سیمان در واقع یکی از پرمصرف ترین مصالح مورد استفاده در صنعت ساختمان سازی است که به اشکال گوناگون و بخش‌های مختلف ساختمان به کار برده می‌شود. ترکیب سیمان با دیگر مواد سبب ایجاد ویژگی‌های جدیدی در آن می‌شود که می‌تواند کاربرد آن را تغییر دهد. به هرحال هدف از ترکیب سیمان با دیگر مواد ارتقاء سطح سیمان و افزایش کارایی آن است. شما می‌توانید جهت خرید سیمان به سایت بزرگ سیوان لند مراجعه کنید. در ادامه با ما باشید تا به برسی بیشتر این موضوع بپردازیم.
ترکیب سیمان چه موادی را شامل می‌شود؟
سیمان از مواد مختلفی ساخته شده که مواد خام موجود در ترکیب سیمان در زمان پخت با هم واکش می‌دهند و ترکیبات دیگری را به وجود می‌آورند. ترکیبات اصلی سیمان تشکیل شده از:
- تری کلسیم سیلیکات ( 3O2=C3S )
- دی کلسیم سیلیکات( 2CaOSiO2=C2S )
- تری کلسیم آلومینات( 3CaOAl2O3=C3A )
- تترا کلسیم آلومینو فریت( 4CaOAl2O3Fe2O3 )
دو ترکیبی که سبب ایجاد مقاومت در خمیر سیمان هیدراته می‌شوند، سیلیکات‌های C3S و C2S هستند. نمی‌توان گفت که سیلیکات‌ها، ترکیبات کاملا خاصی هستند، در واقع دارای اکسیدهای جزئی به صورت محلول جامد هستند که اثر بسزایی در نحوه‌ی قرار گرفتن اتم‌ها، فرم بلوری و خواص هیدرولیکی سیلیکات دارند. در ادامه با ما باشید تا به برسی کامل هر یک از سیلیکات‌ها که ترکیب سیمان را تشکیل می‌دهند، بپردازیم.
تری کلسیم سیلیکات
این ماده به سرعت وارد واکنش‌های شیمیایی می‌شود و سبب سفت شدن بتن می‌شود. اگر C3S با آب ترکیب شود، سبب ایجاد گرمای زیادی حدود 120 کالری بر گرم، می‌شود. این ماده در واقع تاثیری در مقاومت سیمان ندارد و همچنین در بروز مشکل در زمان حمله‌ی سولفات‌ها که منجر به سولفور آلومینات کلسیم می‌شود، دخیل است. اما حضور آن در مراحل تولید، سبب تسهیل ترکیب آهک با سیلیس می‌شود.
دی کلسیم سیلیکات
این سیلیکات، خصوصیاتی خلاف C3S در ترکیب سیمان دارد. خصوصیات این سیلیکات به این صورت است که گیرش اولیه‌ی دی کلسیم کم بوده و بعد از گذشت 2 تا 7 روز و گاها تا یک ماه به تدریج وارد واکنش می‌شود که به اصطلاح می‌گویند دیرگیر است. این ماده در زمان گیرش، گرمای زیادی تولید نمی‌کند (حدود 62 کالری بر گرم).
تری کلسیم آلومینات
خواص این ماده شبیه به C3S است که در گیرش اولیه‌ی سیمان دخالت دارد و از طرف دیگر مقاومت بتن را در برابر حمله‌ی سولفات‌ها، کاهش می‌دهد. این ماده در ترکیب سیمان در مقایسه با دیگر ترکیب‌ها، در زمان گیرش گرمای بیشتری حدود 210 کالری بر گرم، تولید میکند.
تترا کلسیم آلومینوفریت
اگر بخواهیم این ترکیب سیمان را از نظر گیرش برسی کنیم باید بگوییم که در حد متوسط است و چیزی حدود 100 کالری بر گرم گرما آزاد میکند. میزان این ماده در ترکیب سیمان در مقایسه با سایر مواد، کمتر است و به طبع تاثیر چندانی هم در رفتار سیمان نخواهد داشت. اما وجود این ترکیب در واکنش با گچ، سبب تولید سولفوفریت کلسیم شده که وجود آن برای شتاب بخشیدن به هیدراسیئن سیلیکات‌ها لازم است.
در ترکیب سیمان مواد دیگری نیز وجود دارد که برخلاف وزن کم در این ترکیب، تاثیرات قابل ملاحظه‌ای در خواص سیمان دارند. این ترکیبات عبارتند از: MgO، TiO2، Mn2O3، K2O ،NaO2. اکسیدهای سدیم پتاسیم با نام اکسیدهای قلیایی نیز شناخته می‌شوند. آزمایش‌های انجام شده نشان داده که ترکیب این اکسیدهای قلیایی با برخی از سنگدانه‌ها سبب انجام واکنش‌هایی شده که تخریب بتن را به دنبال دارد. البته این اکسیدها در مقاومت بتن نیز تاثیر گذارند.
در جدول زیر درصد مواد اصلی به کار برده شده در ترکیب سیمان آورده شده:
| نام ماده | درصد به کار رفته در سیمان های معمولی |
| آهک | 60-65 |
| سیلیکا | 17-25 |
| آلومینا | 3-8 |
| مگنزیا | 1-3 |
| اکسید آهن | 0/5-6 |
| سولفات کلسیم | 0-0/5 |
| سولفور تری اکسید | 1-3 |
| آلکالین | 0-1 |
تنظیم سیمان
تبدیل خمیر پلاستیکی سیمان به جرمی غیر پلاستیکی و سفت به عنوان گیرش سیمان شناخته می شود. و زمان لازم برای انجام این فرآیند به عنوان زمان گیرش سیمان شناخته می شود. این تغییر از یک توده پلاستیکی به یک جرم غیر پلاستیکی ممکن است بین چند دقیقه تا یک ساعت یا بیشتر طول بکشد. تثبیت سیمان یک پدیده شیمیایی پیچیده است و گفته می‌شود که در سه مرحله صورت می‌گیرد.
مرحله اول
در این مرحله سیستم پیچیده بلورهای هیدرو سیلیکات تشکیل شده به صورت ژل از هم جدا می شود که به تدریج غلیظ می شود و به عنوان چسب در اطراف ذرات دیگر عمل می کند. بدین ترتیب گیرش سیمان آغاز می شود. در این مرحله ملات (خمیر سیمان-آب-ماسه) کاملاً اشباع می شود و دیگر نمی تواند آب بگیرد.
مرحله تبلور
در این مرحله بیشتر اجزا از حالت ژل یا کلوئیدی به حالت کریستالی تبدیل می شوند. کم‌پایدارترین کلوئیدهای هیدرو آلومینات تری کلسیم و هیدروکسید کلسیم برای اولین بار وارد فاز بلوری پایدار می‌شوند. ژل هیدرو سیلیکات کلسیم نیز تقریباً به طور همزمان سخت می شود. این توسعه تقریباً همزمان کریستال ها و سخت شدن ژل منجر به ایجاد توده ای قوی و رشد یافته از کریستال ها و ژل ها می شود. سخت شدن سیمان با گیرش سیمان متفاوت است.
ممکن است به عنوان ظرفیت سیمان تنظیم شده برای تحمل بارها بدون از هم پاشیدن یا ترک خوردن تعریف شود. بنابراین در حالی که سیمان ممکن است فقط به چند دقیقه و چند ساعت برای گیرش نیاز داشته باشد، ممکن است تنها پس از مدت زمان قابل توجهی به اندازه کافی سخت شود که بر حسب روز، هفته، ماه و حتی سال اندازه گیری می شود.
زمان گیرش سیمان
برخی از انواع سیمان به سرعت در عرض چند دقیقه سفت می شوند، در حالی که برخی دیگر ممکن است زمان نسبتاً طولانی تری داشته باشند. اما زمان گیرش اولیه سیمان برای سیمان پرتلند معمولی 30 دقیقه است. و زمان گیرش نهایی سیمان برای سیمان پرتلند معمولی 600 دقیقه یا به طور متوسط 10 ساعت می باشد. علاوه بر این، تنظیم یک فرآیند ناگهانی نیست که ممکن است بلافاصله پس از شروع آن کامل شود. بلکه پدیده ای مترقی است که آغاز، توسعه کامل و پایان دارد.
بر این اساس، گیرش سیمان به یک گیرش اولیه و نهایی که بر اساس زمان مورد نیاز در هر مورد واجد شرایط است، متمایز می شود. زمان مورد نیاز برای تنظیم سیمان به شدت تحت‌تاثیر عوامل زیر است :
- دما که در آن خمیر سیمان مجاز است تنظیم شود. دماهای بسیار سرد زمان تنظیم را به تعویق می‌اندازد .
- درصد آب مخلوط شده با سیمان (نسبت آب به سیمان) در ساخت خمیر؛ باید مقدار مناسبی برای هیدراتاسیون کامل و تشکیل کریستال باشد. آب کمتر باعث هیدراتاسیون ناقص می شود. مقدار اضافی پس از گیرش سیمان خارج می شود.
- رطوبت جوی که در آن اجازه داده می شود تا تنظیم شود. از طریق شرایط دما و رطوبت عمل می کند.
بنابراین ضروری است که تمام مه ها برای زمان گیرش سیمان در شرایط استاندارد دما و رطوبت و روی خمیرهای سیمانی با قوام مشخص انجام شود.
تست زمان گیرش سیمان
آن شامل یک کادر با یک میله متحرک با یک فنجان است . سوزن ۱ میلی متر mm۲ به انتهای پایینی میله برای تعیین زمان راه‌اندازی اولیه سیمان متصل می‌شود . وزن کلی میله همراه با سوزن ۳۰۰ گرم است . سوزن دیگری مانند ماده بالا ، اما با اتصال فلزی توخالی با لبه برش حلقوی ۵ میلی متر در قطر و داشتن انتهای عقبی سوزن سوزن . زمانی که زمان تنظیم نهایی سیمان تعیین می‌شود ، به انتهای پایینی میله متصل می‌شود .
کلام پایانی
در این مقاله به برسی ترکیب سیمان و تاثیر هرکدام بر خواص و رفتار این مصالح پرداختیم. در واقع حضور هریک از این مواد در ترکیب سیمان سبب اهدای خواص ویژه‌ای به سیمان شده که کارایی آن را افزایش می‌دهد. به طبع تاثیر این مواد روی سیمان، سبب تاثیر غیر مستقیم روی بتن نیز می‌شود زیرا سیمان ماده‌ی اصلی تشکیل دهنده‌ی بتن است. اگر برای اجرای پروژه‌ی خود به بتن نیاز دارید، می‌توانید با مراجعه به سیوان لند علاوه بر استعلام قیمت بتن، به صورت آنلاین اقدام به خرید کنید و پس از ثبت سفارش، محصول را در محل مورد نظر خود تحویل بگیرید.
