بهینه سازی جذب آب بالای سیمان بعد از افزودن باطله آجر (برای سیمان‌های فله در تولید بتن آماده)

توضیحات چالش

تولید سیمان برای مصرف در بتن با مشکلات عدیده ای از جمله: مصرف انرژی نسبتا زیاد، آلودگی محیط زیست گازهای گلخانه ای (900 کیلوگرم گاز به ازای هر تن تولید سیمان) مواجه بوده است. از دیگر معایب سیمان‌های تیپ معمولی تخریب زودرس سازه های بتنی به دلیل نفوذ املاح شیمیایی سولفاتی، کلر و کاهش شدید عمر مفید سازها و هزینه بالای تعمیرات سازه ها میباشد. لذا نیاز به بتن مقاوم و با دوام بویژه در مناطق خورنده یک ضرورت انکار ناپذیر است. استفاده از مواد افزودنی در تولید سیمان آمیخته، بعنوان عامل اصلی در بهبود دوام بتن و کاهش هزینه های انرژی بوده و یک ضرورت انکار ناپذیر می‌باشد. اصلی ترین افزودنی معدنی در تولید سیمان‌های آمیخته: پوزولان‌های طبیعی، سرباره، میکروسیلیس ، زئولیت و …. می باشند.

شرکت سیمان به منظور اصلاح الگوی مصرف سیمان، کاهش هزینه های تولید، بهبود خواص مهندسی بتن و همچنین افزایش دوام و رفع نگرانی‌های زیست محیطی، تولید سیمان آمیخته را در دستور کار قرار داده است. به دلیل عدم وجود اصلی ترین ماده افزودنی برای تولید سیمان آمیخته (پوزولانها) در مازندران و شرایط اقلیمی و فراوانی کوره های آجر رسی سنتی و ماشینی برای اولین بار از باطله های آجرهای رسی (ضایعات کوره های آجر پزی) بعنوان مکمل سیمانی استفاده نموده است. این سیمان پس از تولید آزمایشگاهی با طرح اختلاط‌های مختلف، تحت آزمون‌های کیفی تخصصی قرار گرفته و در نهایت با فرمولاسیون مطمئن بصورت صنعتی تحت عنوان سیمان آمیخته (LC3) تولید گردید و بصورت پاکتی به مقدار محدود به بازار عرضه گردیده است. (آجر به واسطه تكليس رس معدني طي عمليات حرارتي كنترل شده ای در دمای 900 تا 800 سانتی گراد بدست مي آيد. این ماده بعد از حرارت دادن به صورت یک ماده پوزولانی عمل می کند و براساس استاندارد ملی ایران در رده کلاس N (پوزولان کلسینه شده) قرار میگیرد.

چالش اول از مرحله آسیاب کردن است که به دلیل تفاوت در دانسیته کلینکر با افزودنیها، در صورت بکارگیری تقریبا 40% افزودنی (رس کلسینه و آهک) نرمی سیمان بهنگام آسیاب کردن به شدت افزایش می یابد و منجر به جذب بالای آب سیمان میشود (آب غلظت نرمال سیمان) که افت شدید کیفیت و دوام را در پی دارد.

حالت ایده آل برای تولید سیمان‌های آمیخته حالتی‌ است که بلین سیمان‌های تولیدی خیلی بالا نباشد، ولی زبره سیمان بهبود یابد. به‌عبارتی ذرات زیر 45 میکرون افزایش یابد. به‌هنگام آسیاب کردن، رس کلسینه نسبت به کلینکر به شدت نرم می‌شود. حال به دنبال راهکار هستیم که به کمک افزودنی شیمیایی سایش پذیری مواد به هم نزدیک شود. البته راهکار دوم اینکه افزودنی‌ها بصورت جداگانه آسیاب گردند و از طریق یک دستگاهی کاملا میکس و هموژن شوند که این روش نیاز به بررسی دارد.

چالش دوم: بهنگام استفاده از افزودنی، رنگ سیمان روشن‌تر می‌شود که مشتریان نمی پسندند. مشتریان نسبت به سیمانهای روشن تر واکنش منفی نشان می‌دهند.