جدول 2-1.  ترکیبات دوتایی موجود در سرباره——— 11

جدول 2-2. ترکیبات پیچیده موجود در سرباره——— 11

جدول 2-3. نام و ترکیب فازهای موجود در کلینکر سیمان پرتلند———- 24

جدول 2-4. ترکیب بالقوه فازهای تشکیل دهنده سیمان معمولی ———- 25

جدول 2-5. معادلات شیمیایی جهت توصیف هیدراسیون سیمان پرتلند—– 36

جدول3-1. نسبت مواد برای مخلوطهای متشکل از سربارهها و سیمان معمولیبلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد————— 48

جدول3-2. نسبت مواد مخلوطهای ساخته شده بمنظور بررسی تأثیر فعالساز کلراید سدیم بر سیمانهای حاوی سربارههای فولاد   55

جدول 3-3. مخلوطهای سیمان حاوی سرباره کنورتور با / بدون نانو سیلیس– 56

جدول 4-1. ترکیبهای تشکیل دهنده مواد اولیه مشخص شده در آزمایش آنالیز شیمیاییبلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد—— 57

جدول 4-2. عدد میسون محاسبه شده برای سربارههای مختلف———– 58

جدول 4-3. نتایج حاصل از اندازهگیری چگالی پودر سیمان و انواع سرباره مورد استفادهبلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد——- 60

جدول 4-4. جدول آزمایشهای صورت گرفته بر دوغاب؛ زمان ریزش، قلیاییت (pH) و هدایت الکتریکی———– 63

جدول 4-5. زمانهای گیرش اولیه و نهایی خمیرهای سیمانی حاوی مقادیر مختلف سربارهبلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد—— 64

جدول 4-5. استحکام فشاری و خمشی نمونه های ملات بعد از 3، 7، 28 و 90 روزبلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد———— 67

جدول 4-6. مشخصات استحکام خمشی و فشاری ملاتهای حاوی سرباره با طول عمر متفاوتبلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد—- 76

جدول 4-7. مشخصات استحکام خمشی و فشاری ملاتهای حاوی سرباره با طول عمر متفاوتبلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد— 81

فهرست شکل‌ها

شکل 2-1. نمودار محصولات فرعی تولید شده بازای یک تن فولاد تولیدی به تفکیک روش تولید فولاد———– 11

شکل 2-3. تصویر فلوچارت انواع سربارههای آهن و فولاد- 14

شکل 2-4.  تصویر شماتیک از کوره بلند ذوب آهن و قسمتهای مختلف آن— 15

شکل 2-5. نمایی از بخش گرانولهسازی کارخانه ذوب آهن اصفهان با سه جت آب سرد گرانولهساز————— 18

شکل 2-6. شکل شماتیک کوره قوس الکتریک فولاد بهمراه نامگذاری قسمتهای مختلفبلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد——- 19

شکل 2-7. تصویری شماتیک از کوره کنورتور———- 20

شکل 2-8. تصویر میکروسکوپ الکترونی عبوری از—— 29

شکل 2-9. تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی از اترینژایت (تری سولفات AFt) با فرمول شیمیایی 3CaO.Al2O3.3CaSO4.32H2O  31

شکل 2-10. تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی تومازیت در نمونه بتنی پس از نگهداری به مدت بیش از 90 روز 32

شکل 2-11. تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی مونوسولفات 3CaO.Al2O3.CaSO4.12H2O- 33

شکل 2-12. شکل شماتیک ضخامت لایه نازک آب پوششی بر روی سطوح ذرات سیمان و نیز آب موجود در خلل و فرج بافت میکروسکوپی بین ذرات سیمان (آب بین ذرهای)-بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد—– 34

شکل 2-13. تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی از ساختار میکروسکوپی خمیری ساخته شده از کلینکر سیمان و گچ همراه با 5/3% وزنی SO3 که در حال هیدراسیون بوده و خود را گرفته است،  45/0 W/C= و زمان هیدراسیون 4 ساعت- 39

شکل 2-14. نمودار تشکیل فازهای هیدراته و رشد بافت میکروسکوپی در طول زمان هیدراسیون سیمان———- 42

شکل 3-1. تصویری از یک دستگاه ویسکوزیمتر ریزشی– 51

شکل 3-2. دستگاه اندازهگیری pH و هدایت الکتریکی محلول———— 52

شکل 3-3. تصویر شماتیک از دستگاه سوزن ویکات برای آزمایش گیرش—- 54

شکل 3-4. شماره الک و درصد مانده روی الک برای ماسه استاندارد——– 55

شکل 4-1. نمودارهای پراش پرتوی ایکس گرفته شده از مواد اولیه بهمراه با پیکهای مشخص شده (بصورت مقایسهای)  61

شکل 4-2. نمودار زمان ریزش دوغابهای ساخته شده با مقادیر مختلف سربارهبلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد————— 63

شکل 4-3. تصویر شماتیک اثرات فیزیکو- شیمیایی رخ داده در فصل مشترک ذرات سیمان و آب؛ شامل دفع ذره به ذره ناشی از نیروهای الکتروستاتیک (بین بارهای مشابه) و سازماندهی مولکولهای لایهای ناشی از جذب در سطوح جامد-محلول——— 64

شکل 4-4. نمودار زمانهای گیرش اولیه و نهایی نمونه های حاوی مقادیر مختلف سرباره کنورتوربلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد– 66

شکل 4-5. نمودار زمانهای گیرش اولیه و نهایی نمونه های حاوی مقادیر مختلف سرباره کوره قوس الکتریکی——- 67

شکل 4-6. نمودار زمانهای گیرش اولیه و نهایی نمونه های حاوی مقادیر مختلف سرباره گرانوله شده کوره بلند—— 67

شکل 4-7. نمودار استحکام فشاری نمونه های حاوی درصدهای مختلف سرباره کنورتور بر حسب عمر ملات——– 70

شکل 4-8. نمودار استحکام فشاری نمونه های حاوی درصدهای مختلف سرباره کوره قوس الکتریکی بر حسب عمر ملات 70

شکل 4-9. نمودار استحکام فشاری نمونه های حاوی درصدهای مختلف سرباره گرانوله شده کوره بلند بر حسب عمر ملات          71

شکل 4-10. نمودار استحکام خمشی نمونه های حاوی درصدهای مختلف سرباره کنورتور بر حسب عمر ملات——- 71

شکل 4-11. نمودار استحکام خمشی نمونه های حاوی درصدهای مختلف سرباره کوره قوس الکتریکی بر حسب عمر ملات          72

شکل 4-12. نمودار استحکام خمشی نمونه های حاوی درصدهای مختلف سرباره گرانوله شده کوره بلند بر حسب عمر ملات        72

شکل 4-13. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی از نمونه مرجع (الف- 7 روزه، ب- 90 روزه)بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد– 73

شکل 4-14. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی از نمونه حاوی 30% سرباره کنورتور (BOF30) (الف- 7 روزه، ب- 90 روزه)  73

شکل 4-15. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی از نمونه حاوی 30% سرباره کوره قوس الکتریکی (EAF30) (الف- 7 روزه، ب- 90 روزه)—————- 74

شکل 4-16. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی از نمونه حاوی 30% سرباره گرانوله شده کوره بلند (GBF30) (الف- 7 روزه، ب- 90 روزه)—————- 74

شکل 4-17. نمودار پراش پرتوی ایکس از نمونه های مختلف خمیری سخت شده پس از 90 روزبلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد- 75

شکل 4-18. مقایسه وضعیت سیالیت دوغابهای ساخته شده از مخلوطهای مختلف حاوی 30% سرباره با نمونه مرجع 76

شکل 4-19. نمودار زمانهای گیرش اولیه و ثانویه نمونه های مختلف جهت بررسی اثر فعالساز قلیایی بر گیرش—— 77

شکل 4-20. نمودار استحکام فشاری نمونه های ملات بر حسب عمر ملات—- 78

شکل 4-21. نمودار استحکام خمشی نمونه های ملات بر حسب عمر ملات—- 78

شکل 4-23. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی از نمونه حاوی مخلوط دو سرباره فولادسازی  بهمراه فعالساز (B-E-CaCl2)       (الف- 7 روزه، ب- 90 روزه)-بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد————– 80

شکل 4-24. نمودار زمانهای گیرش اولیه و ثانویه نمونه های حاوی مقادیر 50-0% سرباره کنورتوربلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد 81

شکل 4-25. نمودار زمانهای گیرش اولیه و ثانویه نمونه های حاوی 40% سرباره کنورتور  بهمراه 4-5/0 % نانو سیلیس 81

شکل 4-26. نمودار زمانهای گیرش اولیه و ثانویه نمونه های حاوی 50% سرباره کنورتور بهمراه 4-5/0 % نانو سیلیس 82

شکل 4-27. نمودار استحکام فشاری نمونه های حاوی نمونه های حاوی مقادیر 50-0%  سرباره کنورتور بر حسب عمر ملات         84

این مطلب را هم بخوانید :

شکل 4-28. نمودار استحکام فشاری نمونه های حاوی نمونه های حاوی 40%  سرباره کنورتور بهمراه 4-5/0 % نانو سیلیس          84

شکل 4-29. نمودار استحکام فشاری نمونه های حاوی نمونه های حاوی 50%  سرباره کنورتور بهمراه 4-5/0 % نانو سیلیس          85

شکل 4-30. نمودار استحکام خمشی نمونه های حاوی نمونه های حاوی مقادیر 50-0%  سرباره کنورتور بر حسب عمر ملات         85

شکل 4-31. نمودار استحکام خمشی نمونه های حاوی نمونه های حاوی 40% سرباره کنورتور  بهمراه 4-5/0 % نانو سیلیس          86

شکل 4-32. نمودار استحکام خمشی نمونه های حاوی نمونه های حاوی 50% سرباره کنورتور  بهمراه 4-5/0 % نانو سیلیس          86

شکل 4-33. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی از نمونه حاوی 40% سرباره کنورتور  (BOF40) با بزرگنماییهای مختلف      88

شکل 4-34. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی از نمونه حاوی 50% سرباره کنورتور  (BOF50) با بزرگنماییهای مختلف      88

 فصل اول

 مقدمه

از زمان گسترش صنعت و در پی آن گسترش تولید مواد صنعتی، بشر همواره با موادی مواجهه داشته که به صورت غیر عمد و ناخواسته در کنار محصول اصلی تولید شده ­اند. برخی این مواد را زائد[1] نامیده و آنها را بلا استفاده می­دانستند و برخی دیگر از این مواد به عنوان محصولات فرعی[2] نام برده و عقیده دارند که از این مواد هم می­توان در کاربردهایی دیگر بهره جست. در این ­باره صنعت آهن و فولاد هم مستثنی نبوده و همواره با تولید محصولاتی فرعی در حین تولید آهن و فولاد مواجه بوده است. بطور کلی، عملیات استخراج و تصفیه فلزات، مستلزم خارج ساختن مواد ناخالصی همراه سنگ معدن و سایر مواد موجود در شارژ ورودی به کوره­های ذوب و تصفیه فلزات است. به همین دلیل در عملیات تولید فلزات، محصولات فرعی بدست آمده که ناخالصی­های موجود در سنگ معدن و مواد شارژی دیگر همچون کمک ذوب­ها و آلیاژسازها عمده­ترین بخش این محصولات را تشکیل می­دهند. مجموع ناخالصی­های ذکر شده در طی عملیات استخراج، از فلز جدا شده و در فازی جداگانه بر روی سطح مذاب فلز تولید شده قرار می­گیرد که به آن سرباره (روباره)[3] گفته می­شود ]1[.

با توجه به تولید مداوم و بسیار زیاد سرباره­ها، در صورت عدم وجود کاربرد مشخص، این مواد به اجبار دپو شده که مشکلات زیادی را هم از لحاظ انباشتگی و اشغال فضا در کارخانه­های آهن و فولاد و همچنین مشکلات زیست محیطی در طبیعت بوجود می­آورند. حضور دراز مدت این مواد در طبیعت بدلیل تجزیه ترکیبات مختلف موجود در آن باعث بروز مشکلات زیست محیطی می­شود. در پی گزارش سالیانه NSA[4] در سال 2011 میزان کل سرباره آهن و فولاد تولیدی در ژاپن برابر با 392/15 میلیون تن بوده که حدود 635 هزار تن آن در صنعت سیمان و بقیه آن در کاربردهایی دیگری همچون جاده سازی، بهبود خاک کشاورزی و غیره بکار گرفته شده است. در همین سال در ایالات متحده امریکا حدود 20 میلیون تن  انواع سرباره آهن و فولاد تولید شده که حدود 9/16 میلیون تن این محصولات فرعی در صنایع مختلف مصرف شده است ]2[. در ایران هنوز آمار دقیقی از تولید سرباره­های آهن و فولاد منتشر نشده است ولی با توجه به کارخانه­های فعال تولید آهن و فولاد در سراسر کشور تخمین زده شده در حدود بیش از 5 میلیون تن انواع سرباره­های آهن و فولاد در سال تولید می­شود.