سنگ عباسآباد به عنوان مشهورترین عضو خانواده تراورتنها، سالهاست که پیوند میان سنت و مدرنیته...
سیمان به عنوان پرکاربر دترین مصالح در صنعت ساختمان سازی شناخته می شود که اگر تاریخچه استفاده از آن را دنبال کنید به زمان های بسیار دور می رسید. از پیش از میلاد مسیح، انواع سیمان برای ساخت بناها استفاده می شد و در ایران از زمانی که ساخت کلیساها، سفارتخانه ها و بنادر آغاز شد، سیمان وارد کشور شد.
در این بخش می خواهیم با این ماده پر کاربرد که توانسته صنعت ساخت و ساز را متحول کند، بیشتر آشنا شویم. همراه تیم کیا استون باشید.
سیمان به عنوان یک مصالح پر کاربرد و همیشه در دسترس، یک فرآورده شیمیایی محسوب می شود. از آنجایی که این ماده در برخورد با آب سفت شده و چسبندگی بالایی پیدا می کند، از آن برای اتصال قطعات مختلف در ساختمان سازی مانند سنگ ساختمانی استفاده می کنند. ترکیب شیمیایی آن با توجه به کارایی آن متفاوت بوده و از این مصالح بیشتر برای ساخت انواع ملات و بتن استفاده می کنند.
در ادامه با ساختار شیمیایی آشنا می شویم و می بینیم انواع سیمان چیست.
ساختار سیمان پودری بوده و به طور کلی از سنگ آهک و خاک رس تهیه می شود. این مخلوط اولیه در کنار مصالح ساختمانی دیگر به خصوص ماسه، شن و سنگ برای ساخت ملات ساختمانی استفاده می شود.
اما اگر بخواهیم به صورت دقیق تر ترکیب شیمیایی این ماده را بررسی کنیم، 4 گروه شیمیایی مختلف را می توان در این ماده یافت:
همان طور که می بینید، سیلیکات ها یکی از اجزای مهم ساختار آن محسوب می شوند که در بالا بردن مقاومت هیدراته این ماده هم نقش بسزایی دارند.
به جز این ترکیبات شیمیایی که باید آن ها را اصلی ترین ترکیب شیمایی این ماده بدانیم، ترکیبات دیگری مثل اکسیدهای پتاسیم و اکسیدهای سدیم را هم می توان در ساختار سیمان یافت که به اصطلاح آن ها را اکسیدهای قلیایی می نامند. توجه داشته باشید که این ترکیبات با توجه به نوعش متفاوت بوده و ممکن است همه آن ها را در تمام سیمان ها پیدا نکنید.
سیمان عمدتاً از طریق فرآیندی صنعتی تولید میشود که شامل استخراج مواد اولیه مانند سنگ آهک، خاک رس، سیلیس و اکسید آهن است. این مواد ابتدا خرد و مخلوط شده، سپس در کورههای دوار با دمای حدود ۱۴۰۰ تا ۱۵۰۰ درجه سانتیگراد پخته میشوند تا کلینکر تشکیل شود. کلینکر خنکشده با افزودن گچ آسیاب میگردد تا پودر سیمان نهایی به دست آید. این فرآیند خشک یا تر میتواند باشد و کنترل دقیق ترکیبات شیمیایی در آن، کیفیت نهایی سیمان را تعیین میکند، که استانداردهایی مانند ASTM C150 بر آن نظارت دارند.
همان طور که پیش تر هم اشاره کردیم، این ماده انواع مختلفی دارند که هر کدام با توجه به ترکیبات شیمیایی و ساختار خود، کاربرد منحصر به فردی دارند. در این بخش 12 نوع رایج آن را به جز سیمان معمولی یا سیمان پرتلند نوع 1 که همگی با آن آشنا هستند، معرفی می کنیم.
ترکیب شیمیایی این نوع زود سخت شونده همان طور که از نامش پیداست، به گونه ای است که خیلی سریع در ترکیب با آب سفت می شود. مقدار C3S آن بیشتر است و همین موضوع باعث سرعت بیشتر آن در سفت شدن می شود. بیشتر کاربرد سیمان در صنعت ساختمان را سیمان زود سفت شونده بر عهده دارد، چرا که در هزینه ها صرفه جویی می کند. از نظر دیگر ویژگی ها، به سیمان پرتلند معمولی شبیه است.
در نوع تنها میزان گیرش نسبت به سیمان پرتلند معمولی سریع تر است، با این حال میزان مقاومت و سفت شدن آن تفاوتی با سیمان معمولی ندارد. بهترین نوع برای بتن ریزی سیمان تندگیر است.
در ترکیب شیمیایی سیمان حرارت کم آلومینات ناچیز بوده و C2S در آن زیاد است. کاربرد این نوع در پروژه های بتن ریزی عظیم مثل طراحی سدهای بتنی است.
این نوع نیز همان طور که از نامش پیداست زمانی کاربرد دارد که فوندانسیون بنا روی خاکی با مقدار سولفات بالا طرح ریزی شده باشد. در این شرایط برای کاهش احتمال خطر حمله سولفاتی به فوندانسیون، از انواع مقاوم در برابر سولفات استفاده می شود.
بهترین نوع سیمان برای ساختمان سازی با هزینه اقتصادی همین نوع است. در این نوع از سرباره کوره به جای کلینکرها استفاده شده و همین موضوع باعث صرفه اقتصادی بالای این سیمان شده است. سایر ویژگی های این نوع مشابه سیمان معمولی پرتلند است.
در این نوع مقدار آلومین بالا بوده و به همین دلیل می تواند در برابر حرارت مقاومت بیشتری نسبت به انواع سیمان های دیگر داشته باشد. از این سیمان برای ساختمان سازی استفاده نمی کنند و فقط در محیط هایی که دما بالا باشد، کاربرد دارد.
انواع سیمان سفید از مواد خام گرفته شده از اکسید آهن ساخته می شوند و ویژگی های سیمان سفید نیز مشابه سیمان های معمولی پرتلند است. تنها تفاوتی که در آن وجود دارد مربوط به رنگ آن ها است. به همین دلیل قیمت سیمان سفید بیشتر است؛ چرا که از آن بیشتر در زمینه معماری و زیبایی ساختمان ها استفاده می کنند.
سیمان های رنگی با اضافه کردن رنگدانه های معدنی به میزان 5 تا 10 درصد به سیمان معمولی به دست می آیند. از آنجایی که کاربرد سیمان در ساختمان سازی مربوط به دکوراسیون و زیبایی هم می شود، سیمان های رنگی را به این جهت تولید می کنند.
سیمان پوزولانی سیمانی است که در روند تولید آن ماده پوزولان را با کلینکرهای پرتلند ترکیب می کنند. علاوه بر این در روند تهیه این نوع ممکن است کمی گچ یا کلسیم سولفات نیز به آن اضافه کنند. سیمان پوزولانی از انواع مقاوم در برابر حملات شیمیایی است.
از ویژگی های سیمان هوازا باید به داشتن افزودنی های هوازا همچون رزین، چسب، نمک های سدیم سولفات و مواد دیگر در روند تهیه آن اشاره کنیم. کاربرد آن در صنعت ساختمان را باید به لطف وجود انواع سیمان هوازا دانست که به افزایش کارایی بتن به خصوص زمانی که نسبت آب به سیمان کم است، کمک می کند.
ویژگی های این نوع باعث می شود که این نوع سیمان با گذر زمان دچار انبساط شده و جمع شدگی در آن رخ ندهد. از این سیمان برای ساخت داکت های پیش تنیده استفاده می کنند.
در نهایت انواع سیمان هیدروگرافیک مقاومت و کارایی بالاتری نسبت به سیمان های معمولی دارند. در ترکیب شیمیایی سیمان هیدروگرافیک از متریال های کاهنده آب استفاده می کنند. به همین دلیل در اقلیم های بارانی برای ساخت و ساز کاربرد بیشتری دارد.
سیمان پرتلند تیپ ۱ مزایایی مانند دسترسی آسان و مقاومت عمومی دارد اما در برابر سولفات ضعیف است؛ تیپ ۲ با حرارت کم و مقاومت متوسط به سولفات مناسب بتنهای حجیم است ولی گیرش کندتری دارد. سیمان پوزولانی دوام بالایی در محیطهای شیمیایی ارائه میدهد اما مقاومت اولیهاش پایین است، در حالی که سیمان سفید برای زیبایی ایدهآل است ولی گرانتر و کمتر مقاوم در سازههای باربر. انتخاب نوع بر اساس شرایط پروژه، مانند آب و هوا یا خاک، هزینهها را بهینه و ایمنی را افزایش میدهد.
برای خرید سیمان با کیفیت و استفاده از آن در صنعت ساختمان اول از همه باید با توجه به کارایی آن، سیمانی را که برای اهداف شما مناسب است تهیه کنید.
معمولا سیمان مرغوب نرم است و اگر ذرات زبری لابلای آن دیده شود نشان از ناخالصی بالای سیمان دارد.
رنگ سیمان پرتلند معمولی خاکستری یا خاکستری مایل به سبز روشن است. علاوه بر این حواستان باشد که نباید سیمان را انبار کرد؛ چرا که رطوبت محیط را جذب کرده و سخت و ناکارآمد می شود.
یکی دیگر از ویژگی های آن ته نشینی آن در آب است. ترکیب شیمیایی سیمان با کیفیت به گونه ای است که به سرعت در آب ته نشین نمی شود. هر چه سرعت ته نشینی بالاتر باشد، نشان از ناخالصی سیمان دارد.
در نهایت انواع سیمان خوب نباید بوی خاک بدهند.
امروزه از این ماده برای مصارف گوناگونی در صنایع سنگ و ساختمان استفاده می کنند. اما به طور کلی اصلی ترین کاربرد سیمان را باید ساخت ملات و بتن دانست. در واقع کاربرد آن در ساختمان سازی بیشتر برای تولید ملاتی است که باعث می شود قطعات مختلف ساختمانی به خوبی به یکدیگر بچسبند.
سیمان پرتلند یا معمولی بیشترین سهم کاربرد سیمان در صنعت ساختمان را بر دوش دارد. از این سیمان در تولید آجر گرفته تا موزاییک و بلوک و تیر سقف و اتصالات آهنی استفاده می کنند.
کاربرد آن در صنایع سنگ و ساختمان فقط به تولید بتن و ملات محدود نمی شود؛ انواع سیمان سفید و سیمان های رنگی در طراحی دکوراسیون داخلی کاربرد دارند و بیشتر جنبه نماسازی و تزیینی را در صنعت ساختمان سازی بازی می کنند.
به طور کلی با توجه به ساختار خود وظیفه چسباندن دانه های بتنی را دارد و سیمان نمی تواند تاثیر زیادی روی مقاومت بتن داشته باشد. در هر قسمتی از ساختمان سازی که نیاز به ملات آبی باشد، سیمان اولین انتخاب کارفرماها خواهد بود.
از آنجایی که کاربرد سیمان در صنایع سنگ و ساختمان بسیار است، از سیمان های مختلفی هم در این صنعت استفاده می کنند. رایج ترین سیمان که همه با نام سیمان معمولی یا سیمان سیاه می شناسند، سیمان پرتلند نوع 1 است که ویژگی های عمومی یک ملات آبی را دارد.
به جز این نوع، از سیمان پرتلند نوع 3 یا همان سیمان زود سخت شونده یا زودگیر در پروژه هایی که سرعت اهمیت دارد، استفاده می کنند.
در طرف مقابل اگر پروژه محدودیت زمانی نداشته و بتن ریزی به صورت لایه لایه انجام شود، بهترین نوع برای بتن ریزی سیمان پرتلند نوع 4 یا سیمان کندگیر است. این سیمان در دماهای بالای 40 درجه هم گزینه مناسبی است.
به جز این موارد، سیمان اصلاح شده یا پرتلند نوع 2 نیز بهترین نوع برای بتن ریزی های عظیم و سازه های بزرگ است. البته از این نوع سیمان برای تولید بلوک ها و انواع تیر برق و جدول هم استفاده می شود.
در نهایت سیمان پرتلند نوع 5 یا سیمان ضد سولفات را داریم که بهترین نوع برای ساختمان سازی در شرایطی است که محیط سولفاته است.
جمع بندی
در این بخش آموختیم سیمان چیست و با کاربرد آن در ساختمان سازی و رایج ترین انواع سیمان آشنا شدیم. همان طور که می دانید این ماده پرکاربردترین مصالح ساختمانی و در دسترس ترین ماده ای است که در صنایع سنگ و ساختمان کارایی بسیاری دارد. برای خرید سیمان حتما ویژگی های بهترین نوع سیمان برای ساختمان سازی را در نظر داشته باشید تا سازه شما بدون هیچ گونه مشکلی با فوندانسیون مقاوم طراحی شود.
