سیمان چیست؟
سیمان چیست و از چه ترکیباتی درست شده است؟ همه ما در هنگام ساخت و ساز کیسه‌های بزرگ سیمان و شاید حتی مخلوط چسپناک آن با آب را دیده باشیم. در این مطلب از خواص و ویژگی‌های سیمان و کاربردهای آن در ساختمان سازی خواهیم گفت جهت آشنایی بیشتر با این ماده مطلب امروز می‌تواند مفید باشد.
درباره سیمان
سیمان از کلمه لاتین cæmentum گرفته شده است که معنی آن ملاط است. این خاستگاه عجیب نیست؛ زیرا رومی‌ها در مقایسه با سایر تمدن‌های باستانی از سیمان به عنوان ماده چسبنده برای ساخت و سازهای خود استفاده می‌کردند. سیمان در واقع یک ماده پودری شکل است که در ترکیب با آب می‌تواند ماده چسبنده‌ای ایجاد کند. این ماده برای وصل کردن و چسباندن سنگ، بلوک و آجر ترکیب بسیار مناسبی است.
سیمان پرتلند پرمصرف‌ترین نسخه در دنیای ساخت و ساز است؛ زیرا در ساخت پل‌ها، سدها، ساختمان‌ها، دال‌ها، دیوارها، کف‌ها و غیره استفاده می‌شود. علاوه بر این سیمان می‌تواند در کشاورزی برای ترکیب خاک‌های مختلف مورد استفاده قرار بگیرد؛ اما خمیری که با آب تشکیل می‌دهد صرفاً در ساخت و ساز به کار می‌رود.
سیمان در انواع پرتلند، هیدرولیک و غیر هیدرولیک وجود دارند که هر کدام خواص و کاربردهای ویژه خود را به شما می دهند. سیمان هیدرولیک پس از گذشت کمی زمان سفت می‌شود؛ اما سیمان غیر هیدرولیک این طور نیست و در شرایطی که با آب ترکیب شده است نیز سفت نمی‌شود و تنها وقتی بافت آن سفت خواهد شد که در معرض خشک شدن با نور آفتاب قرار بگیرد.
سیمان از چه چیزی ساخته شده است؟
ترکیب سیمان به طبقه‌بندی آن بستگی دارد. طبقه‌بندی اولیه سیمان بر اساس منشأ اجزای اصلی آن است؛ بنابراین سیمان می‌تواند رسی یا پوزولانی باشد. سیمان رسی از خاک رس و سنگ‌آهک ساخته می‌شود. درحالی‌که سیمان پوزولانی از پوزولان‌ها که بیشتر خاکستر آتشفشانی است تشکیل شده است.
سیمان پرتلند از نوع رسی است و ازآنجایی‌که پرکاربردترین و شناخته‌شده‌ترین است، به ترکیب آن خواهیم پرداخت. این نوع سیمان از دیدگاه شیمیایی از اکسیدهای زیر تشکیل شده است:
- سیلیس(SiO2): این اکسید بین 19 تا 25 درصد سیمان را تشکیل می‌دهد.
- آلومینا(Al2O3): مقدار متغیر بین 5/3 تا 8 درصد سیمان.
- اکسید آهن(Fe2O3): نسبت آن بین 2.5 تا 4.5 درصد کل است.
- آهک(CaO): جزء غالب است که بین 62 تا 65 درصد سیمان را تشکیل می‌دهد.
- گچ(SO3): 1.5 و 4.5 درصد از مواد را تشکیل می‌دهد.
- منیزیم(MgO): نسبت آن بین 5/0 تا 5 درصد مخلوط است.
- قلیاها(Na2O, K2O): مقدار این اکسید بین 0.2 تا 1.2 درصد کل است.
اهمیت سیمان در چیست؟
در ساختمان‌سازی باید به مقاومت بالای سازه اهمیت ویژه‌ای داده شود. ما به ماده‌ای نیاز داریم که بتوانیم روی چسبندگی بالای آن حساب کنیم سیمان یک ماده مهم در ساخت و ساز است؛ زیرا به لطف این جزء است که تشکیل بتن حاصل می‌شود. اتحاد سنگ‌دانه‌ها و شن و ماسه بدون سیمان امکان‌پذیر نخواهد بود؛ زیرا مسئول اجازه دادن به اتحاد آنها در یک مخلوط منسجم سیمان است. اهمیت سیمان در این است که می‌تواند خمیر بسیار محکمی باشد و در عین حال برای درست کردن آن فقط آب و شاید ماسه نیاز باشد.
همچنین بخوانید | قیمت هبلکس
ترکیب سیمان چیست؟
هنگامی‌که سیمان با سایر اجزای بتن مخلوط می‌شود و با آب تماس پیدا می‌کند، یک واکنش شیمیایی به نام هیدراتاسیون رخ می‌دهد. این پدیده منجر به فرایند پخت می‌شود. به زبان ساده، در طول فرایند پخت، ذرات سنگ توسط یک ژل احاطه شده است که با گذشت زمان خاصیت چسبندگی آن افزایش می‌یابد. این امر باعث می‌شود که بقیه مواد با هم ادغام شوند و یک توده خمیر مانند به نام بتن تشکیل دهند.
هیدراتاسیون عمدتاً توسط اکسید کلسیم (آهک) و آب تحریک می‌شود؛ بنابراین سیمان کردن فرایند منحصربه‌فردی نیست و در سایر چسب‌ها نیز از آن استفاده می‌کنند، به عنوان مثال در آهک و گچ.
با این حال، همه چسب‌های شناخته شده نمی‌توانند موادی به اندازه بتن چند منظوره و مقاوم ایجاد کنند. سیمان دارای ترکیبی است که سال‌ها تقویت و تصفیه شده است و در اصل نوعی آهک هیدرولیک بهبود یافته است.
خواص سیمان چیست؟
سیمان به تنهایی دارای بافت ضخیمی است و در ترکیب با ماسه و آب می‌تواند یک خمیر چسبناک تشکیل دهد. این ماده دارای برخی از ویژگی‌ها است. خواص فیزیکی و شیمیایی اصلی سیمان عبارت‌اند از:
ظرافت بافت سیمان
یک عامل مهم در هیدراتاسیون سطح تماس است؛ بنابراین هرچه ذرات سیمان ریزتر باشد، فرایند هیدراتاسیون سریع‌تر خواهد بود و باعث می‌شود استحکام سیمان سریع‌تر توسعه یابد.
زمان پخت سیمان
هنگامی‌که سیمان به آب واکنش نشان می‌دهد و خمیر بتن ایجاد می‌کند، این مخلوط برای مدت زمان محدودی دارای خاصیت پلاستیسیته ثابت خواهد بود. سپس مخلوط به تدریج سفت می‌شود.
قوام معمولی سیمان
قوام معمولی سیمان اشاره به سیال بودن مخلوط برای مقدار معین آب دارد. این ویژگی به کیفیت سیمان و زمان پخت آن مربوط می‌شود.
مقاومت مکانیکی سیمان
سیمان مقاومت مکانیکی بتن را ایجاد می‌کند؛ بااین‌حال کیفیت و نسبت اجزای دیگر نیز بر مقاومت بتن تأثیر می‌گذارد، البته به میزان کمتر.
گرما در طول هیدراتاسیون سیمان
هیدراتاسیون یک واکنش گرمازا است، به این معنی که گرما ساطع می‌کند. این اجازه می‌دهد تا حداکثر دمایی را که بتن توسعه می‌دهد و همچنین زمان رسیدن به آن را مشخص کنید.
کاربرد سیمان در ساخت‌وسازهای صنعتی
کاربرد اصلی سیمان در ساخت‌وسازهای صنعتی، تشکیل بتن است که برای ساخت دال، دیوار، آجر، عناصر یکپارچه و غیره استفاده می‌شود. علاوه بر این، سیمان امکان استفاده از بتن را فراهم می‌کند که یک بتن تقویت‌کننده با شبکه فولادی و/یا الیاف (مصنوعی یا فلزی) است تا در برابر تنش‌ها مقاومت بهتری داشته باشد.
بتن مسلح برای ساخت ستون‌ها، پایه‌ها، تیرها و سایر عناصری که بخشی از ساختار انبار صنعتی را تشکیل می‌دهند ضروری است. سایر کاربردهای سیمان در ساختمان سازی و ترمیم بناها بسیار زیاد و متنوع است. از این ماده به عنوان یک چسب محکم و مقاوم در سازه‌های زیادی استفاده می‌شود.
سخن پایانی
سیمان ترکیبی ساده و در عین حال بسیار مفید و پر کاربرد با آب می‌سازد که با آن می‌توانید دیوارهای داخلی و خارجی یک ساختمان را به یکدیگر محکم کنید. در این مطلب ما سیمان و خواصی که دارد را به شما معرفی کرده‌ایم و از کاربردهایی که دارد توضیح داده‌ایم.
