مهندسی عمران

كاربرد دياتوميت وسيليس در ساختمان

دياتوميت:
 
 
 دياتوميت ها، سنگ هاي رسوبي متشكل از ذرات ريز و بي شكل سيليسي مي باشند كه در اثر مكانيزم تجمع پوسته يا اسكلت هاي فسيل شده جلبك ها و گياهان و جانوران ميكروسكوپي و تك سلولي به نام دياتومه تشكيل شده است، اطلاق مي شود
 
از نظر واژه شناسي، الفاظ دياتوميت يا خاكهاي دياتوميتي و كيزلور همگي كاربرد داشته و شناخته شده هستند. مولر نيز نوعي خاك دياتوميتي است كه داراي رسهاي پلاستيك مي‌باشد. واژه تريپولي اغلب مترادف دياتوميت به كار مي‌رود ولي در واقع تريپولي نوعي رسوبات سيليكاتي بسيار ريز دانه است كه به عنوان ساينده كاربرد دارد و منشا و بقاياي گياهي را ندارد. در مناطقي در ليبي و الجزاير (در نزديكي بندر تريپولي) به اشتباه به دياتوميت تريپولي گفته مي‌شود. همچنين به ندرت واژه ميرشام نيز براي توصيف دياتوميت استفاده شده كه در حقيقت مير شام نوعي رس است كه اصلاً منشا فسيلي دارد.
 
از نقطه نظر زمين شناسي اقتصادي، واژه دياتوميت به رسوباني از تجمع اسكلت سيليسي دياتومه‌ها اطلاق مي‌شود كه ضخامت كافي جهت استفاده داشته باشند و بيشتر در كمربندهاي افيوليتي رخنمون دارند.واژه‌هاي ديگري كه به تجمع بقاياي دياتومه‌هاي داراي ناخالصي بيشتر هستند اطلاق مي‌شود عبارتند از: دياتوميت رس دار، رس دياتوميت دار و يا خاك دياتوميتي.
از نظر زمين شناسي و يا تجاري، واژه دياتوميت به تجمع رسوبات تجمعي تقريباً خالص از اسكلت موجودات ريزي به نام دياتومه اطلاق مي‌شود.
دياتومه ها موجودات تك سلولي بسيار ريزي هستند كه متعلق به خانواده جلبك‌هاي دريائي باسيلاريوفيس (طلائي- قهوه اي) هستند. سلولهاي زنده دياتومه ها با پوشش نازك و ژل مانندي كه اغلب رنگي قهوه‌اي دارد، پوشيده شده اند. تمركز بسيار زياد دياتومه‌ها در آبهاي ساحلي به عنوان يك آلاينده آب عمل مي‌كند و در بعضي موارد باعث توليد اسيد داميك مي‌شود كه اسيدي سمي است و بر سيستم عصبي جانوران اثر سوء داشته و مي‌تواند باعث مرگ آنها نيز بشود. رسوبات دياتوميتي معمولاً ريزدانه بوده و عمدتاً از سيليس بي شكل اپالي تشكيل شده است. همراه سيليس معمولاً مقدار كمي مواد آلي، رس و ندرتاً رسوبات آتشفشاني نيز وجود دارد.
دياتوميت ممكن است علاوه بر ناخالصي ها داراي 15 تا 65 درصد آب به صورت آزاد، در ساختمان خود باشد.
دياتوميت خالص خرد شونده و از نظر خصوصيات ظاهري، شبيه به گچ است. دياتوميت اغلب به همراه شيل، سيلت، سنگ آهك و ساير رس ها مي باشد. معمولاً به رنگ سفيد تا خاكستري ديده مي شود. اندازة ذرات دياتوميت از 5 تا 1000 ميكرومتر تغيير مي‌كند، ولي اندازة غالب بين 50 تا 100 ميكرومتر است.
  
 موارد مصرف:
 
 
دياتوميت در سيمان:

افزودن خاكهاي دياتوميتي مولر به سيمان باعث افزايش مقاومت آن نسبت به آب دريا مي‌شود. خاكهاي مولر در توليد سيمانهاي مخصوص كه در ساخت سكوهاي نفتي دريايي كاربرد دارند، استفاده مي‌شود. ميزان مصرف مولر در توليد سيمان قابل توجه نبوده و اين بازار ساليانه فقط در حدود 5000 تن مواد دياتوميتي مصرف مي‌كند. دياتوميت همچنين ممكن است بعنوان يك جذب كننده به سيمان افزوده شود تا آب اضافي موجود در مخلوط را جذب كند. اين عمل باعث افزايش مقاومت سيمان شده و در عين حال سطح بيروني صافتري را ايجاد مي‌كند.
 
 
عايق‌هاي صوتي

بطور كلي مواد عايقهاي حرارتي عايق‌هاي خوبي در مقابل صوت نيز هستند. مواد متخلخل نظير دياتوميت عايق‌هاي موثري در برابر صوت هستند و باعث جذب امواج صوتي در فضاي خالي موجود مي‌شوند. نحوه ساخت و فرايند توليد عايق‌هاي صوتي معمولاً مهمتر از نوع مواد بكار رفته است.
ميزان مصرف دياتوميت در ساخت عايق‌هاي حرارتي و صوتي در كشور آمريكا در حدود 4 درصد كل تقاضا و برابر 24 هزار تن در سال 1993 بوده است.
اين ميزان مصرف در سال 1999 به 2 درصد كل تقاضا كاهش يافته و به حدود 15 هزار تن رسيده است. پيش بيني مي‌شود كه كل دياتوميت مصرفي در جهان براي اين كاربرد خاص در حدود 200 الي 250 هزار تن در سال باشد.
بزرگترين بازار مصرف اروپاي غربي مي‌باشد كه عمدتاً مواد اوليه براي ساخت عايق‌ها را از كشور دانمارك وارد مي‌كند. بيش از نيمي از توليد خاكهاي دياتوميتي دانمارك در صنايع توليد عايق‌ها و نسوزهاي دياتوميتي مصرف مي‌شود.
 
 
بيشترين كاربرد دياتوميت به عنوان فيلتر براي جداسازي جامدات معلق در مايع مي باشد. در واقع بيش از 50 درصد از دياتوميت را به كار مي برند. كاربرد دياتوميت در اين بخش اغلب به عنوان صافي در صنايع مختلف فيلتراسيون از جمله کارخانه هاي قند، فيلتر كردن داروها، نوشيدني الكلي، مايع شكر خام، آنتي بيوتيك ها، آبهاي شهري، آب استخرها، آبميوه، سوخت هواپيماي جت و... مي باشد.
دومين مصرف عمده دياتوميت ها به عنوان پركننده در صنايع ساخت رنگ، كاغذسازي و ساينده است. كاربرد دياتوميت به عنوان پركننده رنگ ها، جهت كنترل شفافيت و درخشش رنگ مي باشد.

وجود تخلخل در دياتوميت ها باعث شده تا از آن به عنوان عايق گرما و صدا استفاده گردد.
 
پودر دياتوميت به علت سطح آزاد زياد و حجم توده اي كم مي تواند بيش از 2 برابر وزن خود آب جذب كند به خاطر اين خاصيت از دياتوميت به عنوان جذب كننده آب در قالي شويي، حمل كننده هاي ضد آفت و همچنين در حمل و نقل مواد خطرناك مانند اسيد سولفوريك و اسيد فسفريك استفاده مي شود. به علت شباهت دياتوميت به سيليكات هاي اپال اين ماده داراي سختي مناسبي جهت ايجاد سايش ملايم بر روي سطوح فلزي مي باشد. دياتوميت در برخي موارد به عنوان منبعي براي توليد سيليس به كار مي رود. از ديگر كاربردهاي دياتوميت مي توان به تركيبات سرچوب كبريت، تركيبات الكترودهاي جوشكاري، باتري سازي پايدار كننده مواد منفجره، ماده افزودني به گل حفاري، به عنوان حمل كنندة افشانندة مايعات، حشره‌كش‌ها و باروري دانه‌ها، به عنوان سايندة متوسط در دندانسازي، مادة ضد قالب‌گيري، كپسولهاي نيترات آمونيوم، پايدار كننده (ظروف استيلن)، جذب كننده، تصفيه فاضلاب، غذاي حيوانات خانگي، ظروف كاتاليزورها، نيكل، واناديوم، اسيد فسفريك، به عنوان منبع سيليس در چيني‌سازي و نسوزها، عايق كننده هاي صوتي و حرارتي اشاره نمود.
مصارف عمده دياتوميت در صنايع فيلتراسيون، پركننده، عايق و جذب كننده ساينده‌ها و كاتاليستها است كه اين كاربردها در حدود 90 درصد كل تقاضا را شامل مي‌شود. استفاده از دياتوميت در ساخت فيلترها بيش از 60 درصد كل توليد جهاني را در سال 1999 شامل شده است كه قسمت عمده اين كاربرد از دياتوميت هاي مرغوب و فرآوري شده تامين شده است.استفاده از مواد معدني بعنوان پركننده، روان كننده، منعطف كننده و رنگدانه در طيف وسيعي از محصولات نظير رنگها، پلاستيك،كاغذ و لاستيك از ديرباز رايج بوده است. كاربرد اصلي دياتوميت در ساخت مواد و مصالح نسوز در مواردي است كه حرارت بين 650 تا 1100 درجه سانتيگراد باشد. آجرهاي نسوز دياتوميتي در ساخت كوره هائي كاربرد دارد كه در معرض تغييرات شديد حرارتي نيستند. در كاربردهاي صنعتي از دياتوميت در جمع آوري مواد نفتي و يا ساير مايعات پخش شده در جاهائي نظير تعميرگاهها، كارخانه هاي رنگ سازي و مواردي كه پخش مايعات ممكن است باعث آتش سوزي بشود، استفاده مي‌شود. در كاربردهاي خانگي از دياتوميت براي ساخت جاذب فضولات حيوانات خانگي و يا بوگير استفاده مي‌شود. كاربردهاي ديگري نيز براي دياتوميت وجود دارد كه بعضي از آنها نظير ساخت حشره كش ها، تصفيه آب و صنايع شميائي هنوز در مراحل اوليه خود هستند و امكان رشد در اينگونه كاربردها دور از انتظار نيست.
 
سيليس:
 
به طور كلي موارد مصرف سيليس SiO2 عبارت است از:
شيشه سازي، چيني سازي، توليد فروسيليس، سراميك سازي، توليد آجر ماسه آهكي، ريخته گري، توليد سيليكات سديم، توليد ديگر مواد سيليسي، به عنوان نيمه هادی در صنعت الکترونيک و توليد پشم
شيشه.
مقادير قابل توجهي ازماسه سنگ خرد شده به عنوان مصالح ساختماني بكار مي
رود.
سيليس مصرفي در هر يك از اين صنايع بايد كيفيت خاصي داشته باشد. تركيب شيميايي، ساختمان كاني شناسي و خواص فيزيكي سيليس، تعيين كننده كيفيت و موارد مصرف آن در هر يك از صنايع مذكور مي باشند. تركيب شيميايي سيليس در واقع عبارت است از درصد SiO2 موجود در سنگ و نيز درصد هريك از اكسيدهاي ديگر كه معمولاً به همراه SiO2 در كانسارهاي مختلف وجود دارند و در صورتي كه درصد هر يك از آنها از حد معيني تجاوز
نمايد، كاربرد آن را در صنايع مختلف محدود و يا غير ممكن مي سازد.
علاوه بر درصدSiO2، ساختمان كاني شناسي سنگ نيز در تعيين كيفيت و موارد مصرف آن نقش مهمي دارد زيرا ممكن است SiO2 به صورت انواع سيليكات ها وجود داشته باشد، در نتيجه اين
مسئله در تعيين روش كانه آرائي و چگونگي حذف ناخالصي ها تأثير خواهد داشت.
خواص فيزيكي سيليس نيز در همين روش مناسب براي خردايش، دانه بندي پودر سيليس توليد شده و
تعيين موارد مصرف پودر توليد شده تأثير خواهند داشت.
لعاب:
سيليكا ماده تشكيل دهنده شيشه است، براي ساخت انواع شيشه مخصوص سيليس با موادي از قبيل فلدسپار، نفلين
سينيت، سودا و... تركيب مي‌شود.
سراميك:
كوارتز در ساخت انواع مختلف سراميك و
سرويس بهداشتي بكار مي‌رود.
ريخته گري و نسوز:
مقاومت كوارتز وسيليس تا دمايC 1470 سبب شده از آن براي تهيه قالب هاي ريخته‌گري فلزاتي مانند فولاد، آهن سياه، آلومينيم وآلياژهاي مس و همچنين به عنوان نسوز در ساخت كوره‌هاي آهن و فولاد، سراميك، شيشه و سيمان بكار مي‌رود. كاربردهاي متفرقه ديگري مانند ساينده، پودر جلا، فيلتراسيون، شن و ماسه ساختماني است. انواع گرد شده و با كيفيت براي باز كردن شكافها و افزايش نفوذ پذيري در توليد نفت وگاز بكار مي‌رود. همچنين با پودر كردن آن مي‌توان از آن به عنوان پركننده در رنگ، پلاستيك، لاستيك، بتونه و چسب استفاده
كرد.
سيليكات سديم :
سيليكات سديم به صورت گلوله هاي شفاف، بدون آب و پودر شيشه يا پودر آبدار خريد و فروش مي‌شود. اين ماده در كنترل سايندگي لوله هاي آب و فرمول بندي لعاب و مينا بكار مي رود. انواع محلول مايع آن در صابون‌سازي، پاك كننده‌هاي صنعتي و عمومي، چسب، سيمان‌سازي، ‌رنگ و پوشش، قالب ريخته‌گري، شناور‌سازي كانه، پايدارسازي پراكسيد و كنترل خوردگي در لوله هاي آب و پيش ماده
سيليس مخلوط زئوليت كاربرد دارد.
سيليس ته‌نشين شده:‍
از واكنش سيليكات سديم با اسيد سولفوريك يا اسيد كلريدريك طي شرايط مشخصي سيليس ته نشيني توليد مي شود كه بدليل خواصي از قبيل درخشندگي بسيار بالا و تخلخل كم از آن به عنوان پر كننده ريز دانه و ضد لغزش در لاستيك (لاستيك خودرو و كفپوش) PVC، پلي الفين، فيلم LDPE و جداكننده هاي ريز منفذي باتري هاي سربي، پخش كننده، حمل كننده و بسياري موارد ديگر
استفاده مي‌شود.

سيليس كلوئيدي:
سوسپانسيونی از سيليس ريز دانه در محيط آبي كه به منظور اصطكاك دركاغذ و تخته، جوش دهنده نسوزهاي فيبري، كاتاليزور و پيش
ماده شيميايي مصرف مي شود.

سيليس، نوع متالورژي:
از واكنش كوارتز وكك در كوره قوس الكتريك و دماي بالاي C’2000 ساخته شده و 99%-98 Si دارد. ازآن در تهيه آلياژهاي آلومينيم، فولاد، سوپرآلياژ، سيليكون و مواد شيميايي استفاده مي
كنند.
انواع ديگر ازسيليس و تركيبات آن مانند سيليس پخته، خرد سيليكون، نيترات
سيليسيوم و... وجود دارند كه هر يك كاربرد هاي مخصوص خود را داراست.
كوارتز
بلوري:
انواع شفاف و خوش‌نما براي تهيه عدسي و مخروط، جواهرسازي و نمونه كاني بكار مي‌رود، از خاصيت پيزوالكتريك آن در الكترونيك استفاده مي
كنند.
تريپلي:
سيليس ريز بلور، متخلخل با وزن مخصوص 65/2، سختي7، سفيد تا خاكستري و... كه به عنوان پركننده يا رنگدانه در رنگ، لاستيك، پلاستيك، ساينده و بتونه بكار مي رود، بعلاوه در پودر‌هاي ساينده وجلا و ساينده دندان بكار مي رود
 
منبع اطلاعاتي: وبلاگ زمين و معدن   
 
 با تشکر از رضا نژاد مقدم
 
نویسنده : امیر حسین عبدالهی : ۱۱:٠٤ ‎ق.ظ ; چهارشنبه ٥ دی ،۱۳۸٦
Comments نظرات () لینک دائم