نیازمندی های صنعت بتن

سیمان

دانشنامه اجرایی بتن

۱۲ آذر ۱۳۹۸ 6 بازدید
نیازمندی های صنعت بتن
گروه ایران بتن، بتن ایران، سیمان پرتلند

گروه ایران بتن، بتن ایران، سیمان پرتلند

انواع سیمان پرتلند بر مبنای استانداردها

سیمان پرتلند به ۵ نوع (تیپ) تقسیم بندی می شود:


تیپ ۱- سیمان پرتلند معمولی Type 1.325 Type 1.425 Type 1.525

تیپ ۲- سیمان پرتلند اصلاح شده Type 2

تیپ ۳- سیمان پرتلند زود سخت شونده Type 3

تیپ۴- سیمان پرتلند با حرارت کم

تیپ ۵- سیمان پرتلند ضد سولفات

تجهیزات لازم برای تولید هر ۵ نوع سیمان فوق و خط تولید آن ها مشابه است. عمده اختلاف آن ها در درصد مواد اولیه و درجه حرارت کوره می باشد.

سیمان پرتلند تیپ ۱ سیمان پرتلند معمولی

این نوع سیمان که سیمان پرتلند معمولی (Ordinary Portland Cement) نیز گفته می شود، برای مصارف عمومی که ویژگی خاصی از بتن خواسته نشده است، مصرف می شود. از این نوع سیمان در ساختن پیاده روها، روسازی جاده ها، پل های بتن مسلح، راه آهن، مخازن، لوله های آب و ملات برای بنایی استفاده میشود. به طور کلی بهتر است از این سیمان در مواردی که نیاز به خواص ویژه دیگر سیمان ها علی الخصوص در محیط های خورنده حاوی یون های مهاجم بتن استفاده نشود.

برای کلاس های با مقاومت بالا (435-1 و 525-1)و در مناطق گرمسیر که خطر افزایش دمای بتن به 32 درجه سانتی گراد و در بتن ریزی حجیم به بیش از 15 درجه سانتیگراد وجود دارد، مصرف این کلاس ازسیمان ها بایستی با احتیاط صورت گیرد.

در استاندارد ایران سیمان تیپ ۱ به سه دسته تقسیم می شود که عبارتند از ۱-۳۲۵ ٬ ۱-۴۲۵ و ۱-۵۲۵.

این تقسیم بندی بر مبنای مقاومت ۲۸ روزه نمونه های سیمان است.

نوع سیمان تیپ ۱

 

حداقل مقاومت ۲۸ روزه (مگاپاسکال)

۱-۳۲۵

۳۲.۵

۱-۴۲۵

۴۲.۵

۱-۵۲۵

۵۲.۵

برای نمونه های با مقاومت بالا (۱-۴۲۵ و ۱-۵۲۵) و در مناطق گرمسیر که خطر افزایش دمای بتن به ۳۲ درجه سانتی گراد و در بتن ریزی حجیم به بیش از ۱۵ درجه سانتی گراد وجود دارد٫ مصرف این کلاس از سیمان باید مورد احتیاط قرار گیرد.

سیمان پرتلند تیپ ۲ سیمان پرتلند اصلاح شده

با اصلاحاتی که در خط تولید این نوع سیمان صورت گرفته می شود٫ درصد C3A در آن کاهش می یابد و به حدود ۸٪ محدود می شود. این امر طریق کاستن میزان خاک رس در مواد اولیه حاصل می گردد. از انجایی که فاز آلومینات در C3A یافت می شود با کاهش خاک رس در مواد اولیه  این ترکیبات نیز محدود می شوند. این امر باعث کاهش حرارت هیدراتاسیون و مقاوم شدن سیمان (بتن) در مقابل حمله سولفات ها می گردد. اما مقاومت فشاری اولیه و نهایی سیمان تیپ ۲ کمتر از سیمان نوع ۱ است. سیمان تیپ ۲ معمولاً کندتر از سیمان تیپ ۱ می گیرد و در گیرش حرارت کمتری تولید میکند.

از این سیمان می توان در ساختمان های حجیم استفاده نمود تا هنگام گرفتن بتن حرارت کمتری ایجاد شود و حجم بتن ریزی محدود نشود. این سیمان در محیط های آب و خاک که غلظت یون سولفات در حد متوسط است و برای بتن ریزی در هوای نسبتاً گرم که خطر افزایش دمای بتن معمولی به بیش از 32 درجه سانتیگراد و بتن حجیم به بیش از 15 درجه سانتیگراد وجود دارد، به کار می رود. برای استفاده در محیط های حاوی یون کلر و سولفات به طور همزمان و در محیط های حاوی غلظت زیاد سولفات و همچنین برای بتن ریزی در هوای سرد این نوع سیمان توصیه نمی شود.

 

 

سیمان پرتلند تیپ ۳ سیمان پرتلند زود سخت شونده

این نوع سیمان تقریباً اجزاء اولیه تیپ ۱ را دارد، با این تفاوت که به شدت ریزتر آسیاب شده و به همین جهت گیرش سریعتری دارد. سیمان نوع ۳ در مدت کوتاهی یعنی معمولاً در عرض ۱ هفته یا کمتر مقاومت زیادی به دست می آورد و مقاومت ۷ روزه آن در حدود مقاومت ۲۸ روزه سیمان نوع ۱ می باشد. این نوع سیمان نسبت به سیمان نوع ۱ در هنگام گیرش حرارت بیشتری تولید می کند. مطابق آیین نامه بتن ایران (آبا) غلظت یون سولفات در محیط آبی کمتر از ppm ۱۲۰۰ و در محیط خاکی کمتر از 5/0 درصد است.
 از این سیمان وقتی استفاده میکنند که بخواهند زودتر از معمول قالب را برداشته و بتن را مورد استفاده و بارگذاری قرار دهند. در محیط های سرد نیز می توان از این سیمان استفاده کرد تا مدت زمان لازم برای محافظت بتن ریخته شده کوتاه تر شود. اگرچه با به کار بردن مخلوط پرسیمان تر با سیمان نوع 1 هم می توان بتنی تهیه کرد که در مدت کوتاه مقاومت بیشتری کسب کند، ولی سیمان نوع ۳ همین کار را به نحو بهتر و باصرفه تر انجام می دهد.

به سیمان نوع ۳ سیمان زودگیر هم گفته میشود. در هوای سرد (حدود ۴ درجه سانتیگراد) و در دمای زیر صفر درجه سانتیگراد کاربرد این سیمان به تنهایی کفایت نمی کند و لذا در یخبندان علاوه بر مصرف این سیمان مسائل دیگری نیز باید رعایت شود (مثلاً مصرف ضد یخ)؛ سیمان تیپ ۳ در ساعات اولیه مصرف، حرارت قابل توجهی آزاد می کند و باعث گرم شدن بتن می شود. لذا از این نوع سیمان نباید در بتن ریزی های حجیم استفاده نمود زیرا بتن در اثر گرمای هیدراتاسیون زیاد منبسط شده و در همان حال گیرش حاصل می کند. اما پس از سرد شدن٫ پدیده انقباض٫ بتن را تحت کشش قرار می دهد و باعث ایجاد ترک هایی در آن می شود.

سیمان پرتلند تیپ ۴ سیمان پرتلند با حرارت کم

سیمان تیپ ۴ کندگیر بوده و در هنگام حرارت کمتری تولید می کند. مقدار C3S و C3A موجود در این نوع سیمان در مقایسه با انواع دیگر سیمان، کمتر بوده و در مقابل C2S زیادتری دارد. مورد استفاده این نوع سیمان جایی است که شدت و مقدار حرارت تولید شده اهمیت دارد. بتنی که با این سیمان ساخته می شود، رشد مقاومت آهسته تری دارد؛ یعنی دیرتر می گیرد. کاربرد اصلی این نوع سیمان در ساختمان های حجیم بتنی است. در ساختمان های حجیم همچون سدهای وزنی بتنی به علت حجم زیاد بتن، افزایش درجه حرارت ناشی از گیرش بتن می تواند بسیار خطرناک باشد. این نوع سیمان در هوای گرم و دمای بالای 40 الی 50 درجه سانتیگراد برای تسهیل مراقبت از بتن به کار می رود.

مصرف این نوع سیمان در هوای گرم باعث جلوگیری از اتصال سرد می شود بدین ترتیب در هنگام ریختن بتن لایه جدید، بتن لایه قبلی سفت شده و اتصال خوبی بین دو لایه برقرار نمی شود. این اتصال ضعیف بین لایه های بتن قدیم و جدید را اتصال سرد می گویند که ضعف بتن ریزی به شمار میررود. مصرف سیمان تیپ ۴ در چنین مواردی باعث می شود که فرصت کافی برای بتن ریزی فراهم باشد. در بتن ریزی های حجیم به منظور کاهش تنش های حرارتی میتوان از این سیمان استفاده کرد. البته تولید این نوع سیمان در دنیا کم است و سعی می شود از سیمان های جایگزین همچون تیپ ۵ استفاده شود.

سیمان پرتلند تیپ ۵ سیمان پرتلند ضدسولفات

این سیمان برای مصرف در بتن هایی که در معرض حمله سولفات ها قرار دارد، مناسب است و به همین جهت به سیمان ضدسولفات شهرت دارد. این نوع سیمان وقتی به کار می رود که بتن در تماس شدید با سولفات قرار داشته باشد. از این سیمان اساساً وقتی استفاده می شود که خاک یا آب زیرزمینی که در تماس با ساختمان بتنی قرار دارد، مقدار زیادی املاح سولفات داشته باشد. طبق آیین نامه بتن ایران (آبا) کلیه سازه های بتنی قرار گرفته در محیط های آب و خاک سولفاتی شدید بایستی از سیمان نوع ۵ استفاده شود.

البته اگر در محیط یون کلر همراه یون سولفات باشد، کاربرد این سیمان باید با احتیاط و با آزمایش های لازم صورت گیرد. سیمان نوع ۵ دیرتر از سیمان معمولی می گیرد و حد مقاومت ۳ ،۷ و ۲۸ روزه برای این سیمان کمتر از سایر سیمان های پرتلند است و لذا برای سازه هایی که نیاز به مقاومت های زیادتر باشد، دارای محدودیت کاربرد است.

سیمان های پرتلند پوزولانی

پوزولان ها مواد سیلیسی یا  سیلسی آلومیناتی هستند که خود قابلیت چسبندگی ندارند. اما به صورت پودر در حضور رطوبت با آهک ترکیب می شوند و ترکیبات سیلیکات کلسیم به وجود می آورند که خاصیت چسبندگی دارند. در تهیه سیمان های پرتلند پوزولانی درصد مشخصی از مواد پوزولانی را به ترکیب سیمان پرتلند اضافه می کنند. یکی از مهمترین خواص این نوع سیمان مقاومت /ان در برابر حمله سولفات ها است. بسته به درصد سولفات محیط ترکیب سیمان تعیین می شود.

طبق آئین نامه حداکثر میزان پوزولان مصرفی در سیمان پرتلند پوزولانی ۱۵٪ می باشد. حرارت هیدراتاسیون این نوع سیمان نسبت به سایر أنواع سیمان های پرتلند کمتر است بنابراین در بتن ریزی های حجیم بسیار کاربرد دارند. اما در زمستان که خطر یخ زدگی وجود دارد نباید از این نوع استفاده نمود. همچنین مقاومت آن تا قبل از یک سال کمتر ازمقاومت سایرسیمان های معمولی می باشد.

أنواع پوزولان ها

۱-پوزولان های طبیعی
۲- پوزولان های مصنوعی  مانند خاکستر بادی (Fly Ash) و دوده سیلیسی (Silica Fume)  

سیمان پرتلند سفید White Cement

رنگ سیاه سیمان ناشی از ترکیبات آهن و منگنز موجود در آن است. لذاجهت از بین بردن آن باید ترکیبات عناصر فوق تا حد امکان محدود و کم شود (کمتر از ۱٪). همچنین در آسیاب سیمان به جای استفاده از گلوله های فلزی که در اثر سایش مقداری آهن وارد سیمان می کنند٫ از گلوله های سرامیکی استفاده می شود. با وجودی که سیمان سفید فقط به دلیل مشخصه رنگ سفیدش در نماسازی و اندودکاری استفاده می شود٫ از لحاظ جنس باید کلیه خصوصیات سیمان پرتلند معمولی را دارا باشد.

مراجع:

اشتراک گذاری Telegram Facebook WhatsApp Twitter