انواع سیمان مورد استفاده در پوشش لوله داخلی ملات سیمانی
۱- سیمان پرتلند: مناسب برای خط لوله های انتقال آب آشامیدنی
۲- سیمان پلیمری: مناسب برای خط لوله انتقال آب آشامیدنی
۳- سیمان مقاوم در برابر سولفات: مناسب برای خط لوله انتقال آب دریا و آب حاوی سولفات
۴- سیمان آلومینا: مناسب برای خطوط لوله انتقال فاضلاب
اجرای پوشش داخلی اندود سیمان در کارخانه
پوشش داخلی اندود سیمان
لوله های چدنی انتقال آب مانند تمام خطوط لوله فولادی در معرض خوردگی داخلی و خارجی هستند، میزان خوردگی باتوجه به نوع سیال عبوری و املاح حامل آن در طول زمان متغیر است. اولین لوله های چدن داکتیل بدون پوشش داخلی مورد استفاده قرار گرفتند و سطح داخل لوله تحت تأثیر انواع مختلفی مواد موجود در سیال عبوری دچار آسیب و خوردگی می شد. بنابراین برای رفع این مشکل، استفاده از انواع پوششهای پایه قیری پیشنهاد شد. با این حال، اگر آب انتقالی نرم یا اسیدی باشد، رسوباتی به رنگ قهوه ای تیره بر جداره داخلی لوله تشکیل می دهد که به تدریج با افزایش ناهمواری، میزان جریان عبوری از لوله کاهش می‌یابد.
این اثر که اصطلاحا «تاول» (Tuberculation) نامیده می شود. فرآیندی است که در آن آب خورنده به سوراخ‌های پوشش قیری نفوذ می‌کند و باعث ایجاد برآمدگی‌های ناهموار زنگ می‌شود که جریان عبوری از داخل لوله را کاهش می‌دهد، زبری سطح داخل لوله را افزایش می‌دهد و در نتیجه مقاومت در برابر جریان آب را افزایش می‌دهد.
بنابراین، یافتن نوعی پوشش داخلی لوله که بتواند از فرآیند تشکیل غده ای جلوگیری کند و عملکرد جریان را بهبود ببخشد، ضروری بود، از این رو تحقیق بر روی پوشش ملات سیمان یا پوشش اندود سیمان به عنوان پوشش داخلی لوله های آب انجام شد.
اثر غده در داخل لوله های فولادی که در نتیجه نفوذ آب خورنده به پوشش قیری و واکنش با فلز ایجاد می شود
لایه سیل کت پوشش ملات سیمان
در سال ۱۹۲۲، اولین لوله های چدن خاکستری با ملات سیمانی در چارلستون، کارولینای جنوبی، ایالات متحده آمریکا نصب شد. اگرچه مشکل «غده» حل شد، اما مشکلات مربوط به آب نرم همچنان باقیمانده بود زیرا مشخص شد که سختی و PH آب در ماه های اول راه اندازی خط لوله افزایش یافته است. به این دلیل که آب نرم تمایل به واکنش با کلسیم موجود در ملات سیمان را دارد و لایه‌ای از سیلیکات کلسیم را به صورت ژل در سطح داخلی لوله تشکیل می‌دهد. این واکنش هرچند در نهایت به سهولت در انتقال املاح موجود در سیال داخل لوله کمک می کند اما در ابتدا سبب افزایش سختی آب می شد.
راه حل کاهش این اثرات استفاده از سیل کت (Seal Coat) است. طبق استاندارد بین المللی ISO 16132: 2016 هدف از پوشش سیل کت کاهش تماس بین پوشش ملات سیمان و سیال است.
پوشش ملات سیمان در سیستم Pipe Protection با نام اختصاری INT.CM شناخته می شود. یکی از مشکلات این پوشش داخلی، افزایش pH آب در خطوط لوله آب شرب است که با استفاده از لایه سیل‌کت از واکنش پوشش داخلی ملات سیمان با جریان آب و افزایش pH جلوگیری می شود.
DIPRA (انجمن تحقیقاتی لوله های چدن نشکن)، زیر نظر AWWA در ایالات متحده، تمایز بین پوشش ملات سیمان با یا بدون لایه سیل کت (لایه آب بندی که از افزایش PH جلوگیری می کند) را با توجه به خواص آب که معمولاً در پوشش ملات سیمان مورد استفاده قرار می گیرد، ایجاد کرده است. سیمان هایی با محتوای گچ مانند سیمان های سفید. این نوع سیمان با نام OPC (سیمان پرتلند معمولی) نیز شناخته می شود. این سازمان دامنه استفاده از لوله های با پوشش ملات سیمان را از pH4 تا pH12 برای سیستم های آب آشامیدنی تعیین کرده است.
اجرای پوشش داخلی اندود سیمان در کارخانه
بر خلاف بازار خطوط لوله بریتانیا و ایالات متحده آمریکا، بطور معمول سیل کت در اروپا مورد استفاده قرار نمی گیرد. در این بازار محبوب ترین پوشش لوله ملات سیمان از نوع پرتلند است و برای آب تصفیه نشده یا آب های اسیدی، استفاده از پوشش ملات سیمانی با آلومینای بالا مجاز است (حوزه استفاده از این نوع سیمان ها در استانداردهای EN 545 و ISO 2531 تعیین شده است).
استفاده از پوشش ملات سیمان در لوله چدن خاکستری (لوله چدن داکتیل) برای محافظت از آن در برابر اثرات جریان آب عبوری از خط لوله است. حفاظتی که به عنوان یک اتحاد شیمیایی بین فلز، سیمان و آب عمل می کند و با توجه به ویژگی های سیال، الزامات این محافظ متفاوت است و بنابراین رفتار آن متفاوت خواهد بود. امروزه پوشش ملات سیمانی یکی از انواع پوشش داخلی لوله های آب آشامیدنی است که همه استانداردها و الزامات بهداشتی لازم را برای شبکه انتقال آب شرب بدست آورده است.
معایب پوشش ملات سیمان
همانطور که اشاره شد پوشش ملات سیمان دارای دو عیب ضخامت و ایجاد محیط اسیدی است. ضخامت این پوشش سبب می شود که حجم سیال عبوری کاهش پیدا کند و کارایی خط لوله تحت تاثیر قرار گیرد. از این رو پوشش اپوکسی سرامیکی و پوشش اپوکسی مایع به عنوان جایگزین مناسب برای این پوشش داخلی لوله های آب معرفی شده اند که هر دو عیب را برطرف می کنند.