درباره سیمان پرتلند معمولی چه میدانید؟
سیمان پرتلند معمولی چیست؟
سیمان پرتلند ماده ای است که در مجاورت آب خاصیت چسبندگی بالایی دارد و این خواص باعث می شود که بتواند قطعات مختلف را به یکدیگر بچسباند و آن را به یک واحد یکپارچه کامل تبدیل کند.
این تعریف شامل بسیاری از انواع مصالح سیمانی می شود که برای اهداف ساختمانی، معنای اصطلاح سیمان به مصالحی محدود می شود که با شن، سنگ، ماسه، آجر ، پانل های ساختمانی و مانند آن استفاده می شود. سیمانی که در ساخت بتن مورد توجه ماست، در اثر واکنش های شیمیایی در مجاورت آب، خاصیت انجماد (گیرش) و سفت شدن دارد و به همین دلیل به سیمان هیدرولیک معروف است.
سیمان پرتلند معمولی به دلیل خاصیت چسبندگی که عالی دارد در هنگام استفاده از آن به عناصر ساختاری استحکام زیادی می بخشد، یکی از انواع مختلف مصالح ساختمانی عالی است . در این مقاله به طور مفصل با سیمان پرتلند معمولی و ترکیب این سیمان آشنا خواهیم شد.
مواد تشکیل دهنده سیمان پرتلند معمولی:
مواد اولیه اصلی مورد استفاده در ساخت سیمان پرتلند معمولی عبارتند از:
- خاک رس یا سیلیکات آلومینا به شکل خاک رس و شیل.
- کلسیم یا کربنات کلسیم به شکل سنگ آهک، گچ و مارن که مخلوطی از خاک رس و کربنات کلسیم است.
اجزاء به نسبت دو قسمت آهک به یک قسمت سنگ مخلوط می شوند و سپس در آسیاب گلوله ای در حالت خشک خرد و آسیاب می شوند یا در حالت مرطوب مخلوط می شوند. پودر خشک یا دوغاب مرطوب در کوره دوار با دمای ۱۴۰۰ درجه سانتیگراد تا ۱۵۰۰ درجه سانتی گراد پخته می شود.
اجزای شیمیایی اصلی سیمان به شرح زیر است:
| آهک (CaO) | ۶۰ تا ۶۷ درصد |
| سیلیس (SiO2) | ۱۷ تا ۲۵ درصد |
| آلومینا (Al2O3) | ۳ تا ۸ درصد |
| اکسید آهن (Fe2O3) | ۰.۵ تا ۶ درصد |
| منیزیم (MgO) | ۰.۱ تا ۴ درصد |
| تری اکسید گوگرد (SO3) | ۱ تا ۳ درصد |
| سودا یا پتاس (Na2O + K2O) | ۰.۵ تا ۱.۳٪ |
اجزای فوق که مواد اولیه را تشکیل می دهند در حین احتراق و همجوشی تحت واکنش های شیمیایی قرار می گیرند و ترکیبات زیر را تشکیل می دهند که باگی نامیده می شوند.
| مواد تشکیل دهنده | مخفف |
| سیلیکات سه کلسیم (۳CaO.SiO2) | C3S |
| دی کلسیم سیلیکات (۲CaO.SiO2) | C2S |
| آلومینات تری کلسیم (۳CaO.Al2O3) | C3A |
| آلومینوریت تترا کلسیم (۴CaO.Al2O3.Fe2O3) | C4AF |
نسبت چهار ترکیب فوق در انواع مختلف سیمان پرتلند متفاوت است. در جایی که سیلیکات تری کلسیم و سیلیکات دی کلسیم بیشتر به استحکام نهایی سیمان کمک می کنند، گیرش اولیه سیمان پرتلند به دلیل آلومینات تری کلسیم است.
تری کلسیم سیلیکات به سرعت هیدراته می شود و حتی بیشتر به استحکام اولیه کمک می کند. سهم سیلیکات D-کلسیم پس از ۷ روز رخ می دهد و ممکن است تا ۱ سال باقی بماند. آلومینات تری کلسیم به سرعت هیدراته می شود، گرمای زیادی تولید می کند و تنها سهم کمی در استحکام در ۲۴ ساعت اول دارد.
آلومینوفریت تتراکلسیم نسبتاً غیر فعال است. هر چهار ترکیب هنگام مخلوط شدن با آب گرما تولید می کنند، آلومینات ها حداکثر گرما و سیلیکات کلسیم حداقل تولید می کنند. در نتیجه، آلومینات تری کلسیم مسئول بیشتر خواص نامطلوب بتن است.
سیمانی با محتوای C3A کمتر، حداکثر استحکام بالاتر، تولید حرارت کمتر و ترک خوردگی کمتری خواهد داشت. جدول زیر ترکیب و درصد ترکیبات موجود برای سیمان پرتلند معمولی، سخت شدن سریع و دمای پایین را نشان می دهد.
ترکیب و محتوای ترکیبی سیمان:
| سیمان پورتلند | سیمان معمولی | سیمان با سخت شدن سریع | سیمان با دمای پایین |
| نسبت آهک | ۶۳.۱ | ۶۴.۵ | ۶۰ |
| محتوای سیلیس | ۲۰.۶ | ۲۰.۷ | ۲۲.۵ |
| نسبت آلومینا | ۶.۳ | ۵.۲ | ۵.۲ |
| نسبت اکسید آهن | ۳.۶ | ۲.۹ | ۵.۲ |
| درصد C3S | ۴۰ | ۵۰ | ۲۵ |
| نسبت C2S | ۳۰ | ۲۱ | ۳۵ |
| نسبت C3A | ۱۱ | ۹ | ۶ |
| درصد C3A | ۱۲ | ۹ | ۱۴ |
منبع : ساخت و ساز
