مقاله تحلیلی: سیمان پرتلند معمولی و ترکیبات آن

سیمانی که عموماً برای کار ساخت‌وساز معمول به کار می‌رود، به‌عنوان سیمان پرتلند معمولی شناخته می‌شود. امروزه برای ساخت‌وساز با شرایط خاص، انواع مختلف سیمان پرتلند معمولی وجود دارد.

ویژگی گیرش سریع سیمان پرتلند، مقاومت و استفاده از آن در شرایط مختلف، مفهوم ساخت‌وساز را تغییر داد و آن را تبدیل به رایج‌ترین نوع سیمان کرد. اولین بار در سال 1824 جوزف آسپدین در انگلستان از این نوع سیمان استفاده کرد. هنگام گیرش، رنگ سیمان شبیه به رنگ سنگ‌ها در نزدیکی پورتلند (در انگلستان) است و ازاین‌رو نام پرتلند بر این نوع سیمان قرار داده شد. در ادامه در مورد ترکیبات و ساخت سیمان پورتلند صحبت می‌کنیم.

ترکیبات

ترکیب تقریبی مواد خام مورداستفاده برای تولید سیمان پرتلند معمولی عبارت‌اند از:

تمام مواد فوق طی فرآیند احتراق و همجوشی، دچار تغییر در ترکیبات شیمیایی می‌شوند. مواد تشکیل‌دهنده اصلی سیمان عبارت‌اند از تری کلسیم سیلیکا (3CaO.SiO2) دی کلسیم سیلیکات  (2CaO.SiO2)
و تری کلسیم آلومینات (3 CaO.Al2O3). تری کلسیم سیلیکات بهترین مواد در سیمان است و بیشتر در سیمان وجود دارد. در کلینکر خوب سوخته شده مقدار تری سیلیکات باید حدود 40٪ باشد. درصورتی‌که سوختن کلینکر به‌درستی انجام نشود، کلینکر باید دارای تری کلسیم سیلیکات کمتر و آهک آزاد بیشتر است. پس از افزودن آب، گیرش سیمان شروع و سپس سخت می‌شود. دلیل هیدراتاسیون و هیدرولیز سه ترکیب بالا است که به‌عنوان یک چسب عمل می‌کنند. آلومینات اولین ماده‌ای است که در سیمان شروع به گیرش و سخت شدن می‌کند. تری سیلیکات کند­تر است و دی سیلیکات از آن هم کندتر است. به همین ترتیب مقاومت اولیه سیمان ناشی از وجود آلومینات است. افزایش مقاومت اولیه به دلیل وجود تری سیلیکات رخ می‌دهد. دی سیلیکات 14 تا 28 روز طول می‌کشد تا باعث افزایش مقاومت شود. تمام این سه ترکیب در واکنش با آب، حرارت زا هستند. حداکثر حرارت را آلومینات تولید می‌کند . سیمان دارای آلومینات کمتر، مقاومت اولیه کمتر و مقاومت نهایی بالاتری دارد. سیمانی که حرارت کمتری تولید می‌کند، ثبات حجمی بیشتر، ترک‌خوردگی كمتر و مقاومت بیشتری در برابر حملات اسیدی دارد. سوختن ناقص کلینکر باعث باقی ماندن آهک آزاد در سیمان می‌شود. این آهک آزاد باعث اختلال در بتن می‌شود. سیلیکات به همراه آب یک ژل را تشکیل می‌دهد. این ژل، ذرات را به هم متصل می‌کند.

بر اساس IS 269-1975 ترکیب سیمان پرتلند معمولی باید شرایط زیر را داشته باشد:

(1) نسبت درصد آهک به سیلیس، آلومینا و اکسید آهن در مقایسه با فرمول

نباید کمتر از 0.66 و بیشتر از 1.02 باشد.

(2) نسبت درصد آلومینا به اکسید آهن نباید کمتر از 0.66 باشد.

(3) وزن باقی‌مانده نامحلول نباید کمتر از دو درصد باشد.

(4) وزن منیزیم نباید بیشتر از 6 درصد باشد.

(5) مقدار کل گوگرد محاسبه‌شده به‌عنوان انیدرید سولفوریک (SO2) نباید بیش از 2.75 درصد باشد.

(6) مجموع ضایعات در احتراق نباید بیشتر از 4 درصد باشد.

منبع

نوشته شده توسط تیم مترجمین موسسه 808

اگر دوست دارید به تیم مترجمین 808 بپیوندید، با ما تماس بگیرید.

دریافت فایل PDF مقاله برای اعضای VIP رایگان است. سایر کاربران با پرداخت ۵۰۰ تومان می توانند اقدام به دریافت این فایل کنند.