سیمان پرتلند چیست؟ انواع سیمان پرتلند و کاربرد آن‌‌ها به همراه فیلم

یکی از رایج‌ترین مصالح ساختمانی که بدون شک نام آن را شنیده‌اید سیمان است. سیمان‌ها انواع مختلفی دارند که از آن‌ها برای ساخت بتن در صنعت ساختمان استفاده می‌شود. به زبان ساده، به هر ماده‌ای که خواص چسبندگی و انسجام داشته و بتواند دانه‌های جدا را به هم متصل و جسمی یکپارچه ایجاد کند، سیمان گفته می‌گویند.

سیمان‌ها انواع مختلفی دارند و به طور کلی به دو دسته سیمان هیدرولیکی (آبی) و غیرهیدرولیکی (غیر آبی) تقسیم می‌شوند.

سیمان پرتلند یکی از کاربردی‌ترین انواع سیمان است که در دسته سیمان‌های هیدرولیکی قرار گرفته و از ترکیب آهک و خاک رس با آب، شن و سنگدانه به وجود می‌آید. در این مقاله، به بررسی سیمان پرتلند، انواع آن، و کاربرد این سیمان می‌پردازیم. با ما در آکادمی عمران همراه باشید.

فیلم بررسی سیمان پرتلند

ابتدا می‌توانید برای درک بهتر سیمان پرتلند فیلم زیر را مشاهده کرده و سپس به مطالعه باقی مقاله بپردازید.

سیمان غیرهیدرولیکی و سیمان هیدرولیکی چیست؟

در ابتدا به بررسی سیمان هیدرولیکی و سیمان عیرهیدرولیکی می‌پردازیم تا بتوانید به درک بالاتری از سیمان پرتلند برسید.

به طور کلی، سیمان هیدرولیکی یا سیمان آبی یکی از انواع سیمان است در هنگام ترکیب و واکنش نشان دادن با آب زودگیر بوده و بتن حاصل از آن ضد آب است. به فرآیند ترکیب و سخت شدن سیمان با آب هیدراتاسیون می‌گویند. این نوع از سیمان مقاومت بالایی در برابر فشارهای محیطی، ترک و خوردگی داشته زمان گیرش آن معمولا بین 5 تا 10 دقیقه می‌باشد. از این رو این سیمان کاربرد ویژه‌ای در سازه‌های مجاور و زیر آب دارد.

بر خلاف سیمان‌های هیدرولیکی، سیمان غیرهیدرولیکی نیازی به آب برای سخت شدن ندارد و به واکنش سخت شدن آن کربوناتسیون می‌گویند. این سیمان پس از سخت شدن با آب واکنش نشان داده و در آن حل می‌شود. از این رو، موارد استفاده از آن محدود می‌باشد.

می‌توانید با مشاهده فیلم زیر به درک بالاتری از تفاوت میان این دو نوع سیمان برسید.

ویژگی‌های سیمان پرتلند

سیمان پرنلند یک سیمان هیدرولیکی است که پس از ترکیب با آب سخت شده و بتن حاصل از آن ضد آب است. این سیمان قیمتی مناسب و مقرون به صرفه دارد و می‌توان تنوع بالایی از بتن را از آن به دست آورد. همچنین، سیمان پرتلند مقاومت بالایی داشته و تقریبا واکنشی با آب نشان نمی‌دهد.

با این حال، این سیمان می‌تواند برای فرد خطرناک بوده و در صورت تماس با پوست و چشم بسیار دردناک و سوزآور باشد. این محصول برای ریه نیز مضر است و روند تولید آن خطر زیست محیطی را به همراه دارد.

از سیمان پرتلند برای ساخت ستون، پله، طبقات، اسکله، تونل، سد، جاده، تیرهای برق و تلفن، سطل‌های زباله در مکان‌های عمومی و موارد مشابه استفاده می‌گردد.

تفاوت و فرق سیمان پرتلند با سیمان معمولی

سوالی که معمولا پیش می‌آید این است که چه تفاوتی میان سیمان معمولی و سیمان پرتلند وجود دارد؟ سیمان معمولی از پخت سنگ‌های طبیعی در طبیعت به وجود می‌آید. قدرت استحکام سیمان پرتلند بالاتر از سیمان معمولی است و آن را به گزینه بهتری برای سازه‌های مقاومت بالا تبدیل می‌کند.

همچنین، سیمان پرتلند سریع‌تر از سیمان معمولی سخت شده و مقاومت بالاتری را از خود در برابر عوامل و شرایط محیطی نشان می‌دهد

انواع سیمان پرتلند و کاربرد آن‌ها

به انواع مختلف سیمان، تیپ سیمان گفته می‌شود که بر اساس نیاز و شرایط محیطی تولید شده و مورد استفاده قرار می‌گیرند. این سیمان‌ها براساس خواص فیزیکی و شیمیایی، درجه هیدراتاسیون، و مقاومت به تیپ‌های مختلفی تقسیم می‌شوند.

سیمان پرتلند تیپ‌های مختلفی دارد که مهم‌ترین، معروف‌ترین، و کاربردی‌ترین آن‌ها شامل سیمان پرتلند تیپ 1 یا سیمان پرتلند معمولی، سیمان پرتلند تیپ 2 یا اصلاح شده، سیمان پرتلند تیپ 3 یا زودگیر، سیمان پرتلند تیپ 4 یا کم حرارت، سیمان پرتلند تیپ 5 یا سیمان ضد سولفات، و سیمان پوزولانی

در ادامه به بررسی هر کدام از انواع سیمان پرتلند و کاربردهای آن‌ها می‌پردازیم.

سیمان پرتلند تیپ 1 یا سیمان پرتلند معمولی

سیمان پرتلند معمولی یا سیمان پرتلند تیپ 1 بیشترین استفاده را در صنعت ساختمان دارد. این سیمان در مصارف عمومی ساختمان مانند بتن ریزی سقف و دیوار حائل و موارد مشابه، ملات بنایی دیوارچینی و کاشی کاری، شیب بندی و کروم بندی استفاده می‌شود.

بهتر است از سیمان پرتلند تیپ یک در محیط‌هایی با عوامل خورنده سیمان استفاده نشود. سیمان‌های پرتلند نوع یک (I) بر اساس مشخصات مکانیکی ملات استاندارد به سه نوع تقسیم می‌شوند:

• «1-325» که حداقل مقاومت ملات استاندارد 28 روزه 325 کیلوگرم بر سانتی متر مربع (32.5 مگاپاسکال) است.
• «1-425» که حداقل مقاومت ملات استاندارد 28 روزه 425 کیلوگرم بر سانتی متر مربع (42.5 مگاپاسکال) است.
• «1-525» که حداقل مقاومت ملات استاندارد 28 روزه 525 کیلوگرم بر سانتی متر مربع (52.5 مگاپاسکال) است.

کابرد سیمان پرتلند تیپ 1

سیمان پرتلند معمولی در موارد زیر کاربرد داشته و از آن استفاده می‌شود:

1. اسکلت بتن آرمه
2. پل‌ها
3. قطعات پیش ساخته بتن مسلح
4. جدول خیابان‌ها
5. ملات‌ها
6. اندودها
7. مخازن
8. لوله‌های آب
9. سازه‌های بنایی
10. دیوارچینی
11. کف سازی

سیمان پرتلند تیپ 2 یا سیمان پرتلند اصلاح شده

یکی دیگر از کاربردی‌ترین انواع سیمان پرتلند، نوع اصلاح شده آن است. حرارتی که در اثر هیدراتاسیون سیمان پرتلند تیپ 2 ایجاد می‌شود متوسط است و از این رو مقدار مقاومت متوسطی را نسبت به سولفات‌ها از خود نشان می‌دهد. به طور معمول، سیمان تیپ دو گرمای کم‌تری را با سرعت کندتری نسبت به تیپ 1 آزاد می‌کند و به زمان بالاتری برای سخت شدن نیاز دارد.

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):

کابرد سیمان پرتلند تیپ 2

یکی از اساسی‌ترین کاربردهای سیمان پرتلند تیپ 2،‌ در سازه‌های نزدیک آب‌های زیرزمینی است که میزان غلظت سولفات در آن‌ها بالاتر از آب‌های معمولی است، اما به طور غیرمعمول شدید نمی‌باشد. کاربرد سیمان‌های پرتلند اصلاح شده در سازه‌های تقریبا حجیم، مانند پایه پل‌های بزرگ و دیوارهای حائل سنگین است. همچنین استفاده از این سیمان‌ سبب جلوگیری از افزایش دما شده که این امر در بتن ریزی در هوای گرم بسیار مهم است.

سیمان پرتلند تیپ 3 یا سیمان پرتلند زودگیر

سیمان پرتلند تیپ 3 دانه‌های نرم‌تری نسبت به سیمان پرتلند تیپ 1 دارد، و این نرمی دانه‌ها سبب می‌شود تا سرعت هیدراته شدن آن در سنین کم افزایش یافته و سرعت افزایش مقاومت و سختی اولیه بتن (نسبت به سیمان معمولی) بالاتر رود.

در هنگام عمل آوری بتن، مقاومتی که این سیمان در یک روز به دست آورده تقریبا برابر با مقاومت 7 روزه سیمان تیپ 1، و مقاومت 7 روزه آن معادل مقاومت 28 روزه سیمان پرتلند تیپ 1 می‌باشد. این خاصیت در زمانی که بتن باید در سنین کم به مقاومت بالا برسد بسیار مهم و کاربردی است.

به عنوان مثال، در صورت نیاز به استفاده مجدد از قالب و باز کردن مجدد آن، بالا بودن سرعت آزاد شدن حرارت در این سیمان‌ بسیار مفید واقع می‌شود.

کابرد سیمان پرتلند تیپ 3

از این سیمان در پروژه‌هایی استفاده می‌شود که نیاز به سرعتی بالاتر از زمان عادی داشته و قالب‌های بتن با سرعت بیشتری باز می‌شوند. از رایج‌ترین موارد استفاده از سیمان پرتلند تیپ 3 می‌توان به ساخت و ساز‌های اضطراری، ساخت بیمارستان و بتن ریزی در هوای سرد اشاره کرد.

سیمان پرتلند تیپ 4 یا سیمان پرتلند دیرگیر

یکی دیگر از انواع سیمان‌های پرتلند، سیمان تیپ 4 است که با سرعت پایین‌تری نسبت به سایر سیمان‌های پرتلند هیدراته شده و در نتیجه حرارت ایجاد شده نیز آهسته‌تر رخ می‌دهد. بر اساس مشخصات استاندارد، حرارت مجاز آزاد شده در این نوع سیمان پرتلند پس از 28 روز تقریبا برابر با حرارت آزاد شده در سیمان پرتلند معمولی پس از یک هفته است.

کابرد سیمان پرتلند تیپ 4

از سیمان پرتلند تیپ 4 برای سازه‌های حجیمی استفاده می‌شود که در مجاورت تغییرات دمایی شدید قرار دارند. از این رو، معمولا از این سیمان در ساخت سدها، ساختمان‌های صنعتی، و تاسیسات هسته‌ای استفاده می‌شود.

سیمان پرتلند تیپ 5 یا سیمان پرتلند ضد سولفات

سیمان پرتلند تیپ 5 از نظر مواد و روش تولید تقریبا همانند سیمان‌های پرتلند معمولی است، اما این سیمان مقاومت بالاتری در برابر تهاجم سولفات‌ها از خود نشان می‌دهد. معمولا رنگ سیمان پرتلند تیپ 5 نسبت به سایرین اندکی تیره است. دوام و مقاومت این بتن در برابر تهاجم عوامل شیمیایی وابسته به انسجام، نفوذناپذیری، و تراکم مناسب آن است.

سیمان پرتلند ضد سولفات حرارت کم‌تری را نسبت به سیمان پرتلند معمولی تولید می‌کند که این ویژگی برای بتن ریزی در سطحی حجیم و مقاطع ضخیم به دلیل تولید حرارت کم‌تر مناسب‌تر است. همچنین، این سیمان قیمت بالاتری از سیمان پرتلند معمولی دارد.

کابرد سیمان پرتلند تیپ 5

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 و کاربرد زیادی در هنگام بتن ریزی زیر آب، ساخت تونل‌ها، زیرزمین‌ها، لوله‌ها، فاضلاب، زیرساخت‌های بندری دارند.

سیمان پوزولانی

سیمان پوزولانی ماده است که از ترکیب سیمان پرتلند و ماده‌ای به نام پوزولان به وجود می‌آید. پوزولان در اصل یک خاکستر آتشفشانی است که حاوی مواد معدنی، مانند آلومینیوم و سیلیکون، می‌باشد. سیمان پوزولانی مقاومت بالایی در برابر سولفات‌ها، آب، و سایر موادشیمیایی دارد.

دمای هیدراتاسیون این سیمان از پرتلند معمولی یا تیپ 1 کم‌تر بوده و از این رو از ایجاد ترک‌های ریز در سطح بتن، به ویژه در هوای گرم، جلوگیری می‌کند. همچنین این سیمان هزینه‌های مقرون به صرفه‌تری را به همراه دارد.

کابرد سیمان پوزولانی

از آنجایی که مقاومت سیمان پوزولانی بسیار بالا است، از این سیمان در محیط‌های گرم، ساخت ساختمان‌های ساحلی، سازه‌های دریایی و سدها استفاده کرد.

جمع بندی

سیمان پرتلند یکی از رایج‌ترین و کاربردی‌ترین انواع سیمان هیدرولیکی است که از آن برای ساخت بتن در سازه‌ها استفاده می‌شود. انواع سیمان پرتلند شامل تیپ‌های 1 تا 5 و سیمان پوزولانی است که استفاده از آن‌ها بسته به شرایط محیطی و سازه متفاوت می‌باشد.

در این مقاله به بررسی انواع سیمان‌های پرتلند و تمام کاربردهای آن‌ها پرداختیم. امیدواریم که این مقاله برای شما مفید واقع شده باشد. در صورت بروز هر سوالی، آن را در بخش دیدگاه‌ها با ما به اشتراک بگذارید.

مسیر پیشنهادی مطالعه مقالات آکادمی عمران

مشاهده مسیر یادگیری