن

از تجزیۀ تیزاب های مربوطۀ شان

از تجزِیۀ  حرارتی نمک های مربوطه

 

 

-bاستحصال اکساید های القلی

 

از تعامل مستقیم فلزات با اکسیجن

 

از تجزیۀ حرارتی نمک ها

 

خواص کیمیاوی اکساید های القلی:

1- از تعامل اکساید های القلی باآب القلی های مربوطه بوجود میآید.

2- در اثر تعامل اکساید القلی با اکساید تیزابی نمک تشکیل میشود.

3- ازتعامل تیزاب ها با اکساید های القلی  نمک و آب تشکیل میشود

 

خواص کیمیاوی اکساید های تیزابی

1- اکساید های تیزابی با آب تعامل نموده و تیزاب های مربوطۀ خود را تشکیل میدهند.

 

2- اثر متقابل اکساید ها بریکدیگر نمک تشکیل  میشود .

 

3- دراثر تعامل القلی با اکساید های تیزابی نمک و آب تشکیل میشود .

 

C – اکساید های امفوتیر:- اکساید های که هم دارای خواص تیزابی وهم خواص القلی باشند بنام اکساید های امفوتیر یاد میشوند که این اکساید ها در مقابل تیزاب های قوی  خاصیت القلی ودربرابر القلی های قوی خاصیت تیزابی را از خود نشان میدهند که میتوان اکساید های بعضی از فلزات مانند : Al و Pb  و بعضی از غیر فلزات AS و Sb و غیره شامل میباشند.

نمونۀ خواص امفوتیری اکساید المونیم قرار تعامل ذیل :

نوت:- بر علاوۀ اکساید های نمک ساز فوق اکساید های دیگر نیز وجود دارند که از ترکیب دو نوع اکساید بدست میآید. مثلاٌ :

اکساید فوق را اکساید نمکی گویند و علت این است که از دو اکساید یکی اکساید القلی FeO ودیگر اکساید اسیدی Fe₂O₃ تشکیل گردیده است .

2- اکساید های غیر نمک ساز :- عبارت از اکساید های میباشند که هایدروکساید آنها تولید نشده و علاوه برآن با تیزاب ها و القلی ها نیز تعامل کرده نمی توانند مانند :CO , N₂O , NO  این اکساید هارا بنام خنثی نیز یاد میکنند . اکساید هائیکه در آنها فیصدی اکسیجن کمترین مقدار برسد بنام سب اکساید (Sub Oxides ) یاد میکنند مانند : N₂O

موارد استعمال اکساید های فلزات و شبه فلزات

Al₂O₃ – برعلاوۀ اینکه این اکساید در ترکیب سمنت وجود دارد با مخلوط بعضی از فلزات دیگر اکساید های آنها بصورت طبیعی و مصنوعی احجار قیمتی مانند: یاقوت ، لعل ، زبرجد ، فیروزه ، زمرد وغیره را تشکیل میدهد و همچنان بحیث صیقل دهنده و تراشنده نیز استعمال میگردد.

Fe₂O₃ – برای سمنت رنگ میدهد و برای تراشیدن و براق کردن شیشه عدسیه ها و آئینه ها هم چنان مخلوطی از Fe₂O₃ و Al که بنام ترسیت یاد میشود و برای لحیم کاری و ولدنگ کاری پرزه جات فولادی استعمال میگردد.

CaO - دارای نقطۀ ذوبان بلند میباشد و در ترکیب سمنت وجود داشته البته بشکل مخلوط ، واین اکساید ر ابه عنوان مادۀ آتش خوار در داش های دواراستعمال مینمایند.

MgO – این اکساید نیز دارای نقطۀ ذوبان بلند بوده به مقدار کم آن در ترکیب سمنت وجود دارد و دربعضی مواقع برای بدست آوردن Mg خالص از این اکساید استفاده میکنند.

Mn₂O- این اکساید به مقدار خیلی کم در ترکیب سمنت وجود دارد از این اکساید به حیث کتلست و همچنین برای تهیه و ساختن بطری های خشک بحیث اکساید کننده استفاده میگردد.

SiO₂ – یکی از عمده ترین اکساید در ترکیب سمنت می باشد و هم چنان این اکساید را در الکترو تخنیک برای آلات مخابراتی ، رادیو ، تلویزیون ، و غیره زیاد تر مورد استفاده قرار میدهند.

خواص فزیکی کیمیاوی سمنت

مواد اولیه سمنت سمنت پرتلند اصولاٌ متشکل از سنگ چونه (Limestone)  و یا برخی مواد حاوی سنگ چونه نظیر (Marl)  الیوم (Alluvium)  سنگ چونۀ نرم (Chalk) شل ها (Shells) و همچنین خاک رس (Clay)  و شیل ( Shales )  و دیگر مواد رسی (Argillaceous) نظیر خاکسترها میباشد.