سیمان محصول پیچیده ‌ای است که از ترکیب چندین ماده معدنی و طی فرآیندی دقیق و چند مرحله ‌ای تولید می‌شود. اهمیت سیمان در دنیای مدرن غیرقابل انکار است. آشنایی با مواد اولیه تولید سیمان و نحوه تولید سیمان می‌تواند منجر به شناخت هرچه بیشتر این محصول گشته و اهمیت آن را برای ما دوچندان کند.

استفاده از سیمان امروزه بخشی جدایی ناپذیر در صنعت ساخت و ساز شده است و تصور نبود و عدم استفاده از سیمان غیرقابل پذیر است. پس شناخت هرچه بیشتر این ماده ارزشمند می‌تواند جایگاه آن را در نظر ما بالاتر ببرد.

مواد تشکیل دهنده سیمان

مواد اولیه تولید سیمان

  1. اکسید کلسیم (CaO):
    اکسید کلسیم یکی از مواد اولیه اصلی سیمان است که معمولاً از سنگ آهک استخراج می‌شود. این ماده بین 60 تا 67 درصد از وزن سیمان را تشکیل می‌دهد و نقش حیاتی در فرآیند هیدراتاسیون و سخت شدن سیمان دارد.
  2. سیلیس (SiO₂):
    سیلیس که معمولاً از سنگ‌های ماسه‌ای و کوارتز به‌دست می‌آید، حدود 17 تا 25 درصد وزن سیمان را تشکیل می‌دهد. این ماده برای بهبود مقاومت سیمان در برابر حملات شیمیایی و افزایش دوام بتن در طول زمان کاربرد دارد.
  3. آلومینا (Al₂O₃):
    آلومینا یا خاک رس یکی دیگر از مواد اولیه سیمان است که معمولاً 3 تا 8 درصد از وزن سیمان را به خود اختصاص می‌دهد. این ماده به کنترل زمان گیرش سیمان و مقاومت آن در برابر سولفات‌ها کمک می‌کند.
  4. اکسید منیزیم (MgO):
    اکسید منیزیم در مقادیر کم به بهبود خواص سیمان کمک می‌کند، اما باید توجه داشت که این ماده نباید بیش از 5 درصد از ترکیب سیمان را تشکیل دهد. در مقادیر بیش از حد، ممکن است باعث ترک خوردگی سیمان شود.
  5. اکسید آهن (Fe₂O₃):
    اکسید آهن در فرآیند تولید سیمان نقش مهمی دارد. این ماده به تشکیل فاز مایع در کوره کمک می‌کند که واکنش‌های شیمیایی را تسهیل می‌کند و در نهایت منجر به تشکیل فریت کلسیم آلومینات (C₃A) می‌شود که در افزایش مقاومت سیمان مؤثر است.
استخراج مواد اولیه از معادن

استخراج مواد اولیه از معادن

نقش هر ماده اولیه در تولید سیمان

هر ترکیب و ماده معدنی که در ساخت سیمان نقش داشته، دارای خاصیت و خواصی است که در نهایت منجر به تولید سیمان خواهد شد. خاصیت چند ماده اولیه در تولید سیمان به شرح زیر است:

اکسید کلسیم

  • مسئول استحکام و مقاومت نهایی سیمان
  • تأثیرگذار بر سرعت گیرش و سخت شدن سیمان

سیلیس

  • بهبود مقاومت در برابر حمله‌های شیمیایی
  • افزایش دوام و پایداری بتن در دراز مدت

آلومینا

  • کنترل زمان گیرش سیمان
  • بهبود مقاومت در برابر سولفات‌ها (در مقادیر کم)

اکسید آهن

  • کمک به تشکیل فاز مایع در کوره، که باعث تسهیل واکنش‌های شیمیایی می‌شود
  • تشکیل فریت کلسیم آلومینات که در مقاومت سیمان نقش دارد

اکسید منیزیم

  • در مقادیر کم به بهبود خواص سیمان کمک می‌کند
  • می‌تواند باعث افزایش مقاومت در برابر ترک خوردگی شود