سیمان نسوز چیست؟

سیمان نسوز یکی از مصالح مهم ساختمانی است که برای موارد بسیاری مورد استفاده قرار می‌گیرد. ما در ادامه این مطلب قصد داریم به بررسی نحوه استفاده، مزایا و کاربردهای این سیمان بپردازیم. در صورتی که در این سیمان، کاربرد، قیمت و نحوه استفاده از آن اطلاعات کمی دارید، در ادامه با پورتال جامع مهندسین ایران همراه باشید.

سیمان نسوز چیست؟

امروزه انواع مختلفی از مصالح نسوز وجود دارد که پیمانکاران برای پروژه‌های مختلف می‌توانند از آن استفاده نمایند. سیمان‌های نسوز کاربردهای مختلفی می‌توانند داشته باشند، به طور مثال یکی از ساده‌ترین موارد مربوط به استفاده در شومینه و کوره‌ها است. اجزای اصلی سیمان نسوز شامل، آهک آلومینا، اکسید کلسیم، اکسیدآلمینیوم، اکسید آهن می‌شود.

جامدات معمولاً در معرض نوسانات دما، به ویژه فلزات رسانای حرارتی، منبسط و منقبض می‌شوند. سیمان‌هایی که برای چسباندن فلزات ساختاری به هم در کاربردهای نسوز یا آب‌بندی واشرها و تیرچه‌ها استفاده می‌شوند، باید در حضور تنش ترمودینامیکی مداوم، یکپارچگی ساختاری خود را حفظ کنند. در حالی که سیمان معمولی در ترکیب با سایر تجهیزات سفت و سخت ممکن است به خوبی منبسط شود، اغلب در اثر انقباض به دلیل خرابی کلینکر یا مواد اتصال دهنده از بین برود.

سیمان نسوز ترموسئال

سیمان نسوز از مواد اتصال دهنده با خواص ترمودینامیکی بهبود یافته برای کاهش خطر خرابی مکانیکی استفاده می‌کند. مواد معدنی ذوب شده مانند اکسید آلومینیوم یا آلومینا برای اتصال مواد دانه درشت و ارائه خواص مقاوم در برابر درجه حرارت برتر بدون کاهش شکل‌پذیری مواد استفاده می‌شوند. این ترتیب ساخت سیمان‌های نسوز را با ترکیبی برجسته از شکل‌پذیری و مقاومت حرارتی امکان پذیر می‌کند.

اکثر شرکت‌ها، سه نوع سیمان نسوز متمایز برای عایق حرارتی و چسبندگی نسوز ارائه می‌دهند. این مواد به گونه‌ای بهینه شده‌اند که در برابر انبساط و انقباض کوره‌ها و محفظه‌های دود مقاومت کنند و چسبندگی مطمئن واشرها و مهر و موم ها را برای شومینه‌های گازی، کوره‌های صنعتی و کوره‌ها و اجاق‌های چوبی فراهم کنند. سیمان‌های نسوز با ظرفیت بالا همچنین می‌توانند مقاومت کافی در برابر محیط‌های فرسایشی ایجاد کنند و یکپارچگی مکانیکی خود را در برابر برخورد مستقیم شعله، دود خورنده و نشت حرارتی حفظ کنند.

سیمان نسوز از چه زمانی وارد بازار مصالح شد؟

این نوع سیمان ساختمانی اولین بار حدود صد سال پیش توسط یک مهندس اتریشی به نام لودویگ هاچ پردازش شد و توانست جایگزین بسیاری از قالب‌های قدیمی این نوع مصالح ساختمانی پرمصرف در پروژه‌های عمرانی و غیر مدنی شود. هدف اصلی از طراحی و ساخت سیمان نسوز، افزایش مقاومت سازه در برابر حرارت، افزایش دما و شعله است و یکی از عوامل تقویت ایمنی ساختمان و سازه است.

خواص شیمیایی سیمان نسوز

در این قسمت همراه ما باشید تا خواص شیمیایی سیمان نسوز را بررسی کنیم.

آلومینا-سیلیکات در این نوع سیمان ساختمانی، در ترکیب با مولکول‌های آب، هیدرات آلومینات-کلسیم ایجاد می‌کند و مقاومت سخت شدن و چسبندگی سیمان به سایر مواد را افزایش می‌دهد. افزایش شدت ترکیبات آزبست یکی دیگر از عوامل افزایش قدرت چسبندگی و تنظیم سرعت این نوع سیمان فرآوری شده است. رنگ این سیمان در مقایسه با سایر سیمان‌های ساختمانی نسبتاً روشن‌تر و در محدوده خاکستری تیره تا قهوه‌ای خواهد بود.

انواع مختلف سیمان نسوز

سیمان نسوز دارای انواع مختلفی است که ما در ادامه انواع این محصول را بررسی خواهیم کرد.

۱- سیمان نسوز فوندو

یکی از پرکاربردترین انواع سیمان‌های نسوز ساختمانی، نوع فوندو با قابلیت انقباض سریع‌تر از سایر سیمان‌های معمولی در عملیات عمرانی و ساختمانی است. این نوع سیمان به دلیل مقاومت و استحکام بالا در برابر آب در پوشش لوله‌های فاضلاب شهری و کانال‌های بزرگ آب استفاده می‌شود و همچنین دارای مقاومت و عدم تغییر شکل در برابر ترکیبات خورنده اسیدی است.

۲- سیمان نسوز کم آهن

یکی از دلایل اصلی محبوبیت و استفاده از این ترکیب ساختمان ، قابلیت استفاده از آن در کلیه روش‌های نصب، قالب‌گیری و ساخت سازه‌های عمرانی و ساختمانی است. مقاومت در برابر مونوکسید کربن و اسید سولفوریک بیوژنیک یکی از ویژگی‌های این نوع سیمان نسوز به عنوان یکی از اجزای اصلی سازه‌های سازه‌ای و پروژه‌های مکانیکی-عمرانی است.

سیمان نسوز کم آهن

سیمانی نسوزی که با نام کم آهن خوانده می‌شود، به اندازه پنجاه درصد، محتوای آلومینا دارد.جزء اصلی تشکیل دهنده سیمان IRC-50 ‌ترکیبات کلسیم آلومینا می‌باشد.

فاز اصلی تشکیل دهنده IRC-50 مونوکلسیم آلومینات ‌می‌باشد که به همین دلیل دارای خواص مکانیکی عالی می‌شود.

این سیمان با تمامی روش‌های نصب سازگار بوده و برای انواع کاربردها توصیه می‌شود.

این سیمان در برابر اسید سولفوریک بیوژنیک مقاوم بوده و ۰ فاقد مواد اضافه شونده است و برای استفاده در جرم‌های نسوز از پیش مخلوط شده پیشنهاد می‌شود.

این نوع سیمان می‌تواند خواص خود را به مدت ۶ ماه حفظ نماید.

سیمان نسوز فوندو

از جمله اجزای اصلی که در سیمان پرتلند استفاده می‌شود، سیمان فوندو است. این سیمان از آهک سیلیس (کلسیم سیلیکات) تشکیل شده است. در سیمان‌های نسوز که به سیمان آلومینی و سیمان کلسیم آلومینات هم نامیده می‌شوند، ترکیبات آهک – آلومینا تشکیلات اصلی آن هستند. سیمان نسوز وقتی با آب مخلوط شود، هیدرات‌های کلسیم آلومینات شکل می‌گیرد. حین هیدراته شدن این سیمان بر خلاف سیمان پرتلند، آهک آزاد تولید نخواهد شد.

انقباض این محصول شبیه به سیمان پرتلند بوده؛ اما سریع‌تر اتفاق می‌افتد. به همین دلیل هم هست که گفته می‌شود، به شیارهای کم‌تری مورد نیاز است.

این نوع سیمان، ضد اسید نبوده اما اگر با محیط‌های اسیدی رو به رو شود، می‌تواند عملکرد خوبی داشته باشد. اگر محیط اسیدی PH بیش‌تر از ۴ باشد، می‌تواند مقاومت کند.

کاربرد انواع سیمان نسوز

• احداث کانال‌های فاضلاب کوچک و بزرگ
• احداث کانال‌های سیلاب
• ساخت کف و دیوارهای توپ آتشین
• به عنوان یکی از ترکیبات اولیه در ساخت سنگ‌های مصنوعی ساختمان
• خطوط برق قوی
• ساخت پایه‌های بتنی برای سازه‌های مهندسی عمران
• محصولات پتروشیمی و پلیمری
• تعمیر، ساخت و تعمیر مسیرهای جاده‌ای
• پوشش مخازن و صنایع ذخیره مواد شیمیایی و اسیدی
• تجهیزات زباله سوز
• ساخت انواع دودکش
• ساخت کف و دیواره کوره
• ساخت کوره‌های تناوبی و تونلی
• خشک کن و پیش گرم کوره‌های سیمان
• تهیه گرانیت مصنوعی به منظور استفاده در کف و یا ساخت مجسمه
• اجرای خطوط برق از زمین و زیر زمین
• استفاده در سردخانه‌ها و مناطق سردسیر
• اجرای فوندانسیون در زمین‌های سولفاته و باتلاقی
• استفاده در صنایع دریایی و زیر دریایی
• مخازن مواد شیمیایی و خورنده
• کف واگن صنایع سرامیک و آجر
• پتروشیمی‌ها و صنایع پلیمری
• استفاده در صنایع ریخته‌گری
• راه‌سازی و تعمیرات راه
• تعمیر آب بندها و قفل کانال‌ها
• تاثیر نانو تکنولوژی بر کیفیت سیمان

مراحل ساخت انواع سیمان‌های نسوز ساختمانی

در اولین مرحله تولید و فرآوری سیمان نسوز، حجم و مقدار مساوی (بسته به ابعاد کوره و میزان سیمان تولید شده) سنگ آهک و بوکسیت ترکیب شده و مقدار مشخصی آهن و سیلیس به آن اضافه می‌شود. مخلوط مورد نظر همه مواد را در مواد اولیه مخلوط کرده و برای مدت مشخصی در فر قرار دهید.

در مرحله دوم تولید این سیمان، مواد مذاب از کوره خارج شده و پس از صاف شدن در یک سینی بزرگ، اجازه داده می‌شود تا مواد سرد شوند.

در مرحله سوم، ترکیب سرد شده از سینی جمع آوری شده و با استفاده از دستگاه‌های مخصوص خرد می‌شود. پودر حاصل از این فرآیند سیمان پرالومین نام دارد و به عنوان محصول نهایی بسته‌بندی و روانه بازار می‌شود.

شرایط نگهداری سیمان نسوز

بسته بندی انواع سیمان نسوز متناسب با خصوصیات فیزیکی و خواص شیمیایی این محصول انجام می‌شود و برای جلوگیری از واکنش سیمان با رطوبت محیط، از کیسه‌های چند لایه و محکم برای بسته‌بندی این محصول ساختمانی استفاده می‌شود. کیسه‌های ۲۵ و ۱۰۰ کیلویی انواع بسته‌بندی سیمان نسوز در بازار مصرف جهانی است.

مخلوط را در یک مکان خشک و خنک و دور از تابش مستقیم نور خورشید قرار دهید و آن را در فاصله مناسب از سطح زمین نگه دارید تا ماندگاری سیمان را افزایش دهید، ماهیت شیمیایی و دوام بالای محصول را حفظ کنید.

خواص و ویژگی های سیمان نسوز

این نوع سیمان ساختمانی از مقاومت سخت شدن بالایی برخوردار است.

همچنین می‌تواند مقاومت و استحکام بالایی در برابر حرارت و شوک‌های حرارتی داشته باشد.

مقاومت بالا در برابر ضربه، اصطکاک، خوردگی، تغییرات آب و هوایی، اسیدها، مواد شیمیایی و سولفات‌ها از جمله ویژگی‌های اصلی و بسیار مهم این محصول می‌باشد.

سیمان نسوز برای ساخت شومینه‌های آجری یا سنگی، کباب پز یا سایر تاسیساتی که در معرض حرارت شدید هستند استفاده می‌شود. در حالی که سیمان نسوز شبیه سیمان استاندارد در نحوه مخلوط شدن است، اما در استفاده از یک ماده با سیمان استاندارد تفاوت قابل توجهی دارد. سیمان نسوز به جای استفاده از سیمان پرتلند برای عامل سیمان سازی در مخلوط، از ترکیبی به نام آلومینات کلسیم به جای آن استفاده می‌کند.

بتن سیمان نسوز

بتن سیمان نسوز، از سیمان نسوز ساخته شده و با توجه به سنگ‌دانه‌هایی که دارد، خاصیت ضدحریق پیدا خواهد کرد. اگر از سیمان نسوز در دمای پایین استفاده گردد، نیاز به حدود ۳۰ درصد از وزن آن سیمان می‌باشد. اما اگر در حرارت بالا استفاده شود، نیاز به سیمان کم‌تری می‌باشد که حدوداً ۱۰ درصد از وزن آن را تشکیل می‌دهد. در خصوص بتن نسوز لازم است بدانید که می‌تواند تا دمای ۱۹۰۰ درجه مقاومت از خود نشان دهد.

سیمان نسوز فوندو

سیمان نسوز فوندو نوع دیگری از سیمان نسوز است که خواص آن مشابه با سیمان پرتلند می‌باشد. تفاوت آن این است که انقباض‌های سریع‌تر داشته و شیارهای با فاصله کم‌تری ایجاد می‌کند.

خواص دیگر این سیمان شامل این مورد می‌شود که ضد اسید نبوده ؛ اما می‌تواند عملکرد خوبی در محیط‌های اسیدی داشته باشد. محیط‌های فاضلابی و به صورت کلی محیط‌هایی که در تماس مستقیم با آب هستند، برای استفاده از آن توصیه می‌شود.

نکات مهم هنگام خرید سیمان نسوز

یکی از نکات مهمی است که لازم است بدانید، در رابطه با گیرش سریع‌تر این محصول است. برای گیرش سریع‌تر این سیمان، کافی است ترکیبی از سیمان نسوز و سیمان پرتلند را با هم ترکیب نمایید. در صورتی که میزان اکسیدآهن در این سیمان زیاد باشدف رنگ آن تیره شده و اگر اکسید آهن کم باشد، رنگ آن به خاکستری روشن درمی‌آید.

در فصل‌های سرد سال امکان یخ زدگی وجود دارد، به همین دلیل باید از آن جلوگیری کنید. به علاوه در فصول گرم سال نیز جهت گیرش سریع‌تر لازم است از سدیم گلوکنات استفاده شود.

توجه داشته باشید که پس از تهیه ملات تا تازه است از آن استفاده کنید؛ زیرا اگر بماند، سفت شده و امکان اضافه کردن آب نیز به آن وجود ندارد. با اضافه کردن آب، استحکام ملات کم‌تر خواهد شد.