پایگاه علمی سعید سان دانلود رایگان مقالات علمی کنفرانس و ژورنال
منبع: سازه های بتنی (مهدی پرنا) و اسکلت بتنی (عبیدالله جرجانی)
تاریخچه سیمان:
سال 1975 میلادی، درساحل جنوب غربی انگلستان بنایی به نام «جان اسمیتون» برای اولین بار خواص شیمیایی آهک[1] پی برد.
سال 1824، میلادی در شهر لیدز انگلستان، یک معمار انگلیسی به نام «ژوزف آسپرین) سیمان پرتلند را به ثبت رساند.
قبل از کشف سیمان، از مالتی به نام «ساروج»[2] استفاده می شده و طرز کار این نوع ملات، شبیه سیمان امروزی بوده است.
سیمان، درسراسر جهان، بدلیل آن که پس از ریختن در بتن، به رنگ خاکستری سنگهای صخره های جزیره پرتلند در می آید، به نام پرتلند، معروف گردیده است.
تعریف: ماده ای که در اثر تماس با آب، دانه های شن و ماسه موجود در بتن را در هم می چسباند و آنها را به صورت یکپارچه درمی آورد، سیمان مینامند. بیشترین مواد تشکیل دهنده سیمان، آهک بوده و پس از آن سیلیس (SiO2) درصد بیشتری نسبت به سایر موارد را دارا میباشد.
تولید سیمان
مصالح خام[3] مورد نیاز در تولید سیمان را تهیه نموده و بصورت پور در آورده، سپس آنها را به نسبت های معینی با یکدیگر مخلوط می کنند.
مصالح خام پودرشده، به دو روش، مخلوط می گردند:
الف) روش خشک: در این روش، مصالح خام پودر شده، بصورت خشک مخلوط میشوند.
ب) روش تر: دراین روش، مصالح خام پودر شده، بصورت خیس مخلوط می گردند.
پس از اینکه مصالح بصورت «خشک» و یا «تر» مخلوط گردید، وارد کوره میشود، (حرارت داخل کوره 1400 تا 1650 درجه سانتی گراد است) در این درجه حرارت فعل و انفعالات خاصی صورت میگیرد و در نتیجه آن کلوخ های سیمان تولید میشود. پس ازسرد شن، کلوخ های سیمان، آسیاب می گردند و سپس مقدار کمی گچ به آن اضافه می کنند تا مدت زمان لازم برای گرفتن بتن، تنظیم گردد، مخلوط حاصله را حرارت داده و سپس آسیاب می کنند. در نهایت پودر حاصل را «سیمان» مینامند.
انواع سیمان پرتلند فرعی
الف) سیمان پرتلند هواتپان= حباب زا
ب) سیمان پرتلند سفید= سیمان سفید
ج) سیمان پرتلند رنگی= سیمانهای رنگی
1) سیمان چاههای نفت
د) سیمان های پرتلند مخصوص 2) سیمان پلاستیک= سیمان خمیری
3) سیمان ضد آب= سیمان آب بند=سیمان آب دور کننده
الف) سیمان پرتلند هواتپان= حباب زا
سیمان پرتلند حباب زا نوع IA= آسیاب+ درصد کمی از مواد اضافی مناسب[4] + کلینکر سیمان پرتلند تیپ I
سیمان پرتلند حباب زا نوع IIA= آسیاب+ درصد کمی از مواد اضافی مناسب+ کلینکرسیمان پرتلند تیپ II
سیمان پرتلند حباب زا نوع IIA= آسیاب + درصد کمی از مواد اضافی مناسب+ کلینکر سیمان پرتلند تیپ III
خصوصیات و ویژگیهای سیمان پرتلند هواتپان در بتن
[1] آهک (CaO) ماده اصلی ساخت سیمان است. ماده اصلی آهک، سنگ آهک یا کربنات کلسیم (CaCo3) میباشد که منشا رسوبی دارد. وزن مخصوص آن 71/2 گرم برسانتی مترمکعب است. سنگ آهک صد درصد خالص در طبیعت، یافت نمیشود و همواره با مقادیری از کربنات منیزیم، سیلیس و رس همراه بوده، خالص آن بلوری شکل و بی رنگ است.CaCo3 (کربنات کلسیم) —————> CaO (آهک زنده)+ Co2
CaO+H2O —————> Ca(OH)2 (آهک شکفته)
Ca(OH)2 + H2Co3(اسید کربنیک) —————> (سنگ آهک) CaCo3+ H2O
[2] ملات ساروج= آب + آهک+ خاکستر + خاک رس+ لویی (پنبه جگن) و یا موی بز.
جهت مطالعه بیشتر در مورد ساروج به فصل چهارم کتاب نقشه کشی ساختمان به روش مدولا مهارت فنی درجه 2 انتشارات دانش و فن مراجعه نمایید.
[3] مصالح خام مورد مصرف سیمان عبارتند از:
سنگ آهک- سنگ سیمان- پوسته آهکی حیوانات دریایی- مارن (رسوبات کربنات کلسیم رامارن MARN می گویند که در کف دریاها و دریاچه هایی که خشک شده اند یافت میشود)- رس- شیست (سنگ متورق)- ماسه- سیلیس- سنگ آهن.
[4] مواد اضافی حباب زای مناسب (هنگام ساختن بتن، حبابهای بسیار ریز هوا را می سازند) عبارتند از:
الف) رزینهای چوب Wood resien
ب) لیگنوسولفونیت ها Lignoslfinates
ج) اسیدهای چرب
د) صابونهای اسیدهای چرب
انواع سیمان پرتلند
موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران، سیمان پرتلندره به 5 نوع زیرتقسیم بندی نموده است:
1- سیمان نوع یک (I) (سیمان پرتلند معمولی)
سیمان معمولی بوده و بیشترین کاربرد را دارد. در ساخت بتن ساختمان ها، جاده ها و کلیه کارهایی که به خواص خاصی نیاز ندارند مورد استفاده قرار میگیرد. تقریبا 90 درصد کل سیمان مصرفی در جهان از سیمان پرتلند نوع یک است.
2- سیمان نوع دو (II) (سیمان اصلاح شده)
این نوع سیمان نسبت به سیمان نوع یک مرغوب تر است. برای مواردی که خطر حمله سولفات ها ضعیف باشد مصرف می گردد. این سیمان نسبت به تیپ یک، کندگیرتر است و در موقع گیرش، حرارت کمتری تولید میکند. از این نظر برای بتن ریزی در هوای گرم مناسب بوده و درسازه هایی که بایستی حرارت زایی سیمان کم باشد مانند پایه پل های بزرگ، لوله ها و دیوارهای حایل بزرگ استفاده میشود.
استفاده نمودن از این سیمان موجب میشود که ازبالا رفتن دما جلوگیری نموده که این مورد خصوصا در هوای گرم از اهمیت خاصی برخوردار است.
در محل هایی که خطر حمله سولفات ها و کلرایدها به صورت همزمان مطرح باشد، (مانند سواحل جنوبی ایران) از این نوع سیمان استفاده میشود.
3- سیمان نوع سه (III) (سیمان با مقاومت اولیه زیاد یا سیمان زودسخت شونده)
از لحاظ شیمیایی مانند سیمان پرتلند معمولی است. ریز بودن آن موجب کسب مقاومت سریع در اوایل سن بتن میشود. بتنی که از این نوع سیمان ساخته می شود، سرعت سفت و سخت شدن اولیه آن شبیه سیمان پرتلند معمولی است. اما پس از سفت شدن اولیه ، سرعت کسب مقاومت بتن بیشتر میشود.
این نوع سیمان در محل هایی مورد استفاده قرار میگیرد که قالب ها باید حتی الامکان زود باز شوند و یا سازه باید سریعا مورد بهره برداری قرار گیرد.
این نوع سیمان نسبت به سیمان نوع یک، حرارت بیشتری تولید می کند، ازاین نظر استفاده از آن در هوای سرد توصیه میشود. زمان گیرش این نوع سیمان و سیمان پرتلند معمولاً تقریبا با هم برابر است.
این فایل ورد در 90 صفحه به خدمتتون ارئه میشود.