برای مشاهده آموزش‌های کاربردی مهندسی عمران در حوزه اجرا و دفترفنی و سرمایه گذاری روی خودت، حتما روی این بنر کلیک کن!
0
02144030986

سیمان پرتلند و انواع آن از صفر تا صد در یک مقاله

سیمان پرتلند چیست

به جرئت می‌توان گفت که سیمان یکی از پرکاربردترین مصالح در صنعت عمران است. پس بهتر است در رابطه با سیمان اطلاعاتی داشته باشید تا در مواقع لزوم از بهترین نوع سیمان استفاده کنید. در این مقاله یکی از پر‌کاربردترین نوع سیمان، سیمان پرتلند را برایتان معرفی خواهیم کرد. همچنین موارد مختلفی مانند ترکیبات سیمان پرتلند ، انواع سیمان پرتلند و کاربرد آن‌ها را به طور کامل همراه با فیلم شرح خواهیم داد. پس این مقاله جامع و کامل را از دست ندهید!

آنچه که در این مقاله می‌آموزید :

فیلم بررسی سیمان پرتلند

سیمان چیست؟

تولید سیمان پرتلند

ترکیبات سیمان پرتلند چیست؟

سیمان پرتلند چیست ؟

انواع سیمان پرتلند و کاربرد آنها

خواص سیمان پرتلند

فیلم بررسی سیمان پرتلند

پیشنهاد می‌کنیم با مشاهده فیلم زیر، این مقاله را با دید بهتری بخوانید.

سیمان چیست؟

پیش از پرداختن به سیمان پرتلند و کاربردشان ابتدا باید بدانیم که سیمان به چه ماده‌ای گفته می‌شود و روند تولید آن چگونه است.

به زبان ساده،سیمان به هر ماده‌ای که خواص چسبندگی و انسجام داشته باشد و بتواند دانه‌های جدا را بهم متصل و جسمی یکپارچه ایجاد کند، گفته می‌شود.

به طور کلی انواع سیمان‌ها شامل موارد زیر است:

سیمان غیرهیدرولیکی (غیر آبی)

موادی مانند پلاستر پاریس، H2O ، CaSO4 ½ و آهک آب دیده، Ca(OH)2 جزء پرمصرف‌ترین و ارزان‌ترین انواع سیمان‌های غیر هیدرولیکی هستند که با آب به خوبی واکنش نمی‌دهند.

کربنات‌ها و سولفات‌های موجود در سیمان‌های غیر هیدرولیکی به آرامی در آب حل می‌شوند. پس موارد استفاده از این سیمان‌ها محدود است.

سیمان پرتلند چیست

سیمان هیدرولیکی (آبی)

سیمان‌هایی که جهت ساخت بتن استفاده می‌شوند، عمدتاً دارای خواص گیرش و سخت شدن در زیر آب هستند.

برای آشنایی بیشتر با نوع هیدرولیکی مقاله انواع سیمان هیدرولیکی و پرتلند همراه با تمام جزئیات! را مطالعه کنید.

این ویژگی‌ها در اثر واکنش شیمیایی آن‌ها با آب است و اکثرشان از سیلیکات‌های فعال کلسیم یا آلومینات‌های کلسیم هستند.

پس از هیدراته شدن (ترکیب شدن با آب)، موادی ایجاد می‌کنند که در آب غیر قابل حل است. به همین علت این سیمان‌ها را سیمان هیدرولیکی می‌نامند.

سیمان پرتلند چیست

تولید سیمان پرتلند

مواد تشکیل دهنده

اصلی‌ترین مواد خامی که در تولید بتن استفاده می‌شوند، شامل موارد زیر است:

 

مواد رسی

سیلیکات‌های آلومینوم که به شکل خاک رس و سنگ‌های رسی هستند.

 

مواد آهکی

کربنات کلسیم به شکل سنگ آهک، سنگ آهک سست فسیلی و مارن که مخلوط از رس و کلسیم کربنات است.

سیمان پرتلند چیست

روش تولید

۱) اجزاء تشکیل دهنده سیمان پرتلند تقریباً به نسبت دو قسمت مواد آهکی و یک قسمت مواد رسی با هم مخلوط می‌شوند.

۲) فرآیند ساخت سیمان‌ها اساساً شامل آسیاب کردن مواد اولیه، مخلوط کردن کامل آن‌ها به نسبت‌های معین و حرارت دادن مخلوط در کوره بزرگ تا حرارت ۱۴۰۰ تا ۱۶۰۰ درجه سانتی‌گراد است.

یعنی تا زمانی که مواد بدون ذوب شدن به یکدیگر بچسبند و بخشی از مواد گلوله یا به اصلاح کلینکر شود.

۳) کلینکر سرد شده پس از افزوده شدن مقداری سنگ گچ به صورت پودر نرمی آسیاب می‌شود و در نتیجه آن سیمان پرتلندی است که به میزان وسیع در تمام دنیا استفاده می‌شود.

۴) مخلوط و آسیاب کردن مواد اولیه می‌تواند در آب یا به صورت خشک انجام شود و اصطلاح روندهای تر یا خشک هم از اینجا به دست آمده است.

 

اجرا ساختمان

 

در رابطه با مرحله سرد کردن دانه‌های کلینکر باید به این نکته توجه داشته باشید که اگر سرد کردن تحت شرایط خوب انجام نشود، سیمان‌های حاصل با وجود اینکه ترکیب شیمیایی مشابهی دارند ولی از نظر ویژگی متفاوت خواهند بود.

اگر سرعت سرد کردن خیلی آهسته باشد، کلینکر در زمان آب دیدن متورم می‌شود و سیمان شیشه‌ای شکل شده و آسیاب کردن آب سخت‌تر و دانه‌های آن بزرگ‌تر و زبرتر می‌شود.

در صورتی که سرد کردن سریع باشد، آسیاب کردن آسان‌تر خواهد بود، چرا که دانه‌ها به حالت متبلور در می‌آیند.

در ضمن سیمان‌ها در هنگام آب دیدن متورم نمی‌شود. در مقایسه روش خشک و روش تر جهت تولید سیمان‌ها باید بدانیم که در روش خشک و نیمه خشک میزان حرارت کمتری مورد نیاز است تا رطوبت مواد گرفته شود.

بنابراین از نظر مصرف سوخت استفاده از این روش اقتصادی است. اما مشکلات ناشی از کنترل مخلوط کردن خشک، مانع استفاده گسترده از روند تولید خشک شده است.

در صورتی که در روش تر مصرف سوخت افزایش یافته ولی در عوض کیفیت سیمان‌ها بالا می‌رود.

سیمان پرتلند چیست

ترکیبات سیمان پرتلند چیست ؟

به طور معمول در ترکیبات شیمیایی سیمان‌های پرتلند، ۴ ماده را به عنوان اجزاء اصلی آن در نظر میگیرند:

نام ترکیب فرمول ترکیب علائم اختصاری
تری کلسیم سیلیکات ۳CaO, SiO2 C3S
دی کلسیم سیلیکات ۲CaO, SiO2 C2S
تری کلسیم آلومینات ۳CaO, Al2O3 C3A
تترا کلسیم آلومینوفریت ۴CaO, Al2O3, Fe2O3 C4AF

این ترکیبات گفته شده در جدول بالا از ترکیب موارد زیر به دست آمده‌اند:

اکسید کلسیم (CaO) یا آهک زنده

اکسید سیلسیم یا سیلیس (SiO2)

اکسید آلومینیوم یا آلومین (Al2o3)

اکسید فریت (Fe2O3)

ترکیبات سیمان پرتلند چیست

حال ببینیم، اصلی‌ترین مواد در ترکیبات سیمان پرتلند (موارد جدول) چه خواصی دارند؟

 

تری کلسیم سیلیکات، C3S

این ماده سریعاً سخت شده، گیرش اولیه و مقاومت اولیه بیشتر به این ترکیب مربوط است.

به طور معمول مقاومت اولیه بتن ساخته شده با سیمان‌های پرتلند، با افزایش درصد C3S بیشتر می‌شود.

 

دی کلسیم سیلیکات، C2S

این ماده به آرامی سخت شده و بیشتر جهت افزایش مقاومت در سنین بعد از هفت روز مؤثر است.

 

تری کلسیم آلومینات، C3A

مقدار گرمای زیادی در چند روز اول سخت شدن آزاد می‌کند. همچنین این ترکیب بر فرآیند کسب مقاومت اولیه کمی مشارکت دارد.

سیمانی که درصد این ترکیب در آن کم باشد، به خصوص در برابر خاک‌ها و آب‌هایی که دارای سولفات است، مقاوم است.

 

تترا کلسیم آلومینو فریت، C4AF

این ترکیب سبب کاهش دمای کلینکر شده و در نتیجه در تولید سیمان، به عنوان روان‌ساز در پخت کلینکر نقش دارد.

محاسبه ترکیب شیمایی سیمان‌ها به طور معمول بر اساس کار بوگ انجام می‌شود.

معادلات بوگ برای درصد ترکیبات اصلی سیمان‌ها در ادامه آمده است. درصد وزنی اکسید موجود نسبت به وزن کل سیمان‌ها با علائم داخل پرانتزها نشان داده شده است:

C3S = 4.07(CaO) – 7.60(SiO2) – 6.72(Al2O3) – 1.43(Fe2O3) – 2.85(SO3)

C2S = 2.87(SiO2) – 0.754(3CaO.SiO2)

C3A = 2.65(Al2O3) – 1.69(Fe2O3)

C4AF = 3.04(Fe2O3)

 

ترکیبات سیمان پرتلند چیست

سیمان پرتلند چیست ؟

همان طور که در قسمت سیمان چیست توضیح دادیم، سیمان هیدرولیکی هنگام ترکیب با آب حرارت ایجاد کرده و ماده‌ای بسیار سخت تولید می‌کند که قابلیت حل شدن بسیار کمی دارد.

انواع سیمان‌های هیدرولیکی بدین شرح است:

سیمان های پرتلند

سیمان‌های پرتلند مخلوط شده

سیمان های پرتلند با مواد اضافی

سیمان‌های با آلومین‌های زیاد

سیمان‌های سوپر سولفات

در ادامه سیمان پرتلند را که موضوع این مقاله است، به طور کامل بررسی می‌کنیم.

سیمان پرتلند از دو ماده خام که یکی از نظر کلسیم و دیگری از نظر سیلیسی غنی است، ساخته می‌شود.

به طور معمول این دو ماده موارد زیر هستند:

گچ یا آهک

خاک رس یا سنگ رست

خاک رس و سنگ رست به طور کلی دارای ترکیبات آلومینیوم و آهن به مقدار بالا هستند.

رنگ سیمان پرتلند به رنگ خاکستری است که به دلیل وجود ترکیبات آهن است.

پس جهت ساخت سیمان پرتلند سفید باید از موادی استفاده شود که آهن نداشته باشد.

سیمان پرتلند چیست

انواع سیمان پرتلند و کاربرد آن‌ها

بر اساس مشخصات ASTM C150 به طور کلی ۵ نوع سیمان پرتلند وجود دارد که در ادامه به طور کامل توضیح داده‌ایم:

سیمان پرتلند تیپ ۱ یا سیمان پرتلند معمولی

شاید برای شما هم سوال ” سیمان پرتلند معمولی چیست ” پیش آمده باشد، پس این بخش را با دقت بخوانید!

کاربرد سیمان پرتلند تیپ یک یا سیمان پرتلند معمولی برای استفاده عمومی و مناسب تمامی کارهایی است که ویژگی‌های سایر انواع نیاز نیست.

این نوع سیمان‌ها هنگامی مورد استفاده قرار می‌گیرد که آن یا بتن در شرایط محیطی خاصی همانند حمله سولفات‌های خاک، آب یا ازیاد دما در اثر حرارت آزاد شده توسط هیدراسیون نباشد.

 

کابرد

پس می‌توان گفت که کاربرد سیمان پرتلند تیپ ۱ در موارد زیر است:

اسکلت بتن آرمه

برای آشنایی بیشتر با بتن آرمه یا بتن مسلح مقاله ” هر آنچه که باید درباره بتن مسلح یا بتن آرمه بدانید! ” را از دست ندهید!

پل‌ها

قطعات پیش ساخته بتن مسلح

جدول خیابان‌ها

ملات‌ها

اندودها

مخازن و منابع

لوله‌های آب

سازه‌های بنایی

انواع سیمان های پرتلند

سیمان تیپ ۲

یکی دیگر از انواع سیمان های پرتلند ، سیمان تیپ ۲ است.

حرارت ایجاد شده در اثر هیدراته شدن این سیمان‌ها متوسط و مقدار مقاومت آن نسبت به سولفات‌ها نیز متوسط است.

یکی از اساسی‌ترین کاربردهای این سیمان‌ها در سازه‌های نزدیک آب‌های زیرزمینی است که میزان غلظت سولفات در آن‌ها بالاتر از آب‌های معمولی است. (اما به طور غیرمعمول شدید نیست.)

سیمان تیپ دو به طور معمول گرمای کمتری را با سرعت کمتری نسبت به تیپ ۱ آزاد می‌کند.

کاربرد سیمان های پرتلند تیپ ۲ در سازه‌های تقریباً حجیم همانند پایه پل‌های بزرگ، دیوارهای حائل سنگین است.

برای آشنایی با دیوار حائل به مقاله ” دیوار حائل چیست ؟| صفر تا صد نکات + انواع + فشار خاک ” مراجعه کنید.

استفاده از این سیمان‌ها سبب جلوگیری از افزایش دما شده که این امر در بتن ریزی در هوای گرم بسیار مهم است.

برای دانستن تمامی نکات مهم بتن ریزی در هوای گرم مقاله ” نکات مهم بتن ریزی در هوای گرم ” را از دست ندهید!

 

به طور کلی انواع سیمان‌های لازم برای بتن در معرض حمله سولفات‌ها طبق جدول زیر است:

اگر با استفاده از تلفن همراه این مقاله را می‌خوانید، جهت مشاهده جدول گوشی خود را بچرخانید.

نوع سیمان سولفات مانند SO4 در نمونه‌های آب، قسمت در میلیون درصد سولفات محلول در آب مانند SO4 در نمونه‌های خاک درجه نسبی حمله سولفات‌ها
تیپ ۱ ۱۵۰ تا ۰ ۰٫۱۰ تا ۰٫۰۰ قابل اغماض
تیپ ۲ ۱۵۰۰ تا ۱۵۰ ۰٫۲۰ تا ۰٫۱۰ مثبت
تیپ ۵ ۱۰۰۰۰ تا ۱۵۰۰ ۲٫۰۰ تا ۰٫۲۰ شدید
تیپ ۵ با پوزولان یا بیشتر ۱۰۰۰۰ یا بیشتر ۲٫۰۰ خیلی شدید

سیمان تیپ ۳ یا سیمان پرتلند زودگیر

در ادامه سیمان پرتلند و انواع آن به سیمان تیپ ۳ می‌رسیم که از نظر ترکیبات شیمیایی کمی شبیه سیمان‌های پرتلند معمولی است.

ولی دانه‌های آن به حالت نرم‌تری آسیاب شده‌اند که این امر سبب کم شدن زمان گرفتن سیمان‌ها نشده و بتن‌هایی که با این نوع تهیه می‌شوند، از نظر زمان سفت شدن و توانایی کار کردن شبیه بتن‌هایی هستند که از سیمان پرتلند معمولی ساخته شده است.

اما نرمی دانه‌ها سبب می‌شود که سرعت هیدراته شدن آن در سنین کم افزایش یابد و این کار سبب بیشتر شدن سرعت افزایش مقاومت و سختی اولیه (نسبت به سیمان معمولی) می‌شود.

مقاومت یک روزه این سیمان‌ها تقریباً برابر با مقاومت ۷ روزه سیمان تیپ یک و مقاومت ۷ روزه آن معادل مقاومت ۲۸ روزه سیمان پرتلند تیپ ۱ است.

این خاصیت زمانی که بتن باید در سنین کم دارای مقاومت زیادی باشد، بسیار مهم و پرکاربرد است.

برای مثال زمانی که برای استفاده مجدد از قالب لازم باشد که آن را در کمترین زمان ممکن باز کنید، زیاد بودن سرعت آزاد شدن حرارت در این سیمان‌ها مفید است.

یکی دیگر از موارد کاربرد این سیمان‌ها به هنگام بتن ریزی در هوای سرد است.

برای آشنایی با تمام نکات بتن ریزی در هوای سرد به مقاله ” هر آنچه که باید از بتن ریزی در هوای سرد بدانید! ” سر بزنید!

انواع سیمان های پرتلند

سیمان تیپ ۴ یا سیمان پرتلند دیرگیر

یکی دیگر از انواع سیمان‌های پرتلند، سیمان تیپ ۴ است که با سرعت کمتری نسبت به سیمان‌های معمولی هیدراته شده داشته و در نتیجه با سرعت کمتری حرارت ایجاد می‌کند.

بر اساس مشخصات استاندارد، حرارت مجاز آزاد شده در این نوع سیمان پرتلند پس از ۲۸ روز تقریباً برابر حرارت آزاد شده در سیمان پرتلند معمولی پس از یک هفته است.

این نوع سیمان‌ها به طور کلی در ساختمان‌های حجیم استفاده می‌شود.

همچنین یکی دیگر از موارد کاربرد آن، در جایی است که مقدار حرارت آزاد شده مربوط به سیمان پرتلند معمولی در سنین کم امکان دارد که سبب ایجاد تنش‌های حرارتی نامناسب در بتن نابالغ شود.

انواع سیمان های پرتلند

سیمان پرتلند تیپ ۵ یا سیمان پرتلند ضد سولفات

در ادامه پاسخ به سوال ” سیمان پرتلند چند نوع است ” به نوع پنجم آن می‌رسیم که به سیمان پرتلند ضد سولفات نیز معروف است.

سیمان پرتلند تیپ ۵ از نظر مواد و روش تولید تقریبا همانند سیمان‌های پرتلند معمولی است. روش تولید سبب می‌شود که از نظر ترکیب‌های شیمیایی اندکی با هم تفاوت داشته باشند.

این تفاوت سبب مقاومت بهتر سیمان پرتلند تیپ ۵ در برابر تهاجم سولفات‌ها می‌شود. در هر صورت، این نوع سیمان‌ها همانند سیمان پرتلند معمولی نمی‌توانند در برابر تهاجم اسیدها مقاومت از خود نشان دهد.

معمولاً رنگ سیمان پرتلند تیپ ۵ نسبت به سایرین اندکی تیره است.

به طور کلی سیمان‌های ضد سولفات برای بتن‌هایی که در معرض سولفات هستند (مانند آب دریا، خاک یا آب‌های زیر زمینی دارای سولفات) استفاده می‌شوند.

همان طور که گفتیم پس یکی از موارد مورد استفاده این سیمان‌ها در بتن ریزی زیر آب است، برای آشنایی با تمامی نکات و روش‌های این نوع بتن ریزی مقالات ” انواع روش های بتن ریزی زیر آب از صفر تا صد ” و ” بتن ترمی یا لوله ترمی بتن چیست؟ ” را از دست ندهید!

 

دوام و نفوذپذیری

دوام و مقاومت این بتن در برابر تهاجم عوامل شیمیایی وابسته به انسجام، نفوذناپذیری و تراکم مناسب آن است.

نفوذپذیری بتن کم عیار بیشتر از بتن پرمایه است و اگر از سیمان پرتلند ضد سولفات استفاده شود، مقدار آن نباید از ۲۸۰ کیلوگرم بر متر مکعب کمتر باشد. برای بتن با حداکثر اندازه سنگدانه ۲۰ میلی‌متر و نسبت آب به سیمان نیز نباید از ۰٫۵۵ بیشتر در نظر گرفته شود.

برخی اوقات نیاز است که میزان سیمان‌ مصرفی بیشتر از مقدار گفته شده باشد، بدون آن که نسبت آب به سیمان تغییر کند.

این افزایش مقدار سیمان‌ها به دلیل افزایش میزان کارایی و تراکم بتن انجام می‌شود.

جهت دانستن تمامی نکات مهم تراکم بتن به مقاله ” هر آنچه که باید از تراکم بتن و روش‌های آن بدانیم! ” مراجعه کنید.

خواص مقاومت سیمان‌ ضدسولفات همانند سیمان پرتلند معمولی بوده و باید به همان صورت استفاده و انبار شود.

در هر حال این نوع سیمان نسبت به سیمان پرتلند معمولی حرارت کمتری تولید می‌کند، هرچند برای بتن ریزی حجیم و مقاطع ضخیم به دلیل تولید حرارت کمتر استفاده از این بتن مناسب است.

از مصرف کلرور کلسیم یا مواد اضافی که دارای کلرور کلسیم هستند، همراه با این نوع سیمان‌ها باید خودداری کرد. چرا که مقاومت سیمان در برابر سولفات کاهش می‌یابد.

سیمان ضد سولفات کمی از سیمان پرتلند معمولی گران‌تر است.

انواع سیمان های پرتلند

سیمان پرتلند رنگی

یکی دیگر از سیمان‌های پرتلند، سیمان پرتلند رنگی است.

جهت ساخت سیمان‌های رنگی، مواد رنگی معدنی بدون اثر شیمیایی را به سیمان‌ها اضافه می‌کنند.

با سیمان‌های پرتلند معمولی نیز می‌توان فقط سیمان‌های رنگی قرمز، قهوه‌ای و سیاه تولید کرد.

رنگ سیمان‌ها باید در برابر عوامل جوی و نور پایدار باشند. مواد رنگی متداول جهت رنگ‌دهی به آن عبارتند از:

اکسید آهن برای رنگ‌های قرمز، زرد، قهوه‌ای و سیاه

اکسید منگنز برای رنگ‌های سیاه و قهوه‌ای

اکسید و هیدروکسید کرم برای رنگ سبز

آبی کبالت برای رنگ‌های آبی

اولترا مارین برای رنگ سرمه‌ای

دوده برای رنگ سیاه

کهربای خام و سوخته برای رنگ قهوه‌ای

گل افرا برای رنگ زرد

مواد رنگی حدود ۵ تا ۱۰ درصد وزنی سیمان‌ها است.

انواع سیمان های پرتلند

خواص سیمان پرتلند

خصوصیات سیمان پرتلند جزء موارد مهمی هستند که در صورت آگاهی، تفسیر نتایج آزمایش‌های سیمان‌ها بسیار آسان‌تر خواهد بود.

حال ببینیم خواص سیمان پرتلند چه مواردی است؟

 

ریزی

ریزی سیمان‌ها بر روی هیدراسیون مؤثر است. هرچقدر دانه‌های آن ریزتر باشد، میزان هیدراسیون افزایش می‌یابد.

پس فرآیند کسب مقاومت سریع‌تر می‌شود. اثرات ریزتر بودن بر روی مقاومت در خلال هفت روز اول معلوم می‌شود.

 

  سلامت

منظور از سلامت، ثبات حجم خمیر سیمانی سخت شده پس از گیرش است.

عدم سلامت یا انبساط مخرب معوق، به دلیل مقدار بیش از اندازه آهک آزاد خوب پخته نشده یا منیزی است.

اکثر خصوصیات سیمان‌های پرتلند، مقدار منیزی و انبساط در دستگاه اتوکلاو را محدود می‌سازند.

از زمان پذیرش آزمایش اتوکلاو توسط ASTM در سال ۱۹۴۳، موارد بسیار کمی از انبساط غیرعادی بر اثر سیمان ناسالم وجود دارد.

خواص سیمان پرتلند

روانی

روانی به حرکت نسبی مخلوط تازه بتن گفته می‌شود که به عبارتی قابلیت جریان آن است. برای اطلاعات بیشتر در مورد روانی یا کارایی به مقاله ” کارایی بتن چیست؟ کارایی و روانی بتن چه تفاوتی دارند؟ ” مراجعه کنید.

آزمایش کارایی بتن را اسلامپ گویند که در تعیین میزان روانی بتن بسیار مهم است، برای آشنایی با این آزمایش و نحوه اجرای آن مقاله ” نکات مهمی که در مورد آزمایش اسلامپ بتن باید بدانید! ” را مطالعه کنید.

 

زمان گیرش

آزمایش‌های زمان گیرش با استفاده از دستگاه ویکات یا سوزن گیلمور جهت تعیین میزان گرفتن و سخت شدن خمیر سیمانی در طی چند ساعت اول انجام می‌شود.

گیرش اولیه خمیر سیمانی نباید خیلی زود و گیرش نهایی آن خیلی دیر انجام شود. زمان‌های گیرش، بیانگر واکنش هیدراسیون آن به صورت عادی یا غیر عادی است.

زمان‌های گیرش بتن، به دلیل تغییرات دما و کاهش آب بتن در اثر تبخیر یا نفوذ به لایه‌های زیرین، با زمان‌های گیرش خمیر سیمانی رابطه مستقیمی ندارد.

خواص سیمان پرتلند

گیرش کاذب

در مدت زمان کوتاهی پس از اختلاط بتن، گیرش کاذب همراه با افت قابل توجه حالت خمیری مخلوط (بدون اینکه حرارت زیادی آزاد شود) مشاهده می‌شود.

از نقطه نظر ریختن و انتقال بتن، اگر بتن برای مدتی بیشتر از معمول مخلوط شود، یا اگر بدون افزودن آب پیش از حمل یا ریختن، دوباره مخلوط شود، تمایل به گیرش کاذب در سیمان پرتلند مشکلی را به وجود نمی‌آورد.

راه‌حل دیگر، استفاده از مواد افزودنی شیمیایی به جهت تأخیر انداختن وقوع گیرش کاذب پس از زمان ریختن است.

افزودنی‌های بتن یکی از موارد مهمی هستند که باید از آن‌ها آگاهی داشته باشید، پس پیشنهاد می‌کنم مقاله ” مواد افزودنی بتن چیست ؟| جزئیات انواع | تاثیرات | نکات ” را حتماً مطالعه کنید!

 

مقاومت فشاری

مقاومت سیمان‌های پرتلند با آزمایش‌های روی مکعب‌های ملات ۵۰ میلی‌متری به دست می‌آید و این مکعب‌ها با روش مشخص و استفاده از ماسه استاندارد، ساخته و عمل آوری می‌شوند.

همان طور که در جدول زیر نشان داده شده است، نوع سیمان(ترکیبات شیمیایی و ریزی دانه‌های سیمان) روی مقاومت فشاری اثری بالا دارد.

نباید تصور کرد که دو نوع سیمان پرتلند که دارای مقررات حداقل مشابهی باشند، بدون اصلاح نسبت‌های اختلاط، ملات یا بتن با مقاومت یکسانی را تولید کنند.

زمانی که مقاومت‌های اولیه با سیمان‌های مخلوط شده مهم است، مخلوط‌های بتن باید برای سنین اولیه متناسب شوند، نه برای مقاومت‌های ۲۸ روزه.

به طور معمول مقاومت‌های سیمان(بر اساس آزمایش‌های مکعب ملات) نمی‌تواند برای پیش بینی مقاومت‌های بتن با دقت زیاد مورد استفاده قرار گیرد. چرا که متغیرهای زیادی در مخلوط‌های بتنی و روش‌های اجرایی وجود دارند.

سیمان پرتلند چیست

حرارت هیدراسیون

ابتدا باید بدانیم که حرارت هیدراسیون به چه معنا است؟ حرارت هیدراسیون گرمایی است که در زمان واکنش سیمان و آب تولید می‌شود.

میزان گرمای تولید شده به طور کلی وابسته به ترکیبات شیمیایی سیمان است. میزان تولید گرما تحت تأثیر ترکیبات شیمیایی و ریزی آن و همچنین دمای عمل آوری بتن قرار دارد.

در برخی از سازه‌ها، همانند سازه‌های بسیار حجیم مقدار و شدت گرمای تولیدی مهم است. اگر این گرما به سرعت از بین نرود، دمای بتن بسیار افزایش خواهد یافت که ممکن است زیان آور باشد. (چون با انبساط حرارتی همراه است.)

خنک کردن غیر یکنواخت بتن تا رسیدن به دمای محیط پس از سخت شدن، ممکن است تنش‌های نامطلوبی را ایجاد کند.

از سوی دیگر، افزایش دمای بتن که در اثر حرارت هیدراسیون ایجاد می‌شود، اغلب در هوای سرد سودمند است، چون به حفظ دمای عمل آوری مطلوب بتن کمک می‌کند.

پیشنهاد می‌کنم برای آشنایی با عمل آوری بتن مقالات ” هر آنچه که باید در مورد عمل آوری بتن بدانید! “، ” انواع روش های عمل آوری بتن در یک مقاله ” و “نکات حرفه‌ای مدت زمان عمل آوری بتن” را مطالعه کنید تا تمامی نکات را بدانید.

مقادیر تقریبی گرمای تولید شده در خلال هفت روز اول، بر مبنای ۱۰۰ درصد برای سیمان پرتلند معمولی (تیپ ۱) طبق زیر است:

نوع ۲، متوسط، ۸۰ تا ۸۵ درصد

نوع ۳، با مقاومت زودرس، تا ۱۵۰ درصد

نوع ۴، کم حرارت، ۴۰ تا ۶۰ درصد

نوع ۵، ضد سولفات، ۶۰ تا ۷۵ درصد

 

افت ناشی از حرارت دادن

افت حرارتی سیمان پرتلند با حرارت دادن جرم معینی از یک نمونه سیمانی در دمای ۹۰۰ الی ۱۰۰۰ درجه سلسیوس تا رسیدن به جرم ثابت به دست می‌آید.

سپس افت جرم نمونه تعیین می‌شود، معمولاً افت حرارتی زیاد نشانگر پیش هیدراسیون و کربناسیون است که ممکن است توسط انبار کردن غلط و طولانی یا هنگام حمل و نقل اتفاق افتاده باشد.

خصوصیات سیمان پرتلند

چگالی سیمان پرتلند

عموماً چگالی سیمان پرتلند حدود ۳٫۱۵ تن بر مترمکعب است. سیمان‌های روباره آهنگذاری و سیمان‌های پرتلند پوزولانی ممکن است چگالی در حدود ۲٫۹ تن بر مترمکعب داشته باشند.

سیمان‌های پرتلند پوزولانی یکی از مواردی هستند که آشنایی با آن می‌تواند مفید باشد، به همین دلیل پیشنهاد می‌کنم مقاله ” انواع سیمان هیدرولیکی و پرتلند همراه با تمام جزئیات! ” بخوانید.

چگالی سیمان نشان دهنده کیفیت آن نبوده و بلکه تنها در محاسبات طرح اختلاط کاربرد دارد.

جهت آگاهی از تمامی نکات طرح اختلاط می‌توانید به مقاله ” صفر تا صد طرح اختلاط بتن + حل گام به گام + نمونه ” مراجعه کنید.

 

وزن سیمان

اکثر سیمان‌های پرتلند به صورت فله توسط راه آهن، کامیون یا کشتی باری حمل می‌شوند و توسط وسیله نقلیه به صورت بادی (پمپ باد) بارگیری و تخلیه می‌شوند.

سیمان‌ فله، تنی اندازه‌گیری می‌شود. مقادیر کمتر سیمان، اغلب در کیسه ریخته می‌شود.

در ایران کیسه‌ سیمان‌ها ۵۰ کیلویی هستند.

در ایالات متحده، یک کیسه سیمان پرتلند ۴۲٫۶ کیلوگرم وزن دارد و حجم آن زمانی که تازه بسته بندی شده ۰٫۰۲۸ متر مکعب است.

چون کیسه‌های سیمان‌های بنائی یکنواخت نیستند، وزن آن‌ها روی کیسه نوشته می‌شود.

وزن مخصوص واقعی سیمان‌ها به صورت فله، برحسب اینکه چگونه حمل و انبار می‌شود، می‌تواند متغیر باشد.

سیمان پرتلند که به آرامی در جعبه‌ای ریخته می‌شود، ممکن است ۸۳۰ کیلوگرم بر متر مکعب وزن داشته باشد.

در حالی که اگر با ارتعاش متراکم شود، همان حجم سیمان ممکن است تا ۱۶۵۰ کیلوگرم بر متر مکعب وزن داشته باشد.

به همین علت، اجرای خوب حکم می‌کند که سیمان‌های فله برای هر بار بتن سازی توزین شود.

خصوصیات سیمان پرتلند

امیدواریم که این مطلب برایتان مفید بوده و اطلاعات خوبی را به دست آورده باشید.

خوشحال می‌شویم نظرتان را با ما به اشتراک بگذارید.

مسیر یادگیری اسکلت بتنی

برای مشاهده تمامی مسیرهای یادگیری مهندسی عمران به صفحه زیر سر بزنید.

مسیر یادگیری مهندسی عمران

ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *