تحقیق در مورد سیمان و خواص آن

تحقیق در مورد سیمان و خواص آن

تحقیق در مورد سیمان و خواص آن

112 صفحه word |فونت tahoma سايز 14| قابل اجرا در آفيس 2007 و نسخه هاي جديدتر|قابل ويرايش و آماده چاپ
بخشي از تحقيق

سيمان پس از توليد در سيلوهاي مخصوص ذخيره مي‌شود تا از آنجا به كارگاه منتقل گردد. انتقال سيمان به دو شكل انجام مي‌شود كه عبارتنداز:

 1ـ پاكتي

 2ـ فله‌اي

در روش پاكتي، سيمان در پاكتهاي استانداردي بسته بندي و راهي بازار مصرف مي‌شود. مطابق استاندارد ، كيسه‌ها بايد در وزنهاي 25 يا50 كيلوگرم و حداقل داراي سه لايه كاغذي باشند كه جهت جلوگيري از نفوذ رطوبت ، بين دو تا از لايه‌ها بايد غيراندود يا يكي از جنس پلاستيك باشد. بر روي پاكتهاي سيمان بايد علامت تجاري كارخانه ، نام توليد كننده، نوع سيمان، وزن كيسه و تاريخ توليد با رنگ مخصوص به تيپ هر سيمان نوشته شده باشد.

 در روش فله‌اي، ماشين مخصوص حمل سيمان[1] در زير سيلو بارگيري كرده، بار خود را به سيلوي كرگاه منتقل مي‌كند. هنگام تخليه ماشين حمل سيمان، پس از اتصال لوله رابط به سيلو، با افزايش فشار و برقراري جريان هوا در لوله ، ذارت سيمان همانند سيال به داخل سيلو منتقل مي‌شوند.

2ـ4ـ فساد سيمان

دو عامل باعث فساد سيمان مي‌شود كه عبارتند از:

1ـ جذب رطوبت از محيط

2ـ جذب  از هوا

فساد سيمان در اثر رطوبت را هيدراته شدن [2]و در اثر جذب  را كربناته شدن[3] گويند. به منظور جلوگيري از فاسد شدن سيمان در كارگاه، نكات چندي در مورد انبار كردن و استفاده از سيمان بايد مدنظر قرار گيرد كه به آنها اشاره مي‌نماييم.

 1ـ در صورت انتقال سيمان از كارخانه به كارگاه به صورت كيسه‌اي ، حتماً سطح بارگير تريلي با برزنت يا پلاستيك پوشيده شود.

 2ـ هنگام تخليه و انتقال كيسه‌ها از پاره‌ شدن آنها جلوگيري شود.

 3ـ كيسه‌هاي رسيده به كارگاه در انبارهاي سرپوشيده نگهداري شوند يا روي آنها روكش پلاستيكي قرار گيرد.

 4ـ به هيچ وجه كيسه‌ها روي زمين چيده نشوند. براي قرار دادن كيسه‌ها از سطوح چوبي كه سطح آنها حداقل cm20 از زمين فاصله دارد استفاده شود.

 5ـ حداكثر تعداد 12 كيسه سيمان روي يكديگر قرار داده شوند.

6ـ هيچگاه بيش از مقدار مورد نياز و پيش از زمان لازم ملات درست نشود.

در مورد اول و سوم، جذب رطوبت در اثر بارش احتمالي مد نظر بوده است. مورد دوم مربوط به جذب رطوبت و  هواست. چهارمين مورد به جذب آب از زمين در اثر عوامل مختلف همچون جاري شدن آب در كارگاه اشاره دارد. در صورت وجود فاصله مناسب بني سطح چوب و زمين، جريان هوا زير كيسه‌ها برقرار شده ، از مرطوب شدن آنها جلوگيري مي‌‌كند (شكل 2ـ6) . عدم رعايت نكته پنجم باعث مي‌شود سيمان در كيسه‌هاي زيرين تحت فشار قرار گيرد و در اثر جذب اندكي رطوبت كلوخه شود (شكل 2ـ6). نكته ششم نيز در اين رابطه است كه اگر احتمالاً يكي از محموله‌هاي رسيده به كارگاه فاسد يا داراي هر ايراد ديگري باشد، بتوان آن محموله را به راحتي شناسايي و جدا كرد . آخرين مسأله به فاسد شدن سيمان و عدم كارايي ملات در اثر سپري شدن زمان گيرش آن اشاره دارد.

؟

2ـ5ـ عناصر و خواص سيمان

در فرايندهاي توليد و مصرف سيمان، به طور عمده در دو مرحله با تغييرات شيميايي مواجه هستيم:

 1ـ هنگاميكه مواد در دماي بيش از 1400 درجه كوره با يكديگر فعل و انفعال شيميايي انجام مي‌دهند.

 2ـ هنگام مخلوط شدن سيمان با آب و انجام واكنش هيدراتاسيون .

در سيمان عناصر گوناگوني همچون كلسيم، سيليسيم، آلومينيوم ، آهن ، منيزيم، سديم، پتاسيم و گوگرد وجود دارد. البته بيشتر اين عناصر به صورت اكسيد وجود دارند. يعني CaO، . (در شيمي سيمانCaO را با C،  را باS،  را با A و  را با F  نمايش مي‌دهند.) به اين تركيبات،اكسيدهاي ساده سيمان گويند. برخي از اين تركيبات در فرايندهاي دروني كوره با يكديگر تركيب شده، اكسيدهاي مركب زير را به وجود مي‌آورند: دي كلسيم سيليكات ، تري كلسيم سيليكات  ، تري كلسيم آلومينات  ، تتراكلسيم آلومينات فريت مقادير اكسيدهاي ساده و مركب در آزمايشگاه تعيين مي‌شوند . لكن سري فرمولهاي تجربي باجو[4] نيز در محاسبه مقادير اكسيدهاي مركب كاربرد دارند. اين فرمولها عبارتنداز:

 

هر كدام از اكسيدهاي مركب ، مسؤول بخشي از خواص سيمانند. قسمت عمده سيمان از سيليكاتهاي كلسيم (حدود 50 درصد  و بين 20 تا25 درصد ) تشكيل مي‌شود و كليه خواص مفيد همچون چسبندگي ، ثبات ، مقاومت و مربوط به آنهاست. تفاوت با در آنست كه  با آب سريع واكنش داده ، مقاومت اوليه را همراه با حرارت هيدراتاسيون زياد توليد مي‌كند. اما  كندتر واكنش نشان داده ، با توليد حرارت هيداراتاسيون كمتر، تأمين مقاومت نهايي سيمان را بر عهده دارد. به عبارتي مقاومت هفت روز اول توسط  و مقاومت تا 28 روز و به بعد توسط  تأمين مي‌شود.  در كوره خود به خود توليد مي‌شود و تنها مي‌توان ميزان آن را كم كرد.  اكسيدي است ناپايدار كه در مجاور عوامل سولفاتي فوراً به ماده ديگري به نام اترنژيت تبديل مي‌شود. اترنژيت در اثر جذب آب، افزايش حجم پيدا مي‌كند كه باعث ترك خوردن بتن مي‌شود. اين پديده را اصطلاحاً حمله سولفاتها[5]گويند.  با آب به سرعت واكنش داده، گيرش حاصل مي‌ كند. جهت جلوگيري از بروز اين پديده ـ كه به آن گيرش آني مي‌گيرند ـ هنگام آسياب نهايي كلينكر به آن بين 3 تا 4 درصد سنگ گچ  مي‌افزايند. سنگ گچ با  واكنش ايجاد مي‌كند و سولفو آلومينات كلسيم نامحلول  به وجود مي‌آورد و از اين طريق از ظهور گيرش آني جلوگيري مي‌نمايد. بعداً خواهيم ديد جهت تهيه سيمان ضد سولفات (تيپ5) درصد  را كاهش مي‌دهند.  نقش چنداني در خواص سيمان ندارد و صرفاً به عنوان كاتاليزور حرارتي ايفاي نقش مي‌كند؛ به گونه‌اي كه اگر نباشد، دماي پخت لازم در كوره مقداري بسيار بيشتر ا ز1400 درجه خواهد بود.

2ـ6ـ5ـ ضريب اشباع آهكي[6]

ضريب اشباع آهكي (L.S.F)گوياي نسبت سنگ‌ آهك به خاك رس است و از فرمول ذيل محاسبه مي‌شود.

 

در آزمايشگاه پس از تجزيه سنگ آهك و خاك رس ، مقادير تركيبات مورد نظر در فرمول L.S.F را محاسبه كرده ،ضريب اشباع آهكي را بدست مي‌آورند. مطابق آيين نامه مقدار اين ضريب بايد بين 66،0 و 02،1 باشد:

 

اگر ضريب اشباع آهكي كمتر از 66،0 باشد، بدان معناست كه مقدار سنگ آهك در سيمان كم است و سيمان مقاومت كافي ندارد. اگر اين ضريب از 02،1 تجاوز كند، بدان معني است كه ميزان سنگ آهك بيش از مقدار لازم جهت تركيب با خاك رس است . مازاد سنگ آهك، در اثر حرارت زياد كوره و فعل و انفعالات پيچيده آن به «آهك سوخته شده آزاد» تبديل مي‌شود. تفاوت آهك سوخته شده آزاد با آهك در آنست كه تغيير حجم آهك در مجاورت آب در چند لحظه انجام شده ، پايان مي‌پذيرد؛ حال آنكه اين پديده در مورد آهك سوخته شده آزاد، بسيار آهسته و طي چند سال صورت مي‌گيرد و اگر اين سيمان در ساخت بتن بكار رود، باعث ترك خوردن آن مي‌شود .

 

2ـ6ـ11ـ زمان گيرش[7]

تغيير وضعيت ژل سيمان از حالت خميري به حالت جامد را گيرش گويند. زمان گيرش سيمان از آن جهت حائز اهميت است كه كليه عمليات انتقال ، پمپ ، در قالب ريختن و احتمالاً پرداخت سطحي بتن فقط در اين بازه زماني ممكن است. به طور كلي دو نوع زمان گيرش در مورد سيمان لحاظ مي‌شود كه عبارتند از :

 1ـ زمان گيرش اوليه

 2ـ زمان گيرش نهايي

آيين‌نامه حداقل گيرش اوليه را يك ساعت و حداكثر زمان گيرش نهايي را 10 ساعت (براي سيمانهاي معمولي) مي‌داند.

 زمان گيرش با دستگاهي به نام ويكات (به نام شيمي‌دان فرانسوي) مطابق شكل 2ـ12 سنجيده مي‌شود. اين دستگاه شامل يك بازوي متحرك متصل به ميله‌اي عمودي است كه تشكيلات سوزن همراه با عقربه نفوذ بر روي اين بازو نصب است و در كنار آن صفحه مدرج عمودي قرار دارد. در كنار ميله عمودي و زير بازوي متحرك يك مخلوط ناقص بر روي صفحه پايه قرار دارد. تشكيلات سوزن شامل ميله‌اي عمودي است كه در يك طرف آن سوزني با سطح مقطع دايره به قطر  mm10 و در سر ديگر سوزني به مساحت 1 قرار دارد. از طرف با قطر mm10 براي تعيين ميزان آب متعارف استفاده مي‌شود(بخش 2ـ6ـ10) .

؟

جهت تعيين زمان گيرش اوليه[8]، خميري از سيمان مورد نظر با درصد آب متعارف مي‌سازند و از لحاظ اختلاط آب و سيمان ، زمان سنج را به كار مي‌اندازند. سپس ظرف مخروطي را از خمير حاصل پر كرده ، سطح آن را صاف مي‌كنند و نوك سوزن به سطح قاعده 1 را بر سطح آن به صورت مماس قرار مي‌‌دهند. آنگاه پيچ ميله را شل مي‌كنند تا سوزن تحت وزن خود و ميله(gr300) به داخل خمير سيمان فرو رود. ميزان نفوذ سوزن در خمير سيمان از روي صفحه مدرج قرائت مي‌شود(ممكن است سوزن به طور كامل در خمير فرو رود). اين آزمايش در فواصل زماني معين تكرار و هر بار ميزان نفوذ سوزن در خمير سيمان يادداشت مي‌شود. مطابق تعريف، زمان گيرش اوليه زماني است كه سوزن با سطح مقطع 1 به اندازه mm2 در خمير سيمان نفوذ كند. با رسم نمودار ميزان نفوذ ـ زمان مي‌تواند زمان گيرش اوليه را بدست آورد(شكل 2ـ13).


؟

جهت بدست آوردن زمان گيرش نهاي[9]،به شيوه‌اي مشابه فوق و با استفاده از سوزن مخصوص به خود عمل مي‌شود. سوزن گيرش نهايي همانند سوزن گيرش اوليه با اين تفاوت است كه يك كلاهك به گونه‌اي بر روي آن نصب شده كه قاعده آن mm5,0 تا سر سوزن فاصله دارد (شكل 2ـ14).

؟

مطابق تعريف ، زمان گيرش نهايي زماني است كه نوك سوزن مخصوص به اندازه mm5,0 در خمير نفوذ كند يا قاعده كلاهك بر روي سطح خمير بنشيند.


دسته:

تحقیق در مورد سیمان و خواص آن

خرید آنلاین