در این مقاله به بررسی انواع سیمان و کاربرد های سیمان می پردازیم. سیمان یا سمنت واژه ای است که از واژه سمنتوم رومی گرفته شده است و در ساختمان سازی استفاده می شود. سیمان ماده ای چسبنده است که قابلیت چسباندن ذرات به یکدیگر و به وجود آوردن جسمی محکم و یکپارچه را دارد. قدمت این واژه رومی به تاریخ قبل از میلاد نیز می رسد. آقای ژوزف اسپیدن، اولین کاشف نمونه امروزی سیمان می باشد.

تاریخچه تولید انواع سیمان

آقای ژوزف اسپیدن از پختن آهک و خاک رس در حرارت بالا و آسیاب کردن محصول حاصل،انواع سیمان را تهیه نمود. آقای ژوزف اسپیدن این سیمان را سیمان پرتلند نام گذاری کردند زیرا رنگ این سیمان ساخته شده شباهت بسیار زیادی به سنگ های جزیره پرتلند داشت.قبل از اقای اسپیدن، آقای هیگینز و پارکر و ویکت فرانسوی توانسته بودند که نوعی سیمان را تهیه نمایند ولی این سیمان خاصیت هیدرولیکی کافی نداشت، به همین علت آقای اسپیدن لوح تقدیر از جرج چهارم را دریافت نمود. اما تاریخچه تولید انواع سیمان در ایران به سال ۱۳۱۰ برمی گردد که در این تاریخ کارخانه ای در ۷ کیلومتری جنوب تهران تاسیس شد ولی چندین سال بعد از تاسیس اولین کارخانه، به دلیل تقاضای بالاس بازار و کم بودن عرضه کارخانه دیگر در جوار کارخانه قبلی تأسیس شد، ولی باید توجه کرد که ورود سیمان به ایران به وسیله خارجی ها بوده است و هدف از وارد کردن این فراورده ساخت کلیساها و سفارت خانه ها بود، بعد ها با با شروع احداث راه آهن سراسری ضرورت استفاده از سیمان جهت ساختن پل ها و تونل ها کاملا محسوس تر شد. از آنجایی که سیمان حصولی ارزان قیمت ولی سنگین می باشد برای مقرون به صرفه بودن آن باید حدالامکان محل تولید آن و مصرف آن به هم نزدیک باشند، همین علت موجب تاسیس اولین کارخانه های سیمان در ایران شد.

اجزای تشکیل دهنده سیمان

سیمان ها وابسته به نوع کاربرد آنها می توانند دارای ترکیبات متفاوتی باشند، برای مثال در بعضی بناها محکم بودن سیمان بسیار اهمیت گذار می باشد ولی در بعضی بناها خاصیت هیدرولیکی سیمان مورد اهمیت می باشد.به طور کلی سیمان از مواد زیر تشکیل شده است.

۱-مصالح آهکی خارجی(حدود ۶۰ الی ۷۰ درصد)

۲-سیلیس(۱۷ الی ۲۲ درصد)

۳-اکسید های معدنی که خود شامل ۵ نوع اکسید می باشد:

۱-اکسید آهن

۲-اکسید سدیم

۳-اکسید منیزیم

۴-اکسید پتاسیم

۵-اکسید آلومینیوم

انواع سیمان

سیمان ها وابسته به اجزای تشکیل دهنده و کاربرد آن ها، انواع مختلفی دارند و در گروه های خاصی دسته بندی می شوند.

از انواع سیمان ها می توان به سیمان نوع ۱ ،سیمان نوع ۲ ،سیمان نوع ۳ ،سیمان نوع ۴ ،سیمان پرتلند، سیمان پوزولان، سیمان آمیخته، سیمان برقی، سیمان رنگی، سیمان سفید، سیمان نسوز، سیمان بنایی، سیمان زود مقاوم، سیمان با مقاومت بسیار بالا، سیمان با گیرش بالا، سیمان با آلومینای بالا، سیمان سفید و غیره اشاره کرد.

در این جا به طور خلاصه به طرز تهیه چند سیمان مشهور می پردازیم.

سیمان پرتلند:سیمان پرتلند دارای ۸ تیپ گوناگون می باشد، که هریک کاربرد و طرز تهیه متفاوتی با دیگری دارد.

سیمان پرتلند نوعی سیمان هیدرولیک است که از پودر کردن کلینکری که عمدتا از اکسیدهای سیلیسی، آلومینیومی و آهنی که عامل تشکیل ترکیبات سیلیکاتی و آلومیناتی سیمان پرتلند می باشد. باید دقت شود که انواع سیمان پرتلند خورنده می باشد و تماس آن با چشم و پوست و دستگاه تنفسی باعث ایجاد سوزش و ناراحتی می شود. تماس شدید این سیمان با چشم می تواند سبب کوری شود و تماس مکرر این سیمان با پوست می تواند باعث ایجاد آماس شود.

سیمان پوزولانی:گونه ای خاکستر آتشفشان ریز دانه است که در ساخت بتن کاربرد دارد.

پوزولان عبارت است از مواد سیلیسی یا سیلیسی آلومینی که خود به تنهایی فاقد ارزش چسبندگی یا خاصیت چسبندگی بسیار کمی دارد. اما به شکل ریز در مجاورت رطوبت طی واکنش شیمیایی با کلسیم هیدروکسید در دمای معمولی ترکیب ها با خاصیت سیمانی به وجود می آورند. این واکنش را واکنش پوزولان می نامند.

گرچه بتن دارای پوزولان نسبت به بتن دارای پرتلند آهسته تر به مقاومت اولیه می رسد، ولی باید توجه نمود که مقاومت نهایی سیمان دارای پوزولان نسبت به سیمان دارای پرتلند بیشتر می باشد. با مخلوط کردن نسبت وزنی ۱به۴این سیمان با مواد مناسب بهترین مقاومت به دست می آید. این سیمان هنگام هیدراته کردن حرارت کمتری آزاد می کند، از این رو در بتن ریزی های حجیم و جاهایی که بتن مورد هجوم سولفات هاست مصرف می شود.

مزایای این سیمان:

١-کاهش میزان مصرف سیمان

٢-کاهش سرعت و میزان حرارت حاصل از فرایند آبگیری سیمان

٣-بهبود کارایی سیمان

۴-افزایش پایایی بتن از طریق کاهش نفوذ پذیری

۵-افزایش مقاومت در برابر حمله اسید ها و قلیاها

۶-جلوگیری از ترک خوردن سطحی گسترده بتن

سیمان رنگی: انواع سیمان رنگی نوعی سیمان سفید است که با استفاده از رنگدانه ها به رنگ های مختلف در می آید.انواع سیمان رنگی بیشتر در طرح های تزئینی و نمای ساختمان ها کاربرد دارد. یکی دیگر از کاربرد های این نوع سیمان برای ایجاد سطوح رنگی در خیابان ها است. مشکل این نوع سیمان ها در این است که این نوع سیمان ها نور خورشید را جذب می کنند و به همین علت به کار بردن این نوع سیمان در سازه های سنگین توصیه نمی شود.

سیمان زود مقاوم

سیمان زود مقاوم سیمانی می باشد که حاوی مقدار بیشتری تری کلسیم سیلیکات می باشد و در این سیمان میزان آهک نیز بیشتر از سیمان معمولی می باشد. مشخصه دوم سیمان زود مقاوم دانه بندی ریزتر آن نسبت به سیمان های معمولی می باشد. این دو مشخصه بالا باعث می شود تا این سیمان نسبت به انواع سیمان معمولی در زمان کمتری به مقاومت نهایی خود برسد.

کاربرد های انواع سیمان

سیمان ها وابسته به نوع آنها و درصد اجزای تشکیل دهنده آن ها کاربرد های متفاوتی دارند. برای استفاده از سیمان ابتدا باید کاربرد هر سیمان را بدانیم تا بتوانیم در هزینه خود صرفه جویی نماییم.

برای مثال انواع سیمان نوع یک در ساخت پیاده رو ها و خیابان ها استفاده می شود. از سیمان های با حرارت پایین در سد سازی استفاده می شود. سیمان با آلومینا بالا هزینه بالایی دارد و زمانی از این نوع سیمان استفاده می شود که لازم باشد که مصالح ساختمانی در برابر خوردگی مقاوم باشند. از سیمان با خاکستر سرباره ی کوره آهن در ساخت سازه های دریایی مثل اسکله ها استفاده می شود.

مزیت استفاده از انواع سیمان

سیمان به عنوان بهترین و مناسب ترین مصالح ساختمان سازی برای چسباندن مصالح ساختمانی به یکدیگر مورد استفاده می باشد.

سیمان به دلیل فراوانی بالا و همچنین مقرون به صرفه بودن قیمت آن در ساختمان سازی به وفور استفاده می شود.

سیمان نسبت به دیگر چسباننده ها در نسبت کمتری با محصول دیگر ترکیب می شود و به همین علت کاربرد بسیار زیادی در ساختمان سازی و آپارتمان سازی دارد.