15 نوع سیمان و کاربرد آن در ساختمان
15 نوع سیمان و کاربردهای رایج آنها در ساختمان سازی
15 نوع سیمان و کاربرد آن در ساختمان: سیمان یکی از مصالح ساختمانی مهم است که در مشاغل ساختمانی عمومی، مسکونی و تجاری مورد استفاده قرار می گیرد. از آنجایی که انواع مختلفی از بتن وجود دارد، متخصصان ساخت و ساز معمولاً دانش قوی در مورد خواص و کاربردهای آن دارند.
درک خواص مختلف انواع سیمان ممکن است به شما در تصمیم گیری آگاهانه در هنگام انتخاب مواد برای پروژه های شهرک سازی و ویلا سازی کمک کند. در این مقاله، ما 15 نوع سیمان را بررسی می کنیم و کاربردها، ترکیبات و مشخصات سیمان را در نظر می گیریم تا شما را برای شغلتان در صنعت ساخت و ساز آماده کنیم.
سیمان چیست؟
سیمان یک پودر خاکستری ریز است که از مواد خام و ترکیبات شیمیایی ایجاد می شود که متخصصان در انواع مختلف مشاغل ساختمانی از آن استفاده می کنند. این یک ماده تولید شده است که در بتن استفاده می شود.
متخصصان سیمان را با مخلوط کردن مواد خام با فلزات و مواد معدنی مانند آلومینیوم، آهن، کلسیم و سیلیکون قبل از حرارت دادن به دمای بالا برای تشکیل ماده جامدی به نام کلینکر تولید می کنند. سپس کلینکر به پودری تبدیل می شود که به عنوان سیمان به شرکت های بتن آماده فروخته می شود.
مواد اولیه سیمان ممکن است شامل موارد زیر باشد:
- گچ
- خاک رس
- سنگ آهن
- سنگ آهک
- شیل
- پوسته
- ماسه سیلیس
- سرباره
هر مرحله از فرآیند تولید سیمان نیاز به نظارت با آزمایشات شیمیایی و فیزیکی مکرر دارد تا اطمینان حاصل شود که سیمان با مشخصات صنعت مطابقت دارد. اگرچه فرآیندهای آزمایش ممکن است در سراسر جهان مشابه باشد، اما ارجاع به استانداردهای سیمان ممکن است بسته به مکان متفاوت باشد. دانشمندان ممکن است از آنالیز اکسید برای بررسی محتوای و ترکیب نمونه های سیمان استفاده کنند.
برخی از ویژگی های فیزیکی که ممکن است بررسی کنند عبارتند از:
- محتوای هوا
- مقاومت فشاری
- رشد قدرت در سنین اولیه
- افزایش گرمای هیدراتاسیون
- حرارت کم هیدراتاسیون
- اندازه ذرات
- زمان تنظیم
15 نوع سیمان
انواع مختلفی از سیمان وجود دارد که می توانید بسته به هدف و شرایط پروژه خود از آنها استفاده کنید. در زیر 15 نوع سیمان آورده شده است:
-
سیمان پرتلند معمولی (OPC)
سیمان پرتلند معمولی پرمصرف ترین نوع سیمانی است که در سراسر جهان تولید و مورد استفاده قرار می گیرد. «پورتلند» یک نام عمومی است که از نوعی سنگ ساختمانی استخراج شده در جزیره پورتلند در کشور انگلستان گرفته شده است. OPC برای اکثر کارهای بتن عمومی و پروژه های ساخت و ساز ملات یا گچ مناسب است.
-
سیمان پوزولانا پرتلند (PPC)
تولید کنندگان سیمان پوزولانا پرتلند را با آسیاب کلینکر پوزولانی، گاهی اوقات با افزودنی های گچ یا سولفات کلسیم، با سیمان پرتلند معمولی تولید می کنند. در مقایسه با OPC، مقاومت بالاتری در برابر واکنش های شیمیایی مختلف درون بتن دارد. PPC اغلب برای پروژه هایی مانند پل ها، اسکله ها، سدها، سازه های دریایی، کارهای فاضلاب یا پروژه های بتنی زیر آب استفاده می شود.
-
سیمان با سخت شدن سریع
پیمانکاران یا تیم های ساختمانی ممکن است سیمان سریع سخت شونده را به دلیل استحکام بالای آن در مراحل اولیه فرآیند سخت شدن انتخاب کنند. استحکام آن در سه روز با مقاومت OPC در هفت روز با همان نسبت آب به سیمان قابل مقایسه است. سیمان با سخت شدن سریع ممکن است مقدار آهک بیشتری، همراه با فرآیند آسیاب ریزتر یا توسعه استحکام بهتر داشته باشد. اغلب برای پروژه هایی با حذف قالب در مراحل اولیه یا زمانی که تمرکز بر افزایش نرخ ساخت و ساز و کاهش هزینه است استفاده می شود.
-
سیمان با سخت شدن فوق العاده سریع
سیمان با سخت شدن فوق العاده ممکن است حتی سریعتر از OPC و سیمان با سخت شدن سریع سفت و بادوام شود. متخصصان ساخت و ساز با افزودن کلرید کلسیم به سیمان با سخت شدن سریع به این امر دست می یابند. این نوع سیمان به دلیل سرعت گیرش سریع ممکن است برای پروژه های بتنی در هوای سرد مفید باشد.
-
سیمان زودگیر
مشابه سیمان با سخت شدن فوق العاده، این نوع بتن ممکن است حتی سریعتر از سیمان OPC و سریع سخت شونده سفت شده و قوی تر شود. دانه بندی و میزان استحکام آن مشابه OPC است، اما سریعتر سفت می شود. سیمان سریع گیر ممکن است برای پروژه های حساس به زمان یا پروژه هایی که در نزدیکی آب های راکد یا جاری قرار دارند مفید باشد.
-
سیمان کم حرارت
تولیدکنندگان سیمان کم حرارت را با نظارت بر درصد تری کلسیم آلومینات در مخلوط تولید می کنند تا اطمینان حاصل شود که کمتر از 6 درصد کل باقی می ماند. این به حفظ حرارت کم در طول فرآیند هیدراتاسیون کمک می کند و این نوع سیمان را در برابر سولفات ها مقاوم تر می کند و نسبت به سایر انواع سیمان واکنش کمتری دارد. ممکن است برای ساخت و سازهای انبوه بتن یا پروژه ها برای کمک به جلوگیری از ترک خوردن در اثر گرما مناسب باشد. با این حال، سیمان کم حرارت ممکن است زمان گیرش اولیه بیشتری نسبت به انواع دیگر داشته باشد.
-
سیمان مقاوم در برابر سولفات
سیمان مقاوم در برابر سولفات به کاهش خطر عوارض جانبی سولفات روی بتن کمک می کند. بیشترین کاربرد آن برای ساخت پی در خاکی با محتوای سولفات بالا است. این نوع بتن همچنین می تواند در پروژه هایی مانند پوشش کانال ها، دیواره ها و دیوارهای حائل مفید باشد.
-
سیمان سرباره کوره بلند
تولید کنندگان سیمان سرباره کوره بلند را با آسیاب کردن کلینکر با حداکثر 60 درصد سرباره تولید می کنند. این باعث ایجاد سیمانی با بسیاری از خواص مشابه OPC می شود. با این حال، ممکن است تولید آن نسبت به انواع دیگر هزینه کمتری داشته باشد، که آن را به انتخاب خوبی برای پروژه های آگاهانه مالی تبدیل می کند.
-
سیمان با آلومینا بالا
سیمان با آلومینا بالا نوعی سیمان با سخت شدن سریع است که از ذوب بوکسیت و آهک با هم و آسیاب کردن آن با کلینکر ایجاد می شود. مقاومت فشاری بالایی دارد و ممکن است نسبت به OPC انعطاف پذیرتر و کارآمدتر باشد. تیم های ساختمانی می توانند از سیمان با آلومینا بالا برای پروژه هایی استفاده کنند که سیمان در معرض آب و هوای شدید مانند دمای بالا یا یخبندان است.
-
سیمان سفید
سیمان سفید نوعی OPC است که به جای خاکستری، سفید است. از مواد خامی تهیه می شود که حاوی اکسید آهن نیستند و ممکن است گرانتر از سایر انواع سیمان باشند. اغلب در پروژه های معماری و پروژه های تزئینی داخلی و خارجی مانند طراحی مسیرهای باغ، کف، استخرهای شنا و محصولات بتنی زینتی استفاده می شود.
-
سیمان رنگی
سیمان رنگی خواصی مشابه سیمان OPC و سفید دارد. تولیدکنندگان 5 تا 10 درصد رنگدانه های معدنی را با OPC مخلوط می کنند تا به رنگ دلخواه برسند. همچون سیمان سفید، پیمانکاران اغلب از این نوع برای اهداف تزئینی و پروژه ها برای بهبود طرح های خود استفاده می کنند.
-
سیمان هواکش
سیمان هواکش با نسبت آب به سیمان کمتر از OPC و سایر انواع سیمان کارایی بیشتری دارد. تولیدکنندگان برای ایجاد این سیمان، عوامل جذب کننده هوا مانند چسب، نمک سدیم و رزین را در طول فرآیند آسیاب به کلینکر اضافه می کنند. یکی از کاربردهای رایج این نوع سیمان، مقاومت در برابر سرما در بتن است.
-
سیمان منبسط
سیمان منبسط می تواند در طول زمان بدون کوچک شدن در طول فرآیند سخت شدن، رشد کمی داشته باشد. ممکن است برای پروژه هایی مانند تزریق انکر بولت ها یا کانال های بتنی مفید باشد. تیم ها همچنین می توانند از آن در اتصالات سازه یا برای تقویت سازه های بتنی دیگر استفاده کنند.
-
سیمان هیدروگرافی
تولیدکنندگان سیمان هیدروگرافیک را با مخلوط کردن در مواد شیمیایی دفع کننده آب ایجاد می کنند. این نوع سیمان کارایی و استحکام بالایی دارد و همچنین برای جلوگیری از آسیب های جوی آب را دفع می کند. تیم ها می توانند از سیمان هیدروگرافی برای پروژه هایی مانند سدها، مخازن آب، سرریزها و سازه های نگهدارنده آب استفاده کنند.
-
سیمان پرتلند-آهک (PLC)
سیمان پرتلند-آهک ترکیبی از سیمان پرتلند و 5 تا 15 درصد سنگ آهک ریز است. خواص آن مشابه سیمان پرتلند برای مصارف عمومی است. با این حال، حدود 10 درصد انتشار گازهای گلخانه ای کمتری دارد که می تواند به افزایش پایداری کمک کند.
در زیر چند پاسخ به سوالات متداول در مورد استفاده از سیمان آورده شده است:
چه رابطه ای بین سیمان و بتن وجود دارد؟
بتن زمانی تشکیل می شود که ترکیب آب و سیمان با سنگدانه ای مانند ماسه و سنگ مخلوط می شود تا سفت شود. خمیر از طریق فرآیندی به نام هیدراتاسیون سخت می شود و با سنگدانه ها متصل می شود. سیمان از نظر حجمی 10 تا 15 درصد مخلوط بتن را تشکیل می دهد.
سیمان را چگونه درست می کنید؟
دو روش متداول برای ایجاد سیمان وجود دارد، روش خشک و روش مرطوب. هر کدام می توانند در انواع مختلف پروژه های ساختمانی مفید باشند. در زیر اطلاعات بیشتری در مورد این دو روش وجود دارد:
روش خشک
روش خشک رایج ترین روش برای ایجاد سیمان است. این فرآیند شامل خرد کردن و خشک کردن مواد خام و سپس آسیاب کردن آنها به پودر ریز است. سپس تکنسین ها می توانند مواد آسیاب شده را با هم مخلوط کرده و در کوره ها قرار دهند تا گرم شوند و سیمان ایجاد شود.
روش مرطوب
در روش تر ایجاد سیمان از فرآیندی مشابه روش خشک استفاده می شود. با این حال، در روش مرطوب، مواد خام قبل از اینکه تکنسین ها آنها را وارد کوره های سیمان کنند، با آب آسیاب می شوند. این خمیر مرطوبی به نام دوغاب تولید می کند که تکنسین ها می توانند آن را در سیلوها ذخیره کرده و با افزودن مواد و مخلوط کردن آن قبل از استفاده تنظیم کنند.
ترکیبات سیمانی چیست؟
سیمان پرتلند از چهار ترکیب اصلی تشکیل شده است که به عنوان فاز نیز شناخته می شود که در اثر دمای بالا در کوره سیمان ایجاد می شود. عبارتند از:
C3S (سیلیکات تری کلسیم)
سیلیکات تری کلسیم می تواند 50 تا 70 درصد از کلینکر OPC را تشکیل دهد. باعث هیدراتاسیون و سفت شدن سریع می شود. افزایش نسبت سیلیکات تری کلسیم در مخلوط ممکن است توانایی های سخت شدن و استحکام آن مانند سیمان با سخت شدن سریع را افزایش دهد.
C2S (دی کلسیم سیلیکات)
دی کلسیم سیلیکات 10 تا 25 درصد کلینکر OPC را تشکیل می دهد. نسبت به سیلیکات تری کلسیم کندتر سخت می شود و هیدراته می شود. این می تواند قدرت بیشتری به پروژه هایی که از آن استفاده می کنند بیافزاید.
C3A (آلومینات تری کلسیم)
کلینکر OPC ممکن است تا 10 درصد تری کلسیم آلومینات در ترکیب خود داشته باشد. این مرحله به رشد قدرت در مراحل اولیه کمک می کند و واکنش پذیرترین ترکیب از چهار ترکیب اصلی است. می تواند در چند روز اول هیدراتاسیون گرما ایجاد کند. سیمان هایی با درصد کمتر تری کلسیم آلومینات ممکن است در برابر آب و سولفات خاک مقاوم تر باشند.
C4AF1 (تترا کلسیم آلومینوفریت)
کلینکر OPC ممکن است تا 15 درصد آلومینوفریت تترا کلسیم در ترکیب خود داشته باشد. این ترکیب به رنگ خاکستری سنتی سیمان کمک می کند. همچنین می تواند دمای کلینکرینگ را کاهش دهد.
مشخصات سیمان چیست؟
انجمن آزمایش و مواد آمریکا (ASTM) مجموعه ای از مشخصات را به نام ASTM C150-04 برای تعریف پارامترهای عملکرد یا شرایط قرار دادن سیمان ایجاد کرد. هر نوع سیمان حداقل در یک دسته قرار می گیرد. یک کد مشخصات از حروف و اعداد تشکیل شده است که به متخصصان ساخت و ساز کمک می کند تا تعیین کنند از چه نوع سیمانی استفاده کنند و چگونه در بتن عمل می کند. در زیر اطلاعات بیشتری در مورد انواع مختلف مشخصات آورده شده است:
مشخصات سیمان پرتلند
تمامی سیمان های پرتلند در آرایش مشابه هستند. با این حال، انواع مختلف فرآیندهای تولید متفاوتی برای برآوردن نیازهای فیزیکی و شیمیایی مختلف برای کاربردهای خاص دارند. کدهای مشخصات عبارتند از:
- نوع I: سیمان همه منظوره مناسب برای استفاده در مواقعی که به خواص ویژه ای نیاز نیست.
- نوع II: برای مصارف عمومی، به ویژه زمانی که مقاومت متوسط سولفات یا گرمای متوسط هیدراتاسیون مورد نظر باشد.
- نوع III: برای استفاده زمانی که استحکام اولیه بالا مورد نظر است.
- نوع IV: برای استفاده زمانی که حرارت کم هیدراتاسیون مورد نظر است.
- نوع V: برای استفاده زمانی که مقاومت سولفات بالا مورد نظر است.
- انواع IA، IIA و IIIA: خواص مشابه با انواع I، II و III همراه با مواد حباب کننده هوا
مشخصات سیمان مخلوط
سیمان های مخلوط حاوی سیمان پرتلند و مواد دیگری مانند سنگ آهک، سیمان سرباره یا پوزولان هایی مانند خاکستر بادی، دوده سیلیس یا خاک رس کلسینه شده است. سیمان های مخلوط را نیز می توان با خواص ویژه ای مانند توسعه گرما و مقاومت در برابر سولفات طبقه بندی کرد. سپس افراد حرفه ای می توانند این پسوندها را به کد مشخصات اضافه کنند تا نوع و استفاده را توصیف کنند، مانند نوع II (MH). کدهای مشخصات عبارتند از:
- نوع IL: سیمان پرتلند-آهک
- نوع IS: سیمان پرتلند سرباره
- نوع IP: سیمان پرتلند-پوزولانا
- نوع IT: سیمان مخلوط سه تایی
پسوند کد مشخصات
دسته دیگری به نام سیمان چاه نفت کلاس “G” شامل سیمان های تخصصی ساخته شده برای صنعت نفت و گاز است. اینها خواص رفتاری خاصی برای فشار بالا و مقاومت در برابر سولفات دارند. متخصصان همچنین می توانند سیمان را با انواع افزودنی ها ترکیب کنند تا رفتار سیمان را برای شرایط منحصر به فرد تغییر دهند.
- HE: قدرت اولیه بالا
- MS: مقاومت متوسط به سولفات
- HS: مقاومت بالای سولفات
- MH: گرمای متوسط هیدراتاسیون
- LH: حرارت کم هیدراتاسیون
