معرفی سیمان:

سیمان ( Cement) در صنعت ساختمان به ماده ای خاکستری رنگ گفته می‌شود که در مجاورت رطوبت خاصیت چسبندگی در آن ایجاد می‌شود. مهم ترین جزء بتن سیمان است به دلیل آنکه در ترکیب آب و سیمان ماده ای خمیری شکل به نام خمیر سیمان (Cement paste) ایجاد می‌شود که سبب چسبندگی و ایجاد محیطی یکپارچه بین سنگدانه‌ها می‌گردد. سیمان به طور کلی به دو دسته سیمان‌های طبیعی و غیرطبیعی تقسیم می‌شوند. در بسیار از منابع از سیمان‌های طبیعی با عنوان مواد شبه سیمانی و پوزولانی یاد می‌شود البته سیمان پوزولانی در اصل می‌تواند طبیعی یا غیرطبیعی باشد ولی در بعضی منابع فارسی سیمان پوزولانی در دسته بندی سیمان طبیعی بیان شده است.
علاوه بر این دسته بندی می‌توان سیمان‌ها را به دو دسته هیدرولیکی و غیرهیدرولیکی نیز تقسیم بندی کرد. سیمان‌ هیدرولیکی به سیمانی گفته می‌شود که نه تنها بر اثر واکنش با آب سخت می‌شود، بلکه محصولی مقاوم در برابر آب نیز تولید می کند و سیمان‌ غیر هیدرولیکی به سیمانی که محصول تولید شده از آن در مقابل آب پایایی و دوام ندارد گفته می‌شود.
مطابق استاندارد ASTM C150 سیمان پرتلند به سیمانی هیدرولیکی است که حاصل پودر کردن کلینکر (Clinker)، که اساسا حاوی سیلیکات‌های کلسیم هیدرولیکی است و معمولا دارای یک یا چند شکل از سولفات کلسیم است که با هم 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 تشکیل شده از ترکیب مواد پایه سیمان در حرارت بالا تشکیل می‌شود. وزن مخصوص سیمان پرتلند به طور متوسط 3100 کیلوگرم بر مترمکعب است.

انواع سیمان پرتلند:

انواع سیمان پرتلند استاندارد شامل پنج تیپ سیمان است که با اعداد یونانی نوشته می‌شود.
سیمان تیپ یک I یا سیمان معمولی
سیمان تیپ دو II یا سیمان اصلاح شده
سیمان تیپ سه III یا سیمان زودگیر یا سیمان زود سخت شونده
سیمان تیپ چهار IV یا سیمان دیرگیر یا سیمان با حرارت زایی کم
سیمان تیپ پنج V یا سیمان ضد سولفات یا مقاوم در برابر سولفات
سیمان پوزولانی

سیمان تیپ یک I یا سیمان معمولی:

این نوع سیمان برای مصرف عمومی در کارهای ساختمانی استفاده می شود.

سیمان تیپ دو II یا سیمان اصلاح شده:

این سیمان در مواردی مصرف می گردد که احتمال میرود در محیط مقدار کمی سولفات وجود دارد مانند مواردی که سازه های که در مجاورت آب زیرزمینی قرار دارند چرا که به طور معمول غلظت سولفات در آب زیرزمینی بیشتر از آب معمولی است ولی به طور 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 بتن ریزی‌های حجیم استفاده از سیمان نوع دو معقول‌تر به نظر می‌آید چرا که مطابق مقررات ملی ساختمان دمای بتن تازه در بتن ریزی معمولی و حجیم به ترتیب نباید از 32 و 15 درجه بیشتر باشد.

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

سیمانی با مقاومت زودرس است و از آنجا که در زمانی کوتاه، در حدود سه روز یا کمتر، می تواند مقاومتی بیشتر از مقاومت هفت روزه سیمان نوع یک را کسب کند، سیمان زود سخت شونده نامیده می شوند. از این نوع سیمان زمانی استفاده می شود که قالب ها باید تا حد امکان زود باز شوند یا سازه باید به سرعت مورد بهره برداری قرار گیرد. این نوع سیمان در سازه های ویژه مانند سیلوها، که با کمک قالب های لغزان اجرا می شوند نیز قابل استفاده است. در بسیاری از منابع آمده است که این سیمان به دلیل آنکه بیشتر از سیمان های دیگر آسیاب شده و به نوعی ریزتر است خواص مربوطه را دارد اما این تنها دلیل این موضوع نیست. در ساختار شیمیایی این سیمان تفاوت های نسبتا جزئی با سایر سیمان ها وجود دارد.
مصرف این سیمان در شرایطی که هوا سرد است به خاطر اینکه دوره عمل آوری بتن را کاهش داده، بتن زودتر سخت می شود و دمای زیادی تولید میکند مناسب است ولی از این سیمان در بتن های حجیم نمی توان استفاده کرد چون دمای بتن حجیم تازه تا دمای 15 درجه مجاز است.

سیمان تیپ چهار IV یا سیمان دیرگیر یا سیمان با حرارت زایی کم:

این سیمان حرارت زایی بسیار کمی دارد و در شرایطی استفاده می شود که دمای بتن تولید شده نیاز به کنترل دارد. روند کسب مقاومت زمانی که از سیمان تیپ IV استفاده می شود کندتر از سایر سیمان هاست. از این سیمان در بتن های حجیم مانند سدسازی استفاده می شود که در آن اختلاف دمای داخل بتن و محیط بتن نباید زیاد باشد چرا که موجب ترک عمیق در بتن می شود.

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 سازه های بتنی علاوه بر استفاده از سیمان تیپ V اجرای مناسب بتن هم مهم است یعنی باید بتن متراکم، نسبت آب به سیمان کم و عمل آوری مناسب داشته باشد. استفاده از سیمان تیپ V در مناطقی مانند خلیج فارس و دریای عمان به دلیل آنکه هم زمان سازه در معرض حمله همزمان یون های سولفات و کلراید است مجاز نیست و بهتر است از سیمان تیپ II استفاده شود.

سیمان پورولانی (طبیعی یا غیرطبیعی):

پوزولان ها عبارتند از مواد سیلیسی یا سیلیسی و آلومینی که به تنهایی دارای خاصیت چسبانندگی کم است. اما به صورت ذرات ریز در دمای متعارف و در مجاورت با رطوبت، با هیدروکسید کلسیم واکنش میدهند و ترکیباتی را تولید می کنند که ساختار آنها تا حدودی مشابه ترکیباتی است که بر اثر هیدراسیون سیمان پرتلند تولید می شود. پوزولان ها به دو دسته طبیعی یا غیرطبیعی و مصنوعی تقسیم می شوند.

در خصوص پوزولانها نکات زیر حائز اهمیت است:

1- واکنش تدریجی بیشتر پوزولان ها با هیدروکسید کلسیم و مواد قلیایی حاصل از هیدراسیون سیمان، موجب ایجاد ژل بیشتر و مسدود شدن فضاهای خالی و در نتیجه کاهش نفوذپذیری بتن و افزایش مقاومت و دوام آن می شود.
2- کسب مقاومت بتن های حاوی افزودنی های معدنی شامل پوزولان های طبیعی، پوزولان های مصنوعی و روباره ها به دلیل سرعت آهسته و فعالیت تدریجی آن ها موجب کاهش سرعت هیدراسیون و گیرش و سخت شدن بتن می شود در نتیجه به نسبت بتن معمولی نیازمند زمان عمل آوری بیشتر است.
3- بنا به دلایل فوق عموما قالب مورد استفاده در این بتن ها دیرتر باز می شوند.
4- استفاده از پوزولان ها موجب کاهش مصرف سیمان می شود که این امر به کاهش هزینه ها منجر میگردد.
5- استفاده از مواد پوزولانی برای بتن ریزی های حجیم مانند پی های با ارتفاع زیاد، سد سازی، ساخت پایه پل و…. استفاده کرد چرا که دمای هیدراسیون آن ها بسیار کمتر از بتن ساخته شده با سیمان معمولی است.

از نمونه های پوزولان طبیعی می توان به : خاکستر آتشفشان ها، خاکستر پوسته برنج ، کف سنگ ها اشاره کرد.
از نمونه پوزولان های غیرطبیعی می توان به: دوده سیلیس(میکرو سیلیس)، خاکستر بادی، روباره یا سرباره کوره آهن گدازی، متاکائولن و رس های تکلیس شده اشاره کرد.

منابع:

مقررات ملی ساختمان مبحث نهم
استاندارد ملی شماره 390، 391، 392، 393، 1692
آیین نامه بتن ایران (آبا)
تکنولوژی، طرح مخلوط و ضوابط پذیرش بتن، حمیدرضا اشرفی، انتشارات نوآور
Concrete Technology, Nevile and Brooks
ASTM C150

	مپسا | نرم‌افزار آنلاین حسابداری پروژه ساخت و ساز ثبت نام رایگان