سیمان پرتلند چیست

نویسنده : کلینیک بتن ایران
تاریخ ثبت : 1397/04/13

سیمان پرتلند ( Portland cement )

سیمان پودریست که از سنگ آهک و خاک رس تولید می شود و از مخلوط آن با مصالح سنگی دیگر خصوصاً ماسه، شن و سنگ برای ساخت انواع ملات و بتن استفاده می گردد. قسمت عمده سیمان مصرفی از نوع سیمان پرتلند می باشد، که به آن سیمان پرتلند معمولی یا OPC13 نیز وجود ندارند که اکثرا در کارهای اجرایی در لایه های زیر سطحی استفاده می شود و همین طور سیمان با آلومینای بالا HAC15.
سیمان معمولا در بسته های 50 کیلوگرمی به فروش می رسد، هر چند مصرف کنندگان بزرگ تجاری مانند کارخانه های ساخت بتن و  کارخانه های قطعات بتنی پیش ساخته فله استفاده می کنند و حمل آن توسط تانکرهای خاصی صورت می گیرد. سیمان با توجه به واکنش های سخت شوندگی، به دو نوع هیدرولیک و غیر هیدرولیک تقسیم می‌شود. همانطوری که مشخص است سیمان های هیدرولیک در اثر واکنش با آب (هیدراتاسیون) سخت می‌شوند. طرح سیمان به این شکل، اولین بار توسط ژوزف اسپین معمار بریتانیایی مطرح شده است. اسپین در سال ۱۸۲۴ طرح اولیه خود را اصلاح نموده و محصول خاک رس و آهک هیدرولیک را تحت عنوان سیمان پرتلند ثبت کرد. به علت تشابه رنگ سیمان سخت شده با رنگ سنگ های آهکی جزیره پرتلند در انگلستان، نام پرتلند برای آن انتخاب شده است. 

✔ انواع سیمان و موارد کاربرد آنها

بعضی از مشخصات فنی سیمان بر اساس نشریه شماره 55 موسوم به مشخصات فنی عمومی کارهای ساختمانی ( تجدید نظر دوم ) به شرح ذیل می باشد :
انواع سیمان پرتلند در استاندارد ایران به پیروی از استاندارد ASTM عبارتند از : 

سیمان پرتلند معمولی یا سیمان تیپ 1

این نوع سیمان که سیمان پرتلند معمولی نیز نامیده میشود، برای مصارف عمومی که ویژگی خاصی از بتن خواسته نشده است، مصرف میشود. از این نوع سیمان در ساختن پیاده روها، روسازی جاده ها، پلهای 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 سیمانها علی الخصوص در محیطهای خورنده حاوی یونهای مهاجم بتن استفاده نشود اخیرا سیمان پرتلند معمولی در سه کلاس 325-1 ،425-1 و 525 -1 تولید و عرضه میشود. برای کلاسهای با مقاومت بالا (435-1 و 525 -1) وجود دارد، مصرف این کلاس از سیمان بایستی با احتیاط صورت گیرد. سیمان پرتلند معمولی در کارهای معمولی و عمومی بتنی ساده و بتن آرمه که مکان حمله سولفات ها وجود ندارد مصرف می شود.

سیمان اصلاح شده یا سیمان تیپ 2

از سیمان اصلاح شده در مواردی که حرارت هیدراتاسیون متوسط و مقاومت در برابر حمله سولفاتهای در حد متوسط لازم باشد و از سیمان معمولی مقاوم تر است به کار میرود. به دلیل محدودیت فاز آلومینات و کمتر بودن فاز C3S در این سیمان که سبب ایجاد خواص ویژه مزبور میشود، مقاومت فشاری اولیه و نهایی آن کمتر از سیمان تیپ 1 سیا سیمان پرتلند معمولی است. سیمان تیپ 2 یا سیمان اصلاح شده معمولاً کندتر از سیمان تیپ 1 میگیرد و در گیرش حرارت کمتری تولید میکند. از این سیمان میتوان در ساختمانهای حجیم استفاده نمود تا هنگام گرفتن بتن حرارت کمتری ایجاد شود و حجم بتن ریزی محدود نشود. این سیمان در محیطهای 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 میرود. 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 نمیشود. گرمازدایی این نوع سیمان هنگام آبگیری کمتر از سیمان معمولیست، لذا، در بتن ریزی های حجیم و بتن ریزی در هوای گرم نیز به مصرف می رسد.

سیمان خیلی زود گیر یا سیمان تیپ 3

سیمان تیپ 3 که به سیمان خیلی زودگیر معروف است، این نوع سیمان تقریبا اجزاء اولیه تیپ 1 را دارد، با این تفاوت که به شدت ریزتر آسیاب شده و به همین جهت گیرش سریع تری دارد. سیمان نوع 3 در مدت کوتاهی یعنی معمولا در عرض 1 هفته یا کمتر مقاومت زیادی به دست می آورد و مقاومت 7 روزه آن حدود مقاومت 28 روزه سیمان نوع 1 میباشد. این نوع سیمان نسبت به سیمان نوع 1 در هنگام گیرش حرارت بیشتری تولید میکند. 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 میتوان از این سیمان استفاده کرد تا مدت زمان لازم برای محافظت بتن ریخته شده کوتاهتر شود. اگرچه با به کار بردن مخلوط پر سیمان تر با سیمان نوع 1 هم میتوان بتنی تهیه کرد که در مدت کوتاه مقاومت بیشتری کسب کند، ولی سیمان نوع 3 همین کار را به نحو بهتر و با صرفه تر انجام میدهد. سیمان نوع 3 را سیمان زودگیر هم میگویند در هوای سرد (حدود 4 درجه سانتیگراد)، در دمای زیر صفر درجه سانتیگراد کاربرد این سیمان به تنهایی کفایت نمیکند و لذا در یخبندان علاوه بر مصرف این سیمان مسائل دیگری نیز باید رعایت شود (مثلاً مصرف ضد یخ)؛ سیمان تیپ 3 در ساعات اولیه مصرف، حرارت قابل توجهی آزاد میکند و باعث گرم شدن بتن میشود. این نوع سیمان را در مواقعی که بارگذاری باید مدتی کوتاه بعد از بتن ریزی صورت گیرد یا بخواهند قالب ها را زودتر بردارند یا به هنگام بتن ریزی در هوای سرد به مصرف می رسانند.

سیمان کم حرارت یا سیمان تیپ 4

سیمان تیپ 4 کندگیر بوده و در هنگام بتن ریزی حرارت کمتری تولید میکند. مقدار C3A و C3S موجود در این نوع سیمان در مقایسه با C  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 میشود، رشد مقاومت آهسته تری دارد؛ یعنی دیرتر می گیرد. کاربرد اصلی این نوع سیمان در ساختمانهای حجیم بتنی است. در ساختمانهای حجیم چون سدهای وزنی بتنی به علت حجم زیاد بتن، افزایش درجه حرارت ناشی از گیرش بتن می تواند بسیار خطرناک باشد. برای پایین نگه داشتن درجه حرارت سیمان، سیمان نوع 4 که به آن سیمان دیرگیر نیز میگویند استفاده میشود. این نوع سیمان در هوای گرم و دمای بالای 40 الی 50 درجه سانتیگراد برای تسهیل مراقبت از بتن به کار میرود. مصرف این نوع سیمان در هوای گرم باعث جلوگیری از اتصال سرد میشود؛ چرا که در بتن ریزی دیوارها (دیوار مخزن آب و یا استخر) که طول دیوار زیاد است، چون بتن ریزی لایه لایه انجام می گیرد، ممکن است فاصله زمانی حدود نیم ساعت یا بیشتر طول بکشد تا لایه بتن جدید روی بتن قبلی ریخته شود. بدین ترتیب در هنگام ریختن بتن لایه جدید، بتن لایه قبلی سفت شده و اتصال خوبی بین دو لایه برقرار نمیشود. این اتصال ضعیف بین لایه های بتن قدیم و جدید را اتصال سرد میگویند که ضعف بتن ریزی به شمار میرود. به خصوص اگر سازه آبی باشد این اتصال نقطه ضعفی برای نشت آب خواهد بود. مصرف سیمان تیپ چهار در چنین مواردی باعث میشود که فرصت کافی برای بتن ریزی فراهم باشد و لایه های قبلی هنوز وارد واکنش نشده باشند تا بتوانند با لایه های جدید اتصال مناسبی را برقرار نمایند. در بتن ریزیهای حجیم به منظور کاهش تنشهای حرارتی میتوان از این سیمان استفاده کرد. بتن حجیم بتنی را گویند که طول و عرض و ارتفاع آن زیاد باشد؛ مانند بتن ریزی سدها و یا پایه های پل. از اشکالات بتن ریزی حجیم، ایجاد تنشهای حرارتی است بدین صورت که به دلیل حجیم بودن بتن، تبادل حرارتی عمق بتن با محیط بیرونی، کندتر صورت میگیرد. بنابراین هنگامی که بتن سفت شد، هنوز دمای قسمتهای مرکزی آن با محیط اطراف، یکنواخت نشده است. از این لحظه به بعد تغییر دمای بتن در راستای تبادل حرارتی با محیط خارج، همراه با ایجاد تنشهای حرارتی خواهد بود. استفاده از سیمان تیپ 4 سبب میشود که اولا دمای قسمتهای میانی بتن حجیم کمتر از بتن مشابه ساخته شده با سیمان تیپ 1 باشد (چون سیمان تیپ 4 هم کم حرارت تر است و هم دمای خود را در طول زمان بیشتری آزاد میکند) و ثانیاً فرآیند سفت شدن بتن طولانی تر بوده و در این مدت قسمت اعظمی از تبادل حرارتی با محیط اطراف صورت می پذیرد. البته اگر خطر کاهش دمای بتن به کمتر از 5 درجه سانتیگراد وجود دارد، بهتر است از سیمان نوع 4 برای بتن ریزی استفاده نشود. این نوع سیمان غالبا در بتن ریزی های حجیم به ویژه در فصول گرم به مصرف می رسد. جهت خرید و اطلاع از قیمت انواع سیمان پرتلند می توانید با مشاوران و کارشناسان فنی و تخصصی کلینیک بتن ایران در ارتباط باشید.

سیمان ضد سولفات یا سیمان تیپ 5

این سیمان برای مصرف در بتن ها و در بخش هایی از ساختمان که شدیدا در معرض حمله سولفاتها قرار دارد، مناسب است و به همین جهت به سیمان ضد سولفات شهرت دارد. این نوع سیمان وقتی به کار میرود که بتن در تماس شدید با سولفات قرار داشته باشد. از این سیمان اساساً وقتی استفاده میشود 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 محیطهای آب و خاک سولفاتی شدید بایستی از سیمان نوع 5 استفاده شود. البته اگر در محیط یون کلر همراه یون سولفات باشد، کاربرد این سیمان باید با احتیاط و با آزمایشهای لازم صورت گیرد سیمان نوع 5 دیرتر از سیمان معمولی میگیرد و حد مقاومت 3 ،7 و 28 روزه برای این سیمان کمتر از سایر سیمانهای پرتلند است و لذا برای سازه هایی که نیاز به مقاومتهای زیادتر یا مقاوم سازی سازه های بتنی باشد، دارای محدودیت کاربرد است . انواع دیگر سیمان وجود دارد که برای مطالعه آن می توان به کتب تخصصی در زمینه تکنولوژی سیمان مراجعه نمود. در اینجا فقط اشاره مختصری به سیمان بنایی می گردد.

سیمان پوزولانی

جنس پوزولان سیلیکات و تقریباً شبیه سیمان است، منتهی واکنش سیمان را ندارد. در سیمان پوزولانی حداکثر 15 درصد سیمان (نوع 1 ،2 و5) را تشکیل میدهد. این نوع سیمان برای مصارف عمومی در ساخت ملات یا بتن به کار میرود و با نشانه (پ.پ) عرضه میگردد. این سیمان علاوه بر دارا بودن مشخصات کاربردی کلینکر سیمان های مورد استفاده، متناسب با نوع و ویژگی پوزولان مورد استفاده، خواص ویژه ای نیز دارا میباشد. پایین بودن حرارت هیدراسیون اولیه و نهایی، کاهش نفوذپذیری بتن و ایجاد دوام قابل توجه در محیط های حاوی املاح خورنده، جذب قلیایی های سیمان و قابلیت حفظ خواص بتن تازه در زمان طولانی تر، از جمله خواصی است که زمینه های کاربرد گسترده در مناطق گرمسیری و بتن ریزی حجیم، استفاده از سنگدانه های نامرغوب واکنش زا با قلیایی ها، استفاده در محیطهای حاوی یونهای سولفات و کلر، قابلیت حمل تا فاصله بیشتر و در مجموع دوام و پایداری بیشتر را سبب میشود. در سیمان پوزولانی ویژه ماده پوزولانی بین 15 تا 40 درصد وزنی سیمان مزبور را تشکیل میدهد. مزایا و ویژگیهای سیمان پرتلند پوزولانی به شرح زیر است:
-حرارت هیدراسیون سیمان پرتلند پوزولانی کمتر از سیمان معمولی بوده و در بتن ریزیهای حجیم و هوای گرم از افزایش دمای بتن تازه و بروز ترکهای حرارتی جلوگیری میکند.
-پدیده آب انداختگی بتن حاوی پوزولان، کمتر از بتن معمولی بوده و از بروز ترکهای سطحی و عمقی جلوگیری میکند.
-سیمان پرتلند پوزولانی مصرف عمومی داشته و مشابه سیمان معمولی در ساخت ملات یا بتن به کار میرود.
واکنش پوزولانی منجر به کاهش آهک آزاد داخل بتن شده که ضمن کاهش خلل و خرج، از نفوذپذیری این بتن کاسته و از بروز شوره زدن، سفیدک بتن و کربناته شدن آن جلوگیری مینماید. این کاهش نفوذپذیری موجب دوام بتن در برابر املاح و مواد خورنده بتن و آرماتور میشود این سیمان به دلیل داشتن سهم کمتری از کلینکر نسبت به سیمان پرتلند مشابه، دارای  سخت شوندگی و گیرش اولیه طولانی تری است و لذا بهتر است برداشتن قالب یا بارگذاری این نوع بتن ها با گذشت زمان بیشتری صورت گیرد. همچنین به علت جذب آب و کاهش روانی و افت اسلامپ، مناسب است از به کارگیری آب بیشتر برای روانی بتن اجتناب گردد و از مواد روانساز بهره گیری شود.

سایر مقالات
تعیین حداکثر فاصله بین دو ستون بتنی بر چه اساس تعیین می شود ؟
تعیین حداکثر فاصله بین دو ستون بتنی بر چه اساس تعیین می شود ؟
در تعیین فاصله بین دو ستون بتنی رعایت چند نکات طبق آیین نامه و همچنین رعایت چند اصل در تعیین محل و فاصله ستون های بتنی الزامی است . 
ادامه مطلب
تاثیر دوده سیلیسی بر مقاومت بتن
تاثیر دوده سیلیسی بر مقاومت بتن
در سال های اخیر بیشترین نرخ پیشرفت سریع در محدوده تکنولوژی بتن رخ داده است. افزایش رقابت در ساخت و ساز و ترکیب استفاده از مصالح و فناوری های نوین، موقعیت بتن را به عنوان یک ماده ساختمانی بیش از پیش ارزشمند کرده است
ادامه مطلب
بتن پاششی ( شاتکریت ) چیست و انواع آن کدام است ؟
بتن پاششی ( شاتکریت ) چیست و انواع آن کدام است ؟

بتن پاشی، اسپری کردن بتن یا شاتکریت (به انگلیسی shotcrete؛ مرکب از دو کلمه‌ ی shot و concrete) است. معنی شاتکریت را می توان  به معنی پاشیدن بتن یا شات کریت نام برد و فرآیندی است که در آن مخلوط بتن به صورت اسپری شده به محل مورد نظر پاشیده می‌شود. بتن پاششی یا شاتکریت بتن با انواع مختلفی که دارد عموما برای پوشش داخلی تونل ها و تانک ها و مخازن بتن پیش تنیده کاربرد دارد و از انواع مصرف آن می توان برای پایدار کردن صخره های سنگی شیب دار، پوشش دادن صفحات فولادی به منظور ایجاد سپر آتش می توان نام برد. ملات ترمیمی بتن در سال های اخیر در ساخت و ساز مهندسی اهمیت افزوده ای یافته است.

ادامه مطلب
عملیات روسازی بتنی
عملیات روسازی بتنی
خاک سطح زمین بنظور اجرای دال بتن آرمه باید حداقل تا عمق 100 mm یا هر عمق مورد نیاز برداشته شود. بستر روسازی باید از هر نوع علف هرز و یا مواد آلی غیر ضروری پاک شود. مصالح نرم را برداشت کرده و بجای آن مصالح زیراساس ریخته و متراکم نمایید
ادامه مطلب