انواع سیمان
انواع سیمان
*سیمان آلی منشأ آلی دارند نظیر انواع چسب ها و صمغ های آلی و انواع قیرها مواد چسبنده دیگر که از مشتقات
هیدروکربوری و نفتی می باشند این نوع مواد به عنوان سیمان چسبندگی مناسبی نداشته و در بحث مصالح ساختمانی
مد نطر نیستند بجز موارد خاصی که از مشتقات نفتی برای عایق کردن سطوح و امور دیگر استفاده می گردد که به هر
حال در تعار یف سیمان قرار نمیگیرد .
*سیمان طبیعی موادی هستند که در طبیعت به صورت معدنی و غیره وجود دارند و به دلیل داشتن خاصیت
چسبانندگی مواد نقش سیمان های طبیعی عبارتند ازترکیبات رسی .آهکی . گچی .نمکی و سیلیسی که غالب اجزای
سنگ های رسوبی در طبیعت با این سیمان ها به یکدیگر اتصال یافته اند .
*سیمان مصنوعی از مجموعه ای از ترکیبات معدنی و بر اساس یکسری فرایند های شیمیایی تحت تأثیر حرارتکوره
ساخته می شود که انواع سیمان های پرتلند از این گروه می باشند به طور کلی هنگامی که امروزه از سیمان صحبت
میکنیم به میان می آید منظور از سیمان مصنوعی می باشد که در بخش های بعدی به تقسیم بندی انواع سیمان پرتلند
خواهیم پرداخت .
ترکیب شیمیایی و مواد شیمیایی و مواد تشکیل دهنده سیمان
برای ساخت سیمان از یکسری اکسیدهای ساده استفاده می گردد که به صورت مواد معدنی بوده و جهت تأمین این
عناصر و اکسیدهای ساده از سنگ آهک و خاک رس استفاده می شود که البته سیلیس لازم نیز از طریق این مواد
معدنی یا جداگانه تأمین می گردد .
از اختلاط و ترکیب اکسیدهای مذکور و انجام یکسری واکنش های شمیایی در اثر حرارت در دماهای مختلف کوره موجود
در سیمان تشکیل می گردند که در اصل نشانگر ترکیب نهایی سیمان می باشند .
اکسیدها عبارتند از :
*** اکسید ساده ***
1- آهک
2- سیلیس
3- رس
4- اکسید آهن
5- اکسید منیزیم
*** اکسیدهای مرکب ***
1-سیلیکات
2-سیلیکات تری کلسیک
3-آلومینوفریت تتراکلسیک
4-آلومینات تری کلسیک
جنس سیمان به عوامل زیر بستگی دارد:
* ترکیب شمیایی ودرصد مواد اولیه
* حالت فیزیکی موادخام نظیر دانه بندی و قطر دانه های آن
* درجه حرارت و مدت پخت سیمان و چگونگی اعمال حرارت و منحنی حرارت پخت
* طریقه خنک کردن و سرعت سرد شدن کلینکر
سیمان پرتلند عبارت است از :
1-سیمان معمولی – در ساختمان سازی استفاده می شود.
2-سیمان معتدل یا کندگیر یا اصلاح شده – در ساختمان فاضلاب ها و زهکشی و آبهای زیرزمینی که غلظت سولفات
های آنها بیشتر از حد معمولی باشد.
3-سیمان زودگیر با مقاومت بالا و تندگیر یا زود رس یا زود سخت شونده می باشد.مانند ساختن سیلوهای بتنی و برج
خنک کن که از قالب های لغزنده استفاده می شود در ترمیم باند فرودگاه ها به طور سریع پس از بمباران و در یک هفته
مقاومت بالایی را به دست می آورد .
4-سیمان کم حرارت این سیمان کمترین حرارت هیدراسیون را آزاد می کند در ساختمانهای بسیار حجیم نظیر سدهای
بتنی و به طور کلی در مناطق جنوبی کشور که حرارت تولید شده باید حداقل باشد.
5-سیمان ضد سولفات در مناطقی استفاده می شود که میزان سولفات های موجود بسیار بالاتر از حد معمول باشد
مثل سازه پل ها و اسکله ها در مجاورت آبهای سولفاته این سولفات می توانددر مواد اولیه بتن سیمان مصرفی آب مورد
استفاده خاک منطقه و یا آبهای زیرزمینی در معرض بتن وجودداشته باشد .
ترکیب کننده کلینکر | نشانی شیمیایی | کوتاه شدن | درصد وزنی |
سه کلسیم سیلیکات | 3CaO.Si | ب 80 م 60 ک 40 | |
دو کلسیم سیلیکات | 2CaO.Si | ب 30 م 18 ک 0 | |
چهار کلسیم آلومینوفریت | 4CaO A | ب 15 م 8 ک 4 | |
سه کلسیم آلومینات | 3CaO. | ب 15 م 11 ک 7 | |
آهک زنده | CAO |
| ب 3 م 1 ک 0 |
اکسید منیزیم | MgO |
| ب 4 م 1 ک 0.5 |
_ | سیلیکات تری کلسیک | سیلیکات دی کلسیک | آلومینوفریت تتراکلسیک | آلومینات تری کلسیک |
خاصیت چسبندگی | خوب | خوب | بد | بد |
سرعت فعل و انفعال | متوسط | آهسته | آهسته | سریع |
حرارت آزاد شده | متوسط | کم | کم | زیاد |
اکسیدهای ساده | درصد در سیمان های شماره | ||
(1) | (2) | (3) | |
اکسید کلسیم (C a O) اکسید سیلیسم ( ) اکسید آلومینیوم ( ) اکسید آهن ( ) اکسید های دیگر | 66.0 20.0 7.0 3.0 4.0 | 63.0 22.0 7.7 3.3 4.0 | 66.0 20.0 5.5 4.5 4.0 |
ترکیب مواد متشکله (اکسیدهای مرکب) |
|
|
|
سه کلسیم سیلیکات دوکلسیم سیلیکات سه کلسیم آلومینات چهارکلسیم آلومینوفریت | 65 8 14 9 | 33 38 15 10 | 73 2 7 1 |
1-سیمان پرتلند سفید 7- سیمان گسترش یابنده 2-سیمان روباره آهن گدازی 8- سیمان طبیعی 3-سیمان های رنگی 9- سیمان چاه نفت 4-سیمان برقی 10-سیمان زودگیر 5-سیمان پرتلند هوازا 11-سیمان ضد آب 6-سیمان سوپر سولفات 12- سیمان ضدباکتری
|
انواع سیمان های مخصوص
خواص شیمیایی و فیزیکی سیمان پرتلند
* قطر دانه ها
به طور کلی هر چه دانه ریزتر باشد دارای کیفیت مطلوب تر خواهد بود عمل کاهش قطر دانه ها به وسیلهه آسیاب گلوله
ای انجام می شود ریزتر کردن دانه ها موجب می گردد که :
الف – سطح تماس ذرات افزایش یابد و موجب واکنش بهتر و سریعتر با آب و سنگدانه ها شود.
ب – در زمان لرزش بتن آب کمتری پس زده شود
ج – آب گیری بهتر چسبندگی و مقاومت اجزاء بتن بیشتر گردد
د – مصرف آب کمتر و واقعی تر برای دستیابی به روانی لازم گردد
ذ – به دلیل سخت شدگی سریع آزادسازی حرارت هیدراسیون در واحد زمان بیشتر است وترک های ناشی از انقباض
بیشتر می گردد.
و – آسیاب کردن و کاهش قطر گران تمام می شود
ه – سرعت فساد سیمان در برابر عوامل جوی و شیمیایی زیادتر گردد.
پخت سیمان
عبارت است از واکنش میان مواد خام و اولیه سیمان به کمک حرارت در کوره به مدت و شدت معین است که طی آن مواد
خام به یکدیگر چسبیده و دانه های فندقی شکل با کلینکر ساخته می شود . مواد اولیه سیمان جهت آماده شدن برای
ورود به کوره با 35 تا 50 درصد آب مخلوط شده و به صورت لجن خامه مانند در می آید و سپس وارد کوره افقی با
شیبب کم و قطر تا 5 متر و طول تا 150 متر که به آرامی حول محور افقی می چرخد می شود . لجن از بالای استوانه و
زغال پودر شده توسط یک جریان شدید هوا با حرارت 1400 تا 1500 درجه پایین وارد می شود .به طرف پایین کوره مخلوط
لجن سیمان با حرارت بیشتری مواجه می شود که ابتدا آب را از دست می دهد و سپس C آن آزاد می گردد آنگاه ماده
خشک متحمل یکسری واکنشهای شیمیای شده و سرانجام در گرمترین بخش کوره به طور متوسط 25 درصد مواد به
صورت مایع در می آید . حرارت در ابتدا کوره 100 و دروسط کوره 1500 درجه است در حرارت 500 تا 600 درجه C از Mg
جدا شده و M g O تشکیل می گردد.
در حرارت 800 درجه سنگ آهک پخته و CaO تشکیل می گردد و از 800 درجه به بالا ترکیبات اصلی سیمان شکل می
گیرد.
1- روش تر
پخت سیمان
2- روش خشک
1-ترکیب و درصد مواد اولیه
هنگام پخت سیمان موارد زیر رعایت گردد:2- قطر دانه
3- کمک ذوب
