فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 28 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
روشهاى ساخت سیمان
فهرست :
روشهاى ساخت سیمان
اصول زمین شناسی در سد سازی ( 1 )
اصول زمین شناسی در سد سازی ( 2 )
اصول زمین شناسی در سد سازی ( 3 )
تکنولوژی اجراء در سد خاکی با هسته رسی
آشنایی با GPS و چگونگی کار با ماهواره ها
روشهاى ساخت سیمان
روشهاى مختلفى براى تولید سیمان وجود دارد. اصولا چهار روش براى تولید سیمان وجود دارد :
1- روش تر
2- روش نیمه تر
3- روش نیمه خشک
4- روش خشک
- روش تر و نیمه تر
در روش تر و نیمه تر خاک رس مصرفى در دستگاه دوغاب ساز ( Wash mill ) ، تبدیل به دوغاب مى گردد. سپس دوغاب خاک رس به همراه سنگ آهک در آسیاب مواد خام مخلوط و نرم گشته و تبدیل به دوغاب با غلظت بیشترى مى شود. پس از تنظیمات لازم توسط آزمایشگاه، بعنوان خوراک کوره مورد مصرف قرار مى گیرد. در روش نیمه تر، مواد خروجى از آسیاب مواد به صورت دوغاب است و قبل از ورود به کوره بوسیله فیلتر پرس آب آن گرفته مى شود و بصورت کیک یا آماج ( حبه ) به کوره تغذیه مى گردد.
- روش نیمه خشک
در روش نیمه خشک مواد اولیه بصورت خشک با یکدیگر مخلوط گشته و به آسیاب مواد خام تغذیه مى گردند. مواد خروجى از آسیاب مواد به صورت پودر است. قبل از تغذیه این پودر به کوره مقدارى آب روى آن پاشیده مى شود و آن را به صورت آماج یا حبه در آورده و به کوره تغذیه مى نمایند.
- روش خشک
در روش خشک مواد اولیه خشک وارد آسیاب مى شود. پودر خروجى از آسیاب مواد، پس از تنظیم، به عنوان خوراک کوره مصرف مى گردد.
روشهاى مختلفى براى تولید سیمان هاى مختلف وجود دارد که عمدتا بستگى به تکنولوژى مورد استفاده و جنس سیمان دارد، تکنولوژى مورد استفاده براى تولید سیمان به مرور دستخوش تحول و پیشرفت بوده است. هم اکنون صنعت سیمان با برخوردارى از آخرین تکنیک هاى اعجاب انگیز، با استفاده از روش خشک و به کمک سیستم هاى اتوماتیک، شاهد پیشرفت هاى شگرف در طول تاریخ 160 ساله تولید صنعتى خود مى باشد. روش تولید برخى سیمان ها نظیر سیمان آلومینایى کاملا متفاوت با روش تولید سیمان پرتلند مى باشد.
مواد خام و معادن
مواد خام تشکیل دهنده سیمان اساساً از اکسیدهای سیلسیم و آهن تشکیل شده اند . این مواد در کوره با هم ترکیب شده و به غیر از مقداری آهک آزاد باقیمانده ، که فرصت کافی برای فعل و انفعالات نداشته است ، ترکیبات شیمیایی جدید و پایداری نتیجه می شوند.در هنگام خنک کردن مصالح بر اساس سرعت خنک کردن، مواد به شکل بلوری و بی شکل ظاهر می گردند دانه های بی شکل که که اکثراً شیشه ای هستند و دانه های بلوری شده، در حالی که یک فرمول شیمیایی دارند، دارای خواص متفاوتی می باشند. برای سیمان معمولی، درصد ترکیبات حاصل از فعل و انفعالات فوق با داشتن درصد اکسید های موجود در کلینکر و با فرض اینکه کریستاله شدن کامل انجام پذیرفته باشد، قابل محاسبه استترکیبات اصلی سیمان عبارتند از:
سه کلسیم سیلیکات(C3S)-دو کلسیم سیلیکات(C2S)-سه کلسیم آلومینات(C3A)-چهار کلسیم آلومینوفریت(C4AF)
سیلیکاتها یعنی C2S,C3S ترکیبات اصلی و مهم سیمان می باشند و در حقیقت مقاومت سیمان هیدراته شده به آنها بستگی دارد.در حقیقت حضور C3A در سیمان سودمند نیست.این ترکیب نقشی در مقاومت سیمان به جز کمی در سن اولیه آن نداشته و بعد از سخت شدن سیمان،در معرض حمله سولفات ها با تشکیل سولفو آلومینات کلسیم سبب خرابی و فساد آن می گردد.
انواع سیمان
پنج نوع سیمان پُرتلند بر اساس ASTM C150، هشت نوع سیمان هیدرولیکی مخلوط شده بر اساس ASTM C595، سه نوع سیمان بنایی بر اساس ASTM C91، دو نوع سیمان پلاستیک، سه نوع سیمان انبساطی و تعدادی سیمان‌های مخلوط یا پرتلند ویژه برای بلوک ، لوله و سایر کاربردها وجود دارند. تعدادی سیمان‌های زودگیر و زود سخت شونده نیزامروزه در دسترس هستند که با مشخصات C595 مطابقت دارند. به علاوه سیمان‌های پُرآلومینیوم و منیزیم یا سیمان‌های سورل نیز وجود دارند.برخی سیمان‌ها در بازارهای منطقه‌ای محدودی در دسترس هستند، ولی انواع III,II,I معمولاً در تمامی بازارها موجود وقابل دستیابی‌اند. بسیاری از سیمان‌های نوع II,I مشخصات هر دو نوع را ارضا می‌نمایند. بعضی از سیمان‌های نوع II ویژگی‌های اجرایی نوع V را دارا هستند. ترکیبات شیمیایی زیر به عنوان نمونه بیانگر مقایسه بین انواع سیمان پرتلند میباشد. البته مقادیر واقعی ترکیبات مربوط به هر سازنده با مقادیر نمونه زیر قدری تفاوت دارند.
سیماهای پرتلند استاندارد به شرح ذیل می‌باشند:
نوع I، سیمان معمولی (ASTM C150) :
این نوع عموماً استفاده می‌شود مگر اینکه مشخصاً نوع دیگری ذکر شده باشد. غالباً مشخصات نوع II را ارضا می‌نماید. بعضی از موارد مصرف آن عبارتند از: جدول خیابان‌ها، ملات‌ها، اندود ها و پی ساختمان هایی که امکان حمله سولفات ها در آنها وجود ندارد.
نوع II، مقاومت متوسط در مقابل سولفات (ASTM C150 اصلاح شده):
برای مواردی که حرارت هیدراسیون متوسط مطرح باشد به کار می رود. حداکثر C3A به میزان 8 درصد است. این نوع سیمان برای بتن در مجاورت آب دریا نیز می تواند استفاده شود.
نوع III، زود سخت شونده (ASTM C150):
این سیمان بیشتر آسیاب شده و دارای درصد های بالاتر C3A و C3S است. مقاومت‌های فشاری 3 و 7 روزه بتن ساخته شده با این نوع سیمان به ترتیب با مقاومت‌های 7 روزه و 28روزه بتن ساخته شده با انواع II, I تقریباً معادل است. ولی مقاومت نهایی حدوداً برابر یا کمتر از دو نوع دیگر می باشد.
نوع IV، کم حرارت (ASTM C150):
درصدهای C4AF , C2S نسبتاً بالا است. در حالی که درصدهای C3A و C3S پایین است. حرارت هیدراسیون نسبت به سایر انواع کمتر است و کندتر توسعه می یابد. روند کسب مقاومت خیلی کندتر است. این نوع سیمان در سازه‌های بتنی حجیم با نسبت‌های پایین سطح به حجم استفاده شده و فقط در صورت سفارش خاص برای تناژهای خیلی زیاد و مدت طولانی مصرف قابل تأمین است. این سیمان نسبت به سایر انواع، مدت طولانی‌تری برای عمل آوری نیاز دارد.
نوع V، ضد سولفات (ASTM C15) :
این سیمان مقدار خیلی کمی C3A دارد (5%). به جای این معیار می‌توان یک حد جایگزین با استفاده از مشخصات C452 ASTM برای C3A+C4AF تعیین نمود. این نوع سیمان برای بتن‌های در مجاورت سولفات‌های قلیایی خاک، سولفات‌های آب‌های زیرزمینی، و آب دریا استفاده می‌شود. معمولاً کارخانه‌های زیادی این سیمان را عرضه می کنند ولی امکان دارد سفارشات مخصوص نیز مورد نیاز باشد.
انواع IIIA,IIA,IA، هوادار (ASTM C150):
این سه نوع سیمان از نظر ترکیب شبیه سیمان‌های نوع II,I و III بوده به جز اینکه درحین ساخت یک ماده افزودنی حباب هوازا با آنها مخلوط شده است. البته برای تأمین حباب هوا در بتن روش ضعیفی است و نمی توان سایر عوامل مؤثر بر روی حباب هوا در بتن را با آن تغییر داد. این نوع سیمان‌ها معمولاً فقط در آمریکای شرقی یافت می‌شوند. در ایران نیز تا به حال استاندارد و تولید نشده‌اند.
سیمان‌های مخلوط (ASTM C595) :
این سیمان‌ها شامل مخلوط آسیاب شده کلینکر سیمان های پرتلند عادی و خاکستر بادی، پوزولان طبیعی یا کلسینه شده و یا سرباره با درصدهای مشخص می باشد. آنها همچنین ممکن است شامل مخلوط‌های آهک سرباره و آهک پوزولان باشند. این سیمان‌ها عموماً ولی نه الزاماً باعث افزایش مقاومت بتن در مقابل واکنش قلیایی سنگدانه‌ها (به علت مصرف آهک آزاد بتن)، حمله سولفاتی و آب دریا می‌شوند. همچنین به علت نفوذ پذیری کمتر، مقاومت بیشتری در مقابل آسیب ناشی از یخ زدن و آب‌شدن و نمک‌های یخ زدا نشان می‌دهند. روند آزادسازی حرارت توسط سیمان های مخلوط کندتر بوده و ممکن است کسب مقاومت کندتری به خصوص در دماهای پایین داشته باشند. با این حال باید توجه داشت که میزان کل حرارت آزاد شده توسط این سیمان ها با سیمان های پرتلند مشابه خودشان تفاوت چندانی ندارد و در نهایت نیز سیمان های مخلوط به مقاومت نهایی در حدود سیمان های پرتلند خواهند رسید.
سیمان بنایی (ASTM C91) (Masonry cement):
سیمان بنایی سیمانی است که در بیشتر کشورهای صنعتی جهان به منظور مصرف در ملات ها و کارهای بنایی ساخته می‌شود. اکثر کارخانه‌ها فرمول خاص خود را برای ساختن این سیمان رعایت کرده و آن را مخفی نگه می‌دارند و منتشر نمی‌کنند.
این سیمان در سه نوع M,S,N تولید می‌شود که نوع M بیشترین مقاومت را برای ملات‌های بنایی ایجاد می‌کند.
این سیمان معمولاً از مخلوط کردن حدود (50%) کلینکر سیمان پرتلند و حدود (45%) گرد سنگ آهک مرغوب و قدری سنگ گچ و برخی مواد افزودنی با مقاومت کمتر از سیمان پرتلند ولی دارای خواص مطلوب جهت کارهای بنایی ساخته می‌شود. بعضی سیمان های بنایی، آمیخته‌ای از سیمان پرتلند و آهک مرده و مواد افزودنی هستند.
سیمان های سفید و رنگی (ASTM C150):
این نوع سیمان با مشخصات سیمان پرتلند نوع III,I مطابقت دارد. با این تفاوت که با انتخاب مواد اولیه مناسب، از ورود مواد رنگی نظیر اکسیدهای آهن و منیزیم و غیره به فرآیند ساخت جلوگیری می‌شود. برای ساختن سیمان های رنگی، مواد رنگی معدنی بی اثر شیمیایی را به سیمان می افزایند. با سیمان پرتلند نیز می‌توان سیمان های رنگی قرمز، قهوه‌ای و سیاه ساخت. سیمان های سفید و رنگی بیشتر برای کارهای تزئینی مصرف می‌شوند رنگ سیمان باید در برابر عوامل جوی و نور پایدار باشد. مواد رنگی متداول عبارتند از:
1- اکسید آهن برای رنگ های قرمز، زرد، قهوه‌ای و سیاه.
2- اکسید منگنز برای رنگهای سیاه و قهوه‌ای.
3- اکسید و هیدروکسید کروم برای رنگ سبز و آبی.
4- کبالت برای رنگ آبی. 5- اولترامارین برای رنگ سرمه‌ای.
6- دوده برای رنگ سیاه.
8- کهربای خام و سوخته برای رنگ قهوه‌ای. 9- گل اخرا برای رنگ زرد.
میزان رنگ حدود (5%) تا (10%) وزنی سیمان است.
سیمان پلاستیک :
سیمان پلاستیک از آسیاب کردن یک عامل روان کننده معدنی با کلینکر سیمان پرتلند که با مشخصات نوع II,I استاندارد ASTM مطابقت داشته باشد، حاصل می‌گردد. آیین نامه UBC استفاده از عوامل روان کننده را حداکثر تا 12 درصد کل حجم مجاز می‌داند. سیمان پلاستیک الزامات مذکور در C150 ASTM به جز باقی مانده غیر محلول، حباب هوا و مواد افزودنی بعدی برای کلسینه سازی به علاوه مقررات خاص UBC را برآورده می‌سازد. سیمان پلاستیک برای پلاسترهای سیمان پُرتلند و اندود گچ و سیمان به کار می‌رود و به دلیل مقدار زیاد هوای ایجاد شده برای بتن توصیه نمی‌گردد.
از این نوع سیمان برای ساخت بتن هایی که احتمال نشست های غیر متقارن در آن ها می رود هم می توان استفاده کرد.
سیمان چاه نفت (استاندارد API 10):
این نوع سیمان شامل چندین گروه بوده و به گونه‌ای طراحی شده که شرایط دما و فشار بالای ایجاد شده در تزریق چاه نفت را جواب گو باشد. این سیمان دوغاب با لزجت کم و گیرش کند ایجاد می‌کند که به منظور سهولت فشار پمپاژ در چاه های عمیق تا حد ممکن روان باقی بماند. مقدار کمی C3A دارد. درشت دانه است و نمی‌تواند شامل مواد کمکی برای آسیاب کردن باشد.
سیمان منبسط شده انواع M,K,S :
این نوع سیمان‌ها برای جلوگیری از انقباض بتن و به حداقل رساندن ترک خوردگی استفاده می‌شود. مقاومت آنها در مقابل سولفات‌ها کم است و فقط براساس سفارش تولید می‌گردد.
سیمان پر آلومینیوم :
این نوع سیمان به جای سلیکات‌های کلسیم دارای آلومینات‌های کلسیم است. مقاومت اولیه زیادی دارد (24 ساعته) و دارای خواص نسوز است. اگر بتن ساخته شده با این نوع سیمان در طول 24 ساعت پس از مخلوط کردن و ریختن سرد نگه داشته نشود، 40 درصد تنزل مقاومت در یک دوره 6 ماهه خشک شدن می‌تواند حادث شود.
اصول زمین شناسی در سد سازی
عوامل مؤثر در انتخاب نوع سد
سدها با توجه به نوع مصالح مورد استفاده و شکل ساختمان آنها به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند. انتخاب نوع سد معمولاً طوری صورت می‌گیرد که بیشترین سازگاری را با محیط اطراف خود به وجود می‌آورد و در این شرایط است که موفقیت سد تضمین می‌گردد.
شکل دره
دره‌ها معمولاً در اثر عملکرد پدیده‌های مختلف زمین‌شناسی شکل می‌گیرند. شکل یک دره می‌تواند در انتخاب نوع سد نقش عمده‌ای داشته باشد در طرحهای مهندسی سد دره‌ها با در نظر گرفتن دو شاخص زیر معرفی می‌شوند:
الف- پهنای دره در محل تاج سد (B)
ب- عمق دره در محل احداث سد (H)
یکی از روش‌های ساده برای طبقه‌بندی دره‌ها با توجه به شکل، طبقه‌بندی آنها با توجه به روش توماس B/H میباشد. دره‌ها از نظر شکل به سه مجموعه زیر تقسیم می‌شوند:
1- دره عمیق Gorge Valley دره‌ای است که در آن B/H کمتر از 3 میباشد.
2- دره تنگ Narrow Valley دره‌ای است که در آن B/H بین 3 تا 6 میباشد.
3- دره باز Wide Valley دره‌ای است که در آن B/H بیش از 6 میباشد.
نوع سد پیشنهادی برای هر کدام از این دره‌ها در جدول (1) و شکل زیر ارائه شده است.
تصویر تأثیر شکل دره در انتخاب نوع سد
جدول 1 شکل دره‌ها و نوع سد پیشنهادی برای آنها
استقامت زمین
یکی از عوامل مؤثر در استقامت زمین محل اجرای پروژه، خواص مهندسی سنگها و خاکهای منطقه احداث سد است. ظرفیت باربری یکی از شاخصهایی است که به این عوامل بستگی دارد و می‌توان به وسیله آن استقامت زمین را مورد سنجش قرار داد. جدول زیر الگویی مناسب برای احداث یک سد با در نظر گرفتن ظرفیت باربری مجاز زمین میباشد:
با بررسی جدول فوق به تفاوت ظرفیت باربری در مورد انواع سدها آشنا می‌شویم. سدهای خاکی با داشتن سطح قاعده وسیعتر سبب پراکنده شدن بار سد در گستره وسیع‌تری می‌شوند و در نتیجه واحد سطح کمتری خواهیم داشت.
و در مقابل سدهای بتونی قوس مضاعف به صورت بالعکس عمل می‌کنند. بنابراین خواص باربری زمین در انتخاب نوع سد با توجه به شکل ساختمانی آن و کوه انتقال نیرو نقش عمده‌ای پیدا می‌کنند.
علاوه بر موارد مذکور شاخصهای دیگر مهندسی سنگها و خاکها از قبیل مقاومت‌های ترا کمی، برشی و کششی، مدول الاستیسیته، ضریب پواسیون و همچنین عوامل مختلفی نظیر میزان هوا زدگی، درصد اشباع شد گی و موارد دیگری که در جداول زیر طبقه‌بندی شده‌اند می‌توانند نقش اساسی در روند اجرای پروژه ایفا کنند.
در پایان می‌توان به موارد دیگری نیز اشاره کرد که نقش مهمی در تصمیم‌گیری‌های اولیه مبنی بر آغاز پروژه ایفا می‌کنند از این قبیل موارد می‌توان به انتخاب نوع سد و موقعیت جغرافیایی آن و نکات دیگری اشاره کرد که از نقطه نظر فراوانی، مصالح مورد بررسی‌های اولیه قرار می‌گیرند که چه بسا همین بررسی‌ها نیز پروژه‌ای را صرفاً به علت مناسب نبودن بازدهی به طور کامل متوقف کند.
برای تفهیم بهتر این موضوع در جدول زیر به یکی از شاخه‌های عوامل یاد شده اشاره شده است. به این صورت که به مقایسه حجم مصالح مصرفی سدهای بتونی قوسی و سدهای خاکی پرداخته شده است.
با ذکر عوامل یاد شده مشاهده می‌شود که حتی اگر جزئی‌ترین موارد در هر کدام از این زیرشاخه‌ها با بی‌تفاوتی و یا کمرنگ جلوه دادن آن مواجه شود چه بسا خسارات فراوانی را در پروژه‌های گوناگون باید متحمل شویم. با طبقه‌بندی این عوامل می‌توان آنها را به صورت کلی به چند بخش تقسیم کرد تا یک نمای کلی از عوامل مؤثر در مطالعات زمین‌شناسی ساخت. سد در ذهن ایجاد شود.
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 28 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
روشهاى ساخت سیمان