مصالح ساختمانی

معرفی انواع سیمان پرتلند

سیمان پرتلند (Portland cement)

سیمان پودریست که از سنگ آهک و خاک رس تولید می شود و از مخلوط آن با مصالح سنگی دیگر خصوصا ماسه، شن و سنگ برای ساخت انواع ملات و بتن استفاده می گردد. قسمت عمده سیمان مصرفی از نوع سیمان پرتلند می باشد.

سیمان معمولا در بسته های ۵۰ 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 پرتلند

سیمان پرتلند در انواع مختلفی ساخته می شود. رایج ترین و پر استفاده ترین نوع سیمان خصوصا در ایران، سیمان پرتلند می باشد که به صورت استاندارد در ۵ تیپ یعنی تیپ ۱ ، تیپ ۲ ، تیپ ۳ ، تیپ ۴ و تیپ ۵ تولید می شود. جالب است بدانید با تغییر مقدار مواد خام اولیه و تغییر در مقدار ترکیبات اصلی سیمان هر کدام از انواع سیمان های پرتلند تولید می شود.

در این مقاله انواع سیمان ها را بررسی می کنم و کاربرد هر کدام از آنها را با ذکر دلیل توضیح می دهم پس در ادامه با پورتال جامع مهندسین ایران همراه باشید تا یکبار برای همیشه با انواع سیمان ها آشنا شوید.

 

۱. سیمان پرتلند تیپ یک (معمولی)

این نوع سیمان رایج ترین نوع سیمان پرتلند است که برای ساخت ساختمان های معمولی، ملات های ساختمانی، پل های بتن مسلح، راه سازی، و … در شرایط محیطی معمولی از آن استفاده می کنند، یعنی در شرایطی که مواد مضر مثل کلرید، سولفات ها و خطر حمله سولفات ها وجود نداشته باشد یا حتی نیازی نباشد که بتن خیلی سریع خودش را بگیرد و یا حرارت ناشی از هیدراتاسیون آن زیاد نباشد، می توانیم از این نوع سیمان استفاده کنیم.

سیمان پرتلند تیپ یک

حالا سیمان پرتلند تیپ یک خودش به سه نوع تقسیم می شود.

  1.  ۱-۳۲۵
  2.  ۱-۴۲۵
  3.  ۱-۵۲۵

در هر کدام از موارد بالا اعداد سمت راست بیانگر حداقل مقاومت فشاری ۲۸ روزه ی بتن ساخته شده با آن نوع سیمان بر حسب کیلوگرم بر سانتی متر مربع می باشد.

مثلاً مقاومت فشاری ۲۸ روزه ی بتنی که با سیمان نوع ۳۲۵-۱ ساخته شود، ۳۲۵ کیلوگرم در هر سانتی متر مربع و مقاومت فشاری ۲۸ روزه ی بتنی که با سیمان نوع ۴۲۵-۱ ساخته شود، ۴۲۵ کیلوگرم در هر سانتی متر مربع خواهد بود.

در بین انواع سیمان های تیپ یک چندین ساله که اکثر کارخانه ها آن را از نوع ۴۲۵-۱ تولید می کنند.

۲. سیمان پرتلند تیپ دو (سیمان اصلاح شده)

خب میرسیم به سیمان تیپ ۲ از انواع سیمان؛ این سیمان در مقایسه با سیمان پرتلند تیپ یک، مقاومت بیشتری در برابر حمله ی سولفات ها و مواد مضر دارد اما گیرش آن تا حدی کندتر از سیمان تیپ یک می باشد و نسبت به سیمان تیپ یک حرارت هیدارتاسیون کمتری هم تولید می کند.

سیمان پرتلند تیپ دو

به دلیل اینکه این نوع سیمان حرارت کمتری نسبت به سیمان تیپ یک تولید می کند می توانیم در بتن ریزی های حجیم از آن استفاده کنیم.

۳. سیمان پرتلند تیپ سه (سیمان زودگیر)

یک اصل مهم وجود دارد، آن هم این است که هر چه سیمان ریز دانه تر باشد، به دلیل اینکه سرعت واکنش آن با آب بیشتر است پس گیرش آن نیز سریع تر است.

این نوع سیمان نسبت به سیمان تیپ ۱ گیرش سریع تری دارد و چون زودگیر می باشد پس حرارت بیشتری هم نسبت به انواع سیمان های پرتلند دیگر دارد.

این نوع سیمان به دلیل اینکه حرارت زیادی آزاد می کند پس نمی توانیم در بتن ریزی های حجیم از آن استفاده کنیم چون حجم بتن ریزی بالا می باشد و باعث سوخته شدن بتن می شود.

سیمان پرتلند تیپ سه

از سیمان تیپ سه در کجاها میتوانیم استفاده کنیم؟

۱. در هوای سرد و زمستان

به دلیل اینکه سیمان تیپ سه حرارت زیادی آزاد می کند پس اگر در زمستان و هوای سرد از این نوع سیمان استفاده کنیم، اولاً این حرارت باعث گرم شدن بتن می شود و دوماً باعث گیرش سریع سیمان و در نتیجه به دست آوردن مقاومت بتن در روزهای ابتدایی عمر آن می گردد و این گیرش سریع باعث جلوگیری از یخ زدن بتن می شود.

۲. در هنگامی که بخواهیم قالب را خیلی سریع باز کنیم

در مواقعی که بخواهیم خیلی سریعتر قالب های بتن را باز و در مکان های دیگر از آن استفاده کنیم، می توانیم سیمان تیپ ۳ را در بتن به کار ببریم.

۳. برای تعمیر و ترمیم کردن بتن

سیمان تیپ ۳ به دلیل اینکه خیلی سریع مقاومت خودش رو به دست می آورد بهترین گزینه برای ترمیم بتن می باشد.

بذارید یه مثال علمی بزنم تا کامل متوجه این موضوع شوید؛ زمانی که از سیمان تیپ ۳ برای ساخت بتن استفاده می کنیم مقاومت ۳ روزه آن برابر مقاومت ۷ روزه بتنی است که با سیمان معمولی ساخته شده و مقاومت ۷ روزه بتنی که با سیمان تیپ ۳ شده، برابر مقاومت ۲۸ روزه بتنی است که با سیمان معمولی ساخته می شود.

۴. سیمان پرتلند تیپ چهار (سیمان با حرارت کم)

این نوع سیمان دو تا ویژگی خاصی داره، اولین ویژگی این هست که در زمان گیرش حرارت کمی تولید می کند و به خاطر همین بهتر است که در هوای گرم از این نوع سیمان استفاده کنیم.

دومین ویژگی این نوع سیمان اینه که نسبت به سیمان های دیگر دیرگیر هست و برای همین می توانیم در بتن ریزی های حجیم مثلاً در سدسازی ها و موارد دیگه از این نوع سیمان استفاده کنیم.

سیمان تیپ چهار مقاومت خوبی هم در برابر سولفات ها دارد پس اگر به بتنی نیاز داشته باشیم که بخواهیم در برابر سولفات ها مقاومت کم تا حد متوسطی داشته باشد می توانیم از سیمان تیپ ۴ استفاده کنیم.

سیمان پرتلند تیپ چهار

از سیمان تیپ چهار در کجاها میتوانیم استفاده کنیم؟

۱. زمانی که هوا گرم می باشد

زمانی که هوا خیلی گرم باشد (مثلاً بالای ۴۰ درجه سانتی گراد) گرمای هوا باعث تبخیر شدن آب داخل بتن می شود از طرفی حرارت هیدراتاسیون هم تبخیر شدن آب بتن را بیشتر می کند.

حالا اگر از سیمان تیپ چهار که در زمان گیرش حرارت کمی تولید می کند، استفاده کنیم دیگر باعث تبخیر کردن آب بتن نمی شود.

دقت کنید که این نوع سیمان از همه ی انواع سیمان های پرتلند دیگر دیرگیرتر می باشد.

۲. برای بتن ریزی های حجیم

همانطور که می دانید اگر بخواهیم بتن ریزی های حجیم مثل بتن ریزی سدها را انجام بدهیم با توجه به اینکه حجم زیادی از بتن در کنار هم قرار می گیرد باعث ایجاد تنش های حرارتی می شود. شما در نظر بگیرید که بتن ریزی حجیم یک قسمت انجام شده خب بعد از چند ساعت ممکن است قسمت های بیرونی آن سفت و سخت شود اما قسمت های داخلی آن حتی با گذشت چندین روز هم خودش را نگرفته باشد.

قطعاً اگر زمان سخت شدن قسمت داخلی بتن زیادتر شود باعث ایجاد تنش های حرارتی و سوختگی داخلی بتن در اثر حرارت هیدراتاسیون می شود.

برای همین است که بهتره در بتن ریزی های حجیم از سیمان تیپ ۴ استفاده کنیم که حرارت هیدارتاسیون کمی دارد و در هنگام گیرش حرارت کمی تولید می کند و در نتیجه این تنش های حرارتی را کاهش می دهد و باعث سوختگی بتن تا حد زیادی نمی شود. حالا اگر سیمان تیپ ۴ به هر دلیلی در دسترس ما نبود بهتره که از سیمان تیپ ۵ و یا ۲ استفاده کنیم.

۳. برای جلوگیری از درز سرد

یک زمانی هست که به هر دلیلی ممکنه بتن ریزی در دو زمان متفاوت انجام شود، و این فاصله ی زمانی به وجود آمده بین بتن ریزی لایه اول و لایه دوم باعث می شود که بتن لایه اول مقداری سفت شده باشد و اتصال خوبی بین بتن لایه اول و دوم به وجود نیاید.

حالا در صورتی که هوای محیط گرم باشد این گرمای هوا باعث گیرش سریعتر لایه اول می شود و در نتیجه بین لایه اول و دوم که قرار است بعد از مدتی لایه دوم ریخته شود یک درز سردی به وجود می آید.

این درز سرد بیشتر برای سازه های زیر آب مشکل به وجود می آورد.

اگر از سیمان تیپ ۴ استفاده کنیم با توجه به اینکه این نوع سیمان دیرگیر است پس زمانی که لایه اول ریخته می شود، فرصت بیشتری برای بتن ریزی لایه دوم برای ما وجود می آید.

۵. سیمان پرتلند تیپ پنج (سیمان ضد سولفات)

تا اینجا چهار نوع سیمان را از انواع سیمان پرتلند بررسی کردیم و اما آخرین نوع، سیمان پرتلند تیپ ۵ هست. زمانی که بتن در معرض حمله شدید سولفات ها باشد از این نوع سیمان باید استفاده کنیم. این نوع سیمان نسبت به سیمان تیپ ۱ دیرگیرتر می باشد.

سیمان پرتلند تیپ پنج

نکته ی مهم در مورد سیمان پرتلند تیپ ۵ این هست که این نوع سیمان در مقابل نفوذ یون های کلرید اضلاً مناسب نمی باشد و در صورتی با این نوع سیمان بتنی ساخته شود که آن بتن همزمان در معرض یون های سولفات و کلرید قرار داشته باشد مثل سازه های بتنی دریایی و ساحلی از جمله سازه های بتنی نزدیک به خلیج فارس در جنوب ایران، این بتن نمی تواند مقاومت خوبی در برابر این دو یون داشته باشد.

اگر بخواهیم بتنی داشته باشیم که هم در برابر یون سولفات و هم در برابر یون کلرید مقاوم باشد باید از سیمان تیپ ۲ و یا سیمان تیپ ۲ به همراه پوزولان برای ساخت این بتن استفاده کنیم.

مشاهده بیشتر

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

همچنین ببینید
بستن
دکمه بازگشت به بالا