هر ماده ای که قدرت چسباندن مصالح به یکدیگر را داشته باشد سیمان نامیده می شود مانند گچ، آهک، قیر ،
سیمان پرتلند، ساروچ
سیمان وقتی با آب ترکیب میشود یکسری فعل و انفعال شیمیایی رخ می دهد که طی اون سیمان به یک خمیر
چسیاننده تبدیل می شود که دور تا دور دانه های سنگی را میگیره و اونها را بهم میچسباند
سیمان پرتلند انواع مختلفی دارد که هر کدام با توجه به میزان ترکیبات اصلی سیمان، کاربردهای
مخصوص به خود را دارند
در یک پروژه میخواهید بتن بریزید قراره که سیمان تهیه کنید چه نوع سیمان باید استفاده کنید؟
میخواهند ملات درست کنن واسه اون چه نوع سیمانی باید مصرف کنید؟ واسه سرامیک کار چی ؟ اون چه سیمانی
باید مصرف کنه ؟
در هوای سرد یا هوای گرم از چه سیمانی باید استفاده کرد؟
در مناطقی که در مجاورت آب دریا هستند بهتره از چه سیمانی استفاده شود؟
انواع مختلف سیمان پرتلند کدامند و چه ویژگی‌ها و کاربردهایی دارند؟
ترکیب شیمیایی سیمان پرتلند چیست و چگونه بر ویژگی‌های آن تأثیر می‌گذارد؟
هر یک از ترکیبات شیمیایی سیمان پرتلند چه نقشی در ویژگی‌های آن دارند؟
اینها سوالاتی هستند که می خواهیم در این مقاله به آنها بپردازیم
هیدراسیون سیمان
بریم اول سراغ هیدراسیون یا هیدراتاسیون که خیلی ازکاربردها و استفاده ها با توجه به همین
موضوع انجام میشه:
به واکنش شیمیایی سیمان و آب که واکنشی گرمازاست و طی اون سیمان به عاملی چسباننده تبدیل
می گردد هیدراسیون گفته می شود
ببینید وقتی حرارت هیدراسیون کمتر باشه سخت شدگی اون دیرتر اتفاق می افتد و وقتی سخت شدگی دیرتر
اتفاق افتاد بتن ریزی های حجیم هم امکان پذیر خواهد بود.
عناصر اصلی تولید سیمان
در کارخانجات سیمان، سنگ آهک، سیلیس، آهن و آلمونیوم به عنوان عناصر اصلی استفاده می شود.
بعد از استخراج از معادن وارد آسیاب میشه که با نسبتی مشخص میکس و پودر میشه و سپس وارد کوره شده
و در دمای 1400 درجه سانتیگراد تغییرات ایجاد میشه و محصول نهایی کلینگر ( دانه های ریز و درشت شبیه شن)
می باشد.
این کیلنکر با چند درصد سنگ گچ و شاید سنگ آهک ترکیب میشه محصول نهایی را سیمان می گویند
به عنوان یک مهندس عمران خیلی به شیمی تولید و فرآیند اون کار نداریم
اما اگه یک دانه کلینکر را زیر میکروسکوپ مورد بررسی قرار بدهیم مشخص می شود که ماده مورد بررسی
یک ماده کاملا ناهمگن است
اما در میان ترکیبات مختلفی که کلینکر یا سیمان را تشکیل می دهند و در وزن مشخصی از آنها، چهار ترکیب،
از فراوانی بسیار بیشتری برخوردار است که به ترکیبات اصلی( فاز های اصلی) سیمان مشهورند
اون چهار ترکیب یا چهار فاز کدومند؟
دانه کلینکر عمدتا حاوی این چهار ماده است
C3S - C2S - C3A - C4AF
فازهای سیمان و نقش آن ها در مقاوت بتن
75 درصد خواص مرتبط با چسبندگی،ثبات و مقاومت مربوط به این دوفاز یعنی فاز C3S (تری کلسیم سیلیکات)
و C2S (دی کلسیم سیلیکات) است .
دوفاز ( C3S و C2S) بدنه‌ی اصلی مقاومت بتن را تشکیل میدهند این دو فاز، فاز مقاومتی سیمان میباشد
مقاومت بتن یا قدرت چسبندگی اون عمدتا بر عهده فاز C3S می باشد
C3 S عامل دستیابی سیمان به مقاومت اولیه ( مقاومت در طی چهار هفته اول) میباشد وهرچند که در
دراز مدت نیز فعال می باشد اما به هیچ عنوان اثر بخشی افزایش مقاومت در روزهای اولیه را ندارد
C2 S عامل اصلی کسب مقاومت سیمان در دراز مدت ( مقاومت های پس از 28 روزه تا یکساله ) می باشد
اگر بخواهیم واضح‌تر بیان کنیم در مقاومت‌های هفت روز(7) و بیست و هشت روزه(28 ) سهم C2S خیلی کمتر اما
سهم C3S خیلی بیشتر است
بنابراین سیمانی C3S آن نسبت به C2S بیشتر باشد انتظار مقاومت 7 و 28 روزه‌ی بهتری داریم
اما می رسیم به بحث C3A که اصلا نقش مقاومتی ندارد نقش این فاز در تعیین تیپ سیمان از لحاظ شیمیایی است
C4AF این فاز که بخشی از کلینکر با این فاز ساخته شده در معادلات ها منظور نمی‌شود که بیشتربا سه فاز قبل کار داریم
تفاوت انواع سیمان
چرا به یک سیمان ، سیمان نوع دو و به یکی دیگه می‌گوییم سیمان نوع یک??
متاسفانه یک اشتباه بین مهندسین کشور رایج شده است که حتی در بعضی از کتاب‌ها و سایت‌های اینترنتی
هم دیده میشود در ویرایش قبلی مقررات ملی ساختمان یک جدول وجود داشت که به این برداشت‌های غلط
دامن زده بود که در ادامه راجع به آن اندکی صحبت کنیم.
تفاوت انواع سیمان از لحاظ استاندارد و تعریف قانونی و رسمی طبق استاندارد به طور کلی حاصل از دو موضوع است
1 - بحث مقاومتی سیمان
2 - بحث دوام شیمیایی سیمان
فاز C3A اصلا نقش مقاومتی ندارد نقش این فاز، در تعیین تیپ سیمان از لحاظ شیمیایی هست
اگر ما برای این فاز محدودیتی قائل نباشیم اسم اون سیمان نوع یک میباشد
اگر برای مقدار این فاز محدودیت حداکثر هشت درصد در نظر بگیریم سیمان نوع دو میشود
و اگر محدودیت به حداکثر پنج درصد برسد اسم این سیمان نوع پنج میباشد
نوع I | ------------ |
نوع II | 8 ≥ |
نوع V | 5 ≥ |
درسته که فاز C3A نقش مقاومتی در سیمان ندارد اما یکی از مهم‌ترین نقش‌های اون دوام بتن
در محیط خورنده است و در مقابل حمله‌ی سولفات آسیب‌پذیر میباشد
پس درجاهایی که می‌خواهیم سیمان یا بتن مقاومت خوبی در برابر سولفات داشته باشد باید مقدار
این فاز را محدود کنیم
مهم‌ترین نقش C3Aدوام بتن در محیط خورنده است و در مقابل حمله‌ی سولفات آسیب‌پذیر میباشد
در کلینکر مقدار این فاز باید کم میباشد تا سیمان یا بتن در مقابل سولفات مقاوم باشد در
سیمان نوع یک چون بحث مقاومت ودوام در برابر سولفات ها مهم نیست بنابراین در مقدار فاز C3A محدودیتی در نظر
گرفته نشده است.
در سیمان نوع دو که ضد سولفات متوسط هست می گویند اگر مقدار C3A تا هشت درصد باشد اشکالی ندارد
ولی در سیمان نوع پنج که سیمان ضد سولفات قوی‌تری میباشد می‌گویند مقدار این فاز حداکثر 5 درصد در کلینکر
باشد بنابراین مقدار این فاز تعیین کننده‌ی نوع سیمان میباشد
از لحاظ مقاومتی هم انواع تایپ های سیمان با هم متفاوت میباشد اما امروزه چون سیمان‌ها، رده‌ی بالاتر مقاومتی را پاس می‌کنند
دیگر ما آن را مد نظر قرار نمی‌دهیم
نتیجه گیری
پس تفاوت اول سیمان صرفا از نظر دوام در محیط‌های سولفاتی هست که اون هم ناشی از مقدار فاز C3A میباشد که
این فاز هم نقشی در مقاومت ندارد
بنابراین تصور اشتباهی که وجود دارد که ما تفاوت مقاومتی بین نوع اول نوع دوم و نوع پنجم قائل میشویم
هیچ تفاوت مقاومتی بین این سه نوع سینمان نداریم
نوع سه و نوع چهار در ایران بسیار کم تولید می شود
پس اجازه نداریم بگویم سیمان نوع دو دیرگیرتر از نوع یک هست و نوع پنج دیرگیرتر از نوع یک هست
یا نوع چهار را باید چهل و دو روزه بشکنیم
در هیچ آیین‌نامه‌ای در دنیا همچین حرفی وجود ندارد و این زائیده تفکرات اشتباهی بوده که در جامعه مهندسی ما جاری‌شده‌است
