سیمان چیست؟
قبل از اطلاع از قیمت و خرید سیمان بدانید سیمان (به فرانسوی: Ciment) ماده‌ای است که روی سطح اجسام جامد اعمال می‌شود تا آنها را بهم بچسباند. یا به عبارت دقیق‌تر، ماده پودری است که پس از مخلوط‌‌‌شدن با آب، به حالت نرم و خمیری درآمده (که پس از خشک شدن سفت می‌شود) و برای چسباندن سنگ‌ها، آجرها، بلوک‌ها و غیره در ساخت‌وساز استفاده می‌شود.
سیمان می‌تواند به عنوان مواد چسبنده‌ای تعریف شود که قادر است قطعات یا توده‌های مواد جامد را به یکدیگر متصل‌کرده و یک کل‌فشرده ایجاد کند. چنین تعریفی شامل تعداد زیادی از مواد بسیار متفاوت است که اشتراکات کمی با یکدیگر دارند، اما معمولاً منظور از سیمان، ماده‌ای است که می‌تواند حالت خمیری پیدا‌کرده و از آن برای چسباندن آجر، بلوک، و سنگ‌ها به یکدیگر استفاده می‌شود. از آنجایی که جزء غالب در اکثر این مواد، ترکیبات آهکی است، منظور از سیمان، معمولاً «سیمان‌های آهکی» است.
طبق تعریف مونومری مانند متیل متاکریلات می‌تواند سیمان خوانده شود که در محل پلیمریزه و سخت می‌شود و بیشتر در ایالات متحده از آن برای وصله زدن و تعمیر جاده‌ها استفاده می‌شود، با این حال، استفاده از این چنین مواد گران‌قیمتی در مقایسه با استفاده از سیمان‌های معدنی، که سیمان پرتلند برترین آنهاست، بسیار محدود است.
انواع سیمان
به طور کلی، سیمان ها به انواع و دسته های مختلفی تقسیم می شوند. با تغییر نسبت مواد اولیه تشکیل دهنده در کارخانه سیمان، می توان انواع مختلفی از آن ها را به وجود آورد که در ادامه به بررسی انواع سیمان می پردازیم:
1- سیمان غیرهیدرولیکی
سیمان غیر هیدرولیکی به نوعی از سیمان گفته‌می‌شود که به آب نیازی‌نداشته و با قرار‌گرفتن در معرض هوا و جذب گاز دی اکسید کربن سفت می شود. روند سفت شدن سیمان غیرهیدرولیکی به کندی صورت می گیرد. همچنین، از این سیمان تنها می توان در محیط های خشک استفاده کرد. چرا که برخی از ترکیبات آن، مانند کربنات و سولفات، ممکن است در معرض رطوبت و آب واکنش نشان‌داده و سختی خود را از دست بدهند. از این رو، امروزه استفاده از سیمان غیرهیدرولیکی تقریبا منسوخ شده‌است.
2- سیمان هیدرولیکی
برخلاف سیمان غیرهیدرولیکی، سیمان هیدرولیکی به نوعی گفتی می شود که پس از ترکیب با آب و انجام واکنش های شیمیایی، سفت و مقاوم می شود. نکته قابل توجه این است که با وجود این که آب یکی از اصلی ترین اجزای این ترکیب است، سیمان حاصل در برابر آب مقاوم بوده و در آن حل نمی شود. سیمان های هیدرولیکی پرکاربردترین نوع سیمان هستند که اصلی ترین انواع آن؛ سیمان پرتلند، پوزولانی، زودگیر، سیمان بنایی، سفید، رنگی، و سیمان های استاندارد ملی هستند.
3- سیمان زودگیر
با افزایش میزان سیلیکات تری کلسیم در سیمان پرتلند، سیمان زودگیر به وجود می آید. این سیمان از مقاومت فشاری بالاتری برخوردار است و پس از ترکیب با آب، با سرعت بیشتری به مقاومت بالاتری می رسد و به همین دلیل به آن سیمان زودگیر می گویند. از این سیمان برای ساخت المان های بتنی با مقاومت بالا، در مکان هایی که سرعت کار بالا نیاز داشته و همچنین برای بتن ریزی در هوای سرد استفاده می شود.
4- سیمان بنایی
همانطور که از اسم آن پیداست، از این سیمان در بنایی و برای تولید ملات های مورد نیاز آن همچون گچ کاری و آجرچینی استفاده می شود. سیمان بنایی دارای فرمولاسیون اختصاصی و پیچیده‌است و نباید از آن در بتن و بتن‌آرمه استفاده‌کرد.
5- سیمان پرتلند
سیمان پرتلند شناخته‌شده‌ترین و پرکاربردترین نوع سیمان است که کاربرد زیادی در ساخت ساختمان دارد. این سیمان از حرارت‌دادن آهک و ترکیب آن با خاک رس و مواد دیگر در دمای 1450 درجه سانتی گراد در کارخانه سیمان تولید می شود. این سیمان شامل سیمان های پرتلند تیپ 1 تا تیپ 5 می شود که هر تیپ کاربرد خود را دارد.
6- سیمان پوزولانی
با اضافه کردن گچ به سیمان پوزولانی در کارخانه تولید سیمان، به سیمان پوزولانی می رسند. این نوع سیمان‌ها نسبت به سیمان پرتلند معمولی دارای خواص بهبود یافته مکانیکی و شیمیایی‌بوده و از مقاومت بالاتری نسبت به سیمان معمولی برخوردار هستند. همچنین، به علت مزایایی مانند قیمت پایین و مقاومت مناسب، بسیار پر کاربرد هستند. این رو از این رو از آن در ساخت سدها، پل ها، و بتن ریزی در زیر اب استفاده می شود.
ترکیبات شیمیایی سیمان چیست؟
ساخت سیمان بک ترکیب شیمیایی است و طی آن اجزای مختلف سیمان، با هم واکنش می‌دهند. همانطور که گفتیم، سیمان یک ترکیب سیلیکاتی است و فرمول شیمیایی سیمان شامل چهار عامل‌تری کلسیم سیلیکات (۳O۲=C۳S)، دی کلسیم سیلیکات (2CaOSiO2=C2S)، تری کلسیم آلومینات (3CaOAl2O3=C3A) و تترا کلسیم آلومینو فریت (4CaOAl2O3Fe2O3) می‌شود. تری کلسیم سیلیکات و دی کلسیم سیلیکات بیش‌ترین اثر را در میزان مقاومت سیمان پس از تولید بتن دارند.
تری کلسیم سیلیکات، پس از ترکیب با آب به سرعت وارد یک واکنش گرما ده می‌شود و سفتی سیمان را به دنبال دارد. دی کلسیم کربنات نیز واکنشی گرمازا دارد اما به سرعت انجام نمی‌گیرد و ممکن است طی چندین روز تا خشک شدن سیمان ادامه داشته باشد.
ترکیبات سیمان چیست ؟
ترکیبات سیمان، شامل چندین ماده‌ای هستند که در فرآیند تولید سیمان استفاده می‌شوند. این ترکیبات باعث تشکیل خواص و خصوصیات منحصربه‌فرد در سیمان می‌شوند. به همین دلیل، شناخت ترکیبات سیمان از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.
-
پرکننده‌ها (Fillers)
پرکننده‌ها معمولاً شامل سنگ‌های پودری مانند سنگ آهک و سنگ رس هستند. این مواد در تهیه سیمان استفاده می‌شوند تا فضای خالی بین دانه‌ها را پر کرده و سیمان را متماسک کنند.
-
دانه‌های کلینکر (Clinker)
دانه‌های کلینکر از طریق برش گرمی از مواد اولیه سیمانی مانند سنگ آهک و خاک رس تولید می‌شوند. این دانه‌ها با تاثیر حرارت، مواد قابل چسبندگی و مورد نیاز برای تشکیل سیمان را ایجاد می‌کنند.
-
مواد فرعی سیمان (Cementitious Materials)
مواد فرعی سیمان عبارتند از: آهک سیمانی، آهک متستون، خاکستر فعال بالک و سیلیس فوم. این مواد فرعی باعث افزایش استحکام سیمان و کاهش نیاز به سیمان پورتلند می‌شوند. همچنین، این ترکیبات به بهبود خواص سیمان کمک می‌کنند و در کاهش گسیختگی و تغییر حجم سیمان نقش دارند.
-
مواد افزودنی (Additives)
مواد افزودنی مانند پلیمرها، رزین‌ها و سیمان‌های ترکیبی از آمافلور، سیلیکا و گرافیت استفاده می‌شوند. این مواد افزودنی به سیمان ویژگی‌های خاصی مانند مقاومت بیشتر، خاصیت ضدآبی و خواص مکانیکی متفاوت می‌بخشند.
-
ماده پلیمری (Polymeric Material)
به‌منظور افزایش خواص خاص، در برخی از سیستم‌های سیمان سازی از مواد پلیمری استفاده می‌شود. این مواد به سیمان استحکام و خواص خاصی مانند افزایش روانندگی و کاهش گسیختگی می‌بخشند.
همه این ترکیبات با هم تعامل می‌کنند تا سیمان نهایی را تشکیل دهند. با استفاده از دقت در ترکیب این مواد، می‌توان خواص مطلوب سیمان را تنظیم کرد و استفاده از آن در برنامه‌های مختلف ساختمانی و صنعتی را ممکن ساخت.