مطالب

Image

سیمان (Cement)

تاریخچه سیمان

سیمان یا سمنت واژه‌ایست که قدمت آن به پیش از میلاد می‌رسد. مصرف آن در ساختمان پانتئون شهر رم واقع در ایتالیا که مربوط به قبل از میلاد است، دیده شده است.

ولی کشف سیمان به شکل امروز مربوط است به یک نفر بنای انگلیسی بنام ژوزف اسپدین که از پختن آهک و خاک رس در حرارت بالا و آسیاب کردن آن موفق شد ابتدایی‌ترین نوع سیمان را کشف نموده و آن را در تاریخ ۲۱ اکتبر ۱۸۲۴ به نام خود در انگلستان ثبت نماید و نام محصول به دست آمده را سیمان پرتلند گذاشت. علت این نامگذاری همان طور که گفته شد آن است که سیمان از سمنتوم رومی گرفته شده است و پرتلند نام جزیره‌ایست در انگلستان که رنگ سیمان پس از سخت شدن به رنگ سنگ‌های ساحلی این جزیره در می‌آید، به همین دلیل نام پرتلند را به دنبال سیمان برای آن انتخاب نموده‌اند. البته قبل از ژوزف اسپدین، اشخاص دیگری در فرانسه و انگلستان از پختن خاک رس و سنگ آهک مصالح مشابهی به دست آوردند ولی هیچکدام کار خود را دنبال نکرده و محصول خود را به ثبت نرساندند، ژوزف اسپدین نخستین شخصی بود که سیمان را در اوایل قرن نوزدهم در انگلستان به ثبت رسانده و آن را ابتدا برای ساخت فانوس دریایی مورد استفاده قرار داد.

سیمان چیست ؟

سیمان ماده‌ای چسبنده‌است که قابلیت چسبانیدن ذرات به یکدیگر و بوجود آوردن جسم یکپارچه از ذرات متشکله را دارا می‌باشد و از ترکیب مصالح آهکی، رس، سیلیس و اکسیدهای معدنی در دمای ۱۴۰۰ تا ۱۵۰۰ درجه سانتی گراد ساخته می‌شود. به جسم حاصل، پس از حرارت دادن کلینکرگویند و از آسیاب کردن آن به همراه مقدار مناسبی سنگ گچ سیمان تیپ‌های مختلف بدست می‌آید و همچنین اضافه نمودن پوزولان به کلینکر و گچ سیمان پوزولانی حاصل می‌شود. اندازه دانه‌های کلینکر۲۰-۵ میلی‌متر و رنگ آن سبز تیره می‌باشد.

پختن سیمان

پس از اینکه مواد خام با روش خشک و یا تر ، خرد و مخلوط گردیدند ، گرد و یا لجن مواد خام را در سیلوهای مخصوص انبار می کنند ، نسبت مواد خام قبل از ورود به کوه سیمان پزی کنترل و تنظیم می شود. مواد خام در روش خشک به صورت گرد و در روش تر به صورت لجن و در روش نیمه تر و نیمه خشک به صورت گندله وارد کوره گردنده سیمان پزی می شود. در درجه حرارت زیر 1000 درجه سانتیگراد عمل تکلیس مطابق واکنش صورت می گیرد.

در داخل کوره با حرکت مواد به سمت پایین درجه حرارت مواد افزایش یافته و در گرمای بالای 1200 درجه سانتیگراد ، آهک با سیلیس و سایر اکسید های موجد ترکیب می شود. مواد در حرکت به سمت پایین کوره و در گرمترین قسمت آن کاملا با یکدیگر ترکیب شده و به گلوله هایی به قطر 2 تا 25 میلیمتر کلینکر تبدیل می شوند.

کلینکر تولیدی ، که به صورت گلوله های سختی در آمده است ، با استفاده از خنک کننده های مخصوص ، سرد می شود. کلینکر سرد شده به همراه حدود 5 درصد سنگ گچ در آسیاب مخصوص به صورت پودر بسیار ریزی آسیاب می شود ، که نتیجه عملیات فوق منجر به تولید سیمان معروف به پرتلند می شود. سیمان تولیدی در کیسه های 50 کیلویی و یا به صورت فله ، به بازار عرضه می شود.

گیرش سیمان

وقتی پودر سیمان با مقدار مناسبی آب مخطوط می شود ، تبدیل به خمیر نرمی می شود که در اثر مرور حالت خمیری ( پلا ستیسیته ) خود را از دست می دهد و به جسم سختی تبدیل می شود.

گیرش و سخت شدن خمیر سیمان ، نتیجه یک سلسله واکنش های همزمان و پی ذر پی بین آب و اجزای تشکیل دهنده سیمان است. گیرش سیمان با درجه حرارت و رطوبت و رطوبت محیط اطراف تغییر می کند. زمان گیرش سیمان به دو مرحله تقسیم می شود ، که عبارت است از گیرس اولیه و گیرش نهایی یعد از گیرش نهایی سختی و مقاومت خمیر سیمان مرتبا افزایش می یابد ، این مرحله را سخت شدن می گویند.

مقاومت سیمان

مقاومت مکانیکی سیمان سخت شده مهمترین خاصیت این ماده در کاربرد سازه های آن است ، از این رو کلیه آیین نامه ها ، آزمایش های مقاومت را همیشه در بیان مشخصات سیمان ذکر کرده اند.

مقاومت ملاتی یا بتن بستگی به انسجام یا چسبندگی خمیر سیمان ، چسبیدن و یا قابلیت چسبندگی آن به مواد سنگی مقاومت مواد سنگی دارد.

به علت مشکلاتی که در ساخت خمیر خالص سیمان وجود دارد ، آزمایش مقاومت مستقیما روی آن انجام نمی شود ، عموما برای این کار ، نمونه های مناسب ملات ماسه و سیمان و یا بتن ، به نسبت های معین مواد ، در شرایط استاندارد تهیه شده و مقاومت آن ها تعیین می شود.

دپو و نگهداری سیمان

سیمان باید به صورت خشک نگهداری شود، هوای مرطوب مانند رطوبت مستقیم برای سیمان زیان آور است. حداکثر زمان انبار کردن سیمان به مکان انبار و شرایط هوا بستگی دارد. چنانچه سیمان در ظروف غیر قابل نفوذ هوا جای داده شود می توان تا مدت نامحدودی آن را نگاهداری نمود. اگر سیمان در سیلو به صورت فلّه و در شرایط مناسب نگهداری شود تا حدود سه ماه قابل مصرف خواهد بود. به هر حال، سیمانی که در کیسه های معمولی کاغذی سه لا تحت شرایط مطلوب نگاهداری شود، مقاومتش را پس از ۴ تا ۶ هفته در حدود ۲۰ درصد از دست می دهد.

چنانچه سیمان با کیسه تحویل شود، قبل از انبار کردن باید بازرسی شود. کیسه های پاره و رطوبت گرفته قابل قبول نیستن سیمان باید به طور مرتب مورد بازدید قرار گیرد تا دچار هوازدگی نشده باشد. کلوخه شدن نشانگر هوازدگی آن است.

هوای مرطوب و طول مدت نگهداری، علت گیرش و کلوخه شدن سیمان های پاکتی است. به عنوان راهنمایی کلی، چنانچه کلوخه های سیمانی در بین انگشتان به آسانی خرد نشوند، مصرف آن سیمان برای بتن سازه توصیه نمی شود. به طور کلی، اگر سیمان هواخورده قابل مصرف تشخیص داده شود، به علت کاهش مقاومت، مقدار آن در مخلوط بتن باید بر حسب نتیجه ی آزمایش بین ۱۰ تا ۲۰ درصد افزایش یابد.

انبار کردن زیر سقف: در جایی که کیسه های سیمان مورد استفاده قرار می گیرند، آنها را باید زیر سقف قرار داد. در چنین مواقعی باید اطمینان حاصل کنید که محل سایه بان به دور از نفوذ آفتاب و کف آن کاملاً خشک باشد. چنانچه کف سایه بان خشک نیست، یک کف دیگر از آجر یا تخته چوبی احداث می شود تا کیسه های سیمان با زمین مرطوب تماس پیدا نکنند.

کیسه های سیمان باید دور از دیوار چیده شوند و تعداد ردیف ها بر روی یکدیگر نباید بیش از ۵/۱ متر (۹کیسه) ارتفاع داشته باشد.

کیسه هایی سیمان باید نزدیک به یکدیگر چیده شوند تا جریان هوا، رطوبت کمتری به آنها برساند. در انبار باید کاملاً بسته باشد. همیشه از ردیف کیسه هایی استفاده شود که زمان بیشتری در انبار بوده است.

انبار کردن در فضای باز: در مواردی که حجم کار کم است و سایه بان در دسترس نباشد می توان کیسه های سیمان را در فضای باز انبار نمود. باید یک کف خشک به کمک آجر یا تخته چوبی به ضخامت ۱۰ سانتی متر بر روی سطح زمین ساخته و کیسه های سیمان را بر روی آن قرار داد .

کیسه های سیمان باید با برزنت یا پلاستیکپوشانیده شوند. باید مطمئن شوید که پوشش پاره نباشدو لبه های آن کاملاً روی هم قرار گرفته باشد تا آب باران به داخل نفوذ نکند. پوشش نهایی باید به صورت چادر آویزان گردد تا باران مستقیماً دفع شود بدون آنکه سیمان خیس گردد.روی ورقه های پلاستیک و لبه های پایین آن، وزنه هایی قرار دهید، تا وزش باد قادر به بلند کردن ورقه های پلاستیک نباشد.

انبار کردن سیمان فلّه: از آنجا که سیلو های سیّار قابل دسترس هستند استفاده از سیمان فلّه ای به دلایل زیر بهتر از سیمان کیسه ای است:

ـ ارزانتر است.

ـ جهت انتقال سیمان، به نیروی انسانی همانند سیمان کیسه ای نیاز نیست.

ـ ضایعات به علت پارگی کیسه وجود ندارد، چون سیلو ها در برابر هوا عایق هستند.

ـ سیمان ها به ترتیب ورود به کارگاه مصرف می شوند.

ـ سیلو ها تضمین می کنند که سیمان مصرفی دارای همان مشخصاتی است که تحویل گرفته شده است.

ـ دستگاه بتن ساز با حداکثر ظرفیت قابل بهره برداری است.

 

سیلو ها باید مانع نفوذ آب باشند و میعان داخل سیلو را به حداقل برسانند. سیمانی که بیش از ۶ ماه در سیلو مانده باشد یک لایه نازک سخت به ضخامت ۵۰ میلی متر در بالای سطح آن به وجود می آید و باید دقت نمود تا از این لایه برای ساخت بتن استفاده نشود.