سیمان در ساختمان سازی - فیس راز

جهت دریافت خدمات بازسازی ساختمان با گروه ساختمانی آبان در ارتباط باشید.

سیمان یکی از مصالح پرکاربرد در صنعت ساخت و ساز است که کاربرد آن سابقه ای طولانی دارد و قدمت استفاده از آن به سال ها پیش از میلاد مسیح باز می گردد. در حال حاضر سیمان به عنوان ماده ای پر مصرف در ساختمان سازی و بتن ریزی شناخته شده است. این متریال یک فرآورده شیمیایی می باشد که در صورت ترکیب با آب سفت شده و تبدیل به جسمی سخت می گردد. در صنعت ساختمان همیشه به یک ماده چسباننده آبی احتیاج است، ماده ای که مقاومت بسیار بالا داشته و برای چسباندن مصالح به یکدیگر به کار رود. سیمان به عنوان یک متریال در دسترس این احتیاج را رفع می نماید و با قابلیت ترکیب با آب نوعی ماده چسبنده ایده آل برای مصارف ساختمانی ایجاد می نماید. این ماده از ترکیب آهک (اکسید کلسیم) با اکسیدهای قلیایی، اکسید آهن، اکسید سیلیسیم، اکسید آلومینیوم و اکسید منیزیم بدست می آید.

سیمان دارای ترکیب های متفاوت است و به دلیل قابلیت ترکیب با آب یک ملات آبی به شمار می آید. مواد اولیه ای که در فراوری سیمان مورد استفاده قرار می گیرند در حین پخت با هم واکنش داده و ترکیبات جدیدی ایجاد می نمایند. در کل می توان به چهار ترکیب زیر به عنوان ترکیبات اصلی سیمان اشاره کرد:

1. سه کلسیم سیلیکات (3O2=C3S)
2. دو کلسیم سیلیکات (2CaOSiO2=C2S)
3. سه کلسیم آلومینات (3CaOAl2O3=C3A)
4. چهار کلسیم آلومینو فریت (4CaOAl2O3Fe2O3)

سیلیکات ها نقش مهمی در افزایش مقاومت خمیر سیمان هیدراته ایفا می نمایند و در واقع جزء مهم ترین ترکیبات در نظر گرفته شده اند. این ترکیبات خالص نیستند و از اکسیدهای جزئی که تاثیر قابل توجهی در خواص هیدرولیکی و فرم دهی اتم ها دارند، تشکیل شده اند. سه کلسیم آلومینات نیز ترکیب آهک با سیلیس را در مراحل اولیه فراوری سیمان تسهیل می نماید اما تاثیری در مقاومت سیمان ندارد. چهار کلسیم آلومینو فریت به نسبت ترکیبات دیگر به میزان کمتر در سیمان وجود دارد و سرعت هیدراتاسیون سیلیکات ها را بالا می برد اما در رفتار سیمان هیچ اثری نمی گذارد. ترکیبات دیگری همانند اکسید پتاسیم و اکسید سدیم نیز در سیمان یافت می شوند که به اکسیدهای قلیایی معروف هستند. این ترکیبات قلیایی به علت واکنش با سنگدانه ها منجر به تخریب بتن می شوند.

سیمان در انواع سیمان پرتلند، سیمان بنایی، سیمان نسوز، سیمان سفید و سیمان رنگی فراوری و برای مصارف گوناگون مورد استفاده قرار می گیرد. سیمان پرتلند خود در 5 نوع به بازار عرضه می گردد که هر نوع دارای خواص منحصر بفرد خود می باشد. سیمان پرتلند نوع 1 همان سیمان معمولی است که برای ساختمان سازی در شرایط آب و هوایی عادی مورد استفاده قرار می گیرد. سیمان پرتلند نوع 2 در مقایسه با سیمان معمولی حرارت هیدراتاسیون پایین تری دارد و در مکان هایی که حمله سولفات ها به مقدار کم صورت می گیرد مصرف می گردد. سیمان پرتلند نوع 3 به عنوان یک سیمان زودگیر شناخته شده است که در طول یک روز بتنی با مقاومت بسیار بالا ایجاد می نماید،سیمان نوع 3 در تعمیر فوری قسمت هایی از سازه که می بایست هرچه زودتر مورد استفاده قرار گیرند نیز کاربرد دارد. از این سیمان به علت حرارت هیدراتاسیون بالا در آب و هوای سرد به منظور آزاد کردن گرمای بالا استفاده می گردد. برخلاف سیمان نوع 3، سیمان پرتلند نوع 4 یک سیمان کندگیر با حرارت بسیار پایین است. این سیمان در مناطق گرم به منظور فراوری حرارت کمتر و سهولت در نگهداری بتن مصرف می گردد. استفاده از سیمان نوع 4 تنش های حرارتی را در بتن ریزی های حجیم کاهش می دهد. در بتن ریزی حجیم که عرض، طول و ارتفاع بتن ریزی زیاد است، مبادله حرارتی بین بتن و محیط سخت تر و در مدت زمان طولانی تر انجام می گردد. بنابراین زمانی که سطح بتن محکم شده است، همچنان در قسمت های داخلی گرما وجود دارد، که منجر به ایجاد تنش حرارتی می گردد. با توجه به این موضوع می توان گفت استفاده از سیمان نوع 4 که حرارت کمتری ایجاد می نماید، در کاهش این تنش مؤثر است. در نهایت سیمان نوع 5 سیمانی بسیار مقاوم در برابر حمله سولفات ها است و در مقایسه با سیمان نوع 1 به میزان کمتری حرارت فراوری می نماید.

برای حفاظت از سازه های بتنی در برابر سولفات ها علاوه بر اهمیت نوع سیمان مورد استفاده، باید سولفاتی بودن خاک و آب های نزدیک به سازه نیز آنالیز گردد. توجه به این نکته که سولفات زمانی که در آب حل می گردد می تواند برای بتن خطرناک باشد، در انتخاب نوع سیمان مصرفی مؤثر است.

وجه تسمیه سیمان سرباره استفاده از سرباره کوره های ذوب آهن می­ باشد، چراکه سنگ آهن همراه مقداری ناخالصی که شامل سنگ آهک نیز هست وارد کوره شده و به علت سبکی، این مواد روی آهن مذاب قرار می گیرند. این سرباره ها را سریع سرد نموده و در فراوری سیمان از آن استفاده می نمایند. این نوع سیمان ارزان تر است و در برابر عوامل مخرب شیمیایی نیز مقاوم تر است، تنها باید توجه داشت، مقاومت این سیمان در هوای سرد پائین می آید. سیمان پوزولانی سیمانی است که در فراوری آن از نوعی ماده سیلیسی که در طبیعت به صورت سنگ است و پوزولان نامیده می گردد، استفاده می گردد. این سیمان در مقایسه با سیمان پرتلند معمولی مقاومت بیشتری در برابر حمله­ سولفات ها دارد و مقرون به صرفه تر است. سیمان بنایی از جمله سیمان های پرکاربرد برای انجام کارهای بنایی، فراوری ملات و امور نازک کاری ساختمان محسوب می گردد. این سیمان برای فراوری بتن مناسب نیست. سیمان بنایی از ترکیب سیمان پرتلند معمولی با پودر سنگ و مواد حباب ساز ساخته می گردد و احتیاجی به استفاده از آهک در فراوری ملات آن نیست. سیمان نسوز نیز همانطور که از نامش پیداست مقاومت بالایی در برابر حرارت و آتش دارد. این سیمان از ترکیب اکسید کلسیم با سایر اکسیدها حاصل می گردد. سیمان نسوز اگر با آب ترکیب گردد و در مجاورت هوا یا آب قرار گیرد مقاومت و سختی آن به مقدار زیادی افزایش پیدا می نماید. روش تهیه سیمان سفید نیز مانند سیمان پرتلند معمولی است و برای فراوری آن از خاک رسی که مقدار منیزیم و سولفات آهن آن بسیار کم و زیر 8 درصد است استفاده می گردد. برای آنکه رنگ سیمان تیره نگردد اصولاً سوخت کوره را از موادی که دوده فراوری نمی نمایند انتخاب می نمایند. علاوه بر آن برای سفیدتر شدن رنگ سیمان و افزایش مقاومت و دوام آن هنگام آسیاب کردن سیمان کمی پودر سنگ گچ به آن افزوده می گردد. سیمان رنگی همان سیمان سفید است که از طریق رنگدانه ها به سیمان رنگی تبدیل می گردد. از این سیمان برای نمای ساختمان، طرح های دکوراتیو و سطوح رنگی در خیابان استفاده می گردد. سطح رنگی این سیمان ها نور خورشید را یا جذب و یا تشدید می نماید. سیمان رنگی از چسبندگی لازم برخوردار است و مقاومت مکانیکی آن در مقایسه با ضخامت کم بالا می باشد. این سیمان سطحی یکپارچه و بدون درز ایجاد می نماید و دچار ترک خوردگی نمی گردد. سیمان انبساطی سیمانی است که در هنگام سخت شدن مقداری منبسط شده و برای دیوار آب انبارها و قسمت هایی که می بایست آب بندی شوند به کاربرده می گردد

انواع مختلف سیمان در صورت ترکیب با آب به ماده ای سخت تبدیل می شوند که در برابر عوامل مختلف مقاومت بالایی دارند. اگر اختلافی بین آنها دیده می گردد به دلیل میزان مقاومت و زمان گیرش آنهاست. سیمان هنگامی که سخت می گردد منقبض می گردد، از این رو به تنهایی از آن استفاده نمی گردد و مواد پر نماینده با آن ترکیب می شوند. پر نماینده ها انقباض سیمان را کاهش می دهند اما استفاده بیش از حد آنها خواص مکانیکی مصالح را پایین می آورد. سیمان متریالی بسیار مقاوم در برابر آتش است و محصولات آن نیز از این قابلیت برخوردار هستند. این محصولات مقاومت فشاری بالایی دارند و در برابر ضربه دچار آسیب نمی شوند. مقاومت و استحکام بسیار بالای سیمان این ماده را به عنوان یک مصالح ضروری و کاربردی در صنعت ساختمان تبدیل نموده است که استفاده از آن عمر سازه را نیز طولانی تر می نماید.

نگهداری از سیمان کیسه ای باید به صورتی باشد که سیمان در برابر هوا و رطوبت محافظت گردد و بنابراین به مکانی مسقف احتیاج است. در حین انبار کردن سیمان کیسه ای باید فاصله کیسه ها از کف و دیوار رعایت گردد برای دستیابی به این امر می توان از تخته های مناسب استفاده کرد و کیسه ها را روی آن ها قرارداد. گفتنی است بیش از 12 کیسه سیمان روی یکدیگر قرار نگیرند چراکه وزن سیمان های رویی، به کیسه های زیرین فشار وارد می نماید. به طورکلی انبار کردن فله ای سیمان در سیلوهای مخصوص که برای این کار ساخته شده اند نه تنها به حفظ کیفیت سیمان یاری می نماید بلکه مقرون به صرفه تر نیز هست.