سیمان پرتلند چیست؟ آشنایی با سیمان پرتلند و انواع آن

به جرأت می‌توان گفت که سیمان از جمله پرکاربردترین مصالح مورد استفاده در صنعت بزرگ ساختمان سازی می‌باشد که یکی از انواع آن سیمان هیدرولیکی است و سیمان پرتلند در حیطه‌ی این مصالح قرار می‌گیرد. در این مقاله سعی کردیم که تمام نکات مربوط به این مصالح را برای شما جمع آوری و ارائه دهیم.

سیمان پرتلند چیست؟

سیمان پرتلند یا خاکستری از جمله مصالح ساختمانی است که از آن به عنوان متصل کننده قسمت های مختلف سازه ها استفاده می کنند. از ترکیب سیمان با آب و بر اثر واکنش شیمایی که بین این دو ماده اتفاق می افتد، یک توده سخت تولید می‌شود. از مخلوط آب با سیمان که اصلاحا به آن هیدراسیون گفته می شود، یک نوع واکنش شیمایی صورت می گیرد که همراه با گسترش حرارت است. بریتانیا برخی از استاندارهای سیمان پرتلند که شاید از آن ها برای تعمیر سازه ها استفاده شود را اصلاح نموده است. این اصلاحیات به شرح زیر می باشند:

• درجه 42.5 (CEM1) بر طبق BS 12:1991
• درجه 52.5 بر طبق BS 12:1991
• درجه 42.5 R یا مقاومت ابتدایی زیاد بر طبق BS 12:1991
• در مقابل سولفات دارای مقاومت است، درجه 42.5 بر طبق BS 4027:1991
• برای بنایی مورد استفاده قرار می گیرد، ENV413-1 و BS 5224:1995

این اصلاحات در آزمایشگاه ها و با استفاده از شیوه های منحصر به فردی صورت گرفته است و به منظور مطابقت با سازمان استاندارد اروپا (ENV197-1) انجام می گردد. هنگامی که در ترکیب این مواد تغییر جزئی صورت گیرد، آن را اعلام می کنند. با توجه به سیمان مورد نیز از هر کدام از درجه های سیمان پرتلند می توان استفاده نمود. به عنوان مثال زمانی که به سیمان پرتلند معمولی احتیاج داشته باشید، آنگاه درجه 42.5 که بر طبق BS 12:1991 می باشد، مورد استفاده قرار می گیرد.

انواع مختلف سیمان پرتلند (خاکستری) و کاربردهای آن ها

به طور کلی 6 نوع سیمان پرتلند وجود دارد که هرکدام دارای کاربردهای متفاوتی می باشند و استاندار ایران با توجه به استاندارد بین‌المللی ASTM آن ها را به صورت زیر تقسیم بندی کرده است:

سیمان پرتلند (خاکستری) نوع معمولی یا تیپ1

از این نوع سیمان برای مصارف عمومی و در مواقعی که قابلیت خاصی از آن مد نظر نباشد، به کار می‌رود. از سیمان پرتلند دسته 1 برای ساخت راه آهن، پیاده رو، سطح سازی جاده ها، لوله های آب، ملات به کار رفته در بنایی و در نهایت پل هایی که توسط بتن مسلح مقاوم سازی شده اند، استفاده می شود. سیمان پرتلند نوع معمولی برای محیط هایی که سیمان هایی با خواص ویژه نیاز است به خصوص محیط های شامل یون های خورنده که به بتن حمله می کنند، مناسب نیست.
در حال حاضر سیمان دسته1 در سه گروه 325-1، 525 -1 و همچنین 425-1 تولید می گردد. گروه های 435-1 و 525-1 برای گروهایی که دارای مقاومت بالا هستند، استفاده می شود، این گروه ها باید با احتیاط بسیار مصرف شوند. همچنین یکی دیگر از کاربردهای این سیمان استفاده در ساخت های معمولی که خطر هجوم سولفات ها آن ها را تهدید نمی کند، است.

سیمان پرتلند (خاکستری) نوع اصلاح شده یا دسته2

در مواقعی که به مقدار متوسطی از حرارت تولید شده توسط هیدراتاسیون و نیز مقاومت در مقابل هجوم سولفات نیاز باشد، از این سیمان پرتلند اصلاح شده که دارای مقاومت بالاتری نسبت به نوع معمولی آن است، استفاده می‌شود. علت برتری و خواص منحصر به فرد این سیمان محدود بودن فاز آلومینات و همچنین کم بودن فاز C3S است. این سیمان در مقایسه با سیمان دسته 1 دارای خواصی همچون فشار ابتدایی و نهایی کم، عمل کردن کندتر و تولید حرارت کم می باشد. از کاربردهای مهم سیمان پرتلند اصلاح شده می توان به موارد زیر اشاره نمود:

• برای اینکه از تولید حرارت بالا در هنگام ساخت ساختمان های بزرگ جلوگیری شود، از این سیمان استفاده می کنند و بدین وسیله هیچگونه محدودیتی در کاربرد آن وجود ندارد.
• در مکان هایی که حاوی آب و خاک هستند و در آنجا یون سولفات  دارای غلظت متوسط است.
• استفاده در محیط هایی که درجه حرارت تقریبا متوسطی دارند و خطر ناشی از افزایش دما برای سیمان معمولی از 32 درجه بیشتر و برای نوع حجیم آن از 15 درجه بیشتر است، از این سیمان استفاده می کنند.
• به علت گرمازدایی کم این سیمان، هنگام استفاده صورت حجیم و هوای گرم به کار می رود.
• در بعضی از مکان هایی که دارای مخلوط سولفات و یون کلر، هوای نسبتا سرد و غلظت بسیار سولفات هستند، نباید از سیمان دسته 2 استفاده شود.

سیمان پرتلند (خاکستری) نوع خیلی زودگیر یا دسته 3

مواد تشکیل دهنده این سیمان پرتلند به طوری تقریبی شبیه سیمان دسته1 است، اما تفاوت آشکار میان این دو نوع نحوه آسیاب کردن سیمان زودگیر است که به صورت بسیار ریز انجام می شود. این نوع آسیاب کردن باعث می شود که چسبندگی سیمان افزایش یابد. این سیمان در مقایسه با سیمان نوع یک دارای تفاوت هایی همچون، مقاومت بسیار بالا بعد از گذشت یک هفته و تولید گرمای زیاد، می باشد.
با ترکیبی از سیمان دسته1 با یک فرآروده ای که سیمان بیشتری داشته باشد، قادر خواهند بود بتنی که در مدت زمان کوتاه مقاومت بسیاری کسب کند، تولید کنند، اما این کار از لحاظ مالی به هیچ وجه به صرفه نیست و گزینه مناسب تر استفاده از سیمان دسته 3 است. علیرغم اینکه می توان این بتن را در هوای نسبتا سرد به کار برد، اما برای دمای زیر صفر درجه نباید به تنهایی مورد استفاده قرار گیرد و از این سیمان به همراه دیگر مواد، به طور مثال ضد یخ بهره می‌برند.
تولید حرارت این سیمان در اولین ساعات استفاده بسیار زیاد است که همین مسئله باعث افزایش دمای بتن می‌شود. در صورت استفاده سریع از بتن بعد از قالب ریزی و بهره مندی در مکان های سرد به دلیل کوتاه کردن زمان مراقبت از بتن، از جمله کاربردهای سیمان زودگیر است.

سیمان پرتلند (خاکستری) نوع حرارت پایین یا دسته 4

این سیمان دارای خاصیت چسبندگی کمتری یا به اصلاح کندگیر، است و بنابراین حرارت تولید شده توسط آن نسبتا کم می‌باشد. در هنگام تولید این سیمان از C3A و C4S کمتری نسبت به انواع دیگر سیمان بهره برده شده، ولی در عوض C2S بیشتری در آن به کار رفته است. سیمان زودگیر دارای خواصی همچون کند بودن سرعت افزایش مقاومت، استفاده در هوای بسیار گرم و تقریبا بالای 40 تا 50 درجه، هست. این سیمان کاربردهای فراوانی دارد که در ادامه به چند مورد اشاره می کنیم:

• کاربرد مهم و اصلی آن بهره مندی در تولید بتن هایی با حجم زیاد، جلوگیری از خطراتی که در اثر تولید حرارت بالا و از چسبندگی بتن نشات می گیرد، است.
• به دلیل جلوگیری از افزایش دما
• برای آسان کردن روش های نگهبانی از بتن جدید در دمای خیلی زیاد
• در سازه هایی که باید به صورت لایه لایه سیمان را به هم بچسبانند، برای اینکه قبل از اتصال بتن ها به یکدیگر فشار را کاهش دهند و برای مانع شدن از تولید اتصال سرد در این نوع بتن ریزی، به کار می رود.
• مبادله کننده حرارت محیط دورنی و بیرونی بتن ریزی های حجیم مانند ستون های پل ها و سدها از ایرادات بزرگ آن هست و بر این اساس در زمان سفت شدن بتن دمای درون آن با محیط پیرامون هنوز به تعادل نرسیده است. بتن تولید شده با سیمان دسته 4 دمای دورنی کمتری در مقایسه با سیمان دسته1 دارد و همچنین پروسه جامد شدن آن مدت زمان بیشتری طول بکشد و لذا همین امر سبب ایجاد تعادل دما بین دو محیط می شود. در زمانی که احتمال دارد دمای بتن به حدودا 5 درجه کاهش پیدا کند نباید از سیمان زودگیر استفاده شود.

سیمان پرتلند (خاکستری) نوع ضد سولفات یا دسته 5

از این سیمان پرتلند در مواردی که ممکن است سولفات ها به بتن حمله کنند، بهره می‌برند و علت ناگذاری آن نیز همین امر است. سیمان ضد سولفات دارای خواصی همچون سرعت چسبندگی کمتر نسبت به سیمان دسته1 و همچنین مقاومت آن حدود 7.3 و مدت گیرایی آن 28 روز است که از انواع دیگر کمتر می باشد. به همین دلیل نباید در سازه هایی که مقاومت جز اصول مهم آن ها تلقی می شود، مورد استفاده قرار بگیرد. این خاصیت ویژه سیمان دسته 5 آن را برای استفاده در محیط های حاوی سولفات مناسب می کند. علاوه بر آن به کارگیری این سیمان در این محیط ها توسط قانون بتن ایران الزامی است.

سیمان پرتلند (خاکستری) نوع پوزولانی

این سیمان که از سیلیکات ساخته شده، به طوری تقریبی مشابه سیمان است. بیشتر از 15 درصد سیمان نوع پزولانی از پزولان تشکیل می شود. کاربرد این سیمان بیشتر جنبه عمومی دارد و از آن برای تولید بتن و یا ملات استفاده می شود و با توجه به اینکه چه نوع پزولانی در آن به کار رفته دارای خواص منحصر به فردی می باشد، به طوری که در موارد خاص حدود 40 درصد از وزن سیمان به پزولان اختصاص می یابد. این سیمان به دلیل قابلیت های مهم آن دارای خواص ویژه ای می باشد که عباتند از:

• درجه حرارتی که بر اثر هیدراسیون تولید می شود، پایین بوده
•  نفوذ پذیری بتن در این سیمان کاهش یافته
• در مکان هایی که شامل املاح خورنده هستند، دوام و مقاومت بالایی ایجاد می کنند.
• در مناطق گرمسیر و همچنین بتن ریزی هایی که به صورت حجیم انجام می شود.
• در هنگامی که محیط پیرامون حاوی مقدار زیادی سولفات و نیز کلر باشد.

سخن پایانی

در آخر باید بگوییم این مصالح برخلاف کاربرد زیادی که در ساختمان سازی دارند، قیمت بالایی نداشته و به راحتی در دسترس مصرف کنندگان هستند. اگر شما هم برای ساخت و اجرای سازه‌ی خود به این مصالح احتیاج دارید می‌توانید جهت خرید و استعلام قیمت سیمان به سیوان لند مراجعه کنید و پس از ثبت سفارش خود، محصول موردنظر خود را در محل پروژه‌ی خود تحویل بگیرید.