بررسی پتانسیل های موجود در استان اردبیل برای تولید سیمان پوزولانی

آزمایشات پوزولان اكتیویته ;مطالعات سنگ شناسی;موقعیت جغرافیائی

عنوان صفحه

فصل اول:

كلیات……………………………………………………………………………………………………. 1

موقعیت جغرافیایی ……………………………………………………………………………….. 1

مقدمه ……………………………………………………………………………………………………. 7

فصل دوم:

خلاصه ای از زمین شناسی منطقه اردبیل ………………………………………………… 13

فصل سوم :

خاصیت پوزولان …………………………………………………………………………………… 18

بارزترین نكات مثبت تولید سیمان با مواد افزودنی …………………………………. 19

كشورهای تولید كننده سیمان پوزولانی و استانداردهای آن……………………… 20

بررسیهای مقدماتی برای شناسایی و اكتشاف مواد پوزولان …………………….. 22

مناطق مورد بررسی جهت اكتشاف مقدماتی مواد پوزولانی در اردبیل………. 24

1- توف برشها وهیا لوكلاستیت های ائوسن ………………………………………….. 24

1-1- زمین شناسی………………………………………………………………………………… 24

1-2- سنگ شناسی ………………………………………………………………………………. 28

1-3- پوزولان اكتیویته…………………………………………………………………………… 32

1-4- ذخیره احتمالی…………………………………………………………………………….. 33

1-5- نگرشی به جنبه های اقتصادی………………………………………………………. 33

2- توف ها و توف برشهای پامیس دار موجود در رسوبات جنوب اردبیل.. 34

2-1- خلاصه ای از زمین شناسی حوضه رسوبی نئوژن در جنوب اردبیل… 34

2-2- بررسی توفهای پامیس دار موجود در رسوبات جنوب اردبیل بعنوان ماده اولیه سیمان پوزولان ………………………………………………………………………………………………………………….. 41

2-2-1 اندیس شماره 1 ( اندیس چای سیغرلی)……………………………………. 41

الف- موقعیت جغرافیایی ……………………………………………………………………… 41

ب- شرح واحدهای سنگی ……………………………………………………………………. 42

ج- مطالعات سنگ شناسی……………………………………………………………………… 47

د- آزمایشات میزان فعالیت پوزولانی………………………………………………………. 57

م- ذخیره احتمالی …………………………………………………………………………………. 59

ه- نگرشی به جنبه های اقتصادی …………………………………………………………… 60

2-2-2 اندیس شماره 2 ( اندیس دیم سیغرلی – اوچقاز )……………………… 61

الف – موقعیت جغرافیائی ……………………………………………………………………… 61

ب- شرح واحد های سنگی ………………………………………………………………….. 61

ج- مطالعات سنگ شناسی …………………………………………………………………….. 66

د- آزمایشات پوزولان اكتیویته………………………………………………………………… 71

م- ذخیره احتمالی………………………………………………………………………………….. 71

ه- نگرشی به جنبه های اقتصادی …………………………………………………………… 72

2-2-3 اندیس شماره 3 ( اندیش قشلاق قاسملو )…………………………………. 72

الف- موقعیت جغرافیایی………………………………………………………………………… 72

ب- شرح واحدهای سنگی ……………………………………………………………………. 72

ج- مطالعات سنگ شناسی……………………………………………………………………… 74

د- آزمایشات پوزولان اكتیویته ………………………………………………………………. 78

م- ذخیره احتمالی …………………………………………………………………………………. 79

ه- نگرشی به جنبه های اقتصادی…………………………………………………………….. 79

2-2-4 – اندیس شماره 4 ( اندیس الماس كندی)…………………………………. 80

الف- موقعیت جغرافیایی………………………………………………………………………… 80

ب- شرح واحدهای سنگی ……………………………………………………………………. 80

ج- مطالعات سنگ شناسی …………………………………………………………………….. 83

د- آزمایش پوزولان اكتیویته ………………………………………………………………….. 83

م- ذخیره احتمالی …………………………………………………………………………………. 84

هـ – نگرشی به جنبه های اقتصادی ……………………………………………………….. 84

3- ایگنمبریت ها و خاكسترهای آتشفشانی مربوط به فعالیت آتشفشانی سبلان….. 85

3-1- مختصری در مورد زمین شناسی آتشفشان سبلان ………………………….. 85

3-2- بررسی ایگنمبریت های دره قطور سویی بعنوان ماده اولیه سیمان پوزولان……. 88

3-2-1 مطالعات سنگ شناسی……………………………………………………………….. 89

3-2-2- آزمایش پوزولان اكتیویته ………………………………………………………… 92

3-2-3- ذخیره احتمالی ……………………………………………………………………….. 92

3-2-4- نگرشی به جنبه های اقتصادی ………………………………………………… 93

3-3- نهشته های خاكستر دامنه های شرقی سبلان …………………………………. 93

3-3-1- اندیس شماره 1( اندیس غرب سرعین ) …………………………………. 94

3-3-2- اندیس شماره 2( اندیس حسن باری) …………………………………….. 97

3-3-3- اندیس شماره 3 ( اندیس ایمچه) ……………………………………………. 97

3-3-4- اندیس شماره 4 ( اندیس باری ) ……………………………………………. 98

3-3-5- اندیس شماره 5 ( اندیس دیج و یجین ) …………………………………. 102

3-3-6- اندیس شماره 6- ( اندیس حمله ور ) ……………………………………. 102

3-3-7- مطالعات سنگ شناسی ……………………………………………………………. 106

3-3-8- آزمایش پوزولان اكتیویته ………………………………………………………… 107

3-3-9- ذخیره احتمالی ……………………………………………………………………….. 107

3-3-10- نگرشی به جنبه های اقتصادی……………………………………………….. 108

ارزیابی كلی : ………………………………………………………………………………………. 109

پیش گفتار:

بهره برداری از حداكثر ظرفیت های نصب شده ماشین آلات و سایر عوامل كه بتوانند كارآیی كارخانجات را به حداكثر برسانند و در عین حال نقش كاهنده و یا جایگزین منابع دیگر را داشته باشند هدفی است كه « مدیریت ظرفیت» در بهره وری بیشتر واحدهای تولیدی دنبال می كند دركنار و هماهنگ بااین موضوع مهندسی صنایع نیزعوامل كیفی تولید را هدایت و سایر واحدهای مهندس را به این منظور بخدمت می گیرد. پژوهش در مورد استفاده از منابع پوزولان نیز از عملیاتی است كه در چهار چوب نیل به این اهداف شروع و در حال انجام می باشد.

پوزولان یكی از منابع معدنی و مكانیكی موجود در طبیعت می باشد كه از مخلوط كردن آن با كلینكر سیمان وسایش بحد لازم می تواند سیمانی را تولید نمود كه از نقطه نظر بعضی از خواص نسبت به سیمان پرتلند معمولی امتیازهائی را دارا می باشد. استفاده از این ماده معدنی كه نهایتاً باعث كاهش قیمت تمام شده سیمان و نیز افزایش تولید می گردد.

آنچه در این پروژه آمده است نتایج مربوط به اكتشاف ذخایر پوزولانی در شعاع 150 كیلو متری اطراف كارخانه سیمان اردبیل و هم چنین كارخانجات در دست احداث می باشد. بدین منظور پس از شناسایی هر كانسار پوزولانی روی نمونه ای مخلوط های مختلف صورت گرفته است. براساس این آزمایشات ارزیابی مقدماتی هر كانسار و انتخاب اولویت ها برای اكتشافات تفضیلی و بررسیهای نهایی كاربرد موجود در آن انجام پذیرفته است. بدیهی است انجام بررسیهای تفظیلی می بایست متقابلاً دنبال گردند. امید است این بررسیها بتواند آغازی برای استفاده مطلوب از منابع كشور و تولید انبوده این نوع سیمال گردد.

فصل اول: كلیات

الف- موقعیت جغرافیایی:

منطقه مورد مطالعه در شمال- شمالغرب ایران و بین طول جغرافیایی ´30 و ˚47 ˚40 و ˚48 و عرض جغرافیایی ˚38 تا ´30 و ˚38 واقع است. این منطقه بخش اعظم نقشه 250000: 1 چهار گوش اردبیل و بخش كمی از چهار گوش اهر را در بر می گیرد.

ناحیه مورد بررسی جزء استان اردبیل بوده و دارای آب و هوای سرد و نیمه مرطوب است. پوشش گیاهی آن خیلی كم (بجز ارتفاعات غربی تالش كه دامنه شر قی شان پوشیده و جنگلی است) و زمستانی پر برف و سرد دارد. ارتفاعات آن( كوه سبلان ) در تابستان نیز پوشیده از برف میباشد. بطور كلی مشخصات جغرافیایی منطقه مورد مطالعه را بصورت زیر میتوان خلاصه نمود:

1- شهر ها:

تنها شهر منطقه شهر بزرگ و تاریخی اردبیل با بخش های نمین و نیر میباشد. شهر اردبیل با جمعیت 384125 نفر بدون احتساب روستاهای اطراف ( طبق سرشماری سال 1365 ) در طول جغرافیایی َ17 و ˚48 و عرض جغرافیایی 15َ و ˚38 واقع و ارتفاع آن از سطح دریا 1345 متر است.دارای آب و هوای سرد و مرطوب است، بطوریكه حداكثر درجه حرارت آن در تابستان ˚30 درجه سانتیگرادو حداقل درجه حرارت آن در زمستان ˚20- درجه سانتیگراد میباشد. رطوبت متوسط سالیانه هوای این شهر در ساعت 30/6 صبح 76 درصد، در ساعت 30/12 ظهر 65 درصد و مقدار بارندگی سالیانه بطور متوسط 350 میلیمتر است. دارای 135 روز یخبندان در سال است.

اردبیل شهری است با موقعیت كشاورزی، دامپروری و پرورش زنبور عسل، كشاورزی در دشت اردبیل و بیشتر در شرق شمال و شمالغرب این شهر گسترش دارد و محصولات عمده آن گندم، جو، سیب زمینی، تخم چغندر، سبزیجات و حبوبات است. دامپروری و پرورش زنبور عسل بیشتر در غرب و جنوب غرب ( دامنه كوه سبلان) و نیز در ارتفاعات شرقی آن ( كوه های تالش) صورت میگیرد. همه ساله در اواسط بهار عشایرایل سون گوسفندان خود را از ناحیه مغان برای چرانیدن به دامنه سبلان آورده و تا اوائل پاییز در آنجا میمانند و در چادرهای مخصوص ( سیاه چادر) زندگی میكنند. زبان مردم این شهر و نواحی اطراف آن تركی آذری است و شیعه مذهب میباشند. از بخش های مهم تابع آن چند روستا ( عنبران و… ) وجود دارند كه اهل تسنن میباشند. از بخش های مهم تابع آن نمین و نیر را می توان نام برد. بخش نمین در 30 كیلومتری شرق – شمال شرق آن واقع بوده و كارخانه سیمان اردبیل در جنوب این بخش قرار دارد. بخش نیر در حدود 40 كیلو متری جنوب غرب اردبیل واقع و جاده اردبیل – سراب از وسط آن میگذرد.

2- رود ها:

رودهای مهم منطقه مورد مطالعه بصورت زیر می باشند.

رودخانه قره سو: این رود خانه كه بزرگترین رودخانه اطراف اردبیل میباشد از كوههای تالش در شرق اردبیل سرچشمه میگیرد و پس عبور از دشت اردبیل بطرف غرب امتداد می یابد. پس از عبور از دشت مشكین شهر در شمال این شهر با رودخانه اهر چای متصل شده و با یك چرخش 90 درجه ای در مسیر مستقیم بطرف شمال جریان یافته و به رودخانه ارس وصل میشود.

روخانه آستارا چای: این رودخانه در مرز ایران و شوروی جریان داشته و از دامنه شرقی ارتفاعات تالش در شرق نمین سرچشمه میگیرد و پس از طی مسافت حدود 50 كیلو متر از شهر مرزی آستارا عبور نموده و به دریای خزر وصل میشود.

رودخانه بالیخلی چای: این رودخانه از دامنه های جنوب كوه سبلان سرچشمه گرفته و پس از قطع نمودن رسوبات پامیس دار جنوب اردبیل از بخش جنوب شرقی این شهر عبور نموده و در شمال آن به رودخانه قره سو وصل میگردد.

3- كوه ها:

از كوه ها مهم اطراف اردبیل میتوان كوه آتشفشان سبلان را نام برد كه در 40 كیلومتری جنوب غرب اردبیل واقع و در تمام فصول سال پوشیده از برف است. این كوه كه بشكل یك مخروط بلند دیده میشود دارای سه قله میباشد كه قله بزرگتر با ارتفاع 4820 متر از سطح دریا را« سبلان سلطان » و دو قله دیگر را « هرم داغ » و « كسری» می نامند. مردم آذربایجان احترام خاصی برای سبلان قائلند و عقیده دارند كه یكی از انبیاء در قله آن مدفون است. بعلت وجود مراتع سر سبز فراوان دامپروری و پرورش زنبور عسل در دامنه های این كوه ( چشمه های آب گرم سرعین، قطور سویی، موییل و….) همه ساله توریست های زیادی را به این منطقه میكشاند. از كوههای دیگر این منطقه ارتفاعات تالش در شرق اردبیل را میتوان نام برد كه در یك امتداد شمالی- جنوبی كشیده شده اند. این كوه ها از جنوب به كوه های البرز وصل شده و از شمال در خاك آذربایجان كشیده میشوند. شوروی كشیده میشوند. دامنه شرقی این كوه ها كه در مقابل دریای خزر قرار گرفته بخاطر وجود رطوبت فراوان پوشیده از جنگل است، در حالیكه دامنه غربی آنها بدون پوشش گیاهی است. بلند ترین نقطه این رشته كوه در اطراف اردبیل كوه حصار بولاغی با ارتفاع 2900 متر از سطح دریاست.

4- راه ها:

راههای عمده ای كه شهرستان اردبیل را به بخش ها و شهرهای مجاور وصل میكنند. بترتیب زیر می باشد:

راه اردبیل – آستارا: این راه طول حدود 90 كیلو متر دارد و دو شهر اردبیل و آستارا را بهم وصل میكند راهی است اسفالته درجه 1 كه كوه های تالش با ارتفاع حدود 2500 متر را قطع نموده و پس از عبور از گردنه معروف حیران كه در زمستان به علت یخبندان شدید غالیاً مسدود است، به شهر مرزی آستا را با ارتفاع همسطح دریا میرسد. كارخانه سیمان اردبیل نیز در مجاور این راه و در جنوب بخش نمین قرار گرفته است.

راه اردبیل – سراب: كه اردبیل را به شهر سراب وصل می نماید. یك راه اسفالته درجه یك است كه رسوبات پامیس دار جنوب اردبیل را قطع میكند. طول این راه حدود 70 كیلو متر است و گردنه صائین را قطع می نماید.

راه اردبیل – مشكین شهر: كه یك راه اسفالته درجه 1بطول 80 كیلو متر است. راه – قطور سویی در مقابل روستای لاهرود از این راه جدا میشود.

راه اردبیل – مغان: یك راه اسفالته درجه 2 بطول حدود 90 كیلو متر است و اردبیل را به شهرستان گرمی در منطقه مغان وصل میكند.

راه اردبیل- خلخال: كه اردبیل را به شهر خلخال وصل میكند وطول جاده حدود 70 كیلو متر است.

ب- مقدمه:

از آنجا كه مناطق مورد مطالعه بیشتر توف های پا میس دار رویا پامیس برشیا میباشند. بجاست كه مقدمتاً در مورد پامیس، منشأ آن و موارد استفاده اش در صنعت شرحی مختصر ارائه گردد.

پامیس به شیشه های ولكانیكی اسید و آبداری اطلاق میشود كه سرد شدن سریع گدازه های شیشه ای اسید و سرشار از آب در فشار آتمسفر حاصل شده اند. در این حالت گدازه های اسید به مواد كف مانند حاوی حباب های فراوانی و ذرات جامد كوچك تبدیل میگردند كه متشكل از ذرات زاویه دار شیشه و یا قطعات خرد شده پامیس میباشند. آزمایش نشان داده است كه اگر یك ماده مذاب ریولیتی با حرارت 870 تا 900 درجه در مجاورت كمی آب ( 5/0 درصد) وجود داشته باشد و در فشار آتمسفر بسرعت سرد شود به پامیس تبدیل میگردد.

پامیس بشدت متخلخل بوده و حفره های بیشمار آن توسط گازها خصوصاً بخار آب حاصل میشوند كه موقع سرد شدن سریع حاصل شده اند. اگر چه وزن مخصوص شیشه واقعی 5/2 است، اما ساخت حفره ای پامیس وزن مخصوص آنرا به كمتر از 1 نیز كاهش میدهد و چون این حفرات مسدود میباشند قابلیت نفوذ خیلی كمی داشته و قطعات آن برای مدتهای طولانی بر روی آب شناور میمانند چگالی ظاهری پامیس كلوخه ای 400 تا 1400 Kg/M³ ، تخلخل آن 80 درصد و مقاومت آن در مقابل تراكم 4/0 تا 2 Mpa و سختی آن 6 میباشد. اگر اندازه ذرات پامیس كوچكتر از 2 میلیمتر باشد به آن پامیسیت می گویند. به خاكستر آتشفشانی نیز پامیسیت می گویند. پامیس در حقیقت شیشه جوشیده و كف كرده ایست كه حاوی ذرات متراكم و سخت شیشه، ذرات ریز بلوركوارتز، فلدسپات و كانی تیره میباشد. پامیس و پامیسیت معمولاً با هم تشكیل میشوند و در صورت تراكم به توف های اسیدی تبدیل میشوند.

« موارد استفاده پامیس»

پامیس و پامیسیت حدود 60 سال بعنوان ماده ساینده مصرف میگردید و تا سال 1940 نیز مهمترین مورد مصرف آن بعنوان ماده ساینده بوده است.

در صابون سازی و مواد پاك كننده وسایل خانگی نیز مصرف دارد. انواع خیلی ریز آن (مانند ذرات غبار) برای صیقل دادن ظروف نقره و قطعات فلزی و لوازم چوبی مورد استفاده قرار میگرند.

مهندسین رومی درگذشته مخلوطی از آهك و خاكستر آتشفشانی را بصورت یك ملات بكار میبردند كه بر ملات آهكی برتری داشت این سیمان خیلی قوی و در مقابل آب دریا مقاوم بوده و در هر دو شرایط زیر آب و بیرون از آب سخت میگردد. خاكستر آتشفشانی این سیمان در اطراف شهرهای پوزولی و ناپل قرار داشته و بهمین منظور به سیمان پوزولان معروف شده است. این نوع سیمان سالهاست كه در اروپا مصرف میشود و در امریكا نیز پامیس و پامیسیت را با سیمان پرتلند مخلوط نموده و در ساختمان سدها و كانال ها بكار میبرند.

از سال 1940 به بعد مصرف پامیس در مقیاس وسیعی افزایش پیدا كرد. پامیس خرد شده و درجه بندی شده بعنوان یكی از اجزاء مهم سیمان سبك و قطعات سیمانی پیش ساخته و سیمان نرم مصرف میشود.

پامیس و پامیسیت خرد و آسیاب شده بجای ماسه برای ساختن بتن عایق حرارتی و صوتی، كمك صافی، تقویت كننده و خاك مواد حشره كش و روكش سطح سیاه اسفالت جاده ها، در مرغداری ها و در موراد متعدد دیگری مصرف میگردد.

« خصوصیات پامیس بعنوان ماده افزودنی در سیمان»

پامیس خرده شده تقریباً بین تا ماسه و قلوه سنگ خرد شده وزن دارد و بهمین دلیل بتن تهیه شده با پامیس سبكتر از بتن معمولی است. سبكی این بتن علاوه بر تسریع در كار و راحتی عمل سبب صرفه جویی فوق العاده در مصرف آهن نیز میگردد. بتن پامیس را میتوان بصورت اسپری نیز روی نمای ساختمان پاشید. پامیس غیر متراكم پوشش سقف و كف مناسبی در مقابل حرارت می باشد و بتن پامیس 6 برابر از بتن معمولی در مقابل حرارت عایق تر است.

سبكی وزن و ساختمان متخلخل پامیس قابلیت خم پذیری زیادی به آن داده و حمل قطعات پیش ساخته از بتن پامیسی را بدون ترك خوردن و یا شكستن امكان پذیر میسازد. تغییر شكل پذیری آن در مقابل فشار و حفظ حالت و قابلیت برگشت به وضع اولیه آن 6 برابر بتن بعمولی است. لذا در مقابل زلزله و فشارهای ناگهانی مقاوم تراز بتن معمولی است.

نقطه ذوب متوسط پامیس 1343 درجه سانتیگراد است و تا 760 درجه سانتیگراد هیچگونه تغییری در حجم آن حاصل نمیشود. در این درجه حرارت فیبرهای بیرونی آن شروع به انقباض می نماید نقطه انهدام حرارت در آتش سوزی های بزرگ معمولاً بین 480 تا 650 درجه سانتیگراد است، بنابراین در آتش سوزی ها هیچگونه تغییری در پامیس ایجاد نمیشود.

پامیس خصوصیت چسبندگی خوبی را با اغلب چسب ها دارد و نسبت به مواد شیمیایی قارچ ها و حشرات كاملاً خنثی است. بتن با پامیس برای كانال كشی مناسب تراست. برخلاف بتن معمولی رطوبت كمتری را جذب میكند بهمین دلیل عمر آهن بكار رفته در آن زیاد تر است.

لینک دانلود و توضیحات فایل”بررسی پتانسیل های موجود در استان اردبیل برای تولید سیمان پوزولانی”