سیمان

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو
Firestop mortar mixing.jpg

سیمان ماده‌ای چسبنده‌است که قابلیت چسبانیدن ذرات به یکدیگر و بوجود آوردن جسم یکپارچه از ذرات متشکله را دارا میباشد و از ترکیب مصالح آهکی، رس، سیلیس و اکسیدهای معدنی در دمای ۱۴۰۰ تا ۱۵۰۰ درجه سانتی‌گراد ساخته می‌شود. به جسم حاصل، پس از حرارت دادن کلینکر ‌گویند و از آسیاب کردن آن به همراه مقدار مناسبی سنگ گچ سیمان تیپ‌های مختلف بدست می آید و همچنین اضافه نمودن پوزولان به کلینکر و گچ سیمان پوزولانی حاصل می شود . اندازه دانه های کلینکر۲۰-۵ میلی متر و رنگ آن سبز تیره میباشد.

اجزای تشکیل دهنده سیمان[ویرایش]

  • مصالح آهکی (حدود ۶۰٪ الی ۶۷٪)
  • رس (حدود ۳٪ الی ۷٪)
  • سیلیس (۱۷٪ الی ۲۷٪)
  • اکسیدهای معدنی[۱]

انواع سیمان[ویرایش]

سیمان پرتلند تیپ I
سیمان پرتلند تیپ II
سیمان پرتلند تیپ III
سیمان پرتلند تیپ IV
سیمان پرتلند تیپ V
سیمان پوزولان
سیمان آمیخته
سیمان برقی (پرآلومین)
سیمان رنگی
سیمان سفید
سیمان سرباره‌ای ضد سولفات
سیمان پرتلند آهکی
سیمان بنائی
سیمان نسوز
سیمان چاه نفت
سیمان پرتلند ضدآب
سیمان باگیرش تنظیم شده[۲]

روشهای ساخت سیمان[ویرایش]

روش تر
روش نیمه تر
روش نیمه خشک
روش خشک[۳]

سیمان برقی[ویرایش]

سیمان برقی اگر در مواد اولیه سیمان اکسید آلومینیم زیاد وآهک کم شود سیمان به دست آمده دارای خواصی ممتاز می‌گردد؛ از این رو، از ذوب کردن مخلوط بوکسیت و سنگ آهک در کورهٔ برقی در حرارت۱۵۰۰ تا۱۶۰۰ درجه به دست می آیدکه مدتی آن را به حالت ذوب نگه داشته، به مرور سرد کرده‌اند. این کار جز با نیروی برق امکان‌پذیر نیست. ملات سیمان برقی باد نمی‌کند، زیرا آهک آزاددر آن وجود ندارد؛ بنابراین، در مقابل آب‌های سولفات دار وزمین‌های گچ دار مقاوم بوده برای سازه‌های دریایی نیز بسیار مناسب است. مقدار آب‌های لازم برای هیدراته شدن آن تقریبا دو برابر آبی است که برای سیمان پرتلند لازم است، چون سیمان برقی زود گیر است. این سیمان خیلی سریع مقداری گرما پس می‌دهد و در درجهٔ گرمای ملات آن نزدیک به حد جوش آمدن آب می‌رسد و به همین دلیل سرما در آن چندان تاثیری ندارد.

شیمی ترکیبات سیمان[ویرایش]

مواد خام تشکیل دهنده سیمان اساسا از اکسیدهای کلسیم و سیلیسیم و آهن تشکیل شده‌است. این مواد در کوره با هم ترکیب شده و غیر از مقداری آهک آزاد باقی مانده، که فرصت کافی برای فعل و انفعال نداشته‌است، ترکیبات شیمیایی جدید و پایداری نتیجه می‌شوند. در هنگام خنک کردن مصالح، براساس سرعت خنک کردن، مواد به صورت بلوری و بی شکل ظاهر می‌گردند. دانه‌های بی شکل که اکثرا شیشه‌ای هستند و دانه‌های بلوری شده، درحالی که یک فرمول شیمیایی دارند، دارای خواص متفاوتی هستند. برای سیمان معمولی، درصد ترکیبات حاصل از فعل و انفعالات فوق با داشتن درصد اکسیدهای موجود در کلینکر و با فرض اینکه کریستاله شدن کامل انجام پذیرفته باشد قابل محاسبه‌است.[۴] چهارترکیب اصلی سیمان عبارتند از:تری کلسیم سیلیکات، دی کلسیم سیلیکات، تری کلسیم آلومینات، تترا کلسیم آلومینو فریت؛ که به ترتیب با علائم اختصاری به صورت: C۴AF C۳A C۲S C۳S نامیده می‌شوند.[۵]

معادلات بوگ[ویرایش]

محاسبه مربوط به میزان ترکیبات سیمان حاصل از اکسیدهای اصلی تشکیل دهنده آن توسط بوگ انجام شده و به نام معادلات بوگ معروف می‌باشد. این معادلات درصد ترکیبات اصلی سیمان را نمایش می‌دهد.[۶]

C۳S = ۴٫۰۷۱۰(CaO)-۷٫۶۰۲۴(SiO۲)-۱٫۴۲۹۷(Fe۲O۳)-۶٫۷۱۸۷(Al۲O۳

C۲S = ۸٫۶۰۲۴(SiO۲)+۱٫۰۷۸۵(Fe۲O۳)+۵٫۰۶۸۳(Al۲O۳)-۳٫۰۷۱۰(CaO

C۳A = ۲٫۶۵۰۴(Al۲O۳)-۱٫۶۹۲۰(Fe۲O۳

C۴AF = ۳٫۰۴۳۲(Fe۲O۳

خواص ترکیبات اصلی سیمان[ویرایش]

سیلیکات‌ها یعنی C۲S و C۳S ترکیبات اصلی و مهم سیمان می‌باشند و مقاومت سیمان هیدراته شده به آنها بستگی دارد. اکسیدهای تشکیل دهنده این سیلیکات‌ها تاثیرات مهمی روی شکل اتمی و کریستالی و خواص هیدرولیکی انها دارند. حضور C۳A در سیمان سودمند نیست. این ترکیب نقشی در مقاومت سیمان، به جز کمی در سن اولیه آن، نداشته و بعد از سخت شدن سیمان در صورت حمله سولفاتی با تشکیل سولفوآلومینات کلسیم (اترینگایت) سبب خرابی بتن می‌گردد. ولی C۳A در فرایند تولید در ترکیب اکسیدکلسیم با اکسیدسیلیسیم سهولت ایجاد کرده و سودمند است. C۴AF که به میزان کمی به وجود می‌آید در مقابل سه ترکیب دیگر نقش عمده‌ای در خواص سیمان ندارد. به هرحال این ترکیب با سنگ گج سیمان، سولفوفریت کلسیم تشکیل می‌دهد که این ماده هیدراتاسیون سیلیکات‌ها را تسریع می‌کند.[۷]

جستارهای وابسته[ویرایش]

پیوند به بیرون[ویرایش]

منابع[ویرایش]

  • مهندس مرتضی اره پناهی. مکانیک خاک و تکنولوژی بتن. چاپ پنجم. تهران: انتشارات فرا آموژش، ۱۳۸۵. ۱۶۸. ISBN 964-9988-00-9. 

پانویس[ویرایش]

جستجو در ویکی‌انبار در ویکی‌انبار پرونده‌هایی دربارهٔ سیمان موجود است.
  1. مکانیک خاک و تکنولوژی بتن، نوشتهٔ مهندس مرتضی، صفحه ۹۰
  2. http://www.irancement.com/f-standard-a.php انواع سیمان تولیدی
  3. http://www.irancement.com/f-cementproduction.php مراحل تولید سیمان
  4. تکنولوژی بتن، نویل، ترجمه رمضانیانپور-شاه نظری، صفحه۹
  5. تکنولوژی بتن، نویل، ترجمه رمضانیانپور-شاه نظری، صفحه۱۰
  6. تکنولوژی بتن، نویل، ترجمه رمضانیانپور-شاه نظری، صفحه۱۰
  7. تکنولوژی بتن، نویل، ترجمه رمضانیانپور-شاه نظری، صفحه۱۰