با انواع سیمان در صنعت ساختمان سازی آشنا شوید

در این مطلب از خانه معماری قصد داریم شما عزیزان را با انواع سیمان در صنعت ساختمان سازی آشنا کنیم. با ما همراه باشید.

سیمان در صنعت ساختمان سازی

سیمان از جمله پرکاربردترین مصالح ساختمانی است است و از گذشته های دور تا به امروز در صنعت ساختمان سازی مورد استفاده قرار می گرفته است. امروزه از سیمان در تمامی پروژه های ساخت و ساز جهت بتن ریزی و موارد دیگر استفاده می شود. سیمان در حقیقت نوعی ماده و فرآورده شیمیایی است و در ترکیب با آب سفت و سخت می شود. این ماده که مقاومت بالایی هم دارد به منظور چسباندن مصالح به یکدیگر مورد استفاده قرار می گیرد. چسبندگی سیمان تنها در صورت ترکیب آن با آب حاصل می شود و می تواند این نیاز را برطرف کند. مواد تشکیل دهنده سیمان عبارتند از: آهک با اکسیدهای قلیایی، اکسید آهن، اکسید سیلیسیم، اکسید آلومینیوم و اکسید منیزیم. لازم به ذکر است سیمان یکی از متریال در دسترس برای انجام امور ساخت و ساز می باشد.

استفاده از سیمان به قبل از میلاد مسیح بازمی گردد و در ساخت کلیساها، بنادر و سفارتخانه ها از این متریال کاربردی استفاده می شده است. البته مصالح سنتی دیگری نیز وجود داشته اند ولی با پیشرفت علم و تکنولوژی، این مصالح سنتی دیگر پاسخگوی نیاز بشر نبودند. برای مثال در ساخت تونل ها، پل ها، ایستگاه ها و سازه های مقاوم، سیمان جایگزین این مصالح شد. چرا که از مقاومت بسیار بالاتری برخوردار می باشد. در ایران معادن زیادی از سیمان وجود دارد و امروزه کشور ایران از لحاظ تامین سیمان خودکفا می باشد و کارخانه های بسیاری نیز در 50 سال اخیر برای تولید سیمان تاسیس شده اند. سیمان دارای انواع گوناگونی است که برای مصارف مختلف کاربرد دارد. سیمان های مختلف در میزان مقاومت آن ها در برابر واکنش های شیمیایی، مدت زمان گیرش، دوام و استحکام و رنگ آن ها متفاوت از یکدیگر هستند.

سیمان در صنعت ساختمان سازی: ترکیبات سیمان

ترکیبات سیمان متفاوت است و از آنجایی که از قابلیت ترکیب با آب برخوردار می باشد به عنوان یک ملات آبی معرفی و شناخته می شود. مواد اولیه برای تولید سیمان در زمان پخت با یکدیگر واکنش داده و ایجاد ترکیبات جدیدی می کنند. چهار ترکیب اصلی سیمان عبارتند از: سه کلسیم سیلیکات، دو کلسیم سیلیکات، سه کلسیم آلومینات و چهار کلسیم آلومینو فریت. جالب است بدانید افزایش مقاومت خمیر سیمان هیدراته به دلیل وجود سیلیکات ها در سیمان است و از جمله مهم ترین ترکیبات این ماده محسوب می شوند. توجه داشته باشید، ترکیبات سیمان دارای نا خالصی هستند و در آن ها اکسیدهای جزئی با تاثیر قابل توجهی در خواص هیدرولیکی و فرم دهی اتم ها نیز وجود دارد.

نکته قابل توجه این که: سه کلسیم آلومینات باعث تسهیل ترکیب آهک با سیلیس در مراحل اولیه تولید سیمان می گردد و هیچ تاثیری در مقاومت سیمان ندارد. نسبت چهار کلسیم آلومینو فریت در مقایسه با سایر ترکیبات کمتر است و منجر به افزایش سرعت هیدراتاسیون سیلیکات ها می شود، ولی هیچ نقشی در رفتار سیمان ندارد. اکسید پتاسیم و اکسید سدیم نیز ترکیبات دیگری هستند که در سیمان وجود دارند که با عنوان اکسیدهای قلیایی شناخته می شوند. جالب است بدانید این ترکیبات قلیایی در اثر واکنش با سنگدانه ها، تخریب بتن را به همراه خواهند داشت.

سیمان در صنعت ساختمان سازی: انواع سیمان

همان طور که در ابتدای این مطلب گفته شد، سیمان یکی از رایج ترین و پرکاربردترین مصالح ساختمانی است که به راحتی در دسترس قرار دارد. سیمان انواع مختلفی دارد که تاثیر هر کدام در دوام سازه های بتنی متفاوت است. استفاده از انواع سیمان در مکان های مختلف بر اساس میزان مقاومت و کارایی نوع آن مشخص می شود. برخی از انواع سیمان عبارتند از: سیمان پرتلند، سیمان بنایی، سیمان نسوز، سیمان سفید و سیمان رنگی تولید. برخی از انواع سیمان مانند سیمان پرتلند، خود به انواع مختلفی تقسیم می شوند و کارایی خاص خود را دارند. در ادامه به معرفی و بررسی انواع سیمان می پردازیم:

سیمان پرتلند

سیمان پرتلند در 5 نوع وجود داردکه نوع ۱ آن در حقیقت همان سیمان معمولی است و در ساختمان سازی در شرایط آب و هوایی عادی کاربرد دارد. نوع دوم سیمان پرتلند از حرارت هیدراتاسیون پایین تری نسبت به نوع یک آن برخوردار است و مناسب برای مکان هایی است که حمله سولفات ها به مقدار کم صورت می گیرد. نوع سوم سیمان پرتلند نوعی از سیمان های زودگیر است. به طوری که در طول یک روز قادر است بتنی با مقاومت بسیار بالا ایجاد کند. از این سیمان برای تعمیر فوری بخش هایی از سازه استفاده می شود که باید در اسرع وقت مورد استفاده قرار گیرند. این سیمان دارای حرارت هیدراتاسیون بالایی است، از این رو در آب و هوای سرد و به منظور آزاد کردن گرمای بالا کاربرد زیادی دارد.

نوع چهارم سیمان پرتلند به عنوان یک سیمان کندگیر با حرارت بسیار پایین به بازار عرضه می شود و بیشتر در مناطق گرم به منظور تولید حرارت کمتر و سهولت در نگهداری بتن مورد استفاده قرار می گیرد. با استفاده از سیمان می توان نوع ۴ تنش های حرارتی را در بتن ریزی های حجیم را کاهش داد. همان طور که می دانید در بتن ریزی های حجیم، عرض، طول و ارتفاع بتن ریزی زیاد است و مدت زمان طولانی تری لازم است تا مبادله حرارتی بین بتن و محیط سخت تر صورت گیرد. از این رو با محکم شدن سطح بتن، در حالی که هنوز بخش های داخلی گرم هستند، تنش حرارتی ایجاد می شود. به همین دلیل در چنین مواردی باید از سیمان نوع ۴ که حرارت کمتری ایجاد میکند، استفاده کرد تا تنش مورد نظر کاهش یابد.

نوع 5 از سیمان پرتلند از مقاومت بسیار بالایی در برابر حمله سولفات ها برخوردار بوده و تولید حرارت آن در مقایسه با سیمان معمولی کمتر است.

نکته

توجه داشته باشید، به منظور حفاظت از سازه های بتنی در برابر سولفات ها نوع سیمان اهمیت بسیاری دارد. همچنین باید از قبل به بررسی سولفاتی بودن خاک و آب های نزدیک به سازه نیز پرداخت. چرا که با ترکیب سولفات و آب و به محض حل شدن آن در آب، خطرات زیادی را برای بتن به همراه خواهد داشت.

سیمان سرباره، سیمان پوزولانی

دلیل نامگذاری سیمان سرباره، استفاده از سرباره‌ کوره های ذوب آهن است. خوب است بدانید سنگ آهن در هنگام ورود به کوره دارای مقداری ناخالصی است که شامل سنگ آهک نیز می باشد. این مواد دارای وزن بسیار کمی هستند و به همین دلیل روی آهن مذاب قرار می‌گیرند. برای تولید سیمان سرباره ها باید به سرعت سرد شوند. سیمان سرباره از جمله سیمان های ارزان است که اتفاقاً مقاومت بسیار بالایی هم در برابر عوامل مخرب شیمیایی دارد. تنها عیب این نوع سیمان، مقاومت پایین در هوای سرد می باشد. سیمان پوزولانی یکی دیگر از انواع سیمان است که از پوزولان در تولید آن استفاده می شود. پوزولان نوعی ماده‌ سیلیسی است که در طبیعت به صورت سنگ یافت می شود. مقاومت این سیمان نسبت به سیمان پرتلند معمولی در برابر حمله سولفات‌ها بیشتر است و ارزان تر نیز می باشد.

سیمان بنایی و سیمان نسوز

یکی از انواع سیمان که بسیار پرکاربرد است، سیمان بنایی است. همان طور که از نام این سیمان برمی آید، در کارهای بنایی، تولید ملات و امور نازک کاری ساختمان مورد استفاده قرار می گیرد. خوب است بدانید، سیمان بنایی مناسب برای تولید بتن نیست. این سیمان از ترکیب سیمان پرتلند معمولی با پودر سنگ و مواد حباب ساز ساخته شده است، از این رو برای تهیه ملات با این سیمان دیگر نیازی به استفاده از آهک نیست. سیمان نسوز از مقاومت بالایی در برابر حرارت و آتش دارد. به همین دلیل این نام را بر روی آن گذاشته اند. ترکیبات سیمان نسوز عبارتند از: اکسید کلسیم و سایر اکسیدها. توجه داشته باشید در صورت ترکیب سیمان نسوز با آب و قرارگیری آن در مجاورت هوا یا آب قرار گیرد، به شدت مقاوم و سخت می شود.

سیمان سفید و رنگی و انبساطی

برای تهیه سیمان سفید که یکی از انواع پرکاربرد سیمان در صنعت ساخت وساز است، از خاک رسی که مقدار بسیار کمی منیزیم و سولفات آهن دارد، کمتر از ۸ درصد، استفاده می گردد. برای جلوگیری از تغییر رنگ این سیمان از سفید به تیره، باید سوخت کوره از موادی باشدکه تولید دوده نکنند. برای سفیدتر شدن رنگ سیمان و همچنین افزایش مقاومت و دوام سیمان سفید معمولاً مقداری پودر سنگ گچ در زمان آسیاب کردن به آن می افزایند.

سیمان رنگی هیچ فرقی با سیمان سفید ندارد، تنها رنگ آن به واسطه رنگدانه ها تغییر کرده است. سیمان رنگی برای نمای ساختمان، طرح های دکوراتیو و سطوح رنگی در خیابان کاربرد دارد. جالب است بدانید سطح این سیمان به دلیل رنگی بودن، نور خورشید را جذب و یا تشدید می کند. چسبندگی مناسب و مقاومت مکانیکی بالا از ویژگی های سیمان رنگی است. این سیمان سطحی یکپارچه و بدون درز ایجاد می کند و دچار ترک خوردگی نمی شود. که این از مزایای خوب آن به شمار می رود. سیمان انبساطی یکی از انواع سیمان است که در زمان سخت شدن منبسط می شود. از این سیمان برای دیوار آب انبارها و قسمت‌هایی که نیاز به آب بندی دارند استفاده می شود.

نکته

همان طور که مشاهده کردید، سیمان در انواع مختلفی تولید می شود که کاربردهای متفاوتی دارند. ولی تمامی آن در ترکیب با آب تبدیل به ماده ای سخت شده و مقاومت بالایی در برابر عوامل مختلف دارند. اختلاف بین انواع سیمان به دلیل میزان مقاومت و زمان گیرش آنها می باشد. سیمان در هنگام سخت شدن، دچار انقباض شده و به همین دلیل باید با مواد پر کننده ترکیب شود. با ترکیب سیمان با مواد پر کننده، انقباض سیمان کاهش می یابد. ولی باید توجه داشته باشید اگر از این مواد پرکننده بیش از حد استفاده کنید، منجر به کاهش خواص مکانیکی مصالح می گردند.

سیمان و محصولات سیمانی در برابر آتش بسیار مقاوم هستند و از مقاومت فشاری بالایی برخوردارند. همچنین در برابر ضربه آسیب پذیر نمی باشند. ویژگی هایی از قبیل: مقاومت و استحکام بسیار بالا، سیمان را تبدیل به یکی از مصالح ضروری و کاربردی در صنعت ساختمان شازی کرده و در صورت استفاده از آن، عمر سازه افزایش می یابد.

روش های بسته بندی و عرضه سیمان به بازار

سیمان به دو صورت پاکتی و فله ای به بازار عرضه می شود. در روش بسیته بندی پاکتی سیمان، سیمان ها در پاکت های استاندارد، بسته بندی شده و به بازار عرضه می شوند. کیسه های سیمان معمولاً در وزن های ۲۵ یا ۵۰ کیلوگرمی تولید شده و باید حداقل دارای سه لایه کاغذی باشند. وجود سه لایه از نفوذ رطوبت به داخل پاکت جلوگیری می کند. لازم است بدانید علامت تجاری کارخانه، نام تولید کننده، نوع و تیپ سیمان، تاریخ تولید و وزن پاکت باید بر روی کاغذ پاکت سیمان درج شود. در روش فله ای، سیمان های موجود در سیلو توسط وسایل نقلیه مخصوص حمل سیمان بارگیری شده و به سیلوی کارگاه انتقال می یابند. برای تخلیه سیمان، باید یک لوله رابط به سیلوی کارگاه وصل شود و سپس با افزایش فشار و برقراری جریان هوا در لوله، ذرات سیمان همانند سیال به داخل سیلوها انتقال یابد.

چه عواملی سیمان را فاسد می کند؟

رطوبت مهمترین عامل فاسد شدن سیمان است. زمانی که سیمان در معرض رطوبت قرار می گیرد، هیدراته می شود. اگر سیمان رطوبت را جذب کند اصطلاحا به آن کربناته شدن می گویند. راهکارهایی برای جلوگیری از فاسد شدن سیمان وجود دارد که در ادامه به آن ها می پردازیم:

سطح بارگیر تریلی حامل سیمان باید با استفاده از برزنت یا پلاستیک به خوبی پوشانده شود. از پاره شدن کیسه های سیمان در هنگام تخلیه و انتقال کیسه ها باید جلوگیری به عمل آید. بر روی کیسه های سیمان منتقل شده به انبار باید روکش پلاستیکی کشیده شود و کیسه های سیمان نباید بر روی زمین قرار گیرند. برای قرار دادن کیسه های سیمان باید یک سطح چوبی با ارتفاع حداقل ۲۰ سانتی متر از زمین تهیه شود. فاصله کیسه‌ های سیمان باید از دیوار نیز رعایت شود تا رطوبت به داخل کیسه ها نفوذ نکند. برای این که وزن کیسه هایی رویی به کیسه های زیرین فشار وارد نکند، حداکثر ۱۲ کیسه‌ سیمان را باید روی یکدیگر قرار داد. یکی از راهکارهای مهم برای جلوگیری از فساد سیمان، درست کردن به موقع و به اندازه ملات مصرفی است.

در هنگام خرید سیمان به این نکات دقت کنید:

نرمی سیمان نشان از مرغوب و اعلا بودن آن دارد. بنابراین سیمانی را خریداری کنید که نرم بوده و عاری از ذرات زبر و ناخالصی ها باشد. سیمان باکیفیت باید به رنگ خاکستری یا خاکستری مایل به سبز روشن باشد. انبار کردن سیمان برای مدت زمان طولانی کار نادرستی است. چرا که در گذر زمان سیمان رطوبت محیط را به خود جذب کرده و مقاومت و کیفیت اولیه خود را از دست می دهد. از خرید سیمان هایی که به مدت طولانی در انبار بوده اند خودداری نمایید. با توجه به نحوه ته نشینی سیمان در آب می توانید درجه کیفیت آن را تشخیص دهید. سیمانی که دارای کیفیتی پایین و ناخالصی است به سرعت ته نشین می شود. همچنین باید توجه داشته باشید، سیمانی که بوی خاک می دهد از کیفیت خوبی برخوردار نمی باشد.

قیمت سیمان

سیمان همواره به دلیل بالا بودن عرضه نسبت به تقاضا از قیمت پایینی برخوردار بود به طوری که از نرخ مصوب هم ارزان بود. در حال حاضر قیمت سیمان در مقایسه با سال های گذشته روند صعودی داشته ولی هنوز در دسته مصالح مقرون به صرفه قرار دارد. افزایش قیمت سیمان به دلیلی افزایش هزینه های تولید آن است. ولی خوب است بدانید نوسانات ارز در قیمت مواد اولیه مورد نیاز شرکت های سیمانی تاثیری ندارد. ولی هزینه های تولید و سرباره، هزینه های حمل و نقل، دستمزد کارگران و تعمیرات روز به روز در حال افزایش است. به همین دلیل قیمت سیمان نیز مانند دیگر مصالح ساختمانی رو به افزایش می باشد.