طرح تولید بتن گوگردی

بتن گوگردی یه ماده ساختمانی ترکیبی است که عمدتا از گوگرد و سنگدانه تشکیل شده است (عموما یک سنگدانه درشت ساخته‌شده از شن یا سنگ‌های خرد شده و سنگدانه خوب دانه‌بندی‌شده مانند ماسه). سیمان و آب که ترکیبات مهم در بتن معمولی هستند در ساخت بتن گوگردی به کار نمی‌روند. بتن در دمایی بیش از نقطه ذوب گوگرد (بالای ۱۴۰ درجه سانتی‌گراد) گرم شده است. بعد از خنک شدن، بتن به مقاومت بالایی می‌رسد و بدون نیاز به زمان زیاد، مانند بتن معمولی بهبود می‌یابد.
بتن گوگردی به برخی از ترکیبات مثل اسیدها که به بتن معمولی حمله می‌کنند، مقاوم است. بتن گوگردی به عنوان ماده ساختمانی برای رها شدن مقدار زیادی از گوگرد ذخیره‌شده تولیدی توسط هیدروژن سولفوریزاسیون گاز و روغن توسعه یافته است. بتن گوگردی همچنین یک ماده ساختمانی امکان‌پذیر برای پایه ماه قمری است. از سال ۲۰۱۱، بتن گوگردی در مقادیر کم فقط زمانی که عمل‌آوری سریع یا مقاومت در برابر اسد نیاز است، استفاده شده است.
گوگرد یکی از مهمترین و سودمندترین مواد صنعتی است. بعضی از کشورهای جهان نظیر ایران دارای معادن فراوان گوگرد می باشند و علاوه بر آن مقادیر زیادی گوگرد نیز از تصویه گازهای ترش بدست می آید. در چند دهه ی اخیر تولید گوگرد بر مصرف آن بشدت پیشی گرفته به نحوی که تولید گوگرد در پالایشگاهها به مشکل زیست محیطی تبدیل شده است .برای رفع این مشکل نیاز است مصارف جدیدی برای گوگرد ارایه گردد .یکی ازکاربردهای گوگرد در صنعت ساختمان تولید بتن گوگردی می باشد سالهای زیادی است که بتن به عنوان یک عنصر مهم و تاثیرگذار در صنعت ساختمان به شمار می آید. با توجه به گسترش روزافزون استفاده از سازههای بتنی مواد افزودنی متفاوتی به عنوان جایگزین یا در جهت کاهش مصرف سیمان به کار گرفته شده اند که مصرف اینگونه مواد باعث تولید انواع مختلفی از بتن با خواص و ویژگیهای متفاوتی شده است.
از جمله مهمترین ویژگیهای بتن گوگردی میتوان به مقاومت بالا در محیطهای اسیدی،کسب مقاومت سریع، مقاومت بالا، عدم استفاده از آب در ساخت آن و امکان بازیافت و نفوذپذیری کم آن اشاره کرد. بتن گوگردی از ترکیب گوگرد مذاب با مصالح سنگی و فیلر ساخته میشود که برای اصلاح خواص آن از مواد افزودنی در ساخت آن استفاده میگردد.
افزایش مقدار سیمان گوگردی در بتن گوگردی تا یک حد آستانه سبب افزایش مقاومت ولی تجاوز از این حد آستانه منجر به کاهش مقاومت فشاری بتن می شود میزان گوگرد در بتن گوگردی باعث تغیرات مقاومتی در بتن گوگردی میشود. برای دستیابی به بالاترین مقاومت مقدار گوگرد کافی برای پر کردن فضای خالی مصالح لازم است
بتن گوگردی محصول جدیدی است که با وجود این که ظاهری نهایی آن مانند بتن معمولی است، اما طرز تولید، نگهداری و استفاده از آن متفاوت است.
امروز این بتن که دارای مزایای بسیار از جمله مقاومت در برابر اسیدها و مواد خورنده، قابلیت ذوب چند باره و مصرف مجدد، دارا بودن مقاومتهای خوب خمشی و فشاری می باشد مورد توجه قرار گرفته مصرف بتن گوگردی در مناطقی که خطر خوردگی شدید باشد، توصیه شده است. بتن گوگردی از مخلوط کردن داغ گوگردی و سنگدانه های معدنی ایجاد می شود ( همانند روش تولید آسفالت) و یک ماده ترموپلاستیک به حساب می آید.( فاقد آب و سیمان می باشد)
بهترین نسبت وزنی برای تهیه بتن گوگردی به صورت ۲۰% گوگرد،۳۲% ریزدانه،۴۸% ئدرشت دانه و ۵۰% پودر سیلیس می باشد.
بتن گوگردی مصالح نسبتاً جدیدی است، گرچه ظاهر آن در نهایت شبیه بتن معمولی می‌باشد اما ساخت، حمل، کاربرد و آزمایش آن متفاوت است. هدف این راهنما آشنائی مهندسین، پیمانکاران، سازندگان و مصرف کنندگان این بتن، کاربردها و کمک برای انتخاب مصالح، نسبت‌های اختلاط و خواص آن جهت استفاده بهینه بتن گوگردی است. بتن گوگردی مصالحی ترموپلاستیک است که با اختلاط سیمانهای گوگردی بصورت گرم با سنگدانه‌های معدنی ساخته می‌شود.
بتن گوگردی سریعاً دراثر خنک شدن سخت می‌شود و کسب مقاومت می‌کند. اگر سنگدانه‌های مقاوم در برابر اسیدها و نمکها بکار رود بتن گوگردی پر مقاومت و بادوام می‌تواند تولید ‌شود و در مواردی که سایر بتن‌ها سریعاً از بین می‌روند بخوبی مصرف گردد. بتن گوگردی در محیط‌های قلیائی و اکسید کننده‌ها پایدار نیست اما در محیط‌های اسیدی و نمکها عملکرد عالی دارد.
مصرف گوگرد بعنوان عامل مذاب چسباننده به دوران ما قبل تاریخ بر می‌گردد. در قرن ۱۷ میلادی از گوگرد برای اتصال فلزات در سنگ استفاده می‌شد و هنوز درامریکای لاتین استفاده‌های مشابه صورت می‌گیرد. پس از جنگ جهانی اول (۱۹۱۹) تقاضای گوگرد به ایجاد گنبدهای بزرگ گوگرد در نزدیک Matagorda تگزاس انجامید. این امر تولید گوگرد را درایالات متحده دوچندان نمود و به تولید مازاد منجر گردید.

بهرحال با مصرف سیمانهای گوگردی اصلاح شده دوام بتن‌های گوگردی افزایش یافت و کاربرد آن را بعنوان مصالح ساختمانی امکان پذیر نمود. در این حالت این نوع بتن برخی خواص منحصر بفرد را به اثبات رسانده است که عبارتند از:
الف – مقاومت زیاد و مقاومت در برابر خستگی
ب – مقاومت عالی در برابر بیشتر اسیدها و نمکهای آنها
ج – گیرش فوق‌العاده سریع و کسب مقاومت زود هنگام
یکی از بیشترین کاربردهای بتن گوگردی، استفاده آن بعنوان کف‌های صنعتی است که در برابر مواد شدیداً خورنده قرار می‌گیرند.

خواص بتن گوگردی

بتن گوگردی همچنین دارای خواص فرسودگی و مقاومت در برابر اسیدها و نمکها و بسیاری ترکیبات دیگر می باشد . به خوبی کار کرده و به راحتی مواد آن قابل تعمیر و جایگزینی می باشد .
تن گوگردی دارای خواص نامطلوبی نیز می باشد . مقاومت آن زمانی که در برابر تغییر در درجه حرارت های بالا بسیار ضعیف می باشد تحت بعضی شرایط خیس می گردد . این مواد همچنین شکننده می باشند .
تمام این خصوصیات از جهت بعضی جزئیات و اصلاح کننده ها مورد آزمایش قرار گرفته‌اند و مشاهده گردیده که می‌توان بر این خواص غیرقابل قبول ، غلبه نمود .

عوامل موثر در خواص مکانیکی بتن گوگردی

درصد گوگرد مصرفی
ماده مضاف برای عمل آوری گوگرد
نحوه ویبره کردن بتن
کیفیت مصالح سنگی استفاده شده در تهیه بتن

اجزاء تشکیل دهنده بتن و خواص آنها

سیمان : حدود ۷ الی ۱۵ درصد از حجم بتن را تشکیل می دهد
آب : حدود ۱۴ الی ۲۱ درصد از حجم بتن را تشکیل می دهد
دانه های سنگی ( شن و ماسه ) : حدود ۶۰ الی ۷۵ درصد از حجم بتن را تشکیل می دهد
هوا: در بتن بدون هوا میزان حجم هوای موجود بین ۵/۰ تا ۳۰ درصد است و در بتن هوادار میزان حجم هوای موجود بین ۴ الی ۸ درصد است
مواد مضاف : مواد شیمیایی هستند که به میزان جزئی و به صورت درصدی از وزن سیمان به مخلوط اضافه میشوند تا خواص مطلوب مورد نظر را در بتن ایجاد کنند

مزایا و نکات مربوط به بتن گوگردی

۱ ـ دارای تاب فشاری و کششی و مقاومت بهتر در خستگی نسبت به بتن سیمانی می‌باشد). جدول (۱-۱ مقایسه‌ی دو نوع بتن را نشان می‌دهد. بتن با سیمان نوع یک پرتلند ۳۰۰)کیلو گرم در متر مکعب ( و سنگدانه ۱ اینچ ساخته شده است.
۲- بتن گوگردی مقاومت بسیار عالی در برابر هجوم اسیدها و نمک ها دارد.
۳ـ بتن گوگردی دارای سرعت گیرش فوق العاده است و ظرف ۲۴ ساعت حدود ۷۰ – ۸۰ درصد تاب نهایی خود را کسب می‌کند.
۴ ـ بتن گوگردی می‌تواند سال‌ها در شرایط یخبندان دوام بیاورد.
۵ ـ دارای قابلیت عبور آب کمتری می‌باشد.
۶ ـ عدم نیاز به آب شیرین در تولید.
۷ ـ کاهش مصرف انرژی در مقایسه با بتن سیمانی
۸ ـ کاهش سرمایه گذاری
۹ ـ امکان کاربرد در ساخت اسکله ها و عملیات دریایی
۱۰ ـ اگر چه درجه حرارت زیاد (بالاتر از ۱۲۰سانتی گراد) مجددا ذوب می‌شود ولی در شرایط معمولی محیط درست نظیر بتن معمولی عایق حرارت و صوت می‌باشد.
۱۱ ـ اگر چه در حرارت بالا تولید و در حرارت محیط جامد می‌گردد ولی هیچ محدودیتی در کاربرد آن در محیط های بسیار گرم و یا بسیار سرد ندارد )در محیط ۵۵الی ۴۰- درجه سانتیگراد قابل تولید و کاربرد است(.
۱۲ ـ دارای چسبندگی خوب با میلگرد فولادی است.

‌ویژگی‌های دیگر بتن گوگردی‌

مقاومت‌های کششی، فشاری و خمشی و عمر خستگی بتن گوگردی بیشتر از بتن معمولی است.
بتن گوگردی مقاومت عالی در برابر حمله بسیاری از اسیدها و نمک‌ها و برخی محلول‌های خیلی غلیظ از خود نشان می‌ دهد.
بتن گوگردی سریعاً می‌گیرد و به ۷۰ تا ۸۰ درصد مقاومت فشاری نهائی در مدت ۲۴ ساعت می‌رسد.
بتن گوگردی را می‌توان در تمام طول سال در سرمای شدید زیر صفر ریخت.
نفوذپذیری بتن گوگردی در برابر آب بسیار کم است.
بتن گوگردی در تغییر شکل بیشتر به مقدار مقاومت حداکثر خود می رسد.
افزایش درصد گوگرد و در نتیجه‌ی افزایش مقاومت فشاری بتن گوگردی با افزایش ضریب ارتجاعی آن همراه است.
مقاومت آن در برابر محیط های خورنده به خصوص محیط های اسیدی، حملات نمک‌ها، کلرها، و سولفات بسیار قابل توجه است که خود از مزیت‌هایی است که قابلیت استفاده از آن را در پوشاندن کف محیط‌هایی که با مواد خورنده در تماس هستند و یا استفاده از آن در ساختار سل‌های الکترولیت در حوضچه‌های اسیدی، ساخت مخزن اسیدی و کف‌های عمومی در محیط‌های اسیدی و خورنده را به صورت قابل توجهی افزایش می‌دهد.
بتن گوگردی در قیاس با بتن با سیمان پرتلند زودگیرتر است.
بتن گوگردی ساخته شده با سنگدانه‌ی شکسته دارای مقاومتی به مراتب بیش‌تر از بتن ساخته شده با سنگدانه‌ی معمولی است.
مقاومت این بتن در اثر تغییر دما تغییر می‌یابد، به طوری که با افزایش دما بیش تر از ۵۰ درجه، مقاومت آن کاهش می‌یابد. لذا استفاده از آن تا دمای ۸۰ درجه سانتی گراد محدود است.
بتن گوگردی دارای خاصیت شکنندگی است که یکی از خصوصیات نامطلوب آن است که با استفاده از الیاف تقویت کننده با مواد شیمیایی قابل اصلاح و بهبود است.
این بتن دارای خزش بیش‌تری نسبت به بتن سیمان پرتلند است.
قابلیت بازیافت این نوع بتن یکی از خواص جالب و قابل توجه آن است. بدین معنی که هر زمان که لازم باشد می توان این بتن را ذوب نمود، گوگرد و سنگدانه‌ها را جدا نمود و دوباره از آن‌ها در ساخت بتن استفاده کرد.
به لحاظ افزایش قابل توجه قیمت سوخت که باعث افزایش قیمت سیمان و در نتیجه‌ی آن افزایش هزینه‌ی ساخت بتن با سیمان پرتلند می‌شود.
هزینه‌ی ساخت بتن گوگردی امروزه در قیاس با بتن معمولی قابل رقابت است.

کارکرد بتن گوگردی

مواد ساختمانی بتن گوگردی امروزه دارای کاربردهای بسیار ویژه‌ای در میان صنایع و حمل و نقل می باشند .
این مواد ساختاری جدید ترموپلاستیک می باشند و می توانند فشار کششی بیش از ۹۰۰ psi را در بیش از یک روز تحمل کنند.
این مواد در برابر رطوبت نفوذناپذیر بوده و بسیار در برابر حمله اسیدهای معدنی و نمک ها مقاوم می باشد .

کد آیسیک مرتبط با صنعت تولید بتن گوگردی

کد آیسیک مخفف International Standard Industrial Classification (سیستم بین المللی طبقه بندی استاندارد صنایع) است. کد گذاری به عنوان روش ساده و دقیق برای تعیین هویت کالا، قطعات ، مدارک و اموال ، سالها است که در سطه شرکت هاو زنجیره های تأمین مورد استفاده قرار می گیرد.
کد آیسیک بتن گوگردی ۲۶۹۵۵۱۲۴۱۹

کد تعرفه گمرکی مرتبط با صنعت تولید بتن گوگردی

با جستجو در اطلاعات گمرک تا امروز تعرفه گمرکی اختصاصی به این محصول اختصاص نیافته لذا میزان واردات و صادرات آن نا مشخص میباشد.

فرآیند و مراحل بتن ریزی

در بتن ریزی چند مرحله طی می شود که عبارتند از:
تهیه کردن بتن(مخلوط کردن آب، سیمان، سنگدانه و مواد دیگر)
اولین مرحله بتن ریزی تهیه بتن است. آماده کردن بتن پروسه ای بسیار حساس و تخصصی می باشد و نیازمند دانش و تجربه کافی در این زمینه است. به همین دلیل می توانید از بتن آماده استفاده کرده و بتن را از کارخانه های سیمان خریداری کنید که در این صورت هدر رفتن مواد اولیه کاهش پیدا می کند.

قالب بندی(آرماتور)

دومین مرحله بتن ریزی قالب بندی است. این مرحله مهم ترین بخش بتن ریزی می باشد. در آغاز باید به نحوه بسته شدن قالب توجه زیادی کرد. سپس باید قطر، اندازه، فاصله و تعداد آرماتورها و تعداد میلگرد ها را مشخص کرد. به طور معمول در اطراف و زیر آرماتورها فضای اندکی برای جایگذاری قالب های نگهدارنده در نظر می گیرند.

بتن ریزی

اصلی ترین مرحله انواع بتن ریزی(بتن ریزی کف، بتن ریزی سقف، بتن ریزی کف سوله، بتن ریزی کف پارکینگ، بتن ریزی کف محوطه) در این مرحله صورت می گیرد. سقف، ستون، کف و پی ساختمان را بتن ریزی می کنند. همانطور که قبلا گفته شد باید بتن در قالب های در نظر گرفته شده ریخته شود. در قسمت پی و سقف به دلیل حجم زیاد بتن، بتن ریزی مستلزم دستگاه های مختلفی برای انتقال بتن می باشد اما ریختن بتن در ستون ها به صورت دستی یا به کمک دستگاه پمپاژ انجام می گیرد. بتن ریزی سقف باید سریعا و در یک مرحله صورت گیرد زیرا نباید در سقف ترک خوردگی مشاهده شود و سقف باید کاملا یکنواخت و یکدست باشد.

به هم فشردن بتن و ویبره کردن

یکی از مهمترین مراحل بتن ریزی ویبره کردن است. در این مرحله باید اطمینان یابیم که هوایی در میان ذرات و ورقه های بتن وجود ندارد زیرا وجود هوا باعث متخلخل شدن بتن و کاهش استحکام و پایداری آن می شود. دو روش برای متراکم کردن بتن وجود دارد. برای بتنی که کلفتی و ضخامت آن از ۱۵ سانتی متر کمتر است استفاده از ماله پروانه برای صاف کردن بتن کافی است. ولی برای بتن های ضخیم تر از ویبراتور های فشاری، لرزشی و لرزشی_فشاری استفاده می گردد.
بتن برای خشک شدن به یک شبانه روز زمان نیاز دارد. پس از خشک شدن باید قالب ها را جدا و از بتن در برابر ترک خوردگی نگهداری کرد.

فرایند گیرش و سخت شدگی بتن گوگردی بسیار سریع است. به طوری که سخت شدگی و کسب مقاومت مطلوب جهت خارج ساختن از قالب‌ها بعد از چند ساعت از قالب‌گیری و سرد شده قالب‌ها، اتفاق می‌افتد.
بتن گوگردی برخلاف بتن سیمانی پرتلند، به عمل آوری خاصی نیاز ندارد.
با کاهش دما، نرخ کسب مقاومت بتن گوگردی افزایش می‌یابد. لذا در فصول سرد مثل زمستان نیز امکان بتن ریزی وجود دارد. حتی بتن گوگردی را می‌تواند در تمام طول سال زیر دمای صفر نگه داشت.
برای ساخت بتن گوگردی، نیازی به آب نیست. با توجه به محدودیت منابع آب در ایران، به خصوص هنگام ساخت سازه‌هایی که از منابع آبی به دور هستند و همچنین مشکلات حمل آب به این مکان‌ها، بتن گوگردی از این نظر، اهمیت خاصی پیدا می‌کند.
بتن گوگردی دوام نسبتاً خوبی در برابر ذوب و یخبندان دارد (خصوصاً با افزایش درصد گوگرد). لذا در مناطق سردسیر با افزایش دادن درصد گوگرد می‌توان از آن استفاده نمود.
بتن گوگردی در برابر محیط‌های خورنده اسیدی، نمکی و قلیایی از دوام خوبی برخوردار است. بنابراین در مکان‌هایی که این مواد خورنده وجود دارند، مثل باران اسیدی، فاضلاب‌ها و ضایعات خورنده کارخانجات، خاک‌های اسیدی و قلیایی، اسکله‌ها، پل‌ها و دیگر سازه‌های دریایی و … کاربرد و عملکرد مناسبی خواهد داشت.
بتن و ترکیبات گوگردی به علت پایداری و واکنش ناپذیر بودن با آب، بر کیفیت آب تاثیر قابل توجهی ندارند. همچنین ایمنی سازه‌های ساخته شده از کامپوزیت‌های گوگردی، مثل ایمنی در برابر تاثیر اشعه‌های فعال، تاثیر بارندگی، دما، جریان‌های سطحی، هوازدگی شیمیایی، فعالیت‌های بیولوژیکی خاک و … از نظر زیست محیطی به اثبات رسیده است.

بازار جهانی تولید گوگرد

دنیایی از تغییرات، صنعت گوگرد را نسبت به ۲۰ سال پیش به شرایط کنونی رسانده و با راه اندازی طرح های جدید تولید گوگرد به ویژه در منطقه خاورمیانه، بازار عرضه گوگرد دنیا در آستانه تحولی بزرگ قرار دارد.
در سال های ۲۰۱۳ و ۲۰۱۴ میلادی، تولید جهانی گوگرد ۶۰ میلیون تن بود که ۲۵ درصد آن به آمریکای شمالی به عنوان بزرگترین تولیدکننده این محصول تعلق داشت. اما در سال ۲۰۱۹ میلادی و براساس پیش بینی ها، با راه اندازی طرح های جدید ظرفیت تولید سالانه گوگرد از مرز ۷۰ میلیون تن فراتر خواهد رفت. بدین ترتیب بازار کنونی گوگرد که عرضه و تقاضای آن در حالت تعادل قرار دارد، با ۵ میلیون تن مازاد عرضه روبرو خواهد شد.

نگاهی به گذشته

گوگرد از دیرباز مورد استفاده مردم بوده است. اما رشد مصرف آن به قرن ۱۳ میلادی مربوط می شود. در آن دوره، چینی ها یک پودر سیاه رنگ حاوی گوگرد کشف کردند. با توسعه دانش شیمی در قرن ۱۷ میلادی و تبدیل آن به یک صنعت در قرن ۱۸ میلادی، گوگرد به عنوان منبع تولید اسید سولفوریک شناخته شد.
اسیدی که در زندگی امروز نقش مهمی داراست. در گذشته، گدازه های آتشفشانی به ویژه در سیسیل ایتالیا، مهمترین منبع تامین گوگرد به شمار می رفت. اما بعدها با کشف امکان استخراج این محصول از معادن زیرزمینی، منابع عرضه آن دگرگون شد.
گوگرد در دمای ۱۲۰ درجه سانتی گراد ذوب می شود و انتقال آن به صورت مایع مذاب، آسان است. اما از سال های دهه ۱۹۵۰ میلادی، بازیافت گوگرد از فرآیند پالایش گاز طبیعی و نفت خام با رشدی چشمگیر روبرو شده است. و امروزه مهمترین منبع تولید گوگرد، پالایشگاه های نفت خام و گاز طبیعی می باشند.

جمع بندی

در سال ۲۰۱۶ میلادی، ما شاهد رشد تولید گوگرد در دنیا خواهیم بود. در چند سال آینده، مقدار گوگرد تولید شده از مرز ۷۰ میلیون تن خواهد گذشت. سهم ۵۰ درصدی صنایع تولید کودهای شیمیایی مصرفی در حوزه کشاورزی از گوگرد تولیدی نیز همچنان ادامه خواهد یافت. یک مطالعه صورت گرفته توسط انستیتوی گوگرد نشان می دهد برای حفظ شرایط کنونی محصولات کشاورزی ما به مصرف سالانه ۱۰ میلیون تن گوگرد در صنایع تولید کود شیمیایی نیازمندیم. اما بی تردید، همچنان کاربردهای جدیدی یزی گوگرد در راه است.

وضعیت واحد های فعال تولید بتن گوگردی

در نمودار زیر تعداد و ظرفیت واحدهای تولید بتن گوگردی در کشور به تفکیک استان آمده است .

خلاصه بررسی فنی، مالی و بازار طرح تولید بتن گوگردی

ظرفیت تولید سالیانه : ۶۰۰۰ تن
نرخ برابری دلار : ۱۶۰۰۰ تومان
مساحت زمین موردنیاز : ۲۵۰۰ مترمربع
زیربنای کل : ۵۰۰ مترمربع
تعداد نیروی انسانی مورد نیاز : ۱۶ نفر
میزان سرمایه گذاری ثابت : ۲ میلیارد تومان
ارزش ماشین آلات و تجهیزات : ۷۵۰ میلیون تومان
نرخ بازده داخلی : ۳۳ درصد

درصورت تمایل به این مطلب امتیاز دهید: