سیمان پرتلند و انواع پرکاربرد آن
با توجه به واکنشهای سخت شوندگی، سیمان به دو نوع هیدرولیک و غیر هیدرولیک تقسیم بندی میشود. همانطوری که مشخص است سیمانهای هیدرولیک در اثر واکنش با آب (هیدراتاسیون) سخت میشوند. استفاده از سیمان به عنوان ماده چسباننده سابقه چند هزار ساله دارد. ترکیب اصلی سیمان آهک، خاک رس و گچ است. 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 سنگهای آهکی جزیرهی پرتلند در انگلستان، نام پرتلند برای آن انتخاب شده است.
سیمان پرتلند نوع ۱
این نوع سیمان که سیمان پرتلند معمولی نیز گفته میشود، براي مصارف عمومی که ویژگی خاصی برای بتن در نظر گرفته نشده است، استفاده میشود. از این نوع سیمان در ساختن پیاده روها، روسازي جادهها، پلهاي بتن مسلح، راهآهن، مخازن، لولههاي آب و ملات براي بنایی استفاده میشود. به طور کلی بهتر است از این سیمان در مواردي که به خواص ویژه دیگر سیمانها نیازی نیست استفاده شود. این نوع سیمان در سه رده مقاومتی ۳۲۵-۱، ۴۲۵-۱ و ۵۲۵ -۱ تولید میشود. ردههای با مقاومت بالا (۴۳۵-۱) و (۵۲۵-۱) گرمای هیداراتاسیون بیشتری دارند. مصرف این رده از سیمان ها در مناطق گرمسیر و در بتنریزي های حجیم، باید با احتیاط انجام شود.
سیمان پرتلند نوع ۲
این نوع سیمان از نظر حرارت هیدراتاسیون و مقاومت در برابر حمله سولفاتهاي در حد متوسط قرار دارد. مقاومت فشاري (اولیه و نهایی) سیمان نوع ۲ کمتر از سیمان نوع ۱ است. سیمان تیپ ۲ معمولاً کندتر از سیمان تیپ ۱ سخت میشود. این سیمان در زمان گیرش حرارت کمتري تولید میکند.
از این سیمان میتوان در بتنریزي های حجیم استفاده نمود تا هنگام گرفتن بتن حرارت کمتري ایجاد شود و حجم بتنریزي محدود نشود. این سیمان در محیطهاي آبی و خاكی که غلظت یون سولفات در حد متوسط است و براي بتنریزي در هواي نسبتاً گرم، نیز استفاده میشود. مصرف این سیمان براي محیطهاي حاوي یون کلر و سولفات به طور همزمان و در محیطهاي حاوي غلظت زیاد سولفات توصیه نمیشود. به علت سرعت پایین هیدراتاسیون این سیمان برای بتنریزي در هواي سردنباید استفاده شود.
سیمان پرتلند نوع ۳
این سیمان تقریباً اجزاء اولیه سیمان نوع ۱ را دارد، با این تفاوت که بسیار ریزتر آسیاب شده و به همین جهت گیرش سریعتري دارد. سیمان نوع ۳ در مدت کوتاهی یعنی معمولاً در عرض ۱ هفته یا کمتر مقاومت زیادي به دست میآورد و مقاومت ۷ روزه آن در حدود مقاومت ۲۸ روزه سیمان نوع ۱ است. این نوع سیمان نسبت به سیمان نوع ۱ در هنگام گیرش حرارت بیشتري تولید میکند. زمانی که قالب برداری و بارگذاري زود تر از موعد نیاز باشد این سیمان استفاده گستردهای دارد. در شرایط آب و هوایی سرد نیز برای کاهش مدت زمان عمل آوری میتوان از این سیمان استفاده کرد.
برای بدست آوردن بتنی با مقاومت بالا به جای استفاده از سیمان نوع ۱ با عیار بالا استفاده از سیمان نوع ۳ با عیار متوسط و استاندارد راهکار مناسب و با صرفه تری است. اصلی ترین نکته در مورد سیمان نوع ۳ سرعت واکنش هیداراتاسیون در بتن تولید شده از آن است. این سرعت بالا در نهایت منجر به گیرش سریعتر و افزایش دمای بتن در ساعات اولیه میشود. سیمان نوع ۳ زودگیر و دارای دمای اولیه بالایی است و از این رو برای بتن ریزی در هوای سرد مناسبتر است. باید توجه داشت که در هواي سرد (حدود ۴ درجه سانتیگراد) و در دماي زیر صفر درجه سانتیگراد، استفاده از این سیمان به تنهایی کافی نیست. در یخبندان علاوه بر مصرف این سیمان استفاده از ضدیخ نیز ضروری به نظر میرسد.
سیمان پرتلند نوع ۴
سیمان نوع ۴ کندگیر بوده و به هنگام بتن ریزی حرارت کمتري تولید میکند. در جایی است که شدت و مقدار حرارت تولید شده اهمیت دارد، این نوع سیمان استفاده فراوانی دارد. رشد مقاومت بتنی که با این سیمان ساخته میشود، آهسته تر است. کاربرد اصلی این نوع سیمان در ساخت بتن های حجیم است. در ساختمانهاي حجیم بتنی، مانند سدهاي بتنی، به علت حجم زیاد بتن، افزایش درجه حرارت ناشی از گیرش بتن میتواند بسیار خطرناك باشد. براي پایین نگه داشتن درجه حرارت واکنش، سیمان نوع ۴ استفاده میشود. این نوع سیمان، براي تسهیل در مراقبت از بتن تازه، در هواي گرم و دماي بالاي ۴۰ درجه سانتیگراد، به صورت گستردهای مصرف میشود.
در برخی از سازهها مانند دیوارها برای کاهش فشار وارده بر قالب قبل از گیرش بتن، بتن ریزی با سرعت کمتر و به صورت لایه لایه انجام میشود. برای جلوگیری از ایجاد اتصال سرد در این قبیل بتن ریزی ها، استفاده از خاصیت دیرگیر بودن سیمان نوع ۴ فرصت کافی براي اجرای عملیات را فراهم میکند.
سیمان پرتلند نوع ۵
این سیمان براي مصرف در بتنهایی که در معرض حمله سولفاتها قرار دارد، مناسب است و به همین جهت به آن سیمان ضدسولفات نیز گفته میشود. اگر آب زیرزمینی یا خاكی که در تماس با ساختمان بتنی قرار دارد، مقدار زیادي املاح سولفات داشته باشد، از این سیمان استفاده میشود. طبق آییننامه بتن ایران (آبا) برای کلیه سازههاي بتنی که در محیطهاي آب و خاك سولفاتی شدید قرار گرفتهاند، باید از سیمان نوع ۵ استفاده شود. اگر در محیطی یون کلر همراه یون سولفات باشد، کاربرد این سیمان باید با احتیاط و با آزمایشهاي لازم صورت گیرد. سیمان نوع ۵ دیرتر از سیمان معمولی میگیرد و حد مقاومت ۷،۳ و ۲۸ روزه براي این سیمان کمتر از سایر سیمانهاي پرتلند است، از اینرو براي سازههایی که در آنها نیاز به مقاومتهاي بالاتری باشد، محدودیت استفاده دارد.
سیمان پرتلند پوزولانی
پوزولان از جنس سیلیکات و تقریباً شبیه سیمان است. در سیمان پوزولانی حداکثر ۱۵ درصد سیمان را ماده پوزولانی تشکیل میدهد. این نوع سیمان براي مصارف عمومی در ساخت ملات یا بتن به کار میرود. سیمان پورتلند پوزولانی، متناسب با نوع و ویژگی پوزولان مورد استفاده، خواص ویژهاي دارد.
پایین بودن حرارت هیدراسیون، کاهش نفوذپذیري بتن و ایجاد دوام قابل توجه در محیطهاي حاوي املاح خورنده، از جمله خواصی است که سبب کاربرد گسترده این نوع سیمان شده است. در مناطق گرمسیري و بتنریزي های حجیم، در محیطهاي حاوي یونهاي سولفات و کلر، از سیمان پوزولانی استفاده فراوانی میشود. در سیمان پوزولانی ویژه، ماده پوزولانی تا ۴۰ درصد وزن سیمان مزبور را نیز تشکیل میدهد. زمانی که سنگدانههاي بتن نامرغوب بوده و با قلیاییها واکنش انجام میدهند، استفاده از این سیمان توصیه میشود
مزایا و ویژگیهاي سیمان پرتلند پوزولانی
حرارت هیدراسیون سیمان پرتلند پوزولانی کمتر از سیمان معمولی بوده و در بتنریزيهاي حجیم و هواي گرم از افزایش دماي بتن تازه و بروز تركهاي حرارتی جلوگیري میکند.
پدیده آب انداختگیِ بتن حاوي پوزولان، کمتر از بتن معمولی بوده و از بروز تركهاي سطحی و عمقی جلوگیري 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 نفوذپذیري این بتن کاسته و از بروز شوره، سفیدك بتن و کربناته شدن آن جلوگیري میکند. این کاهش نفوذپذیري موجب دوام بتن در برابر املاح و مواد خورنده بتن و آرماتور میشود.
این سیمان به دلیل داشتن سهم کمتري از کلینکر نسبت به سیمان پرتلند مشابه، داراي سخت شوندگی و گیرش اولیه طولانی تري است و لذا بهتر است برداشتن قالب یا بارگذاري این نوع بتنها با گذشت زمان بیشتري صورت گیرد.
به علت جذب آب و کاهش روانی و افت اسلامپ، مناسب است از به کارگیري آب بیشتر براي روانی بتن اجتناب گردد و از مواد روانساز بهره گیري شود.
مرجع: omransoft
Add a Comment