سیمان

سیمان

سیمان چیست

سیمان یک ملات چسبنده است که اجزاء و مصالح ساختمانی را به یکدیگر می چسباند و یک توده مستحکم و مقاوم از مصالح مختلف را بوجود می آورد. سیمان یک اتصال دهنده است، ماده ای که در صنایع ساختمانی برای سخت شدن بکار می رود و بقیه مواد را به هم می چسباند. معمولا این ماده را به تنهایی استفاده نمی کنند بلکه با توجه به نوع مصرف ، آن را با شن ، ماسه ، آهک یا پودر سنگ مخلوط می کنند. ترکیب سیمان و ماسه برای تولید بتن بکار می رود که پس از آب ، پرکاربردترین ماده موجود در کره زمین است. این محصول از ترکیب مواد مختلفی همچون آهک ، خاک رس ، سیلیس و اکسید های معدنی نظیر اکسید آهن ، اکسید سدیم ، اکسید منیزیم ، اکسید پتاسیم و اکسید آلومینیوم تولید می شود.

 

انواع سیمان

سیمان غیر‌هیدرولیک

سیمان ها بر اساس گیرایی در ترکیب با آب به دو دسته هیدرولیک و غیر هیدرولیک تقسیم شده و معمولا بر پایه آهک یا سیلیکات کلسیم می باشند. سیمان غیر هیدرولیک در محیط های مرطوب و زیر آب سفت نمی شود و کاربرد آن فقط در محیط های خشک است چون برای سفت شدن به جذب گاز دی اکسید کربن موجود در هوا نیاز دارد.

سیمان هیدرولیک

سیمان های هیدرولیک مانند سیمان پرتلند برای ایجاد چسبندگی به آب نیاز دارند. این نوع از سیمان ها در مقابل مواد شیمیایی مقاومت بیشتری دارند.

سیمان پرتلند

سیمان پرتلند که شناخته شده ترین و رایج ترین نوع سیمان است، نوعی سیمان هیدرولیک محسوب می شود. این سیمان از طریق حرارت دادن سنگ آهک که دارای فرمول شیمیایی CaCO3 است در ترکیب با مواد دیگری نظیر خاک رس، در دمای ۱۴۵۰ درجه سانتیگراد در کوره های پخت سیمان، در فرآیندی به نام کلسینه شدن تولید می شود. در این فرایند پخت ، یک مولکول دی اکسید کربن از کربنات کلسیم (سنگ آهک) جدا می شود و  اکسید کلسیم را تشکیل می دهد. در مراحل بعد، آن را با دیگر مواد شیمیایی نظیر سیلیکات کلسیم و سایر ترکیبات سیمانی ترکیب می کنند. ماده سخت تولید شده که کلینکر نام دارد را با مقدار کمی گچ به پودر تبدیل می کنند تا سیمان پرتلند به دست آید.

سیمان پوزولانی

حاوی سیمان خاکستر بادی fly ash است، در کشورهایی که خاکسترهای آتشفشانی در دسترس هستند از جمله ایتالیا، شیلی، مکزیک، فیلیپین و … این سیمان ها اغلب رایج ترین نوع مورد مصرف هستند.

سیمان بنایی

برای تهیه ملات آجر چینی و گچ کاری بکار می رود و نباید در بتن مصرف شود. این نوع سیمان ها دارای فرمولاسیون های اختصاصی پیچیده ای هستند که حاوی کلینکر پورتلند و تعدادی مواد دیگر همچون سنگ آهک، آهک هیدراته ، حباب های هوا، مواد ضد آب کننده و مواد رنگی می باشد.

سیمان منبسط شونده

این محصول برای جلوگیری از جمع شدن و ترک خوردن سیمان های هیدرولیک پس از خشک شدن تولید می شوند. برای تولید آن، علاوه بر کلینکر پرتلند به کلینکرهای منبسط مانند کلینکرهای سولفوآلومینات هم نیاز است.

انواع مختلف سیمان به اختصار به شرح زیر است:

  • سیمان پرتلند تیپ ۱
  • سیمان پرتلند تیپ ۲
  • سیمان پرتلند تیپ ۳
  • سیمان پرتلند تیپ ۴
  • سیمان پرتلند تیپ ۵
  • سیمان پوزولان
  • سیمان آمیخته
  • سیمان برقی (پرآلومین)
  • سیمان رنگی
  • سیمان سفید
  • سیمان سرباره‌ای ضد سولفات
  • سیمان پرتلند آهکی
  • سیمان بنایی
  • سیمان نسوز
  • سیمان حفاری چاه نفت
  • سیمان پرتلند ضد آب
  • سیمان گوگردی
  • سیمان باگیرش تنظیم شده

 

مواد تشکیل دهنده سیمان کدامند

مواد تشکیل دهنده سیمان ها بسته به نوع آن که ممکن است هیدرولیک ، غیر هیدرولیک ، پوزولانی ، پرتلند و … باشد متفاوت هستند. مهم ترین ماده ، سنگ کربنات کلسیم است که یکی از رایج ترین مواد معدنی در پوسته کره زمین می باشد. این ماده را باید ابتدا حرارت داد تا فرمول آن از کربنات کلسیم به اکسید کلسیم یا آهک زنده تغییر کند. آهک ماده اصلی و ایجاد کننده خاصیت چسبندگی سیمان پس از ترکیب با آب است.

پس از آهک ، مواد سیلیسی مثل شن و ماسه نقش بسیار حیاتی در تولید سیمان دارند. شن و ماسه وظیفه تقویت سیمان و افزایش مقاومت آن در برابر فشار های سطحی را بر عهده دارد. فازهای اصلی تشکیل‌ دهنده سیمان به شرح زیر هستند:

  1. آلیت (تری کلسیم سیلیکات) | Alite
  2. بلیت (دی کلسیم سیلیکات) | Belite
  3. آلومینات (تری کلسیم آلومینات) | Tricalcium aluminate
  4. براون میلریت | Brownmillerite
  5. فریت (تترا کلسیم آلومینو فریت) | Ferrite

همان طور که گفته شد ، سیلیکات‌های موجود در سیمان ، ترکیبات اصلی و مهم آن هستند که مقاومت سیمان هیدراته شده به آن‌ها بستگی دارد. ترکیبات آلومینات نقشی در مقاومت سیمان نداشته و حتی موجب خرابی بتن می‌گردد اما در ترکیب اکسید کلسیم با اکسید سیلیسیم موثر و مفید است. ترکیبات فریت هم در واکنش با سنگ گج سیمان، سولفوفریت کلسیم تشکیل می‌دهد که آبگیری سیلیکات‌ها را تسریع می‌ نماید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

error: Content is protected !!