بتن گوگردی

شرکت تعاونی بتن نصر کاشان

بتن گوگردی

Sulfur concrete

پيشگفتار

با توجه به توليد کنوني ساليانه 33 ميليون تن سيمان در کشور و پيش بيني توليد ساليانه 70 ميليون تن در برنامه چهارم توسعه دولت، و همچنين علاقمندي توليدکنندگان سيمان به صادرات آن به کشورهاي همسايه، به نظر مي رسد علاوه بر ظرفيت سازي در اين صنعت، تنظيم ميزان مصرف و شيوه هاي بهينه کردن آن از راهکارهاي اساسي برون رفت از بحران در اين صنعت است.

با توجه باينکه کشور ما داراي معادن گوگرد فراوان بوده و همچنين حجم بسيار زيادي گوگرد نيز از تصفيه گازهاي ترش بدست مي آيد، ميتوان از سيمان گوگردي استفاده نمود. تکنولوژي توليد اين سيمان چند دهه است که بدست کشورهائي مانند آمريکا و کانادا مي باشد.

لازم به ذکر است که تمامي مواد لازم جهت توليد اين سيمان و همچنين قطعات لازم جهت ساخت ماشين آلات آن را میتوان در داخل کشور تهيه کرد.

در صورت توليد سيمان گوگردي و مصرف آن در کارهاي آبي خصوصا" سدسازي، لوله هاي فاضلاب، کانالهاي آبياري، شمعهاي بتني، اسکله ها و ديوارهاي ساحلي و... سهم بيشتري از توليدات سيمان کشور صرف کارهاي ساختماني شده و از هزينه هاي احداث کارخانه هاي سيمان کاسته خواهد شد. براساس محاسبات انجام شده سرمايه گذاري کارخانه هاي سيمان گوگردي کمتر از 10 درصد سرمايه گذاري کارخانه هاي سيمان معمولي است و مدت زمان لازم براي ساخت و بهره برداري آن نيز يک چهارم ساخت کارخانه هاي سيمان معمولي است که البته بايد گيرايي سريع و مقاومت بالاي آن در مقابل فشار را نيز به مزاياي آن افزود.

فصل اول

كليات

مطالعات اوليه
مشخصات فني مهندسي بتن گوگردي

مقدمه

گوگرد زرد خالص(شکل1-1) از فراورده هاي نفت و گاز، امروزه افزون بر مصارف صنعتي در ساخت سازه هاي ساختماني مثل پل، سازه هاي دريايي،قطعات پيش ساخته، سازه هاي انتقال آب و تصفية فاضلاب بيش از بتن مورد استفاده قرار مي گيرد.در اين طرح به مطالعة خواص و مشخصات فني بتن گوگردي و همچنين اثرات آن در موارد كاربردي آب و فاضلاب پرداخته و مقالات و پژوهش هاي انجام شده مورد بررسي و مطالعه قرار مي گيرد.

شکل 1-1 گوگرد خالص

با توجه به اینکه محصول گوگرد به عنوان یک محصول جانبی در کنار سایر محصولات از قبیل پتروشیمی و پالایش نفت خام حاوی سولفور، شیرین سازی گازهای ترش و صنایع دیگر تولید می شود، مسئله دفع زائدات گوگرد از جمله مسایل قابل توجه در شاخه محیط زیست میباشد. با استفاده از روشهای جدید امروزه این محصول به عنوان ماده اولیه ساخت و کار در صنعت در آمده است که با این روش تا حدی از مشکلات و معضلات محیط زیستی این محصول می توان کاهید.(شکل 1-2)

‏1 2- توليد مازاد گوگرد شکل 1-2توليد مازاد گوگردی

در گذشته از گوگرد عنصري در مواردي نادر، به عنوان سيمان جهت توليد بتن گوگردي ساده استفاده ميشده است. در منابع مختلف آمده است كه حتي در برخي موارد بتن گوگردي ساده در شرايط كاربردي آن كه فوقالعاده و سخت نبوده است نيز به سرعت دچار نقض شده است.

هيچگونه توضيح ظاهري براي اين نقايص وجود ندارد. بتن گوگردي به سادگي به صورت دانهاي در آمده و اتصال بين آنها دچار شكست ميگردد. بررسيهاي انجام گرفته نشان ميدهد كه ميلههايي كه از بتن گوگردي ساخته شده اند تحت نوسانات درجه حرارت بين 4 تا 66 درجه سانتيگراد افزايش طول مييابند. بديهي است كه ميلهها با گرم شدن منبسط ميگردند، اما در ضمن فرايند سرد شد به ابعاد اوليه خود باز نميگردند. ميزان افزايش طول اين ميلهها به طول عمر آنها بستگي دارد. ميلههايي كه پس از گذشت يك روز از ساخت مورد اين آزمايش قرار ميگيرند به اندازه آنهايي كه 10 تا 12 روز از ساخت آنها ميگذرد، افزايش طول نمييابند. علاوه بر اين ملاحظه ميگردد كه ميلههاي بتن گوگردي كه داراي تنش گسيختگي 1500 پوند بر اينچ مربع بودهاند، بعد از اينكه در معاض نوسانات درجه حرارت واقع ميشوند، خيلي ضعيفتر شدهاند بطوري كه با دست قابل شكستن ميباشند. پديده افزايش طول اين ميلههاتحت شرايط فوق ممكن است علت نقايص آنها را تاحدودي توضيح دهد. دليل افزايش طول ونقص ميلهها ممكن است تغيير در ساختمان كريستالي گوگرد باشد. روشهاي تغيير شيميايي گوگرد (اصلاح گوگرد) كه در جهت جلوگيري از تغيير ساختمان كريستالي گوگرد براي رفع اين نقيصه مورد بررسي قرار گرفته است در اين گزارش مرور ميشود. همچنين ساخت قطعات پيش ساخته و استفاده از آنها در ساختمانهاي پيش ساخته در محيطهاي صنعتي مورد بررسي قرار خواهد گرفت. البته پايين بودن نقطه ذوب (119 درجه سانتيگراد)، گرچه از آن را در كاربردهاي سازهاي محدود ساخته است ولي قابليتهاي بالاي بتن گوگردي در مواردي كه بتن پرتلند داراي محدوديت ميباشد، افقهاي روشني را براي گسترش استفاده از اين بتن هماكنون و در آينده نزديك نويد ميدهد.

در اين قسمت برخي از تعاريف شرح داده ميشود.

بتن گوگردي ساده

بتني كه از ريختن مخلوط گوگرد عنصري مذاب و سنگدانه در قالب پس از سرد شدن بدست ميآيد.

بتن گوگردی

بتني كه از ريختن مخلوط سيماني گوگردي مذاب و سنگدانه در قالب پس از سرد شدن به دست ميآيد.

سيمان گوگردی

محصولي كه از واكنش گوگرد با ماده نرمكننده آن حاصل ميگردد.

ماده پلاستيك كننده

مشتقات هيدركربنهاي الفيني، يا هيدروسولفاتهاي الفيني كه افزون آن به بتن گوگردي موجب ميگردد تا بتن گوگردي حالت نرم انعطافپذير بدست آورد.

گوگرد اصلاح شده

گوگرد عنصري كه با ماده نرمكننده اصلاح شده باشد و به سيمان گوگردي تبديل شده باشد.

....