سیمان چیست؟

سیمان چیست؟

سیمان ( Cement) در صنعت ساختمان به ماده‌ای خاکستری‌رنگ گفته می‌شود که در مجاورت رطوبت خاصیت چسبندگی در آن ایجاد می‌شود. مهم‌ترین جزء بتن سیمان است به دلیل آنکه در ترکیب آب و سیمان ماده‌ای خمیری شکل به نام خمیر سیمان (Cement paste) ایجاد می‌شود که سبب چسبندگی و ایجاد محیطی یکپارچه بین سنگ‌دانه‌ها می‌گردد. سیمان به‌طورکلی به دودسته سیمان‌های طبیعی و غیرطبیعی تقسیم می‌شوند.

فهرست

  • سیمان چیست و اجزای تشکیل‌دهنده سیمان کدام است ؟
  • انواع سیمان پرت لند
  • سیمان پوز ولانی (طبیعی یا غیرطبیعی)
  • کاربرد سیمان در بتن
  • کاربرد سیمان در بتن
  • حرف آخر

سیمان چیست و اجزای تشکیل‌دهنده سیمان کدام است؟

در بسیار از منابع از سیمان‌های طبیعی با عنوان مواد شبه سیمانی و پوز ولانی یاد می‌شود البته سیمان پوز ولانی در اصل می‌تواند طبیعی یا غیرطبیعی باشد ولی در بعضی منابع فارسی سیمان پوز ولانی در دسته‌بندی سیمان طبیعی بیان‌شده است.‌‌‌‌علاوه بر این دسته‌بندی می‌توان سیمان‌ها را به دودسته هیدرولیکی و غیر هیدرولیکی نیز تقسیم‌بندی کرد. سیمان‌ هیدرولیکی به سیمانی گفته می‌شود که نه‌تنها براثر واکنش با آب سخت می‌شود، بلکه محصولی مقاوم در برابر آب نیز تولید می‌کند و سیمان‌ غیر هیدرولیکی به سیمانی که محصول تولیدشده از آن در مقابل آب پایایی و دوام ندارد گفته می‌شود.

مطابق استاندارد ASTM C150 سیمان پرت لند به سیمانی هیدرولیکی است که حاصل پودر کردن کلینکر (Clinker)، که اساساً حاوی سیلیکات‌های کلسیم هیدرولیکی است و معمولاً دارای یک یا چند شکل از سولفات کلسیم است که باهم آسیاب شده و محصولی به اسم سیمان می‌دهد. این تعریف با تعریف استاندارد ملی ایران هم مطابقت دارد. در تعریف فوق از لغت کلینکر استفاده شد که به کلوخه‌های تشکیل‌شده از ترکیب مواد پایه سیمان در حرارت بالا تشکیل می‌شود. وزن مخصوص سیمان پرت لند به‌طور متوسط ۳۱۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب است.

سیمان سفید

انواع سیمان پرت لند:

  • سیمان تیپ یک I یا سیمان معمولی
  • سیمان تیپ دو II یا سیمان اصلاح‌شده
  • سیمان تیپ سه III یا سیمان زود گیر یا سیمان زود سخت شونده
  • سیمان تیپ چهار IV یا سیمان دیر گیر یا سیمان با حرارت زایی کم
  • سیمان تیپ پنج V یا سیمان ضد سولفات یا مقاوم در برابر سولفات
  • سیمان پوز ولانی

انواع سیمان پرت لند استاندارد شامل پنج تیپ سیمان است که با اعداد یونانی نوشته می‌شود.

سیمان تیپ یک I یا سیمان معمولی:

این نوع سیمان برای مصرف عمومی در کارهای ساختمانی استفاده می‌شود.

سیمان تیپ دو II یا سیمان اصلاح‌شده:

این سیمان در مواردی مصرف می‌گردد که احتمال می‌رود در محیط مقدار کمی سولفات وجود دارد مانند مواردی که سازه‌های که در مجاورت آب زیرزمینی قرار دارند چراکه به‌طورمعمول غلظت سولفات در آب زیرزمینی بیشتر از آب معمولی است ولی به‌طور غیرعادی این غلظت زیاد نیست.

در سیمان تیپ دو به نسبت سیمان تیپ یک دما با سرعت و میزان کمتری در بتن ایجاد می‌شود، به همین دلیل در بتن‌ریزی‌های حجیم استفاده از سیمان نوع دو معقول‌تر به نظر می‌آید چراکه مطابق مقررات ملی ساختمان دمای بتن تازه در بتن‌ریزی معمولی و حجیم به ترتیب نباید از ۳۲ و ۱۵ درجه بیشتر باشد.

سیمان تیپ سه III یا سیمان زود گیر یا سیمان زود سخت شونده:

سیمانی با مقاومت زودرس است و ازآنجاکه درزمانی کوتاه، در حدود سه روز یا کمتر، می‌تواند مقاومتی بیشتر از مقاومت هفت‌روزه سیمان نوع یک را کسب کند، سیمان زود سخت شونده نامیده می‌شوند. از این نوع سیمان زمانی استفاده می‌شود که قالب‌ها باید تا حد امکان زود بازشوند یا سازه باید به‌سرعت مورد بهره‌برداری قرار گیرد. این نوع سیمان در سازه‌های ویژه مانند سیلوها، که با کمک قالب‌های لغزان اجرا می‌شوند نیز قابل‌استفاده است. در بسیاری از منابع آمده است که این سیمان به دلیل آنکه بیشتر از سیمان‌های دیگر آسیاب شده و به‌نوعی ریز تر است خواص مربوطه را دارد اما این تنها دلیل این موضوع نیست. در ساختار شیمیایی این سیمان تفاوت‌های نسبتاً جزئی با سایر سیمان‌ها وجود دارد.مصرف این سیمان در شرایطی که هوا سرد است به خاطر اینکه دوره عمل‌آوری بتن را کاهش داده، بتن زودتر سخت می‌شود و دمای زیادی تولید می‌کند مناسب است ولی از این سیمان در بتن‌های حجیم نمی‌توان استفاده کرد چون دمای بتن حجیم تازه تا دمای ۱۵ درجه مجاز است.

سیمان تیپ چهار IV یا سیمان دیر گیر یا سیمان با حرارت زایی کم:

این سیمان حرارت زایی بسیار کمی دارد و در شرایطی استفاده می‌شود که دمای بتن تولیدشده نیاز به کنترل دارد. روند کسب مقاومت زمانی که از سیمان تیپ IV استفاده می‌شود کند تر از سایر سیمان‌هاست. از این سیمان در بتن‌های حجیم مانند سدسازی استفاده می‌شود که در آن اختلاف دمای داخل بتن و محیط بتن نباید زیاد باشد چراکه موجب ترک عمیق در بتن می‌شود.

سیمان تیپ پنج V یا سیمان ضد سولفات یا مقاوم در برابر سولفات:

این سیمان در مقابل سولفات بسیار مقاوم است البته این نکته بسیار حائز اهمیت است که در اجرای سازه‌های بتنی علاوه بر استفاده از سیمان تیپ V اجرای مناسب بتن هم مهم است یعنی باید بتن متراکم، نسبت آب به سیمان کم و عمل‌آوری مناسب داشته باشد. استفاده از سیمان تیپ V در مناطقی مانند خلیج‌فارس و دریای عمان به دلیل آنکه هم‌زمان سازه در معرض حمله هم‌زمان یون‌های سولفات و کلراید است مجاز نیست و بهتر است از سیمان تیپ II استفاده شود.

سیمان پوز ولانی (طبیعی یا غیرطبیعی):

پوز ول آن‌ها عبارت‌اند از مواد سیلیسی یا سیلیسی و آلومینی که به‌تنهایی دارای خاصیت چسبانندگی کم است. اما به‌صورت ذرات ریز در دمای متعارف و در مجاورت با رطوبت، با هیدروکسید کلسیم واکنش می‌دهند و ترکیباتی را تولید می‌کنند که ساختار آن‌ها تا حدودی مشابه ترکیباتی است که براثر هیدراسیون سیمان پرت لند تولید می‌شود.

 پوز ول آن‌ها به دودسته طبیعی یا غیرطبیعی و مصنوعی تقسیم می‌شوند.

کاربرد سیمان در بتن

سیمان در بتن کاربرد دارد و وظیفه آن صرفاً چسباندن دانه‌ها به یکدیگر است و به‌خودی‌خود تأثیری در مقاومت و باربری ندارد .ازاین‌رو بتن خوب بتنی است که وقتی نمونه‌ای از آن شکسته شود ،  دانه‌های سنگی آن از وسط شکسته شده و سیمان‌ها پاره نشود.

سیمان‌ها دارای ریشه آهکی می‌باشند . به‌عبارت‌دیگر ماده اولیه تولید سیمان و مواد تشکیل‌دهنده آن‌ها آهک و ماده اولیه اصلی تولید سیمان، سنگ‌آهک است . بر این اساس سیمان ترکیبی است از اکسید کلسیم (آهک) با سایر اکسیدها نظیر اکسید آلومینیوم، اکسید سیلیسیم، اکسید آهن، اکسید منیزیم و اکسیدهای قلیایی که میل ترکیب با آب داشته و در مجاورت هوا و در زیرآب به‌مرور سخت می‌گردد و دارای مقاومت می‌شود .با توجه به مشخصه فوق سیمان می‌تواند دارای ترکیبات متفاوتی باشد و اصولاً جزو ملات های آبی محسوب می‌گردد . ملات های آبی از دوران گذشته شناخته‌شده بودند . ازجمله این ملات ها آهک است که مصری‌ها و یونانی‌ها با مخلوط کردن آن با خاکستر آتش‌فشانی ، خاک آجر و آب به‌نوعی آهک آبی دست می‌یافتند که خاصیت سخت شدن و فشار پذیری  داشت . با به کار بردن این ساروج رومی‌ها توانسته‌اند ساختمان‌های عظیمی بسازند که هنوز بقایای آن‌ها پس از گذشت چند هزار سال پابرجا و قابل‌مشاهده باشد.‌‌‌سیمان معمولاً دربسته‌های ۵۰ کیلوگرمی به فروش می‌رسد، هرچند مصرف‌کنندگان بزرگ تجاری مانند کارخانه‌های ساخت بتن و کارخانه‌های قطعات بتنی پیش‌ساخته فله استفاده می‌کنند و حمل آن توسط تانکرهای خاصی صورت می‌گیرد.

انواع سیمان

۱۲ نوع از سیمان‌های رایج و پرکاربرد عبارت‌اند از:

  • سیمان زود سخت شونده
  • سیمان تندگیر
  • سیمان با تولید حرارت کم
  • سیمان با مقاومت سولفاتی بالا
  • سیمان تشکیل‌شده از سرباره کوره
  • سیمان با آلومینی بالا
  • سیمان سفید
  • سیمان رنگی
  • سیمان پوز ولانی
  • سیمان هوا زا
  • سیمان منبسط شونده
  • سیمان هیدرو گرافیک
سیمان رنگی

واکنش تدریجی بیشتر پوز ول آن‌ها با هیدروکسید کلسیم و مواد قلیایی حاصل از هیدراسیون سیمان، موجب ایجاد ژل بیشتر و مسدود شدن فضاهای خالی و درنتیجه کاهش نفوذپذیری بتن و افزایش مقاومت و دوام آن می‌شود.کسب مقاومت بتن‌های حاوی افزودنی‌های معدنی شامل پوز ول آن‌های طبیعی، پوز ول آن‌های مصنوعی و روباره‌ها به دلیل سرعت آهسته و فعالیت تدریجی آن‌ها موجب کاهش سرعت هیدراسیون و گیرش و سخت شدن بتن می‌شود درنتیجه به نسبت بتن معمولی نیازمند زمان عمل‌آوری بیشتر است.بنا به دلایل فوق عموماً قالب مورداستفاده در این بتن‌ها دیرتر باز می‌شوند.

استفاده از پوز ول آن‌ها موجب کاهش مصرف سیمان می‌شود که این امر به کاهش هزینه‌ها منجر می‌گردد.مواد پوز ولانی برای بتن‌ریزی‌های حجیم مانند پی‌های با ارتفاع زیاد، سدسازی، ساخت پایه پل و…. استفاده کرد چراکه دمای هیدراسیون آن‌ها بسیار کمتر از بتن ساخته‌شده با سیمان معمولی است.از نمونه‌های پوز ولان طبیعی می‌توان به : خاکستر آتشفشآن‌ها، خاکستر پوسته برنج ، کف سنگ‌ها اشاره کرد.از نمونه پوز ول آن‌های غیرطبیعی می‌توان به: دوده سیلیس(میکرو سیلیس)، خاکستر بادی، روباره یا سرباره کوره آهن‌گدازی، متاکائولن و رس های تکلیس شده اشاره کرد.

حرف آخر

در این مقاله در مورد سیمان‌ و اجزای تشکیل‌دهنده آن و سپس از کاربرد و انواع تیپ سیمان صحبت شده است.شما اگر قصد خرید و یا توزیع سیمان را دارید میتوانید به اپلیکشن تموک مراجعه نمایند.

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *