Սիմենտի ներածություն
Սիմենտը շինանյութերից մեկն է՝ փափուկ փոշի, որն ունի բարձր կպչուն հատկություններ և օգտագործվում է որպես շինարարական կապակցիչ: Այս կարևոր նյութը, որի միլիոնավոր տոննաներ ամեն տարի արտադրվում են երկրում տարբեր նպատակներով, կարծրանում է օդում և նույնիսկ ջրի տակ, ժամանակի ընթացքում ձեռք բերելով ավելի մեծ ամրություն և անսահմանափակ կյանքի տևողություն:
Սիմենտն ինքնին զգալի դիմադրություն չունի ճնշմանը: Սակայն, երբ խառնվում է ավազի, մանրախիճի և ջրի հետ՝ ձևավորելով հաշմանդամ կամ բետոն, այն ժամանակի ընթացքում ձեռք է բերում անհրաժեշտ ամրություն: Այլ կերպ ասած, սիմենտները կապակցող նյութեր են, որոնք կարող են մասնիկները միացնել միմյանց՝ ստեղծելով միասնական ամբողջություն իր բաղկացուցիչ տարրերից:
Սիմենտի գիտական սահմանում
Գիտական տեսանկյունից սիմենտը կալցիումի օքսիդի (կրի) և այլ օքսիդների, ինչպիսիք են ալյումինի օքսիդը, սիլիկոնի օքսիդը և երկաթի օքսիդը, միացություն է: Այն ջրի նկատմամբ կապակցություն ունի և աստիճանաբար կարծրանում է օդի հետ շփման կամ ջրի տակ գտնվելու դեպքում՝ ձեռք բերելով ամրություն: Այս կարծրացումը նման չէ կավի չորացմանը, երբ ջուրը կորցնում է. սա քիմիական ռեակցիա է, որի արդյունքում առաջանում է նոր նյութ: Կարծրացումից հետո սիմենտը ջրի հետ կրկին չի փափկի:
«Սիմենտ» բառի նշանակությունն ու ծագումը
«Սիմենտ» տերմինը հաճախ օգտագործվում է ընդհանուր իմաստով՝ բոլոր տեսակի կապակցող նյութերը նկարագրելու համար, սակայն ավելի ճշգրիտ իմաստով այն վերաբերում է շենքերում և կառույցներում օգտագործվող կպչուն նյութերին՝ քաղաքացիական ճարտարագիտության ոլորտում: Սիմենտի կարծրացումն ու ամրացումը տեղի է ունենում հիդրացիայի (ջրի հետ միացման) միջոցով՝ սիմենտի և ջրի միջև քիմիական ռեակցիա, որն առաջացնում է մանրադիտակային բյուրեղներ կամ գելանման նյութ: Ջրի տակ անգամ կարծրանալու իր կարողության շնորհիվ շինարարական սիմենտը հաճախ անվանվում է հիդրավլիկ սիմենտ: «Սիմենտ» բառը ծագում է հունական caementum տերմինից, որը նշանակում է «քարը կտորների բաժանել», ինչպես օգտագործվել է հռոմեական հաշմանդամում, թեև այն ուղղակիորեն կապված չէ կապակցող նյութի հետ:
Սիմենտի պատմություն
Սիմենտը հին ժամանակներում
Մարդը ծանոթ է եղել սիմենտին հնագույն ժամանակներից՝ աստիճանաբար գիտակցելով դրա դերն ու կարևորությունը, ամեն օր ձգտելով կառուցել ավելի ամուր կառույցներ, քան նախկինում: Քարե դարի վերջին մարդիկ, ովքեր ապրում էին որսորդությամբ և հավաքչությամբ և տեղաշարժվում էին ընդարձակ տարածքներում սնունդ փնտրելու համար, բնակվում էին ժամանակավոր կացարաններում: Մ.թ.ա. մոտ 10,000 թվականին թվագրվող գյուղատնտեսական հեղափոխությունը խթան դարձավ մշտական բնակավայրերի և տների կառուցման համար: Մարդն այլևս չէր հետևում որսին կամ երամակներին՝ տեղից տեղ, այլ մնում էր մեկ վայրում՝ իր դաշտերին խնամելու համար: Մերձավոր Արևելքում հայտնաբերվել են ամբողջ գյուղերի մնացորդներ՝ կլոր բնակարաններով, որոնք կոչվում են «Թոլուի» (Tholoi), որոնց պատերը պատրաստված էին սեղմված կավից:
Վաղ հաշմանդամներ և հիդրավլիկ սիմենտ
Քարերը և կերամիկան միացնելու համար օգտագործվող հաշմանդամը ավազի, կրի և ջրի խառնուրդ էր: Ջրի տակ գտնվող կառույցների մասերի համար ավելացվում էր «պոզոլանա» կոչվող սիլիցիումի նյութ, որը հաշմանդամը դարձնում էր ամուր և ջրակայուն: Իրականում, հիդրավլիկ սիմենտի (ջրի հետ ռեակցիայի մեջ մտնող) ծագումը վերադառնում է Հին Հունաստանին և Հռոմին: Օգտագործված նյութերը ներառում էին կիր և որոշակի տիպի հրաբխային մոխիր, որը դանդաղորեն ռեակցիայի էր մտնում ջրի հետ՝ ձևավորելով ամուր զանգված: Այս կպչուն նյութը կազմում էր հաշմանդամը և բետոնը, որոնք օգտագործվում էին Հռոմում ավելի քան երկու հազար տարի առաջ, ինչպես նաև հետագա շինարարական նախագծերում Արևմտյան Եվրոպայում: Նրանք այս հաշմանդամն օգտագործում էին աշտարակներ, պատեր, ճանապարհներ, ջրամբարներ, բաղնիքներ, տաճարներ, պալատներ և ամրոցներ կառուցելու համար:
Պոզոլանա և ժամանակակից սիմենտի ծագում
Հանքից արդյունահանվող հրաբխային մոխիրը, որը գտնվում էր «Պոզոլա» քաղաքի մոտ (ժամանակակից Իտալիա), հարուստ էր ալյումինի սիլիկատներով, և Հին Հռոմի հայտնի «պոզոլանա» սիմենտն իր անունը ստացել է այդ աղբյուրից: Այսօր պոզոլանա կամ պոզոլան տերմինները վերաբերում են կա՛մ սիմենտին, կա՛մ ջրի առկայության դեպքում կրի հետ ռեակցիայի մեջ մտնող և սիմենտ ձևավորող ալյումինի սիլիկատներ պարունակող ցանկացած փափուկ նյութի: Հնագույն ժամանակների լավագույն սիմենտը վերագրվում է հռոմեացիներին:
Սիմենտը նոր ժամանակներում
Սիմենտի գիտական արտադրությունը սկսվեց 18-րդ դարում: 1756 թվականին Ջոն Սմիթոնին հանձնարարվեց վերակառուցել Էդդիսթոնի փոքր փարոսը Լա Մանշում՝ Անգլիայի Կորնուոլի ափերի մոտ: Իր փորձերի ընթացքում նա հաջողությամբ ստեղծեց Պորտլենդի քարին նմանվող նյութ՝ խառնելով ոչ մաքուր կրաքարը և կավը և այրելով դրանք: Հետագա տարիներին կրաքարի և կավի տարբեր խառնուրդներ այրելով ավելի շատ փորձ ձեռք բերվեց:
Պորտլենդ սիմենտի գյուտը
1824 թվականին Ջոզեֆ Ասպդինը ստացավ ավելի որակյալ նյութ՝ 1:3 հարաբերությամբ կրաքար և կավ այրելով: Նրա մեթոդում վառարաններում այրումը հասնում էր այնպիսի բարձր ջերմաստիճանների, որ հալված նյութը սառելուց հետո վերածվում էր մանր մասնիկների: Այս փափուկ փոշին, ջրի հետ խառնվելիս, կարծրանում էր մի քանի ժամվա ընթացքում: Ապրանքը շատ էր հիշեցնում Անգլիայի Պորտլենդ կղզու քարհանքից արդյունահանված կրաքարը և ստացավ «Պորտլենդ սիմենտ» անվանումը՝ անուն, որը պահպանվել է ժամանակակից Պորտլենդ սիմենտների համար մինչ օրս:
Պորտլենդ սիմենտով կառուցված առաջին կառույցը
Այս տեսակի սիմենտով կառուցված առաջին կառույցը Մեծ Բրիտանիայի խորհրդարանի շենքն էր, որը կառուցվել է 1840-1852 թվականներին: Պորտլենդ սիմենտի արտադրությունը արագորեն տարածվեց եվրոպական երկրներում և Հյուսիսային Ամերիկայում: Այսօր Պորտլենդ սիմենտը մնում է աշխարհում ամենաշատ արտադրվող սիմենտը և ունի ավելի լայն կիրառություն:
Սիմենտի գիտական և արդյունաբերական զարգացում
Ավելի ուշ՝ Դոկտոր Բոկը, ով հայտնի է որպես «Սիմենտի հայր» և Ամերիկյան սիմենտի ստանդարտների հետազոտական ինստիտուտի նախագահ, մանրամասն նկարագրեց սիմենտի հիմնական բաղադրիչները, ինչը հաստատվեց փորձագետների կողմից: Այդ ժամանակվանից ի վեր, զարգացած երկրները շարունակել են նոր տեսակի սիմենտների հետազոտություն և մշակում, բարելավելով արտադրանքի որակը և կատարելագործելով սիմենտի արտադրության տեխնոլոգիան: Այսօր սիմենտը համարվում է մարդկության պատմության մեջ ամենամեծ արդյունաբերական արտադրանքը՝ ըստ քաշի:
Իրանում սիմենտի արդյունաբերության պատմություն
Հին Իրանում սիմենտ
Իրանցիները նույնպես վաղուց ծանոթ էին կավի և կրաքարի հատկություններին՝ որպես սիմենտի հիմնական հումք: Նրանք պատրաստում էին հաշմանդամ՝ ջրի, կրի, մոխրի և կավի խառնուրդից, որը տեղական բարբառներում հայտնի էր որպես «սարուջ», «սարո» կամ այլ անուններով: Այս հաշմանդամն օգտագործվում էր ամրության և ջրամեկուսացման համար՝ բաղնիքներ, ջրամբարներ, լճակներ և կարևոր շենքեր կառուցելիս: Կառույցներում, ինչպիսիք են Դեզ ամբարտակը Կարուն գետի վրա, որը կառուցվել է Շապուր II-ի ժամանակ, Բանդ-ե Ամիր ամբարտակը, որը կառուցվել է Ազուդ ադ-Դաուլա Դայլամիի օրոք, ինչպես նաև հին ջրամբարներում, օգտագործվել են նմանատիպ սիմենտանման խառնուրդներ:
Իրանում սիմենտի արդյունաբերական արտադրության սկիզբը
Իրանում սիմենտի արտադրությունը սկսվեց 1933 թվականին՝ Ռեյի սիմենտի գործարանի գործարկմամբ, որն ուներ օրական 100 տոննա հզորություն: Ժամանակի ընթացքում, երկրի զարգացմանը զուգընթաց, այս արդյունաբերության դերն ու նշանակությունը, ինչպես նաև սիմենտի արտադրությունն ու սպառումը կայունորեն աճեցին:
Իրանում սիմենտի արդյունաբերության ներկայիս վիճակը
Ներկայումս Իրանում կա 35 սիմենտի արտադրության միավոր՝ տարեկան 32.576 միլիոն տոննա հզորությամբ, և ևս 10 գործարան գտնվում է շինարարության փուլում: Այս նախագծերի իրականացմամբ, երկրում սիմենտի արտադրության հզորությունը 2002 թվականին կհասնի օրական 114,000 տոննայի և տարեկան 37.6 միլիոն տոննայի: 1999 թվականին Իրանն արտադրել է համաշխարհային սիմենտի 1.39%-ը՝ զբաղեցնելով 15-րդ տեղը սիմենտ արտադրող երկրների շարքում և 8-րդ տեղը Ասիայում: Իրանի մասնաբաժինը համաշխարհային սիմենտի արտադրության մեջ ցույց է տվել կայուն աճ՝ 1950 թվականի 0.04%-ից մինչև 1998 թվականի 1.42%:
Պորտլենդ սիմենտի հումք
Սիմենտի հիմնական բաղադրիչները
Պորտլենդ սիմենտը հիմնականում բաղկացած է կրից (կալցիումի օքսիդ)՝ սիլիկայի (սիլիկոնի օքսիդ) և ալյումինայի (ալյումինի օքսիդ) հետ համատեղ: Անհրաժեշտ կիրը ստացվում է կրային հումքից, իսկ մյուս օքսիդները՝ կավային նյութերից:
Հավելյալ հումք
Այլ հումք, ինչպիսիք են սիլիցիումի հողը, երկաթի օքսիդը և բոքսիտը, կարող են օգտագործվել ավելի փոքր քանակությամբ՝ ցանկալի կազմին հասնելու համար: Մեկ այլ հումք՝ գիպսը, ավելացվում է մինչև 5%՝ այրված սիմենտի «կլինկերի» մանրացման ժամանակ՝ կարծրացման ժամանակը վերահսկելու համար:
Հումքի արդյունահանում
Սիմենտի արտադրության մեջ օգտագործվող հումքը, եթե այն կոշտ ապար է, ինչպիսիք են կրաքարը, շերտավոր նստվածքային ապարները կամ որոշ կավեր, արդյունահանվում է կամ քարհանքերից, կամ պայթյունների միջոցով: Որոշ հանքավայրեր արդյունահանվում են ստորգետնյա մեթոդներով: Ավելի փափուկ նյութեր, ինչպիսիք են գիպսը և կավը, ուղղակիորեն առանձնացվում են հանքագործների կողմից քարհանքի պատից: Արդյունահանված նյութերը տեղափոխվում են քար ջարդող մեքենաներ և սրճաղացներ՝ բեռնատարների, երկաթուղային վագոնների կամ փոխակրիչ գոտիների միջոցով: Կրաքարն ու կավը կազմում են Պորտլենդ սիմենտի արտադրության հիմնական հումքը, իսկ մյուս նյութերն օգտագործվում են որպես հավելումներ կամ կարգավորիչներ:
Սիմենտի արտադրություն
Սիմենտի արդյունաբերության դասակարգում
Համաձայն միջազգային դասակարգման՝ սիմենտի արդյունաբերությունը պատկանում է ոչ մետաղական հանքային արդյունաբերությունների խմբին:
Սիմենտի արտադրության մեթոդներ
Ընդհանուր առմամբ, սիմենտի արտադրության երեք մեթոդ կա՝
1- Թաց մեթոդ
2- Կիսաչոր մեթոդ
3- Չոր մեթոդ
Մեթոդի տեսակը կախված է վառարան մտնող հումքի կոնցենտրացիայից և ավելացված ջրի քանակից: Աշխարհում ամենակարևոր և լայնորեն օգտագործվող մեթոդը չոր մեթոդն է, որը նաև մեր երկրի սիմենտի գործարանների մեծ մասում այրման համակարգերի հիմքն է:
Չոր արտադրության գործընթաց
Չոր սիմենտի արտադրության գործընթացում չոր հումքը մանրացվում է և վառարանին մատակարարվում է չոր փոշու տեսքով: Կիսաչոր գործընթացում հումքը նախ չոր վիճակում մանրացվում է, այնուհետև վառարանին մատակարարելուց առաջ ձևավորվում է գնդիկների տեսքով: Թաց գործընթացում հումքը վառարանին մատակարարվում է խոնավ վիճակում:
Սիմենտի արտադրության գծի փուլեր
Սիմենտի արտադրության գիծը սկսվում է քարհանքից և ավարտվում է բեռնման և փաթեթավորման կայանում: Չոր մեթոդով արտադրության ժամանակ նախ արդյունահանվում են հումքեր, ինչպիսիք են կրաքարը, կավը, մառլը (կրային կավ), գիպսը, երկաթի հանքաքարը և սիլիցիումի քարը: Կրաքար, երկաթի հանքաքար և գիպս նյութերի արդյունահանումը պահանջում է հորատում և պայթյուններ՝ օգտագործելով դինամիտ կամ պայթուցիկներ: Կավ և մառլ նյութերը պայթյուններ չեն պահանջում, և դրանց կուտակման համար օգտագործվում են բուլդոզերներ կամ նման սարքավորումներ:
Պորտլենդ սիմենտի արտադրության չորս հիմնական փուլեր (չոր մեթոդ)
ա- Հումքի ջարդում և մանրացում
բ- Նյութերի խառնում ճիշտ համամասնություններով
գ- Պատրաստված խառնուրդի այրում վառարանում (այրման համակարգ)
դ- Այրված արտադրանքի մանրացում (փափկացում), որը հայտնի է որպես «կլինկեր»
ա- Հումքի ջարդում և մանրացում
Սկզբում հումքը պետք է ջարդվի մինչև մոտ տասը միլիմետրից պակաս չափսերի: Կրաքարը, երկաթի հանքաքարը, սիլիցիումի քարը և կավի մեծ կտորները կամ բեկորները ջարդելու համար օգտագործվում են քար ջարդող սարքեր կամ սրճաղացներ: Անհրաժեշտության դեպքում, եթե նյութերում խոնավության պարունակությունը բարձր է, դրանք պետք է չորացվեն:
Ջարդումից և չորացումից հետո ժամանակակից համակարգերում հիմնական հումքը նախապես խառնվում է լրացուցիչ նյութերի հետ պահանջվող համամասնություններով և պահվում է հատուկ սիլոսներում, նախքան «հումքի սրճաղացներին» փոշու վերածելու համար ուղարկվելը: Չոր սիմենտի արտադրության մեթոդում անհրաժեշտ է, որ հումքը վառարան մտնելուց առաջ վերածվի փոշու: Նյութերի կուտակումը կանխելու և կպչունությունը նվազեցնելու համար հումքի փոշին պետք է չորացվի և խոնավությունից զերծ պահվի՝ նախքան պահեստային սիլոսներ ուղարկվելը:
բ- Նյութերի խառնում ճիշտ համամասնություններով
Հատուկ սիմենտի տիպի համար անհրաժեշտ նախնական քիմիական կազմը ձեռք է բերվում՝ ընտրողաբար արդյունահանելով և վերահսկելով ջարդիչ և սրճաղաց մտնող հումքը: Ավելի ճշգրիտ վերահսկողություն ձեռք է բերվում՝ պատրաստելով երկու կամ ավելի խմբաքանակ՝ մի փոքր տարբեր քիմիական կազմերով:
Չոր գործընթացում այս խառնուրդները պահվում են սիլոսներում, իսկ թաց գործընթացում օգտագործվում են ցեխի տանկեր: Սիլոսում չոր նյութերի լիարժեք խառնումն ապահովելու համար տանկին մատակարարվում է սեղմված օդ, ինչը առաջացնում է ուժեղ պտույտ և խառնում: Թաց գործընթացում ցեխի տանկերը խառնվում են մեխանիկական սարքերի, չոր օդի կամ դրանց համակցության միջոցով:
35-ից 45 տոկոս ջուր պարունակող ցեխը երբեմն ֆիլտրվում է, ինչը նվազեցնում է ջրի պարունակությունը 20-30 տոկոսով: Ֆիլտրված նյութը այնուհետև մատակարարվում է վառարանին, ինչը նվազեցնում է այրման համար անհրաժեշտ վառելիքի սպառումը: Հումքի սրճաղացների փուլում կատարվում է հումքի խառնուրդի վերջնական կարգավորում, որը հայտնի է որպես «վառարանի սնուցում», ինչի արդյունքում ստացվում է մանր փոշի, որը պարունակում է անհրաժեշտ բաղադրիչներ և պատրաստ է վառարանին մատակարարվելու համար:
Սիմենտի գործարաններում ավելի հաճախ օգտագործվում են գնդիկավոր և գլանային սրճաղացներ: Հումքը այս սրճաղացներում փոշու վերածելուց հետո ստացված փոշին պահվում է «հումքի սիլոսներում»: Վառարանի կայուն աշխատանքը և, հետևաբար, կլինկերի և սիմենտի որակի բարձրացումը ապահովող հիմնական գործոնը վառարանի սնուցման կազմի միատեսակությունն է, մանրակրկիտ խառնումը և միատարրությունը: Հումքի օպտիմալ միատարրացման համար օգտագործվում են «պնևմատիկ» համակարգերով հագեցած պահեստային սիլոսներ: Հումքը մտնում է պահեստային սիլոսներ վերևից, ենթարկվում է անհրաժեշտ կարգավորումների և դուրս է բերվում ներքևից՝ վառարան:
գ- Պատրաստված խառնուրդի այրում վառարանում (այրման համակարգ)
Սիմենտը այրելու առաջին վառարանները շշի ձևով ուղղահայաց վառարաններ էին: Դրանց հաջորդեցին խցիկային վառարանները, այնուհետև շարունակական գլանային վառարանները: Սակայն այսօր սիմենտի այրման հիմնական սարքավորումը պտտվող գլանային վառարանն է:
Սիմենտի այրման համակարգը բաղկացած է երեք մասից՝ «նախնական տաքացուցիչ», «վառարան» և «սառեցուցիչ»: Նախնական տաքացուցիչի խնդիրն է հեռացնել հումքից մնացած մակերևույթի խոնավությունը, ազատել բյուրեղային ջուրը, նախնականորեն քայքայել սիլիկատները և կալցինացնել (կրի վերածել) հումքում առկա կարբոնատների մի մասը:
Հիմնական այրման գործընթացը տեղի է ունենում վառարանում: Սիմենտի այրման վառարանները մեծ մետաղական գլաններ են, որոնց երկարությունն ու տրամագիծը համաչափ են գործարանի հզորությանը: Այս գլանը, որը թեքված է մոտ 3-4 տոկոսով, հենվում է մի քանի հիմքերի վրա, որոնք հագեցած են գլանակներով, և պտտվում է: Նախնական տաքացուցիչով անցնելուց հետո հումքը մտնում է վառարանի մի ծայրից և թեքության ու պտտվող շարժման շնորհիվ տեղափոխվում է դեպի վառարանի ելքը և այրման գոտին:
Վառարանի վերջում տեղադրված է այրիչ, որը տարբեր տեսակի վառելիքներ օգտագործելով ստեղծում է բարձր ջերմաստիճանի միջավայր՝ ավելի քան 1400°C: Վառարանի մարմինը այս ծայրահեղ ջերմությունից պաշտպանելու համար տարբեր գոտիները երեսպատված են հաշմանդամակայուն աղյուսներով, բետոնով և հաշմանդամակայուն զանգվածներով: Այրման համակարգից դուրս եկող արտադրանքը, որը կոչվում է «կլինկեր», մոխրագույն կամ շագանակագույն հատիկներ են. մեկ կիլոգրամ կլինկեր այրելու համար ծախսվում է մոտ 800 կիլոկալորիա ջերմային էներգիա:
Վառարանից դուրս եկող կլինկերն ունի մոտ 1000-1200°C ջերմաստիճան: Այս ջերմության վերականգնումը և տաք կլինկերի հետ աշխատելու բարդությունը սառեցումը դարձնում են անհրաժեշտ: Կլինկերի սառեցման ևս մեկ կարևոր կողմը կլինկերի բյուրեղների ձևավորման ավարտն է և դրա որակի բարձրացումը: Սառեցման գործընթացը կատարվում է սառեցուցիչ սարքով:
Արտադրված կլինկերը կամ այրման համակարգի արտադրանքը պահվում է սիլոսներում, պահեստներում կամ հատուկ սրահներում՝ նախքան սիմենտի սրճաղաց մտնելը: Սիմենտի արդյունաբերության և տեխնոլոգիաների առաջընթացի զարգացման հետ մեկտեղ, ժամանակակից աշխարհը տեսնում է օրական 5000 տոննա արտադրողականությամբ վառարաններ:
դ- Այրված արտադրանքի (կլինկեր) մանրացում
«Կլինկերը» փոշու վերածելու համար օգտագործվում են գնդիկավոր սրճաղացներ: Արտադրության գծի այս փուլում սիմենտի սրճաղացին մատակարարվող կլինկերի հետ ավելացվում է նաև փոքր քանակությամբ հում գիպս: Սիմենտի խառնուրդին գիպս ավելացնելը կարգավորում է կլինկերի կարծրացման ժամանակը: Կլինկերի և հում գիպսի սիմենտի սրճաղացում մանրացումից ստացված արտադրանքը կոչվում է «սիմենտ»:
Արտադրված սիմենտը պահվում է սիմենտի սիլոսներում, այնուհետև սիլոսներից հանվում է «օդային սահիկ»-ի (սարք, որն օգտագործում է օդի ճնշումը սիմենտը ուղղելու և ցանկալի վայր տեղափոխելու համար) օգնությամբ՝ դեպի բեռնման սարքավորումների բունկերներ կամ տարաներ:
Բեռնումը կատարվում է երկու ձևով՝ պարկերով կամ սորուն: Արտադրության գծի վերջում գտնվող բեռնման կայանը կարող է ունենալ տարբեր բեռնման հնարավորություններ՝ կախված գործարանի աշխարհագրական դիրքից, օրինակ՝ բեռնում բեռնատարներում, նավերում կամ վագոններում, պարկերով կամ սորուն:
Որակի վերահսկողություն
Սիմենտի արտադրության մեջ լաբորատորիայի դերը
Լաբորատորիան և որակի վերահսկման բաժինը վերահսկում են սիմենտի արտադրության բոլոր փուլերը՝ սկսած արտադրության գծի սկզբից մինչև բեռնման կայան, ճշգրիտ մոնիթորինգի և շարունակական հաշվարկների միջոցով՝ ապահովելու բարձրորակ սիմենտի արտադրություն՝ համապատասխան պահանջվող ստանդարտներին:
Որակի թեստեր
Այս առումով կատարվում են տարբեր քիմիական և ֆիզիկական թեստեր, ներառյալ տարբեր օքսիդների քանակի որոշում, գիպսի պարունակության չափում, սիմենտի կարծրացման ժամանակի գնահատում, ծավալի կայունություն, սեղմման ամրություն, ձգման ամրություն, ճկման ամրություն, նրբություն և կոշտություն, որոնք իրականացվում են որակի վերահսկման անձնակազմի կողմից: Այսօր ժամանակակից սիմենտի գործարանները հագեցված են գործընթացի վերահսկման առաջադեմ սարքավորումներով: Որոշ գործարաններում հումքի նմուշառումը կատարվում է ավտոմատ կերպով, և համակարգիչները վերահսկում և հաշվարկում են հումքի խառնուրդի կազմը:
Սիմենտի ֆիզիկական հատկություններ
Սիմենտի ֆիզիկական հատկությունները հիմնականում ներառում են նրբությունը, կարծրացման ժամանակը, կայունությունը և ամրությունը:
Սիմենտի նրբություն
Հարկ է նշել, որ չափազանց նուրբ սիմենտը միշտ չէ, որ տնտեսապես կամ տեխնիկապես ձեռնտու է: Պետք է նաև հաշվի առնել մանրացման արժեքը և չափից ավելի նրբության ազդեցությունը այլ հատկությունների վրա, օրինակ՝ կարծրացումը կարգավորելու համար ավելի շատ գիպսի անհրաժեշտությունը, թարմ բետոնի մշակելիությունը և այլ գործոններ: Նրբությունը սիմենտի հիմնական հատկություններից է և սովորաբար ստանդարտներում սահմանվում է հատուկ մակերեսով (մ²/կգ): Սիմենտի նրբությունը չափելու համար աշխարհում օգտագործվում են տարբեր ընդունված մեթոդներ: Իրանի ազգային ստանդարտը՝ համար 390, սահմանում է սիմենտի նրբության չափումը:
Սիմենտի կարծրացման ժամանակ
«Կարծրացում» տերմինը վերաբերում է սիմենտի խմորի կարծրացմանը, այսինքն՝ հեղուկ վիճակից պինդ վիճակի անցմանը: Կարծրացումը տեղի է ունենում C3S և C2A-ի հիդրացիայի արդյունքում՝ ուղեկցվելով սիմենտի խմորի ջերմաստիճանի բարձրացմամբ: Առաջնային կարծրացումը կապված է ջերմաստիճանի արագ բարձրացման հետ, իսկ վերջնական կարծրացումը՝ վերջնական ջերմաստիճանի հետ: Սիմենտի կարծրացման ժամանակը նվազում է ջերմաստիճանի բարձրացման հետ, թեև թեստերը ցույց են տվել, որ մոտ 30°C-ում կարող է դիտվել հակառակ էֆեկտ: Ցածր ջերմաստիճաններում սիմենտի կարծրացումը դանդաղում է:
Սիմենտի կիրառություններ
Սիմենտի կիրառությունների բազմազանություն
Այսօր սիմենտն ունի օգտագործման լայն շրջանակ և կիրառություններ տարբեր ոլորտներում՝ կախված իր տարբեր տեսակներից: Սիմենտը կարող է օգտագործվել միայնակ՝ որպես մաքուր լցանյութ, սակայն դրա հիմնական և տարածված կիրառությունը հաշմանդամի և բետոնի մեջ է՝ խառնված իներտ նյութերի հետ, որոնք հայտնի են որպես ագրեգատներ:
Հաշմանդամ և բետոն
Հաշմանդամը բաղկացած է սիմենտից՝ խառնված մոտ 5 միլիմետր տրամագծով ավազի կամ ջարդված քարի հետ: Բետոնը սիմենտի, ավազի կամ այլ փոքր ագրեգատների խառնուրդ է, սակայն մեծ ծավալներով բետոն լցնելիս, օրինակ՝ ամբարտակների կառուցման ժամանակ, օգտագործվում են 19-ից 25 միլիմետր չափի ագրեգատներ: Բետոնն օգտագործվում է տարբեր շինարարական նպատակներով:
Նախապատրաստված արտադրանքներ
Պորտլենդ սիմենտն օգտագործվում է աղյուսների, խճանկարների, բլոկների, տանիքի հենակների, երկաթուղային կոճերի և կաղապարներում ճնշմամբ ձևավորվող այլ արտադրանքների արտադրության մեջ: Այս արտադրանքները պատրաստվում են մասնագիտացված արհեստանոցներում և մատակարարվում են տեղադրման համար պատրաստ վիճակում: Օրինակ՝ Teleskopik Demir Direk և Kalıp Altı İskele Çeşitleri գործիքները լայնորեն օգտագործվում են բետոն և սիմենտ պարունակող շինարարական գործընթացներում:
Բետոնի կարևորությունը ժամանակակից աշխարհում
Հաշվի առնելով բետոնի լայն կիրառությունը ժամանակակից աշխարհում՝ սիմենտի արտադրությունն առանձնահատուկ կարևորություն ունի: Զարգացած երկրներում մեկ անձի համար սիմենտի սպառման տարեկան աճը կազմում է մոտ մեկ տոննա: Օգտագործված ագրեգատները կամ սիմենտը, բետոնի որակը կամ դրա պատրաստման եղանակը որոշում են բետոնի տեսակը:
Բետոնի որակի վրա ազդող գործոններ
Շինարարության մեջ օգտագործվող սովորական բետոնում սիմենտի հատկությունները հիմնականում սահմանվում են ջրի և սիմենտի հարաբերակցությամբ: Որքան քիչ է ջուրը, այնքան ավելի ամուր է բետոնը: Խառնուրդը պետք է պարունակի բավարար ջուր՝ ապահովելու համար, որ յուրաքանչյուր ագրեգատի հատիկ ամբողջությամբ ծածկվի սիմենտի խմորով, լցնի ագրեգատների միջև եղած բացերը և ապահովի բավարար մշակելիություն՝ լցման և տարածման համար: Բետոնի ամրության մեկ այլ գործոն սիմենտի և ագրեգատի հարաբերակցությունն է (արտահայտված որպես 1:3՝ սիմենտից մինչև նուրբ և կոպիտ ագրեգատներ): Շատ ամուր բետոն պահանջող վայրերում ագրեգատի հարաբերակցությունը ավելի ցածր կլինի:
Բետոնի ամրությունը չափվում է սեղմման համար անհրաժեշտ ուժով՝ արտահայտված ֆունտ/դյույմ քառակուսի կամ կիլոգրամ/սանտիմետր քառակուսի միավորներով, որը պահանջվում է որոշակի կարծրության կամ տարիքի բետոնը ջարդելու համար:
Շրջակա միջավայրի ազդեցությունը բետոնի վրա
Բնապահպանական գործոնները, ինչպիսիք են ջերմաստիճանը և խոնավությունը, ազդում են բետոնի ամրության վրա: Եթե այն ամբողջությամբ չչորանա, նրա ձգման ամրությունը անհավասար է դառնում, և եթե այն ամբողջությամբ չկարծրանա, չի կարող դիմակայել այդ լարումներին: Հայտնի կարծրացման գործընթացում բետոնը լցումից հետո որոշ ժամանակ խոնավ է պահվում՝ կարծրացման ընթացքում կծկումը դանդաղեցնելու համար: Ցածր ջերմաստիճանները նույնպես բացասաբար են անդրադառնում նրա ամրության վրա: Դա փոխհատուցելու համար սիմենտին ավելացվում է հավելանյութ, օրինակ՝ կալցիումի քլորիդ, որն արագացնում է կարծրացման գործընթացը և առաջացնում է բավարար ջերմություն՝ համեմատաբար ցածր ջերմաստիճանների ազդեցությունը նվազեցնելու համար: Շատ ցուրտ եղանակին խուսափում են մեծ ծավալի բետոն լցնելուց:
Հաշմանդամավոր բետոն
Մետաղի (սովորաբար պողպատի) շուրջ կարծրացող բետոնը կոչվում է «Հաշմանդամավոր բետոն» կամ «երկաթյա բետոն»: Դրա գյուտը սովորաբար վերագրվում է Ջոզեֆ Մոնյեին՝ Փարիզի այգեպանին, ով պատրաստում էր մետաղյա ցանցով ամրացված այգու սափորներ և խողովակներ: Նա իր գյուտը գրանցել է 1867 թվականին:
Հաշմանդամավոր պողպատը, որը կարող է լինել ձողերի, ձողակների կամ ցանցի տեսքով, օգնում է բարձրացնել բետոնի ձգման ամրությունը: Սովորական բետոնը հեշտությամբ չի դիմակայում քամու, երկրաշարժերի, թրթռումների և այլ ճկման ուժերի առաջացրած ձգման լարումներին, ինչը այն դարձնում է ոչ պիտանի շինարարական բազմաթիվ առաջադրանքների համար:
Հաշմանդամավոր բետոնում պողպատի ձգման ամրությունն ու բետոնի սեղմման ամրությունը համատեղվում են՝ ստեղծելով նյութ, որը կարող է դիմակայել բոլոր տեսակի ծայրահեղ լարումներին՝ ընդգրկելով լայն տարածքներ: Ի լրումն իր բարձր ամրության և ցանկացած ձևով ձուլվելու հնարավորության, բետոնը նաև հաշմանդամակայուն է, ինչը այն դարձնում է աշխարհում ամենաշատ օգտագործվող շինանյութերից մեկը: Բետոնե կառույցները լավ դիմադրություն են ցուցաբերում հրդեհներին՝ դիմակայելով մինչև 24 ժամ:
Բետոնի բաղադրիչներ
Բետոնի հիմնական բաղադրիչներ
- Սիմենտ՝ կազմում է բետոնի ծավալի մոտ 7-15%-ը:
- Ջուր՝ կազմում է բետոնի ծավալի մոտ 14-21%-ը:
- Ագրեգատներ (ավազ և մանրախիճ)՝ կազմում է բետոնի ծավալի մոտ 60-75%-ը:
- Օդ՝ ոչ օդափոխված բետոնում օդի ծավալը տատանվում է 0.5-3% միջակայքում, իսկ օդափոխված բետոնում՝ 4-8%:
Բետոնում սիմենտի դերը
Բետոնում սիմենտի դերը միայն ագրեգատները միմյանց կապելն է և ուղղակիորեն չի նպաստում ամրությանը կամ բեռակիր կարողությանը: Հետևաբար, լավ բետոնն այն է, որը լաբորատոր փորձարկման ժամանակ կոտրվում է ագրեգատների միջով, այլ ոչ թե սիմենտի (կապակցիչի) միջով: Սիմենտը շուկա է մատակարարվում սորուն կամ պարկերով և օգտագործվում է բազմաթիվ շինարարական և ենթակառուցվածքային աշխատանքներում:
Բետոնի կիրառությունների լայն շրջանակ
Փոքր սենյակներից մինչև հսկայական երկնաքերեր, փոքր լճակներից մինչև խոշոր նավահանգստային կայաններ, լողավազաններից մինչև հսկայական ջրային պաշարներ պահող ամուր ամբարտակներ, առվակների վրայով փոքր կամուրջներից մինչև ծովի հատակի տակ գտնվող խոշոր թունելներ, մայթերից մինչև առաջադեմ մայրուղիներ, մետրոյի գծեր, ընդարձակ միջազգային օդանավակայաններ և ապաստարաններից մինչև զենքի և ռազմական սարքավորումների հսկայական պահեստներ՝ այս ամենը ցույց է տալիս սիմենտի և դրա կարևոր դերը մարդու կյանքում:
Սիմենտի պահպանում
Սիմենտի պահպանման պայմաններ
Պետք է միշտ ձգտել սիմենտը խոնավությունից հեռու պահել, քանի որ այն հեշտությամբ կլանում է ջուրը, և նույնիսկ խոնավ օդը կարող է այն ամբողջությամբ փչացնել:
Սորուն սիմենտի պահպանում
Սիմենտը սորուն պահելիս պետք է ապահովել, որ պահեստի հատակը, որի վրա գտնվում է սիմենտը, լինի բացարձակապես չոր: Հատակին կարելի է չոր ավազի շերտ տարածել՝ ներքևից խոնավության ներթափանցումը կանխելու համար: Նաև խորհուրդ է տրվում սիմենտը ծածկել պլաստիկով:
Պարկերով սիմենտի պահպանում
Պարկերով սիմենտը պահվում է որոշակի ձևի և չափի փայտե հարթակների վրա, որոնք հայտնի են որպես «պալետներ»: Այս պալետները պետք է գտնվեն գետնից առնվազն 10 սանտիմետր բարձրության վրա, և դրանց վրա կարելի է կուտակել առավելագույնը ութ շարք սիմենտի պարկեր: Պալետների միջև, որոնք կրում են մոտ հիսուն սիմենտի պարկ, պետք է թողնել առնվազն 0.5 մետր տարածություն՝ օդի շրջանառություն ապահովելու համար: Պարկերով սիմենտը կարող է պահվել մինչև մեկ տարի՝ ճիշտ պայմաններում:
Սիմենտի արդյունաբերության ապագան
Գիտնականների կանխատեսումներ
Գիտնականները կանխատեսում են սիմենտի արդյունաբերության պայծառ ապագա և սիմենտից պատրաստված բետոնը նկարագրում են որպես այս դարի ամենակարևոր նյութ: Իրոք, սիմենտը կարելի է համարել ավելի էժան կապակցող նյութ, քան ցանկացած այլ արդյունաբերական սոսինձ, և այն անհրաժեշտ է մարդու կյանքի համար:
Ապագայի զարգացումներ
Հաշվի առնելով սիմենտի առանձնահատուկ և ակնառու հատկությունները, ինչպես նաև շրջակա միջավայրին չվնասելու առավելությունը, սիմենտի տեսակները կշարունակեն ավելանալ, և ապագայում ավելի մեծ պահանջարկ կլինի հարմարեցված արտադրանքների նկատմամբ: Այս զարգացումներին զուգահեռ, սիմենտի արդյունաբերության կառուցվածքում կհայտնվեն լրացուցիչ փոփոխություններ: Թեև միջնաժամկետ հեռանկարում սիմենտի քիմիական և ֆիզիկական համակարգերում արմատական փոփոխություններ չեն սպասվում, տարածաշրջանային բաշխման և արտադրության միտումը կպահանջի տեխնոլոգիական առաջընթաց:
Մարտահրավերներ և հնարավորություններ
Սիմենտի արդյունաբերությունն ունի խոստումնալից ապագա՝ որպես շինանյութերի միավորող տարր: Այնուամենայնիվ, այնպիսի գործոններ, ինչպիսիք են արդյունաբերության ներսում և շուկայում այլ շինանյութերի հետ մրցակցությունը, բնապահպանական օրենսդրությունից բխող ճնշումը և աճող գլոբալիզացիան, կստիպեն սիմենտի արդյունաբերությանը նվազեցնել ծախսերը, ապահովել որակը և բարելավել բնապահպանական պաշտպանությունը: Գործարանների արտադրության շրջանակը պետք է համապատասխանի տեխնիկական նորարարություններին:
Եթե համեմատենք այսօրվա սիմենտի արդյունաբերությունը մեկ դար առաջվա հետ, վիճակագրությունն ու տվյալները ցույց են տալիս այս ընթացքում անցած տեխնոլոգիական հեռավորությունը: Այրման գործընթացի համար ջերմության սպառումը մեկ դար առաջ կլինկերին ընկնող 1900 կիլոկալորիայից իջել է մինչև այսօր 700 կիլոկալորիայի: