صنعت سیمان چیست؟

صنعت سیمان یکی از صنایع راهبردی است که نقش مهمی در توسعه اقتصادی و عمرانی ایفا می کند و گسترده ترین سطح تولید را بین سایر صنایع به خود اختصاص داده است.

مواد اولیه صنعت سیمان را سنگ آهک، سنگ گچ، سنگ سیلیس، سنگ آهن، سنگ آلوویوم، خاک مارل، پوزولان، سرباره و … تشکیل می‌دهند. تمام مواد اولیه صنعت سیمان از داخل کشور تهیه و تامین می‌شود. برای تولید هر تن سیمان به طور متوسط ۱۰۵ متر مکعب گاز طبیعی و ۱۱۰ کیلووات برق مصرف می‌شود. افزایش نرخ پاکت سیمان طی سال‌های اخیر نیز موجب افزایش بهای تمام شده تولید شده است. بیشترین هزینه تولید شرکت‌های سیمانی مربوط به حقوق و دستمزد پرسنل (حدود ۳۰ درصد) است. پس از آن هزینه پاکت مصرفی (حدود ۲۰ درصد) و مواد مستقیم مصرفی، بالاترین رقم هزینه تولید را در شرکت‌های سیمانی دارا هستند. علم نوین نانو با استفاده از فن آوری های رایانه به افزایش دانستنیهای روز کمک کرده است.

 

سیمان چیست؟

 منظــور از ســیمان در مصالــح ســاختمانی پودری اســت کــه در اثــر ترکیــب بـا آب قادر بــه چســباندن ذرات شــن و ماسه(سنگدانه) است و پـس از سفت و ســخت شــدن، در آب حــل نمــی شــود.

سیمان یا بتن پس از آب پر مصرف ترین ماده در جهان است و سرانه مصرف سیمان در هر کشور رابطه مستقیمی با نرخ رشد اقتصادی آن کشور دارد.

برای ایجاد یک میلیون تن ظرفیت تولید سیمان در دنیا به طور متوسط به 150 میلیون دلار سرمایه گذاری و حدود سه سال زمان نیاز است.

ترکیبات سیمان

وقتی به صورت مالی شرکت های سیمانی می نگریم، شاهد تفاوت در مواد اولیه این شرکت ها هستیم که برخلاف سایر صنایع، هر شرکت از ترکیب مواد اولیه مختلفی در فرایند تولید استفاده کرده است. با توجه به اینکه برای تولید سیمان به یکسری ترکیبات نیاز است و این ترکیبات از مواد مختلفی قابل تامین می باشد.

تاریخچه صنعت سیمان

سیمان یا سمنت واژه‌ایست که از لغت سمنتوم رومی گرفته شده و قدمت آن به پیش از میلاد می‌رسد. مصرف آن در ساختمان پانتئون شهر رم واقع در ایتالیا که مربوط به ۲۷ قبل از میلاد است، دیده شده است. در ساختمان گنبد این بنا که ۴۳ متر قطر دارد، مخلوطی از خرده‌سنگ و آهک پخته به‌ کار رفته است.

ولی کشف سیمان به شکل امروز مربوط است به یک نفر بنای انگلیسی بنام ژوزف اسپدین که از پختن آهک و خاک رس در حرارت بالا و آسیاب کردن آن موفق شد ابتدایی‌ترین نوع سیمان را کشف نموده و آن را در تاریخ ۲۱ اکتبر ۱۸۲۴ به نام خود در انگلستان ثبت نماید و نام محصول به دست آمده را سیمان پرتلند گذاشت.

صنعت سیمان در ایران

مطالعات تاریخی نشان می‌دهد که ایرانیان نیز همانند فینیقی‌ها، یونانی‌ها و رومی‌ها توانایی ساخت ملات‌ آبی را داشتند که می‌توانست فشار را تحمل کرده و انسجام خود را در مجاورت آب نیز حفظ نماید. آثار باقی‌مانده از ایرانیان قدیم نیز نشان می‌دهد که از دیرباز خواص هیدرولیکی آهک (که نوعی سیمان است) را می‌شناختند. از جمله این آثار می‌توان به سدها و پل‌های‌ عظیم در مناطق مختلف ایران همچون سد ایزدخواست (اولین سد قوسی جهان)، سد کرخه و سد شادروان اشاره کرد.

امروزه تولید و صنعت ایرانی مصرف سیمان را در نقش نهاده‌ ساختمانی و عمرانی می‌تواند به عنوان یکی از شاخص‌های پیشرفت کشورها در نظر گیرد. در کشور ایران حدود ۷۶ شرکت تولیدکننده در حوزه سیمان و کلینکر با ظرفیت اسمی حدود ۸۸ میلیون تن وجود دارد. ایران با تولید ۶۰ میلیون تن سیمان در سال ۲۰۲۰، در رتبه هفتم تولید در جهان قرار دارد. رکود در ساخت و ساز داخلی و کاهش بودجه عمرانی دولت و محدودیت‌های بوجود آمده در صادرات باعث شد تا ایران نتواند از بخش عمده‌ای از ظرفیت تولید سیمان خود استفاده کند، با این حال پیش‌بینی می‌شود ظرفیت تولید، به دلیل تکمیل کارخانجات در دست احداث تا پایان سال ۱۴۰۱ به بیش از ۹۰ میلیون تن بالغ شود.

روش های تولید سیمان

اصولاً چهار روش براى تولید سیمان وجود دارد:

1. روش تر
2. روش نیمه‌تر
3. روش نیمه خشک
4. روش خشک

 روش تر و نیمه‌تر:

در روش تر و نیمه تر خاک رس مصرفى در دستگاه دوغاب ساز ، تبدیل به دوغاب مى‌گردد. سپس دوغاب خاک رس به همراه سنگ آهک در آسیاب مواد خام مخلوط و نرم گشته و تبدیل به دوغاب با غلظت بیشترى مى‌شود. پس از تنظیمات لازم توسط آزمایشگاه، بعنوان خوراک کوره مورد مصرف قرار مى‌گیرد. 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 مى‌شود و بصورت کیک یا آماج (حبه) به کوره تغذیه مى‌گردد.

روش نیمه خشک:

در روش نیمه خشک مواد اولیه بصورت خشک با یکدیگر مخلوط گشته و به آسیاب مواد خام تغذیه مى‌گردند. مواد خروجى از آسیاب مواد به صورت پودر است. قبل از تغذیه این پودر به کوره مقدارى آب روى آن پاشیده مى شود و آن‌را به صورت آماج یا حبه در آورده و به کوره تغذیه مى نمایند.

 روش خشک:

در روش خشک مواد اولیه خشک وارد آسیاب مى‌شوند، پودر خروجى از آسیاب مواد، پس از تنظیم، به عنوان خوراک کوره مصرف مى‌گردد.

مواد خام ورودی به کوره از نظر غلظت و میزان آب اضافه شده به آنها، نوع روش را مشخص میکند. سیستم پخت اکثـر کارخانه های سیمان کشور ما نیز بر اساس روش خشک استوار است.

انواع سیمان و محصولات صنعتی آن

به طور کلی سیمان های ساختمانی به دو نوع پرتلند و غیر پرتلند تقسیم می‌شوند شیوه کلی تولید سیمان پرتلند بدین صورت است که پس از استخراج مواد اولیه (سنگ آهک و خاک رس)و آماده کردن آنها، مخلوط را تا دمای بیش از ۱۴۰۰ درجه حرارت می‌دهند. حاصل این فرایند کلینکر است که آن را پس از سرد شدن با ۳ الی ۴ درصد وزنی سنگ گچ آسیاب می‌کنند تا پودر سیمان پرتلند بدست آید.

• سیمان پرتلند

این نوع سیمان برای مصرف عمومی ابنیه و ساختمان و مقاومسازی ساختمانها، ساخت سد و پل و غیره کاربرد دارد.

• سیمان بنایی

ساخت ملات آجرکاری، بلوک کاری، اندودکاری، کفپوش جداول و …

• سیمان حفاری

برای مصرف حداکثر تا عمق ۴۳۰۰ متر

• سیمان نسوز

ماده نشوز در صنایع حرارتی

• سیمان چاه نفت

درزگیری چاه‌های نفت، حفر چاه‌های آب و فاضلاب و …

• سیمان رنگی

نماسازی سیمانی و تولید بتن نمادار