سیمان یکی از رایج‌ترین و پرکاربردترین مصالح ساختمانی است. سیمان‌ها انواع مختلفی دارند که از آنها برای ساخت بتن در صنعت ساخت و ساز ساختمانی استفاده می‌شود. به زبان ساده تر، به هر ماده‌ای که خواص چسبندگی و انسجام داشته باشد و بتواند دانه‌های جدا را به هم متصل و جسمی یکپارچه ایجاد کند، سیمان گفته می‌گویند.
آنچه در این مقاله می‌خوانید
انواع سیمان
سیمان‌ها بر اساس ویژگی هایی که دارند،انواع مختلفی دارندکه به طور کلی به دو دسته تقسیم می شوند:
1.سیمان هیدرولیکی (آبی)
سیمان هیدرولیکی یا سیمان آبی سیمانی ست که در هنگام ترکیب و واکنش نشان دادن با آب زودگیر بوده و بتن حاصل از آن ضد آب است. به این فرآیند ترکیب و سخت شدن سیمان با آب هیدراتاسیون می‌گویند. این نوع از سیمان مقاومت بالایی در برابر فشارهای محیطی، ترک و خوردگی دارد و زمان گیرش آن معمولا بین 5 تا 10 دقیقه می‌باشد. از این رو این سیمان کاربرد ویژه‌ای در سازه‌های مجاور و زیر آب دارد.
2. غیر هیدرولیکی (غیر آبی)
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.
سیمان پرتلند چیست؟
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.
ویژگی‌های سیمان پرتلند
سیمان پرتلند 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 افراد خطرناک بوده و در صورت تماس با پوست و چشم بسیار دردناک و سوزآور باشد. این محصولاز لحاظ ایمنی شغلی 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 سیمان پرتلند با سیمان معمولی
مهمترین تفاوت این دو سیمان در شیوه ی تشکیل شدن آنها سرچشمه می گیرد.سیمان معمولی از پخت سنگ‌های طبیعی در طبیعت به وجود می‌آید. قدرت استحکام سیمان پرتلند در مقایسه با سیمان معمولی خیلی بالاتراست 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 از خود 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 :
جالب است بدانید که سیمان پرتلند دارای انواع مختلفی می باشد که در ادامه و در متن زیر به انواع مختلف خواهیم پرداخت:
اول، سیمان پرتلند تیپ یک یا سیمان معمولی:
سیمان پرتلند تیپ یک از جمله رایج ترین و پرمصرف ترین سیمان ها می باشد و اغلب کارخانه های تولید سیمان به صورت معمول این سیمان را تولید خواهند کرد. این سیمان در شرایط جوی معمولی به کار می رود. این سیمان مقاومت زیادی در مقابل سولفات ها نداشته، لذا به کارگیری از آن در ساخت اسکله ها و پایه ی پل ها که با آب دریا و یا آب های سولفاته در تماس می باشند، مجاز نخواهد بود. مهمترین کاربردهای سیمان پرتلند معمولی درساخت موارد زیر است:
- اسکلت بتن آرمه
- پل‌ها
- قطعات پیش ساخته بتن مسلح
- جدول خیابان‌ها
- ملات‌ها
- اندودها
- مخازن
- لوله‌های آب
- سازه‌های بنایی
- دیوارچینی
- کف سازی
دوم، سیمان پرتلند تیپ دو یا همان سیمان متوسط یا پرتلند اصلاح شده:
این سیمان به نسبت کندگیر می باشد و در برابر حمله ی سولفات ها مقاوم است. به همین جهت، به کارگیری آن برای ساختن کانال های فاضلاب و غیره کاملا مناسب خواهد بود. حرارت تولید شده به وسیله ی این مدل سیمان از سیمان نوع یک کمتر می باشد، در نتیجه برای بتن ریزی در آب و هوای گرم مناسب خواهد بود. به کارگیری این مدل سیمان در سازه هایی که مورد حمله شدید سولفات ها می باشند، مجاز نیست. به منظور ساخت سیمان پرتلند، سعی می شود تا حد ممکن مقدار C3S و C3A کم گشته و بر مقدار C2S افزوده شود.
سوم، مدل تیپ سه یا سیمان زودگیر:
به صورت کامل این سیمان ریز آسیاب می گردد و به همین منظور زمان گیرش آن سریع تر می باشد. سیمان تیپ III در ساعات اولیه مصرف حرارت قابل توجهی آزاد نموده و سبب گرم شدن بتن خواهد شد. عمل آوردن بتن در هوای سرد بسیار سخت بوده و هزینه ی بالایی در بر خواهد داشت. سیمان زودگیر زمان لازم به منظور کیورینگ را کاهش داده و سبب می شود بتن زودتر به مقاومت مورد نظر دست یابد. در برخی از موارد تعمیر فوری، برای مثال تعمیر قسمتی از سازه که باید به سرعت مورد استفاده قرار گیرد، سیمان پرتلند کاربرد زیادی داشته و سبب می شود تا بتن به سرعت به مقاومت مورد نظر خود دست یابد.
چهارم، مدل تیپ چهار یا سیمان دیرگیر یا پرتلند کم حرارت:
سیمان مدل چهار در زمان گیرش حرارت کمی تولید می کند. مقدار C3A و C3S موجود در این سیمان در برابر انواع دیگر سیمان کمتر بوده و در مقابل C2S زیادتری خواهد داشت. موارد مصرف این مدل سیمان به شرح زیر می باشد:
از آنجایی که در این سیمان، گرمای حاصل از هیدراسیون در طول مدت زمان بیشتری آزاد می نماید، مصرف این سیمان در هوای گرم سبب می گردد که دمای تولید شده به وسیله ی بتن در عملیات گیرش کمتر گردد.
-در بتن ریزی دیوارها که طول دیوار زیاد می باشد همانند دیوار مخزن آب و یا استخر، چون بتن لایه لایه ریخته می شود، و احتمال دارد زمان زیادی بگذرد تا لایه بتن جدید روی بتن قبلی ریخته شود، امکان دارد در زمان ریختن بتن جدید، بتن لایه قبلی سخت گشته و اتصال خوبی میان دو لایه برقرار نشود. به این اتصال ضعیف میان لایه های قدیم و جدید اتصال سرد گفته می شود، که نقطه ضعف بتن ریزی به شمار خواهد رفت. به ویژه درباره ی سازه های آبی، این اتصال نقطه ضعفی به منظور نشت آب خواهد بود. مصرف سیمان نوع چهار در این موارد سبب می شود تا فرصت کافی برای بتن ریزی باشد و لایه های قبلی با لایه های جدید اتصال مناسبی برقرار نمایند.
در بتن ریزی های حجیم همانند سدها و پایه پل های بزرگ، به منظور کم شدن تنش های حرارتی می توان از این نوع سیمان استفاده نمود. به کارگیری سیمان تیپ IV سبب می شود که اولا دمای بخش های میانی بتن حجم کمتر از بتن ساخته شده با سیمان تیپ I باشد. سیمان تیپ 4 نیز حرارت کمتری تولید می نماید و هم این حرارت را در طول زمان بیشتری آزاد خواهد کرد؛ ثانیا به دلیل طولانی تر بودن زمان گیرش بتن، در این زمان قسمت عمده تبادل حرارتی بتن با محیط اطراف انجام می شود. قابل ذکر است که به منظور جبران تنش حرارتی در بتن، می توان از آرماتورهای حرارتی بهره گرفت.
پنجم، مدل تیپ 5 یا سیمان ضد سولفات:
در ساخت این سیمان سعی در این است که تا حد امکان میزان C3A و C3S به حداقل رسیده و در مقابل C2S بیشتری استفاده گردد. این سیمان از این جهت که در برابر حمله شدید سولفات ها به خوبی مقاومت می نماید، در ساختن اسکله ها و بنادر کاربرد دارد.
سخن آخر
سیمان پرتلند یکی از رایج‌ترین و کاربردی‌ترین انواع سیمان هیدرولیکی است که از آن برای ساخت بتن در سازه‌های مختلف استفاده می‌شود. انواع سیمان پرتلند شامل تیپ‌های 1 تا 5 است که استفاده از آنها بسته به شرایط محیطی و سازه متفاوت خواهد بود.در این مقاله به بررسی انواع سیمان‌های پرتلند و تمام کاربردهای آنها به طور کامل پرداخته شده است.