تحقیق بررسی انواع سیمان‌های باریم آلومینائی

توضیحات

عنوان:  بررسی انواع سیمان‌های باریم آلومینائی

• چکیده
• فصل اول
• کلیات
•  مقدمه
•  انواع سیمان
•  روش‌های ساخت سیمان
•  مواد اولیه برای تولید سیمان
•  فازهای موجود در سیمان
•  سیمان نسوز
•  مراحل تولید سیمان نسوز و کاربردهای آن
•  معرفی سیمان نسوز باریم آلومینائی
• فصل دوم
• بررسی ویژگی‌های و ساختار سیمان باریم آلومینائی
•  مقدمه
•  مواد و نمونه‌های مختلف سیمان باریم آلومینائی
•  خصوصیات و ترکیب فاز سیمان باریم آلومینائی
•  محصولات هیدراتاسیون در سیمان باریم آلومینائی
•  بهبود قدرت در سیمان باریم آلومینائی
•  تأثیر محتوای سیمان باریم آلومینائی بر روی درجه‌ی نسوزندگی
• فصل سوم
• بررسی سیمان باریم آلومینائی سیلیکات
•  مقدمه
•  معرفی مواد اولیه برای سیمان باریم آلومینائی سیلیکات
•  ترکیب فازها برای سیمان باریم آلومینائی سیلیکات
•  تنظیم زمان و حرارت هیدراتاسیون برای سیمان باریم آلومینائی سیلیکات
•  مقاومت لهیدگی در سیمان باریم آلومینائی سلیکات
•  ریزساختار سیمان باریم آلومینائی سلیکات
• فصل چهارم
• بررسی سیمان باریم آلومینائی زیرکوناتی
•  مقدمه
•  ترکیب فازها برای سیمان باریم آلومینائی زیرکوناتی
•  ویژگی‌های مخلوط سیمان باریم آلومینائی زیرکوناتی
•  بررسی محصولات هیدراتاسیون در سیمان باریم آلومینائی زیرکوناتی
•  ریزساختار و خواص تکتولوتولوژیکی سیمان باریم آلومینائی زیرکوناتی
• فصل پنجم
• نتیجه‌گیری
•  جمع‌بندی

چکیده:

امروزه استفاده از سیمان باریم آلومینائی به‌عنوان نسوزهای مقاوم در برابر حرارت افزایش یافته است. دلیل استفاده از این مواد سودمند؛ دارا بودن نسوز بالا، سرعت اتصال خوب و قدرت مناسب بوده است. سیمان باریم آلومینائی معمولا توسط پختن یا ذوب‌سازی مخلوط سنگ آهك خام و باریت ایجاد می‌گردد. افزودن SiO₂ به سیستم سیمان باریم آلومینائی می‌تواند، چندین سیلیکات BA تولید کند که مهمترین آن تشکیل باریم آلومینائی سیلیکات (BAS) است که یک ترکیب با فرمول شیمیایی BaAl₂Si₂0₈ ایجاد می‌گردد. سیمان باریم آلومینائی سیلیکات عمدتا در سه نوع پلی‌مورف، مونوکلینیک (به نام مونوسلزیان یا سلزیان)، هگزاسلزیان و فاز ئورتورمبیک وجود دارد. از مخلوط کردن؛ باریت، آلومینا و زیرکونیای خالص با هم سیمان باریم آلومینائی زیرکوناتی حاصل خواهد شد. در انواع سیمان باریم آلومینائی مخلوط‌های متنوعی از سیمان مورد بررسی قرار گرفته‌اند که در آنها درصد وزنی مواد اولیه مورد استفاده، متفاوت بوده است و برای همه‌ی آنها الگوهای XRD، مقاومت لهیدگی، بهبود قدرت، ترکیبات فاز و محصولات هیدراتاسیون مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است و شکل‌ها و جداول متنوعی ارائه گردیده است. نتایج به‌دست آمده نشان می‌دهد که اضافه کردن 10% وزنی SiO₂ با استفاده از کائولین یا سیلیس کلوئیدی به ترکیب BaAl₂0₄ منجر به تشکیل یک سیمان کامپوزیتی باریم آلومینائی سلزیان می‌شود. همچنین، سیلیس کلوئیدی یک میکروساختار یکنواخت‌تر و دقیق‌تر در سیمان کامپوزیتی تولید کرد که دارای قدرت مکانیکی بالاتر بود. این مجموعه‌ی سیمان دارای یک میکروارگانیسم فشرده و همگن می‌باشد که منجر به مشخصات فنی برجسته‌ای می‌شود که به الزامات مشخصات استاندارد بین‌المللی مربوط می‌شود، یعنی ثبات حجم بالا، خواص مکانیکی بالا، آستانه خوب، رطوبت بالا، مقاومت بالا در برابر زلزله، و همچنین تحمل بار زیاد را ایجاد می‌کند. ترکیبی از این مزایا در این سیمان‌های های نسوز قادر به استفاده از آنها در کاربردهای درجه حرارت بالا، به ویژه در صنایع فولاد می‌شود.

کلمات کلیدی: باریم آلومینائی، سیلیکات، زیرکوناتی، سلزیان، محصولات هیدراتاسیون.

فصل اول
کلیات

مقدمه

سیمان یکی از مصالح پرکاربرد در صنعت ساخت و ساز است. این ماده قابلیت چسباندن ذرات به یکدیگر و ایجاد جسمی یکپارچه را دارد. سیمان پودری نرم است که در صورت ترکیب با آب مخلوطی ایجاد می‌کند که بعد از چند ساعت سخت شده و به جسمی یکپارچه تبدیل می‌شود. دلیل سخت شدن سیمان واکنش شیمیایی بین ذرات آن و آب است که این فرآیند هیدراتاسیون نامیده می‌شود. سیمان ماده‌ای چسبنده است که قابلیت چسبانیدن ذرات به یکدیگر و بوجود آوردن جسم یک پارچه از ذرات متشکله را دارند و از ترکیب مصالح آهکی، رس، سیمان داراى آن چنان جامعیتى است که مى‌تواند شامل انواع چسب‌ها از جمله چسب‌هاى مایع که در چسبانیدن قطعات سنگ یا سنگ و فلزات به یکدیگر به‌کار مى‌روند، نیز بشود.

نمونه‌اى از این چسب‌ها در صنعت سیمان در کار گذاشتن آجر نسوز در کوره سیمان مورد مصرف دارد و خاصیت اصلى آن این است که آجر نسوز (که یک جسم سرامیکى است) را به بدنه کوره (آهن) مى‌چسباند، همچنین انواع سیمان‌هاى دیگر که در دندانپزشکى مورد مصرف دارند، از جمله چسب‌ها مى‌باشد. آنچه که از کلمه سیمان در این متن مورد نظر است، آن نوع از سیمان‌ها است که داراى ریشه آهکى مى‌باشند. به عبارت دیگر سیمان‌هایى که ماده اصلى تشکیل دهنده آنها آهک و ماده اولیه اصلى آنها سنگ آهک است. بر این اساس سیمان ترکیبى است از اکسید کلسیم (آهک) با سایر اکسیدها نظیر اکسید آلومینیم، اکسید سیلیسیم، اکسید آهن، اکسید منیزیم و اکسیدهاى قلیایى که میل ترکیب با آب داشته و در مجاورت هوا و در زیر آب بمرور سخت مى‌گردد و داراى مقاومت مى‌شود.

با توجه به مشخصه فوق سیمان مى‌تواند داراى ترکیبات متفاوتى باشد و اصولا جزو ملات‌هاى آبى محسوب مى‌گردد. ملات‌هاى آبى از دوران گذشته شناخته شده بودند، از جمله این ملات‌ها آهک است که مصرى‌ها و یونانى‌ها با مخلوط کردن آن با خاکستر آتش فشانى، خاک آجر و آب به نوعى آهک آبى دست مى‌یافتند که خاصیت سخت شدن و فشار پذیرى داشت. با بکار بردن این ساروج رومى‌ها توانسته‌اند، ساختمان‌هاى عظیمى بسازند که هنوز بقایاى آنها پس از گذشت چند هزار سال پا بر جا و قابل مشاهده است.

سیمان برای مصارف گوناگون مورد استفاده قرار می‌گیرد و انواع مختلفی دارد. سیمان نسوز یکی از انواع سیمان است که مقاومت بسیار بالایی در درجه حرارت‌های بالا از خود نشان می‌دهد. این سیمان خواص ماده نسوز را دارد و مقاومت آن در برابر خوردگی و فرسایش نیز بالا می‌باشد.

بنا به مطالعات پدید آمده قدمت استفاده از سیمان در رم قدیم بوده است؛ به طوریکه مخلوطی از خرده سنگ و آهک پخته درست می‌کردند و از ترکیب این مخلوط با آب، بتن حاصل گردیده است و از بتن به‌دست آمده در مراحل اجرائی کارهای ساختمانی استفاده می‌شده است. در اواخر قرن هیجدهم به منظور آشنائی با خواص هیدرولیکی ملات‌های ساختمانی گام‌های موثری توسط مهندس انگلیسی جوانی به نام جان اسمیتون برداشته شد و در سال 1769 میلادی مطالعاتی در زمینه خواص ترکیبی موجود در خاک رس، گیرش هیدرولیکی و خاصیت سخت شدن این ترکیبات به عمل آمد که در نتیجه مواد جدید حاصله، سیمان نامگذاری گردید.

پس از نتایج به‌دست آمده در سال 1802 میلادی اولین کارخانه سیمان در انگلیس بنا شد که به جهت سعی و تلاش یک شیمیدان معروف به نام فردریچ جان با بالا بردن کیفیت پخت سیمان و همچنین ازدیاد درجه حرارت دمای کوره و خردایش بهتر مواد، سیمان مرغوبتری را بدست آورد و اما 23 سال بعد یعنی در سال 1825، یک بنای جوان آجرچین بنام ژوزف آسپدین موفق شد از پخت مخلوط سنگ آهک و خاک رس (به‌صورت دو غالب) در درجه حرارت بالا به نوعی آهک آبی بی نظیر دست پیدا کند و این شخص، این محصول را سیمان پرتلند نامید و اولین کارخانه سیمان پرتلند را بنا کرد و همچنین این روش را به نام خودش به ثبت رسانید. بنابراین اولین کارخانه سیمان در کشور انگلستان تاسیس گردید. اولین کوره دوار سیمان در دنیا در سال 1903 میلادی در کارخانه سیمان آدلر شروع به‌کار کرد.

1-2 انواع سیمان

1- سیمان پرتلند نوع 1: در مواردی به‌کار می‌رود که هیچ گونه خواص ویژه مانند سایر انواع سیمان مورد نظر نیست.

2- سیمان پرتلند نوع 2: برای استفاده عمومی و نیز استفاده ویژه در مواردی که گرمای هیدراتاسیون متوسط مورد نظر است.

3- سیمان پرتلند نوع 3: برای استفاده در مواقعی که مقاومت‌‌های بالا در کوتاه مدت مورد نظر است.

4- سیمان پرتلند نوع 5؛ در مواقعی که مقاومت زیاد در مقابل سولفات‌ها مورد نظر باشد، استفاده می‌شود.

5- سیمان سفید؛ برای استفاده در سطح ساختمان‌ها و مواقعی که استفاده از سیمان‌های بدون رنگ با مقاومت‌های بالا مورد نیاز باشد. از این سیمان در تولید انواع سیمان‌های رنگی استفاده می‌شود.

6- سیمان سرباره‌ای ضد سولفات: در مواقعی که مقاومت متوسط در مقابل سولفات‌ها و یا حرارت هیدراتا‌سیون متوسط مورد نظر است، استفاده می‌گردد.

7- سیمان پرتلند- پوزولانی: در ساختمان‌های بتنی معمولی و بیشتر در مواردی که مقاومت متوسط در مقابل سولفات‌ها و حرارت هیدراتاسیون متوسط مورد نظر باشد، استفاده می‌شود.

8- سیمان پرتلند – آهکی: این نوع سیمان در تهیه ملات و بتن در کلیه مواردی که سیمان پرتلند نوع 1 به‌کار می‌رود، قابل استفاده است. دوام بتن را در برابر یخ زدن، آب شدن و املاح یخ زا و عوامل شیمیایی بهبود می‌دهد.

9- سیمان بنایی: برای استفاده در مواقعی که ملات بنائی با مقاومت‌های کمتر از سیمان پرتلند نوع 1 مورد نیاز است.

10- سیمان نسوز 450: حاوی بیش از 40% Al₂O₃ با اتصال هیدروکسیلی و فازهای کلسیم آلومینات، برای مصرف به‌عنوان ماده نسوز در صنایع حرارتی استفاده می‌شود.

توجه:

برای دانلود فایل کامل ورد لطفا اقدام به خرید نمایید.

لینک دانلود فایل بلافاصله پس از خرید بصورت اتوماتیک برای شما ایمیل می گردد.

سفارش تحقیق

به منظور سفارش تحقیق مرتبط با رشته تخصصی خود بر روی کلید زیر کلیک نمایید.

سفارش تحقیق