سیمان

سیمان ، خواص سیمان و انواع سیمان در ساختمان سازی

به ماده ای که خواص چسبندگی و انسجام ایجاد کند و بتواند دانه های مجزا را به هم متصل نگه داشته و ایجاد یک جسم یکپارچه کند سیمان میگویند. سیمان گردی نرم و جاذب آب است که معمولا از ترکیب مصالح آهکی ، رس ، سیلیس و اکسید های معدنی در دمای 1400 تا 1500 درجه سانتیگراد ساخته می شود. به جسمی که پس از حرارت دادن حاصل می شود ، کلینکر می گویند.

به طور کلی سیمانها به دو دسته غیر هیدرولیکی ( غیر آبی )  و هیدرولیکی ( آبی ) تقسیم می شوند.

کربنات ها و سولفات های موجود در سیمانهای غیر هیدرولیکی به آرامی در آب حل می شوند. بنابراین مورد استفاده این سیمانها محدود است .

ساختار و مواد تشکیل دهنده سیمان  :

مواد خام اصلی که در تولیدسیمان به کار می روند ، عبارتند از :

  1. مواد رسی : سیلیکاتهای آلومینیوم که به شکل خاک رس و سنگ های رسی می باشند .
  2. مواد آهکی : کربنات کلسیم به شکل سنگ آهک ، سنگ آهک سست فسیلی و مارن که مخلوطی از رس و کربنات کلسیم است .

اجزاء تشکیل دهنده سیمان‌پرتلند تقریباً به نسبت دو قسمت مواد آهکی و یک قسمت مواد رسی با یکدیگر مخلوط می شوند.

ترکیبات اصلی شیمیایی سیمان شامل موارد زیر می باشد:

  • تری کلسیم سیلیکات
  • دی کلسیم سیلیکات
  • تری کلسیم آلومینات
  • تترا کلسیم آلومینوفریت

خواص شیمیایی ترکیبات اصلی:

  • تری کلسیم سیلیکات : به سرعت سخت می شود و گیرش اولیه و مقاومت اولیه بیشتر به این ترکیب مربوط است.
  • دی کلسیم سیلیکات : به آهستگی سخت می شود و بیشتر در افزایش مقاومت در سنین بعد از هفت روز مشارکت دارد.
  • تری کلسیم آلومینات : مقدار گرمای زیادی را در خلال چند روز اول سخت شدن آزاد می کند. همچنین این ترکیب بر روند کسب مقاومت اولیه کمی مشارکت دارد . سیمانی که در صد این ترکیب در آن کم باشد به ویژه در برابر خاک ها و آب های حاوی سولفات ، مقاوم است .
  • تترا کلسیم آلومینو فرمیت : دمای کلینکر را کاهش داده و بنابراین در تولیدسیمان همکاری دارد . این ترکیب به عنوان روان ساز در پخت کلینکر عمل می کند.
خواص شیمیایی سیمان
خواص شیمیایی سیمان

روش های ساخت سیمان :

  • روش تر
  • روش خشک
  • روش نیمه خشک
  • سیمان‌های هیدرولیکی :

سیمانهای هیدرولیکی را می توان به پنج دسته عمده به شرح زیر تقسیم کرد :

  1. سیمانهای پرتلند
  2. سیمانهای پرتلند مخلوط شده
  3. سیمانهای پرتلند با مواد اضافی
  4. سیمانهای با آلومینهای زیاد
  5. سیمان سوپر سولفات
  • سیمان پرتلند :

تمام سیمانهای پرتلند از دو ماده خام که یکی از نظر کلسیم و دیگری از نظر سیلیسی غنی می باشد ، ساخته می شود. معمولا این دو ماده به ترتیب گچ یا آهک و خاک رس یا سنگ رست می باشند. خاک رس و سنگ رست معمولا دارای ترکیبات آلومینیوم و آهن به مقدار زیاد می باشند.

رنگ خاکستری سیمان پرتلند معمولی در اثر وجود ترکیبات آهن است. بنابراین برای ساخت‌سیمان پرتلند سفید لازم است تا از موادی استفاده شود که عمدتاً عاری از ترکیبات آهن باشد.

از آسیاب کردن کلینکر به همراه مقدار مناسبی سنگ گچ ، سیمان تیپ های مختلف حاصل می شود.

  1. سیمان تیپ I یا پرتلند معمولی :

برای استفاده های عمومی و مناسب برای همه کارهایی که ویژگیهای انواع دیگر مورد نیاز نمی باشد.

موارد مصرف :

اسکلت های بتن آرمه ، پل ها ، قطعات پیش ساخته بتن آرمه ، جدول خیابان ها ، ملات ها ، اندودها ، مخازن و منابع ، لوله های آب و سازه های بنایی.

  1. سیمان تیپ II :

میزان حرارت ایجاد شده در اثر هیدراته شدن این سیمان‌متوسط و میزان مقاومت آن نسبت به سولفات ها نیز متوسط می باشد.

از این‌سیمان در سازه های مجاور آبهای زیرزمینی که غلظت سولفات در آنها بالاتر از آبهای معمولی است ( اما به طور غیر معمول شدید نیست ) ، استفاده می شود.

این‌سیمان نسبت به نوع تیپ 1 عموماً ، گرمای کمتری را با سرعت کمتری آزاد می کند.

موارد مصرف :

در سازه های نسبتاً حجیم مانند پایه پل های بزرگ ، دیوار های حائل سنگین به کار برده می شود . استفاده از این‌سیمان باعث جلوگیری از افزایش دما می شود که این ویژگی در بتن ریزی در هوای گرم حائز اهمیت است.

  1. سیمان تیپ III یا زودگیر :

این سیمان‌از نظر ترکیب شیمیایی تقریباً مشابه نوع پرتلند معمولی است . اما دانه های آن به صورت نرم تری آسیاب شده اند. نرمی دانه ها باعث می شود که سرعت هیدراته شدن آن در سنین کم افزایش یابد و این امر باعث زیاد شدن سرعت افزایش مقاومت و سختی اولیه ( نسبت به سیمان معمولی ) می گردد. مقاومت یک روزه این سیمان معادل مقاومت هفت روزه نوع یک ، و مقاومت هفت روزه آن معادل مقاومت 28 روزه نوع یک می باشد.

زیاد بودن سرعت آزاد شدن حرارت نیز در آن ، ممکن است در موقع بتن ریزی در هوای سرد مفید باشد.

  1. سیمان تیپ IV یا کم حرارت ( دیر گیر ) :

با سرعت کمتری نسبت به سیمان معمولی هیدراته شده و در نتیجه با سرعت کمتری حرارت ایجاد می کند.

حرارت آزاد شده در آن بعد از 28 روز ، تقریباً برابر حرارت آزاد شده در نوع پرتلند معمولی بعد از یک هفته است .

موارد کاربرد :

عمدتاً در ساختمان های حجیم مورد استفاده قرار می گیرد. جایی که میزان حرارت آزاد شده مربوط به سیمان پرتلند معمولی در سنین کم ، امکان  بوجود آمدن تنش های حرارتی نامناسب در بتن نابالغ را دارد.

  1. سیمان تیپ v یا ضد سولفات :

ترکیبات شیمیایی آن کمی با سیمان‌پرتلند معمولی تفاوت دارد. به طوریکه مقاومت بهتری در مقابل تهاجم سولفات ها از خود نشان می دهد. ولی در برابر تهاجم اسیدها مقاوم نیست.

رنگ آن کمی تیره تر است . این سیمان برای بتن هایی که در معرض سولفات قرار دارند ، مانند آب دریا ، خاک یا آبهای زیرزمینی دارای سولفات ، مصرف می شود.

  • سیمان پرتلند حباب زا :

مقادیر کمی از مواد حباب زا ، در حین تولید سیمان با کلینکر آسیاب شده تا حباب های هوای کاملا مجزا و ریز و یکنواخت پخش شده در بتن تولید کنند.

این نوع سیمان‌ها ، تولید بتنی می کنند که در برابر یخ زدن و آب شدن و همچنین پوسته شدگی حاصل از اثرات مواد شیمیایی برای از بین بردن یخ و برف جاده ها ، مقاومت بهبود یافته ای دارند.

  • سیمان پرتلند سفید :

از موادی تهیه می شود که دارای آهن بسیار کمی باشد.

مصرف این سیمان محدود به بتن پیش ساخته و در جاهایی که نیاز به نما با رنگ سفید یا روشن است ، می باشد.

  • سیمانهای پرتلند رنگی :

مواد رنگی معدنی بی اثر شیمیایی به سیمان می افزایند.

با سیمان‌پرتلند معمولی می توان فقط سیمانهای رنگی قرمز ، قهوه ای ، و سیاه ساخت.

رنگ آن باید در برابر عوامل جوی و نور پایدار باشد.

انواع سیمان در ساختمان سازی
انواع سیمان در ساختمان سازی
  • سیما‌ن‌های پرتلند مخلوط شده :

  1. سیمان پرتلند مخلوط شده با تفاله کوره ذوب آهن ( تیپ IS  )
  2. سیمان پرتلند مخلوط شده با تفاله کوره ذوب آهن کم حرارت
  3. سیمان پورتلند – پوزولان
  • سیمان پرتلند با مواد اضافی :

  1. سیمان‌بنایی
  2. سیمان پرتلند با مواد محبوس کننده هوا
  3. سیمانهای منبسط شده
  4. سیمانهای ضد آب
  5. سیمانهای چاه نفت
  6. سیمان‌ضد رطوبت
  7. سیمانهای خمیری
  • سیمانهای با آلومینهای زیاد ( سیمانهای آلومینات کلسیم ) :

این سیمانها ، پرتلند محسوب نمی شوند و از پخت مخلوط سنگ آهک و بوکسیت ( سنگ معدن آلومینیوم ) در کوره به دست می آید.

روند سفت شدن بتن ساخته شده با آلومین بالا مشابه نوع پرتلند معمولی است ولی وقتی سخت شود ، کسب مقاومت آن بسیار سریع بوده و بعد از 24 ساعت حدود 80 درصد مقاومت نهایی حاصل می گردد.

سیمان‌با آلومین بالا باید جدا از سیمانهای دیگر انبار شود و هیچ نوع ماده مضاف با آن مخلوط نگردد.

یکی از معایب بزرگ آن ، این است که بتن های ساخته شده با آن ، ممکن است در طول زمان مقاومت شان کم شود ، هرچه حرارت و رطوبت بیشتر باشد کاهش مقاومت نیز بیشتر خواهد بود.

  • سیمان سوپر سولفات :

وقتی که سیمان سرباره با کلینکر سیمان‌پرتلند معمولی همراه با گچ مخلوط و آسیاب گردد ، تولید می شود.

هنگامیکه بتن در معرض تهاجم اسید های ضعیف و سولفات ها قرار دارد ، می توان از آن استفاده کرد.

خواص سیمان :

  1. ریزی یا نرمی آن
  2. حرارت هیدراسیون
  3. گیرش
  4. گیرش کاذب
  5. سلامت آن
  6. مقاومت فشاری
  7. افت ناشی از حرارت دادن
  8. روانی
تحریریه به تام
دیدگاه کاربران 1 دیدگاه
  • اورژانس ساختمان 15 مرداد 1396 / 9:34 ق.ظ

    بسیار عالی…
    اورژانس ساختمان

دیدگاه ها بسته شده.