Transcript ประเภทที่ 2
่ กลุ่มที 2 ่ เรือง ปู นซีเมนต ์ ผู ้จัดทำ • 1. นำย ณั ฐวุฒ ิ หัสดีวจิ ต ิ ร ิ ไชย • 2. นำย ปภังกร สน รหัส • 3. น.ส. กมลรัตน์ ล่องสกุล รหัส ึ ษำ 5210110325 นักศก ึ ษำ 5210110009 นักศก ปูนซเี มนต์ หิน ทราย สารเคมีเพิม ่ เติม นา้ ่ ในการผลิต วัตถุดบ ิ ทีใช้ ปู นซีเมนต ์ • แบ่งออกเป็ น2ประเภทหลักคือ • 1.วัสดุธาตุปูน เป็ นออกไซด ์ของธาตุแคลเซียม (CaO) ได้แก่ หินปู น (limestone) และดินสอ พอง(chalk) • 2.วัสดุอาจิลลาเชียส เป็ นออกไซด ์ของธาตุ ซิลก ิ อน (SiO2) และอลู มเิ นี ยม (Al2O3) ได้แก่ ดินเหนี ยว หินเชลหรือหินดินดาน (shale) และหินชนวน (slate) ใ น บ า ง ค ร ้ั ง ก า ร ผ ลิ ต ปูนซีเมนต ์ยังตอ้ งการวัต ถุดบ ิ อย่ า งอื่ น ได แ้ ก่ ออกไซด ์ ่ ้จากดินลูกรงั ของเหล็ก ซึงได ออกไซด ข ์ องอลู มิ เ นี ยมและ เหล็ ก จะช่ว ยให ป ้ ฏิ ก ิ ร ิย าใน ้ และ เตาเผาเกิดได ง้ ่ า ยขึ น นอกจากนี ้ยัง ต อ้ งการยิป ซ ม ั เ พิ่ ม ห น่ ว ง ป ฏิ ก ิ ริ ย า ไ ม่ ใ ห ้ ปู น ซีเ มนต แ์ ข็ ง ตัว เร็ว เกิ นไป โ ด ย บ ด ร่ ว ม กั บ ปู น เ ม็ ดใ น ้ ขันตอนสุ ด ท า้ ยของกรรมวิธ ี การผลิต กรรมวิธใี นกำรผลิต จะแบ่งออกเป็ น 2 แบบคือ 1) กระบวนกำรผลิตแบบเปี ยก ( Wet Process ) 2) กระบวนกำรผลิตแบบแห ้ง ( Dry Process ) ื้ ของวัตถุดบ กำรเลือกกำรผลิตแบบใดนัน ้ ขึน ้ อยูก ่ บ ั ควำมชน ิ ในสภำพธรรมชำติ ควำมแข็งของวัตถุดบ ิ และชนิดของวัตถุดบ ิ วัตถุดบ ิ ของกระบวนกำรผลิตแบบเปี ยก จะเป็ นดินเหนียวทีม ่ ี ื้ สูง ในกระบวนกำรผลิตแบบเปี ยก ใชดิ้ นเหนียวและหิน ควำมชน ชอล์ก และใชอั้ ตรำสว่ นของวัตถุดบ ิ ต่อน้ ำประมำณ 1:3 จำกนัน ้ จะ บดสว่ นผสมให ้ละเอียดในหม ้อบดละเอียดเปี ยก (wash Mill) น้ ำ โคลนข ้น (Slurry) นำผ่ำนตะแกรงละเอียดผสมเข ้ำเตำเผำ ื้ ประมำณ ร ้อยละ 35-50 วัตถุดบ ิ ทีป ่ ้ อนเข ้ำไปจะมีควำมชน ในกระบวนกำรผลิต แบบแห ้ง จะใช วั้ ต ถุ ด บ ิ เป็ น หินปูนและ ื้ ค่อนข ้ำงตำ่ ในกระบวนกำรผลิตแบบ หินเชล จะมีควำมชน แห ้ง วัตถุดบ ิ ทีร่ ะเบิดมำจำกเหมืองจะนำมำย่อยให ้เล็กลงในเครือ ่ งย่อย ข ้ำงต ้น และเครือ ่ งย่อยขัน ้ ทีส ่ องตำมลำดับ จำกนั น ้ จึงนำวัสดุไป บดละเอียด ในหม ้อบดวัตถุด บ ิ และผสมกันตำมอัตรำส่ว นที่ต ้องกำร ในไซโลผสมวัตถุดบ ิ ( Blending Silo ) จำกนัน ้ เพิม ่ ร ้อนของวัตถุดบ ิ ด ้วยลมร ้อน ก่อนสง่ เข ้ำเตำเผำ ในกระบวนกำรผลิตแบบกึง่ แห ้ง จะ น ำวั ต ถุด บ ิ ไปท ำเป็ นเม็ ด โดยกำรเติม เล็ ก น อ้ ย เล็ ก ผ่ำนเข ้ำไปในเครือ ่ งทำเม็ด วัตถุดบ ิ จะจับเป็ นก ้อนกลม ขนำด 10-12 มม. ทัง้ นีเ้ พือ ่ ทำให ้กำรป้ อนวัตถุดบ ิ เข ้ำสู่ ื้ ประมำณร ้อยละ เตำเผำสะดวกขึน ้ วัตถุดบ ิ จะมีควำมชน 12 ดังนัน ้ เตำเผำของกระบวนกำรผลิตแบบแห ้ง และกึง่ ยุง้ ผสมวัตถุดบ ิ สาเร็จ หม้อเผาแบบหมุน หม้อบดวัตถุดบ ิ ตาราง สารประกอบหลักในการผลิต ปู นซีเมนต ์ (Major Compounds of Portland ่ Cement) ชือสารประกอบ สั ญลักษณ์ทาง ่ หลัก ไตรแคลเซียม ซิ ลิเกต (Tricalcium Silicate) ไดแคลเซียม ซิ ลิเกต (Dicalcium Silicate) ไตรแคลเซียม อลู มเิ นต เคมี ชือย่อ 3Ca.SiO2 C3 S 2Ca.SiO2 C3 S 12 คุณสมบัตข ิ อง สารประกอบหลั ก ่ ไตรแคลเซียมซิลเิ กต(C S) เป็ นสารประกอบทีมี 1. 2 ่ ด เนื่ องจากเป็ นตัวทีให้ ่ กาลังประลัยมาก ความสาคัญทีสุ ่ ดของปู นซีเมนต ์ ทาปฏิก ิรย ิ าก ับน้ าได้รวดเร็ว ทีสุ ่ 2. ไดแคลเซียมซิลเิ กต(C2S) เป็ นสารประกอบทีให้ กาลังเช่นเดียวกับไตรแคลเซียมซิลเิ กต แต่ทาปฏิก ิรย ิ า กบ ั น้ าได้ชา้ กว่า ดังนั้นจึงแข็งตัวช้า แต่จะให้กาลังสู งใน ระยะปลาย 3. ไตรแคลเซียมอลู มเิ นต(C3A) เป็ นสารประกอบที่ ท าปฏิก ิ ร ย ิ าก บ ั น้ าได้อ ย่ า งรวดเร็ว หลัง จากท าปฏิก ิ ร ย ิ า กบ ั น้ าแล้ว และท าให้เ พสต ก ์ ่ อ ตัว ทัน ทีค วามร อ ้ นที่ได้ เนื่ องจากปฏิก ิรย ิ าไฮเดรช ันมีคา ่ สู งมาก ตารางแสดง คุณสมบัตท ิ างกายภาพของ สารประกอบหลัก คุณสมบั ติ C3S 1. อ ัตรา เร็ว การ เกิดปฏิก ิ ริยา 2. การ เร็ว พัฒนา กาลังอ ัด 3. กาลัง สู ง อ ัดประลัย C2S C3A C4AF ช้า เร็วมาก เร็ว ช้า เร็วมาก เร็วมาก สู ง ่ ตา ่ ตา คุณสมบัตข ิ อง สารประกอบรอง สารประกอบรอง หมายถึง ส า ร ป ร ะ ก อ บ ที่ มี อ ยู ่ ใ น ปู น ซี เ ม น ต ท ์ ี่ น อ ก เ ห นื อ จ า ก สารประกอบ 4 อย่ า ง ซึง่ สารประกอบบางตัวมีผลกระทบ ้ ่ ซีเมนต ์และคอนกรีต ทังขณะที แข็งตัวและยังไม่แข็งตัว ตารางแสดงคุณสมบัตข ิ องสารประกอบรอง ออกไซด ์ CaO MgO Na2O + K2O TiO2 SO3 เปอร ์เซ็นต ์โดย น้ าหนัก 0.1 - 5.5 มาตรฐาน กาหนด < 3.0% <5.0% 0.5 - 1.3 - 0.1 - 0.4 1-3 2.3-4.0 ั ( CaSO4 • 2H2O ) ยิปซม ั ถูกใสเ่ ข ้ำไปในระหว่ำงบดปูนเม็ด ยิปซม เพือ ่ ทำหน ้ำทีค ่ วบคุมเวลำแข็งตัวของ ั ทีใ่ สต ่ ้อง ปูนซเี มนต์ ปริมำณยิปซม เหมำะสมเพือ ่ ให ้ซเี มนต์เกิดกำลังอัดสูง ทีส ่ ด ุ และเกิดกำรหดตัวน ้อยทีส ่ ด ุ ั ทีเ่ หมำะสมขึน ปริมำณยิปซม ้ อยูก ่ บ ั 1) อัลคำไลท์ออกไซด์ อันได ้แก่ Na2O และ K2O 2) ปริมำณ C3A 3) ควำมละเอียดของปูนซเี มนต์ ปู นขาวอิสระ ( Free Lime ( CaO ) Free lime เกิดได ้ 2 กรณี คือ 1) เมือ ่ วัตถุดบ ิ มี Lime มำกเกินไปทำให ้ไม่ สำมำรถทำปฏิกริ ย ิ ำ Sio2 , Al2O3 และ Fe2O3 ได ้ หมด 2) ปริมำณ Lime มีไม่มำก แต่ทำปฏิกริ ย ิ ำกับ Oxide ต่ำงๆ ไม่สมบูรณ์ ้ Free Lime นีจ ้ ะทำปฏิกริ ย ิ ำกับน้ ำอย่ำงชำๆ หลังจำกทีซ ่ เี มนต์แข็งตัวแล ้ว ซงึ่ อำจก่อให ้ ี หำยได ้ หรือที่ คอนกรีตเกิดกำรแตกร ้ำวเสย เรียกว่ำ ซเี มนต์ไม่อยูต ่ วั เนือ ่ งจำก Lime แมกนี เซียมออกไซด ์ (MgO) วัตถุดบ ิ ในกำรผลิตปูนซเี มนต์สว่ นใหญ่ จะมี MgCO3 ซงึ่ เมือ ่ เผำแล ้วจะเกิดกำรแยกตัวให ้ ี มออกไซด์บำงสว่ น MgO และ CO2 แมกนีเซย จะหลอมเป็ นปูนเม็ด ทีเ่ หลือ จะอยูใ่ นรูปของ ั่ จะ MgO และเมือ ่ เกิดปฏิกริ ย ิ ำไฮเดรชน เหมือนกับ CaO คือ ปริมำตรจะเพิม ่ ขึน ้ ซงึ่ ก่อให ้เกิดกำรไม่อยูต ่ ัว กำรขยำยตัวจะมำกหรือน ้อยขึน ้ อยูก ่ บ ั 1) ปริมำณของ MgO ในปูนซเี มนต์ 2) ปริมำณของ MgO ถ ้ำขนำดเล็กมำกๆ จะ ทำปฏิกริ ย ิ ำ อ ัลคาไลท ์ออกไซด ์ ( Na2O , K2O ) อัลคำไลท์ออกไซด์ ทีอ ่ ยูใ่ น ี ในกรณีท ี่ ปูนซเี มนต์นจ ี้ ะสง่ ผลเสย ้ ใชมวลรวมบำงประเภทที ท ่ ำปฏิกริ ย ิ ำ กับอัลคำไลท์มำผสมเป็ นคอนกรีต ผลจำกปฏิกริ ย ิ ำจะก่อให ้เกิดกำร ขยำยตัวดันให ้คอนกรีตแตกร ้ำว ี หำย ยำกต่อกำรแก ้ไข ในกรณี เสย ้ ทีจ ่ ำเป็ นต ้องใชมวลรวมที ท ่ ำ ปฏิกริ ย ิ ำกับอัลคำไลท์ ควรจะ เลือกใชปู้ นซเี มนต์ทม ี่ อ ี ล ั คำไลท์ตำ่ ประเภทของปู นซีเมนต ์ปอร ์ตแลนด ์ไว้ 5 ประเภทด ังนี ้ ประเภทที่ 1 ปูนซเี มนต์ปอร์ ตแลนธรรมดำ ้ สำหรับใชในกำร ทำคอนกรีต หรือ ผลิตภัณฑ์อต ุ สำห กรรมทีไ่ ม่ต ้องกำร คุณภำพพิเศษกว่ำ ธรรมดำ และใช ้ สำหรับงำนกำร ก่อสร ้ำงตำมปกติ ทั่วไป ประเภทที่ 2 ปูนซเี มนต์ปอร์ต ้ แลนด์สำหรับใชใน กำรทำคอนกรีตหรือ ผลิตภัณฑ์อต ุ สำหกรร มทีเ่ กิดควำมร ้อนและ ั เฟตได ้ปำน ทนซล กลำง ปูนซเี มนต์ปอร์ต แลนด์ประเภท เกิดแรงสูงเร็ว ้ ใชในงำน ก่อสร ้ำงที่ ต ้องกำรให ้เกิด แรงบีบน้ ำหนัก ได ้เร็ว เหมำะ ้ สำหรับใชในงำน คอนกรีตที่ ต ้องกำรถอด แบบได ้เร็ว หรือ งำนทีต ่ ้องกำรใช ้ เร็วเพือ ่ แข่งกับ ประเภทที่ 4 ปูนซเี มนต์ปอร์ตแลนด์ ้ ประเภทเกิดควำมร ้อนตำ่ ใชในงำน ่ กำรสร ้ำง คอนกรีตทีม ่ เี นือ ้ หนำๆ เชน เขือ ่ นกัน ้ น้ ำจืดขนำดใหญ่ งำนโครงสร ้ำง ทีเ่ ป็ นแท่งหนำมำกๆ ประเภทที่ 5 ปูนซเี มนต์ปอร์ต แลนด์ประเภททน ั เฟตได ้สูง ใช ้ ซล ในงำนก่อสร ้ำงใน ทะเลหรือตำม ชำยฝั่ งทะเล บน ดินทีม ่ ค ี วำมเค็ม ปนอยู่ หรือใช ้ ั เฟ บริเวณทีม ่ ซ ี ล ตสูง ปูนซเี มนต์ประเภท อืน ่ ปู นซีเมนต ์ผสม (Mixed Cement) ปู นซีเมนต ์ผสมหรือปู นซิลก ิ า(Mixed Cement หรือ Silica Cement) ได้จากการบดปู นเม็ดกับ วัสดุเฉื่อยจาพวกทราย มีระยะเวลาการก่อตัว ้ การเยิมน ้ ้ าตาและการหดตัวเมื ่ ่ นานขึน อแห้ ง ่ ว เหมาะสม น้อยลง จึงช่วยลดการแตกร ้าวทีผิ สาหร ับใช้ในงานปู นก่อหรือปู นฉาบเพราะจะ ้ ไม่ควรใช้ใน ได้มเี วลาในการทางานนานขึน การก่อสร ้างองค ์อาคารหลัก ปู นซีเมนต ์ขาว (WhiteCement) • สีเทาในปู นซีเมนต ์เกิดจากสารออกไซด ์ของ ้ เหล็กและแมงกานี ส ด ังนันการผลิ ตปู นซีเมนต ์ ขาว จึงทาได้โดยการลดปริมาณสารดังกล่าว ่ ่ ให้ตาลงซึ งอาจใช้ ดน ิ ขาวจีน กับดินสอพอง ่ มอ หรือหินปู นทีไม่ ี อกไซด ์ของธาตุเหล็กเป็ น วัตถุดบ ิ ในการผลิต กาลังอ ัดของปู นซีเมนต ์ ้ วนมากจะไม่สูงนัก จึงไม่เหมาะทีจะไป ่ ชนิ ดนี ส่ ใช้ทาโครงสร ้างทีร่ ับแรงปู นซีเมนต ์ชนิ ดนี ้ ่ องการความสวยงามหรือ เหมาะสาหร ับงานทีต้ ทางด้านสถาปั ตยกรรมเพราะสามารถใช้ส ี ่ ปู นซีเมนต ์ปอร ์ตแลนด ์ปอซโซลาน • วัสดุปอซโซลาน คือ วัสดุทมี ี่ ซล ิ า ิ ก ิ า หรือซิลก ่ และอลู มน ิ าทีละเอี ยดโดยต ัวมันเองจะไม่ม ี ่ ่ าปฎิก ิรย คุณสมบัตเิ ชือมประสานแต่ เมือท ิ ากับ ่ ณหภู มป แคลเซียมไฮดรอกไซด ์ และน้ าทีอุ ิ กติ ่ คณ ่ จะได้สารทีมี ุ สมบัตเิ ชือมประสาน ปอซโซ ลาน ได้แก่ ดินเหนี ยวเผา ถ้าถ่านหินหรือเถ้า ลอย ซิลก ิ าฟู ม และเถ้าแกลบบดละเอียด ซึง่ ่ องสัมผัส เหมาะสาหร ับโครงสร ้างคอนกรีตทีต้ น้ าเค็ม ดินเค็ม เช่น ในทะเล ชายฝั่ งทะเล น้ า ้ ดิ ่ นเค็ม กร่อย และพืนที ปู นซีเมนต ์ปอร ์ตแลนด ์ตะกร ันเตา ถลุงเหล็ก ่ จากการบดตะกร ันเตาถลุง • เป็ นปู นซีเมนต ์ทีได้ เหล็กกับปู นเม็ด ส่วนมากแล้วจะใช้ตะกร ันเตา ถลุงเหล็กในช่วงร ้อยละ 25 ถึง 70 ของวัสดุ ้ ซีเมนต ์ ปู นซีเมนต ์ชนิ ดนี จะร ับกาลังใน ่ ระยะแรกจะตากว่ าของปู นซีเมนต ์ปอร ์ตแลนด ์ ่ และความร ้อนจากปฎิก ิรย ิ าไฮเดรช ันก็ตากว่ า ้ ปู นซีเมนต ์ชนิ ดนี สามารถใช้ ในงานคอนกรีต หลาและโครงสร ้างคอนกรีตในทะเล ปู นซีเมนต ์ซ ัลเฟตสู ง • ปู นซีเมนต ์ซ ัลเฟตสู งทาจาการบดตะกร ันเตา ถลุงเหล็ก กับสารแคลซียมซ ัลเฟต และปู นเม็ด ้ ความ ประมาณร ้อยละ 5 ปู นซีเมนต ์ชนิ ดนี มี ่ ร ้อนจากปฏิก ิรย ิ าไฮเดรช ันตากว่ าและทนต่อ ่ องการความ สารซ ัลเฟต เหมาะสาหร ับงานทีต้ คงทนต่อการก ัดกร่อน เช่น ใช้ทาท่อคอนกรีต สาหร ับน้ าทิง้ ปู นซีเมนต ์ปอร ์ตแลนด ์แข็งตัวเร็ว พิเศษ • ปู นซีเมนต ์ปอร ์ตแลนด ์แข็งตัวเร็วพิเศษ ทา จากการบดสารแคลเซียมคลอไซด ์ กับ ปู นซีเมนต ์ปอร ์ตแลนด ์แข็งตัวเร็ว แคลเซียม คลอไรด ์เป็ นสารเร่งปฏิก ิรย ิ า เหมาะสาหร ับใช้ ่ ณหภู มต ่ หรือเมือ ่ ในการทาคอนกรีตทีอุ ิ า ต้องการกาลังระยะแรกสู งเป็ นพิเศษ ปู นซีเมนต ์ปอร ์ตแลนด ์กาลัง ระยะแรกสู งพิเศษ ่ • ทาได้โดยการบดปู นซีเมนต ์ปอร ์ตแลนด ์เพือ ่ ่ เพิมความละเอี ยดให้สูงและเพิมปริ มาณยิปซ ัม ด้วย เนื่องจากมีความละเอียดมากจึงทา ปฏิก ิรย ิ ากับน้ าอย่างรวดเร็วทาให้เกิดความ ร ้อนจากปฏิก ิรย ิ าไฮเดรช ันในระยะแรกสู ง และ ้ กาลังระยะแรกก็สูงด้วย ปู นซีเมนต ์ชนิ ดนี ใช้ ในงานประเภทเดียวกับปู นซีเมนต ์ปอร ์ตแลนด ์ ปู นซีเมนต ์ Masonry ่ าจาก • ปู นซีเมนต ์ Masonry เป็ นปู นซีเมนต ์ทีท การบดปู นซีเมนต ์ปอร ์ตแลนด ์กับหินปู นและ สารก ักกระจายฟองอากาศหรืออาจทาจาก การบดปู นซีเมนต ์ปอร ์ตแลนด ์กับปู นขาว วัสดุ เฉื่อย และสารกักกระจายฟองอากาศ ้ ความเป็ นพลาสติก ปู นซีเมนต ์ ชนิ ดนี มี ่ มากกว่าปู นซีเมนต ์ปอร ์ตแลนด ์ และมีกาลังตา มีความสามารถในการอุม ้ น้ าดี เหมาะสาหร ับ งานฉาบปู นโดยเฉพาะ ข้อควรระวังคือห้ามนา ้ ปู นซีเมนต ์ชนิ ดนี มาใช้ สาหร ับงานคอนกรีต ปู นซีเมนต ์ขยายตวั • การขยายตัวของปู นซีเมนต ์ขยายตัวอาศ ัย การทาให้เกิดสารเอททริงไกต ์ในช่วงอายุ ่ แรกเริมโดยการใส่ สารแคลเซียมอลู มเิ นตและ สารซ ัลเฟต หรืออาจใช้การบดสารแคลเซียม ซ ัลโฟอลู มเิ นตร่วมกับปู นซีเมนต ์ปอร ์ตแลนด ์ ่ าส่วนผสมให้พอเหมาะ ธรรมดาและเมือท ่ สามารถทาให้เกิดการขยายตัวเริมแรกและ การหดตัวมีคา ่ ใกล้เคียงกัน ปู นซีเมนต ์ก่อตัวและแข็งตัวเร็ว • ปู นซีเมนก่อตัวและแข็งตัวเร็วจะมียป ิ ซ ัมหรือ แคลเซียมซ ัลโฟอลู มเิ นตผสมอยู ่มาก ทาให้ ้ ด ังนัน ้ เกิดความร ้อนและเกิดเอททริงไกด ์ขึน ซีเมนต ์เพสต ์จะมีกาลังได้รวดเร็ว ปู นซีเมนต ์ ้ ่ องใช้ ประเภทนี เหมาะส าหร ับงานซ่อมแซมทีต้ งานเร่งด่วน ปู นซีเมนต ์บ่อน้ ามัน • ปู นซีเมนต ์บ่อน้ ามันใช้สาหร ับงานบ่อน้ ามัน ่ องกันน้ าใต้ดน เพือป้ ิ เข้ามาในหลุมเจาะน้ ามัน ปู นซีเมนจะก่อตัวช้าภายใต้อณ ุ หภู ม ิ ความดัน และทนสภาพการกัดกร่อนสู ง อุณหภู มใิ นบ่อ ่ กมากอาจสู งเกิน 260 องศา น้ ามันทีลึ เซลเซียส ปู นซีเมนต ์จะผสมกับน้ าจนเป็ น โคลนและสู บส่งลงในบ่อน้ ามัน ปู นซีเมนต ์อลู มน ิ าสู ง ้ ตจากหินปู นและบอกไซด ์ • ปู นซีเมนต ์ชนิ ดนี ผลิ ่ ซึงประกอบด้ วยอลู มน ิ าออกไซต ์ของเหล็กและ ซิลก ิ า กาลังของปู นซีเมนต ์อลู มน ิ าสู งอยู ่ทอายุ ี่ ่ั ้ งทนการกัด 24 ชวโมง ปู นซีเมนต ์ชนิ ดนี ยั กร่อนของสารละลายซ ัลเฟตและกรดเพราะมี ความทึบน้ าสู ง ข้อควรระวังสาหร ับการใช้ ปู นซีเมนต ์ชนิ ดนี ้ คือ กาลังของคอนกรีตอาจ ลดลงเนื่องจากการแปรสภาพของสารประกอบ อลู มเิ นต จบการ นาเสนอ