دانستنی‌های مصالح ساختمانی؛
سیمان به چند دسته تقسیم می‌شود؟
همانطور که می دانید سیمان از جمله پرمصرف ترین مصالح ساختمانی در صنعت ساختمان سازی محسوب می شود، اما آیا می دانید چه عملکردی در ساختمان سازی دارد؟
پیش از هر چیز بهتر است بدانیم اصلا سیمان چیست؟
سیمان و انواع آن
سیمان در واقع یک ماده پودری رنگ است که از ترکیب آهک با اکسیدهای قلیایی، اسید، اکسید سیلیکون و اکسید منیزیم حاصل می شود. گاهی اوقات رنگبری می‌شود تا سیمان سفید بدست آید، گاهی اوقات نیز به آن افزودنی‌های دیگری اضافه می کنند تا انواع دیگری از آن نظیر نسوز، پلمری، رنگی و … ایجاد شود.
تاریخچه استفاده از سیمان
همانطور که گفتیم سیمان از آهک تهیه شده است و این ماده به وفور در سنگ‌های آهگی موجود در طبیعت وجود دارد.
شاید اولین بار که به وسیله انسان اولیه آتشی در کنار سنگی آهکی افروخته است و باعث پخته شدن آهک شده است و سپس باران زده است. ماده‌ای چسبناک و سفت شونده ایجاد شده است که انسان اولیه برای ساخت ظروفی محکم تر از ظروف گلی از آن استفاده کرده است، بله درست است به همین راحتی!
پس از آن رومیان باستان با استفاده از خاکسترهای کوهی آتشفشانی ملات هایی به نام Cementum ساختند و بناهایی عظیم را با آن احداث کردند.
اما در ایران باستان نیز از آهک ماده ای به نام ساروج می ساختند که از آن در ساخت آب‌بندها و سازه‌های آبی استفاده می کردند. اولین سد قوسی جهان با استفاده از همین ماده اولیه ساخته شد، که نام این سد سد ایزدخواست است و با گذشت زمان تحولات بزرگی که در صنعت و ساخت و ساز رخ داد، مصالح سنتی دیگر پاسخگوی نیاز انسان نبود و به تدریج پس از ورود سیمان به ایران، مهندسان و فعالان ساختمانی کارخانه مدرن آن را به سبک امروزی را در سال 1312 ایجاد کردند و این فناوری به صورت علمی به ایران راه یافت.
پس از آن از این مصالح برای ساخت تونل ها، پل ها، ایستگاه ها و سازه های مقاوم استفاده شد، اما در حال حاضر این ماده در انواع مختلفی تولید و در اختیار مصرف کنندگان قرار می گیرد. عمومیت آنها در درجه مقاومت آنها در برابر واکنش های شیمیایی مختلف، زمان گیرش، دوام و استحکام و رنگ است.
بررسی و عملکرد سیمان در ساختمان سازی
سیمان از جمله پرمصرف ترین مصالح ساختمانی در صنعت محسوب می شود و سابقه استفاده از آن شاید به سال ها قبل از عصر تمدن نوین برسد.
در حال حاضر این ماده به عنوان ماده پرمصرف در ساخت و ساز استفاده می شود و یک محصول و پودر شیمیایی است که در ترکیب با آب سفت می شود.
توجه داشته باشید که صنعت ساختمان نیاز مبرمی به آن دارد زیرا که مقاومت آن بسیار بالا است و از آن در ساختن بتن که یکی دیگر از مصالح مهم صنعت ساخت و ساز است استفاده می‌شود.
ترکیبات سیمانی
توجه داشته باشید که سیمان دارای ترکیبات مختلفی است و به دلیل قابلیت ترکیب شدن با آب، ملات آبی محسوب می شود و مواد خام مورد استفاده در تولید آن در زمان پخت با یکدیگر واکنش داده و ترکیبات جدیدی تشکیل می دهند.
در واقع به طور کلی می توان به چهار ترکیب زیر به عنوان اجزای اصلی آن اشاره کرد:
- سه کلسیم سیلیکات (3O2=C3S)
- دو کلسیم سیلیکات ( 2CaOSiO2=C2S)
- سه کلسیم آلومینات (3CaOAl2O3=C3A)
- چهار کلسیم آلومینو فریت (4CaOAl2O3Fe2O3)
در واقع سیلیکات‌ها نقش مهمی در افزایش استحکام خمیر هیدراته این مصالح ساختمانی دارند و مهمترین ترکیبات هستند. اینها ترکیبات خالص و اکسیدهای جزئی هستند که دارای خواص هیدرولیکی مناسبی هستند.
سه آلومینات کلسیم نیز در مراحل اولیه تولید ، آهک را با سیلیس ترکیب می کنند اما تاثیری بر مقاومت آن ندارند.
چهار فریت آلومینا نسبت به سایر ترکیبات کمتر وجود دارد و سرعت هیدراتاسیون سیلیکات ها را افزایش می دهد.
اما ترکیبات دیگری نیز مانند پتاسیم و اسید سدیم نیز یافت می شوند که به اکسیدهای قلیایی معروف هستند و به مقدار کم در آن موجود هستند. انواع سیمان در صنعت ساختمان این ماده به عنوان رایج ترین مصالح ساختمانی در انواع مختلف تولید و در اختیار مشتریان قرار می گیرد.
هر کدام از آنها تاثیر متفاوتی در دوام سازه های بتنی دارند و بر اساس مقاومت و کارایی که دارند برای اماکن مختلف قابل استفاده هستند.
دسته بندی سیمان
این ماده به انواع پرتلند، بنایی، نسوز، سفید، سیاه و پلیمری و رنگی تقسیم می شود و هر کدام از آنها مصارف مختلفی دارد.
سیمان پرتلند
پرتلند در ۵ نوع به بازار عرضه می شود که هر کدام خواص منحصر به فرد خود را دارند.
پرتلند نوع ۱
همان سیمان معمولی است که برای ساخت و ساز در شرایط آب و هوایی معمولی استفاده می شود.
پرتلند نوع ۲
دمای هیدراتاسیون کمتری نسبت به انواع معمولی دارد و در مکان هایی که مقدار کمی سولفات مصرف می کند استفاده می شود.
پرتلند نوع ۳
به عنوان سیمانی سریع گیرش شناخته می شود که در طول یک روز بتن با مقاومت بسیار بالایی ایجاد می کند. پرتلند نوع ۳ نیز در تعمیر فوری قسمت هایی از سازه ها استفاده می شود که باید در اسرع وقت و به سرعت، تعمیر شود. از آن، به دلیل دمای هیدراتاسیون بالا در هوای سرد برای آزادسازی گرمای زیاد و جلوگیری از یخ زدگی آن و یا بتن در حین کار استفاده می‌شود.
پرتلند نوع ۴
مانند تیپ ۳ یک سیمان مقاوم است اما همانند آن گرمای زیادی ایجاد نمی‌کند. این نوع در مناطق گرم استفاده بیشتری دارد.استفاده از پرتلند نوع ۴ سبب کاهش تنش های حرارتی در بتن ریزی حجیم می شود. در بتن ریزی حجیم که عرض، طول و ارتفاع بتن ریزی زیاد است، تبادل حرارت بین بتن و محیط دشوارتر بوده و زمان بیشتری می برد پس این نوع، گزینه بسیار مناسبی برای این امر است.
در واقع در زمانی که سطح بتن جامد است، هنوز گرما در داخل وجود دارد و در نتیجه تنش حرارتی وجود دارد. با توجه به این موضوع می توان گفت که پرتلند نوع ۴، این تنش دمایی را به کمترین میزان خود می‌رساند.
سیمان پرتلند نوع ۵
در برابر سولفات ها بسیار مقاوم است و حرارت کمتری نسبت به نوع ۱ تولید می کند. سولفات ها با ترکیبات موجود در بتن واکنش نشان می‌دهند و سبب تخریب آن و آسسیب جدی به سازه می‌شوند. به منظور حفاظت سازه های بتنی در برابر سولفات ها، علاوه بر نوع سیمان‌مصرفی، سولفاته بودن خاک و آب نزدیک به سازه نیز باید بررسی شود. این واقعیت که سولفات هنگام حل شدن در آب می تواند خطرناک باشد و حتما باید در نقاطی که امکان سولفاته شدن بتن است باید از پرتلند نوع ۵ استفاده شود.
سیمان سرباره
نام سرباره، از سرباره مذاب ساخته شده است، زیرا سنگ‌ها همراه با مقدار ناخالصی موجود در سنگ آهک وارد می شوند و به دلیل سبکی، این مواد روی مذاب قرار می گیرند.
این سرباره ها به سرعت سرد می شوند و در تولید این نوع سیمان استفاده می شوند و باید بدانید که این نوع ارزان است و مقاومت خوبی در برابر عوامل مخرب شیمیایی دارد، فقط باید توجه داشت که این نوع در هوای سرد از قدرت و گیرش مناسبی برخوردار نیست.
سیمان پوزولانی
پوزولانی سیمانی است که در نوعی ماده سیلیسی که در طبیعت به شکل سنگ است تولید می شود و به آن پوزولانی می‌گویند و این نوع نسبت به پرتلند معمولی مقاومت بیشتری در برابر سولفات دارد و مقرون به صرفه تر است.
سیمان ساختمانی
سیمان بنایی یکی از پرمصرف ترین سیمان‌ها برای مصالح بنایی، تولید ملات و نازک کاری ساختمان است و این نوع برای تولید بتن مناسب نیست. سیمان بنایی از ترکیب پرتلند معمولی با پودر سنگ و مواد حباب زا تهیه می شود و نیازی به استفاده از آهک در تولید ملات نیست.
سیمان سفید
می توان گفت، روش تهیه سفید مشابه پرتلند است و برای تولید آن از خاک رس استفاده می شود که میزان سولفات منیزیم و آهن آن کمتر از ۸ درصد است. در تهیه نوع سفید، اساساً انتخاب سوخت کوره از موارد مهم است. باید از سوختی استفاده شود که دوده تولید نمی کند، به علاوه برای سفید شدن رنگ و افزایش استحکام و دوام آن هنگام آسیاب کردن، کمی پودر گچ به آن اضافه می کنند.
سیمان انبساط
سیمان انبساط در واقع در زمان سفت شدن کمی منبسط می شود و برای دیواره های مخازن و قسمت هایی که نیاز به آب بندی دارند استفاده می شود.
سیمان نسوز
این ماده در برابر حرارت بسیار مقاوم است و کاربرد زیادی در صنعت دارد، در ساخت انواع کوره‌های صنعتی و نیمه صنعتی از آن به صورت گسترده ای استفاده می‌شود.
سیمان رنگی
نوع رنگی همان سیمان‌سفید است که توسط رنگدانه ها به سیمان‌رنگی تبدیل می شود. از این نوع برای ساختمان ها، طرح های تزئینی و سطوح رنگی خیابان استفاده می شود. سطح رنگی این سیمان‌ها نور خورشید را جذب یا تشدید می کند. سیمان‌رنگی چسبندگی زیادی دارد و استحکام مکانیکی آن زیاد است. این ماده سطحی یکپارچه و بدون درز ایجاد می‌کند و ترک نمی خورد.
بیشتر بخوانید:
- اسراری از یک بتن ساده!
- آجرجوش در کجا مورد استفاده قرار می‌گیرد؟
- آجر نسوز و دانستنی‌هایی درباره آن
- چوب مصنوعی چگونه ساخته می‌شود؟
- نقش دیوار گچی‌ها در ساختمان‌سازی
- مزیت بتن؛ ماده اولیه ساخت ساختمان!/ معرفی انواع بتن‌های پرمصرف در ساختمان سازی
- در زمان خرید بلوک‌های ساختمانی چه نکاتی باید مدنظر قرار گیرد؟
- سیمان سفید چه قابلیت‌هایی دارد؟