سیمان یکی از پرمصرف ترین مصالح ساختمانی در صنعت است و سابقه استفاده از آن به سال ها قبل از عصر تمدن نوین باز می گردد.در حال حاضر این ماده به عنوان ماده پرمصرف در ساخت و ساز استفاده می شود. این ماده یک محصول و پودر شیمیایی است که در ترکیب با آب سفت می شود. صنعت ساختمان نیاز مبرمی به آن دارد زیرا که مقاومت آن بسیار بالا است و از آن در ساختن بتن که یکی دیگر از مصالح مهم صنعت ساخت و ساز است استفاده می‌شود.
سیمان چیست؟
یک ماده پودری رنگ است که از ترکیب آهک با اکسیدهای قلیایی، اسید، اکسید سیلیکون و اکسید منیزیم به دست می آید. گاهی اوقات رنگبری می‌شود تا سیمان سفید بدست آید، گاهی اوقات نیز به آن افزودنی‌های دیگری اضافه کرده تا انواع دیگری از آن نظیر نسوز، پلمری، رنگی و … ایجاد شود.
تاریخچه استفاده از سیمان
این ماده از آهک درست شده است و این ماده به وفور در سنگ‌های آهگی موجود در طبیعت وجود دارد. شاید اولین بار که به وسیله انسان اولیه آتشی در کنار سنگی آهکی افروخته است و باعث پخته شدن آهک شده است و سپس باران زده است. ماده‌ای چسبناک و سفت شونده ایجاد شده است که انسان اولیه برای ساخت ظروفی محکم تر از ظروف گلی از آن استفاده کرده است.
پس از آن رومیان باستان با استفاده از خاکسترهای کوهی آتشفشانی ملات هایی به نام Cementum ساختند و بناهایی عظیم را با آن احداث کردند. در ایران باستان نیز از آهک ماده ای به نام ساروج می ساختند که از آن در ساخت آب‌بندها و سازه‌های آبی استفاده می کردند. اولین سد قوسی جهان با استفاده از همین ماده اولیه ساخته شد. نام این سد سد ایزدخواست است.
با گذشت زمان تحولات بزرگی که در صنعت و ساخت و ساز رخ داد، مصالح سنتی دیگر پاسخگوی نیاز انسان نبود.به تدریج پس از ورود سیمان به ایران، مهندسان و فعالان ساختمانی کارخانه مدرن آن را به سبک امروزی را در سال 1312 ایجاد کردند و این فناوری به صورت علمی به ایران راه یافت. پس از آن از این مصالح برای ساخت تونل ها، پل ها، ایستگاه ها و سازه های مقاوم استفاده شد.
در حال حاضر این ماده در انواع مختلفی تولید و در اختیار مصرف کنندگان قرار می گیرد. عمومیت آنها در درجه مقاومت آنها در برابر واکنش های شیمیایی مختلف، زمان گیرش، دوام و استحکام و رنگ است.
ترکیبات سیمانی
سیمان ترکیبات مختلفی دارد و به دلیل قابلیت ترکیب شدن با آب، ملات آبی به حساب می آید. مواد خام مورد استفاده در تولید آن در هنگام پخت با یکدیگر واکنش داده و ترکیبات جدیدی تشکیل می دهند. به طور کلی می توان به چهار ترکیب زیر به عنوان اجزای اصلی آن اشاره کرد:
- سه کلسیم سیلیکات (3O2=C3S)
- دو کلسیم سیلیکات ( 2CaOSiO2=C2S)
- سه کلسیم آلومینات (3CaOAl2O3=C3A)
- چهار کلسیم آلومینو فریت (4CaOAl2O3Fe2O3)
سیلیکات‌ها نقش مهمی در افزایش استحکام خمیر هیدراته این مصالح ساختمانی دارند و در واقع مهمترین ترکیبات هستند. اینها ترکیبات خالص و اکسیدهای جزئی هستند که دارای خواص هیدرولیکی مناسبی هستند.
سه آلومینات کلسیم نیز در مراحل اولیه تولید ، آهک را با سیلیس ترکیب می کنند اما تاثیری بر مقاومت آن ندارند. چهار فریت آلومینا نسبت به سایر ترکیبات کمتر وجود دارد و سرعت هیدراتاسیون سیلیکات ها را افزایش می دهد.
ترکیبات دیگری نیز مانند پتاسیم و اسید سدیم نیز یافت می شوند که به اکسیدهای قلیایی معروف هستند و به مقدار کم در آن موجود هستند.
انواع سیمان در صنعت ساختمان
این ماده به عنوان رایج ترین مصالح ساختمانی در انواع مختلف تولید و در اختیار مشتریان قرار می گیرد. هر کدام از آنها تاثیر متفاوتی در دوام سازه های بتنی دارند و بر اساس مقاومت و کارایی که دارند برای مکان های مختلف قابل استفاده هستند که در ادامه به توضیح آن پرداخته می‌شود.
دسته بندی سیمان
این ماده به انواع پرتلند، بنایی، نسوز، سفید، سیاه و پلیمری و رنگی تقسیم می شود و هر کدام از آنها مصارف مختلفی دارد.
سیمان پرتلند
پرتلند در 5 نوع به بازار عرضه می شود که هر کدام خواص منحصر به فرد خود را دارند.
- پرتلند نوع 1
همان سیمان معمولی است که برای ساخت و ساز در شرایط آب و هوایی معمولی استفاده می شود.
- پرتلند نوع 2
دمای هیدراتاسیون کمتری نسبت به انواع معمولی دارد و در مکان هایی که مقدار کمی سولفات مصرف می کند استفاده می شود.
- پرتلند نوع 3
به عنوان سیمانی سریع گیرش شناخته می شود که در طول یک روز بتن با مقاومت بسیار بالایی ایجاد می کند. پرتلند نوع 3 نیز در تعمیر فوری قسمت هایی از سازه ها استفاده می شود که باید در اسرع وقت و به سرعت، تعمیر شود. از آن، به دلیل دمای هیدراتاسیون بالا در هوای سرد برای آزادسازی گرمای زیاد و جلوگیری از یخ زدگی آن و یا بتن در حین کار استفاده می‌شود.
- پرتلند نوع 4
همانند تیپ 3 یک سیمان مقاوم است اما همانند آن گرمای زیادی ایجاد نمی‌کند. این نوع در مناطق گرم استفاده بیشتری دارد.استفاده از پرتلند نوع 4 باعث کاهش تنش های حرارتی در بتن ریزی حجیم می شود.
در بتن ریزی حجیم که عرض، طول و ارتفاع بتن ریزی زیاد است، تبادل حرارت بین بتن و محیط دشوارتر بوده و زمان بیشتری می برد پس این نوع، گزینه بسیار مناسبی برای این امر است.
هنگامی که سطح بتن جامد است، هنوز گرما در داخل وجود دارد و در نتیجه تنش حرارتی وجود دارد. با توجه به این موضوع می توان گفت که پرتلند نوع 4، این تنش دمایی را به کمترین میزان خود می‌رساند.
- سیمان پرتلند نوع 5
در برابر سولفات ها بسیار مقاوم است و حرارت کمتری نسبت به نوع 1 تولید می کند. سولفات ها با ترکیبات موجود در بتن واکنش نشان می‌دهند و باعث تخریب آن و آسسیب جدی به سازه می‌شوند.
به منظور حفاظت سازه های بتنی در برابر سولفات ها، علاوه بر نوع سیمان‌مصرفی، سولفاته بودن خاک و آب نزدیک به سازه نیز باید بررسی شود. این واقعیت که سولفات هنگام حل شدن در آب می تواند خطرناک باشد و حتما باید در نقاطی که امکان سولفاته شدن بتن است باید از پرتلند نوع 5 استفاده شود.
سیمان سرباره
نام سرباره، از سرباره مذاب ساخته شده است، زیرا سنگ‌ها همراه با مقدار ناخالصی موجود در سنگ آهک وارد می شوند و به دلیل سبکی، این مواد روی مذاب قرار می گیرند.
این سرباره ها به سرعت سرد می شوند و در تولید این نوع سیمان استفاده می شوند. این نوع ارزان است و مقاومت خوبی در برابر عوامل مخرب شیمیایی دارد، فقط باید توجه داشت که این نوع در هوای سرد از قدرت و گیرش مناسبی برخوردار نیست.
سیمان پوزولانی
پوزولانی سیمانی است که در نوعی ماده سیلیسی که در طبیعت به شکل سنگ است تولید می شود و به آن پوزولانی می‌گویند.این نوع نسبت به پرتلند معمولی مقاومت بیشتری در برابر سولفات دارد و مقرون به صرفه تر است.
سیمان ساختمانی
سیمان بنایی یکی از پرمصرف ترین سیمان‌ها برای مصالح بنایی، تولید ملات و نازک کاری ساختمان می باشد.این نوع برای تولید بتن مناسب نیست. سیمان بنایی از ترکیب پرتلند معمولی با پودر سنگ و مواد حباب زا تهیه می شود و نیازی به استفاده از آهک در تولید ملات نیست.
سیمان سفید
روش تهیه سفید مشابه پرتلند است و برای تولید آن از خاک رس استفاده می شود که میزان سولفات منیزیم و آهن آن کمتر از 8 درصد است.
در تهیه نوع سفید، اساساً انتخاب سوخت کوره از موارد مهم است. باید از سوختی استفاده شود که دوده تولید نمی کند، به علاوه برای سفید شدن رنگ و افزایش استحکام و دوام آن هنگام آسیاب کردن، کمی پودر گچ به آن اضافه می کنند.
سیمان رنگی
نوع رنگی همان سیمان‌سفید است که توسط رنگدانه ها به سیمان‌رنگی تبدیل می شود. از این نوع برای ساختمان ها، طرح های تزئینی و سطوح رنگی خیابان استفاده می شود. سطح رنگی این سیمان‌ها نور خورشید را جذب یا تشدید می کند. سیمان‌رنگی چسبندگی زیادی دارد و استحکام مکانیکی آن زیاد است. این ماده سطحی یکپارچه و بدون درز ایجاد می‌کند و ترک نمی خورد.
سیمان انبساط
این نوع در هنگام سفت شدن کمی منبسط می شود و برای دیواره های مخازن و قسمت هایی که نیاز به آب بندی دارند استفاده می شود.
سیمان نسوز
این ماده در برابر حرارت بسیار مقاوم است و کاربرد زیادی در صنعت دارد، در ساخت انواع کوره‌های صنعتی و نیمه صنعتی از آن به صورت گسترده ای استفاده می‌شود. برای شناخت بیشتر سیمان‌نسوز محتوای آن را از سایت سیوان لند مطالعه فرمائید.
پرکننده های سیمان
انواع سیمان در ترکیب با آب به ماده ای سخت تبدیل می شود که مقاومت بالایی در برابر عوامل مختلف دارد. اگر تفاوتی بین آنها وجود دارد به دلیل مقاومت و زمان گیرش آنهاست. با سفت شدن سیمان، منقبض می شود، بنابراین به تنهایی استفاده نمی شود و پرکننده ها با آن مخلوط می شوند. پرکننده ها انقباض را کاهش می دهند اما اگر بیش از حد از آن استفاده شود، خواص مکانیکی آن کاهش می‌یابد.
روش های بسته بندی سیمان
این مصالح ساختمانی ارزشمند به دو صورت بسته بندی می‌شود.
- سیمان پاکتی
- سیمان فله
سیمان پاکتی
در روش پاکت، آنها در پاکت های استاندارد بسته بندی و به بازار عرضه می شوند.
بر اساس استاندارد، کیسه ها باید در وزن های 25 یا 50 کیلوگرمی و حداقل سه لایه کاغذ تولید شوند. این لایه ها از نفوذ رطوبت به داخل کیسه جلوگیری می کنند. روی کیسه ها، برند کارخانه، نام سازنده، نوع آن، تاریخ تولید و وزن کیسه درج می شود. برای دانستن قیمت سیمان پاکتی 50 کیلویی به سایت سیوان لند مراجعه فرمائید.
سیمان فله
در روش حجیم، کامیون زیر سیلو بارگیری می کند و سپس بار خود را به سیلو کارگاه منتقل می کند، پس از اتصال این لوله به سیلو، با فشار دادن وبرقراری جریان هوا در لوله، ذرات سیال به سیلوها منتقل می شود.
عوامل موثر بر فاسد شدن سیمان و راه های پیشگیری از آن
فاسد شدن این ماده یا با جذب رطوبت افزایش می یابد که به آن هیدراتاسیون می گویند.
- برای جلوگیری از خراب شدن باید به نکات زیر توجه کرد:
- هنگام حمل از کارخانه به کارگاه بصورت کیسه ای،سطح باربر تریلر یا برزنت باید به خوبی با پلاستیک پوشانده شود.
- مراقب باشید که کیسه ها را هنگام جابجایی سوراخ نشوند.
- کیسه ها که به انبار حمل می شوند باید با پلاستیک پوشانده شوند.
- از قرار دادن کیسه ها روی زمین جدا خودداری کنید. یک سطح چوبی با ارتفاع حداقل 20 سانتی متر از سطح زمین می تواند برای قرار دادن آن مناسب باشد.
- هنگام نگهداری، فاصله کیسه ها باید با دیوار حفظ شوند.
- لازم به ذکر است که نباید بیش از 12 کیسه بر روی هم چیده شود،زیرا وزن کیسه رویی به کیسه های پایینی فشار وارد می کند.
- از ساخت ملات زیاد و طولانی مدت قبل از استفاده،خودداری کنید.
نکات مهم در خرید سیمان
- یکی از نشانه های مرغوب بودن این ماده، نرمی آن است. اطمینان حاصل کنید که سیمانی که تهیه می کنید نرم باشد، زیرا وجود ذرات درشت در آن نشان دهنده ناخالصی است.
- رنگ مرغوب آن باید خاکستری روشن یا خاکستری مایل به سبز باشد.
- این مصالح را نباید به مدت طولانی نگهداری کرد زیرا پس از مدتی با جذب رطوبت از محیط به قطعات سخت تبدیل شده و استحکام و کیفیت اولیه خود را از دست می دهد.همچنین برای تعیین کیفیت می توان به نحوه ته نشین شدن آن در آب توجه کرد. اگر زود ته نشین شود یعنی ناخالصی دارد و کیفیت پایینی دارد.
- دقت کنید این ماده در زمان خرید بوی خاک ندهد.
سخن پایانی
سیمان یک ماده پرکاربرد در ساخت ملات و همچنین بتن است که انواع زیادی دارد. س پرتلند پرکاربردترین نوع آن است که دارای 5 تیپ متفاومت است. در کارهای عادی ساختمان سازی و ساختن ملات از تیپ یک آن استفاده می‌شود. می‌توان به انواع دیگر آن نیز در بازار نیز اشاره کرد از جمله نسوز، انبساط، رنگی، پلیمری. این ماده هم به صورت پاکتی و هم فله در بازار خرید و فروش می‌شود که هر کدام مزیت و معایب خود را دارد. برای خرید آن حتما باید به نکات گفته شده در محتوا مثل رنگ، بو و تاریخ انقضای نوشته شد بر روی آن توجه کرد.
