معمو‌ل‌ترین سیمان‌هایی که در صنعت ساختمان و سازه‌های بتنی استفاده می‌شود؛ سیمان پرتلند است که انواع زیادی دارد؛ اگر می‌خواهید با کاربرد این سیمان‌ها آشنا شوید در ادامه با کپکو همراه باشید.

انواع سیمان های پرتلند و کاربرد آنها

حتما می‌دانید که سیمان یکی از مهم‌ترین مصالح کاربردی در ساختمان و سازه‌های بتنی است. بنابراین بهتر است بدانید که این ماده از چه ترکیباتی تشکیل شده است؟ قبل از آن گوشه ذهن‌تان داشته باشید که پرکاربردترین نوع سیمان، انواع سیمان پرتلند هستند. بنابراین باید درباره جزئیات این سیمان‌ها توضیح بیشتری بدهیم. از آنجا ویژگی‌های سخت شوندگی سیمان در اجرای یک سازه بسیار اهمیت دارد؛ در نتیجه باید براساس نوع سازه و اهداف پروژه بهترین نوع سازه را تهیه کرد. در این مطلب ترکیب اولیه سیمان پرتلند را توضیح می‌دهیم؛ سپس به تفصیل ویژگی‌های کیفی سیمان‌های پرتلند را بررسی خواهیم کرد.

ترکیب و کاربرد سیمان چیست؟

همان‌طور که می‌دانید سیمان ماده‌ای پودری است که در بسته‌بندی کاغذی یا پلاستیکی حدود 50 کیلوگرمی به فروش می‌رسد. این پودر از مواد طبیعی از جمله سنگ آهک و خاک رس، تولید می‌شود. برخی افراد فرق سیمان و بتن را نمی‌دانند و ممکن است آنها را با هم اشتباه بگیرند. در این رابطه باید توضیح دهیم که ترکیب اصلی سیمان آهک و خاک رس است اما همین ماده ترکیبی اگر با ماسه، شن و سنگ ترکسی شود؛ می‌توان ساختار بتن را به دست آورد. سیمان کاربرد بسیار زیادی در مصالح ساختمانی دارد؛ بنابراین باید فروش فله سیمان را هم در نظر داشته باشید؛ خصوصا اگر پروژه بسیار بزرگی در دست دارید.

سیمان پرتلند چیست؟

مهم‌ترین کاربرد سیمان ماهیت سخت شوندگی آن است؛ در اصطلاحات عمرانی سیمان را به دو دسته کاربردی تقسیم می‌کنند:

• سیمان هیدرولیک
• سیمان غیرهیدرولیک

سیمان هیدرولیک در مجاورت آب، به شدت سخت می‌شود؛ حال اگر سیمان را با خاک رس و آهک، بتوان هیدرولیک کرد؛ به آن سیمان پرتلند می‌گویند. این سیمان که اولین بار توسط معمار انگلیسی، ژوزف اسپین، تولید شد؛ به دلیل شباهت بسیار بالا به سطح سنگی و آهکی جزیره پرتلند؛ به سیمان پرتلند، معروف است.

انواع سیمان پرتلند و سایر سیمان‌های رایج

سیمان‌ انواع مختلفی دارد اما مهم‌ترین و پرکاربردترین آنها سیمان‌های پرتلند هستند که می‌توانید بهترین آنها را با کمک کارشناسان و مشاوران فنی همگرایان سیستم- کپکو، انتخاب کنید.  در ادامه به ترتیب انواع سیمان‌هایی که در پروژه‌های ساختمانی و سازه‌های عمرانی استفاده می‌شوند را بررسی می‌کنیم.

سیمان پرتلند معمولی ( تیپ 1)

سیمان پرتلندی که در پروژه‌های معمولی کاربرد دارد؛ سیمان پرتلند معمولی است. به این معنی‌ که مهندیسن پروژه استانداردها و دستورالعمل خاصی در تولید بتن را نباید اجرا کنند. حتما در معابر عمومی دیده‌اید که سیمان استفاده می‌شود؛ این سیمان از نوع پرتلند معمولی است.

کاربردهای سیمان پرتلند معمولی

همان‌طور که توضیح دادیم؛ در مواقعی که استانداردهای مقاوم‌سازی پروژه خیلی سخت‌گیرانه نیست؛ از سیمان پرتلند معمولی یا تیپ 1 استفاده می‌شود. با این اوصاف می‌توانیم دیگر کاربردهای سیمان پرتلند را این موارد ذکر کنیم:

• ملات بنایی
• روسازی جاده‌ها
• احداث پل‌های بتنی مسلح
• راه آهن
• مخازن گوناگون
• لوله‌های آب

کاربردهای نامناسب برای سیمان پرتلند

اگرچه کاربرد سیمان پرتلند بسیار بالاست اما باید دقت داشته باشید که سیمان تیپ 1 یا پرتلند را نمی‌توان در محیط‌هایی که ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاص دارند؛ مثلا محیط‌های خورنده؛ به کار برد. چراکه یون‌های مهاجم بافت بتن را تخریب می‌کنند.

رده بندی سیمان پرتلند نوع 1

این نوع سیمان پرتبند را به سه کلاس، تقسیم‌ می‌کنند:

• 325-1
• 425-1
• 525 -1

این سه رده سیمان پرتلند را می‌توان در محیط‌های آب‌و‌هوایی گوناگون به کار برد.

سیمان اصلاح شده یا سیمان تیپ 2

در برخی شرایط خاص فیزیکی و شیمیایی که نیاز به سیمانی مستحکم‌تر است؛ از سیمان پرتلند تیپ 2 استفاده می‌شود. مثلا:

• حرارت متوسط هیدراتاسیون
• مقاومت متوسط نسبت به حمله سولفات‌ها

علت استحکام بالای سیمان پرتلند تیپ 2

این نوع سیمان فاز آلومینات محدودی دارد و همچنین فاز C3S در آن کم‌تر است؛ در نتیجه مقاومت فشاری اولیه و نهایی آن کمتر از سیمان پرتلند معمولی است.

ویژگی‌های سیمان پرتلند اصلاح‌شده

برای بهبود خواص سیمان پرتلند، اصلاحات پلیمری در سیمان پرتلند صورت می‌گیرد و سبب این خواص در آن می‌شود:

• اجرای کندتر
• درگیرش حرارتی کمتر
• قابلیت کاربرد در ساختمان‌های حجیم برای ایجاد حرارت کمتر و پیش‌گیری از محدودیت حجم بتن

موارد کاربرد سیمان پرتلند تیپ 2

در شرایطی که آب و خاک و غلظت یون سولفات در حد متوسط است؛ همچنین در آب‌و‌هوای گرم که حین بتن ریزی دمای 32 درجه سانتی‌گراد به بالا ایجاد می‌شود؛ همچنین شرایطی که بتن ریزی حجیم است و دمای بتن به بالای 15 درجه سانتی‌گراد می‌رسد؛ باید از سیمان پرتلند اصلاح‌شده استفاده کرد.

موارد منع کاربرد سیمان پرتلند اصلاح‌شده

اگر بتن حجیم برای محیط‌هایی مورد نیاز است که یون کلر و سولفات زیاد است؛ همچنین در صورتی‌که محیط  پروژه آب‌و‌هوای سردی دارد؛ نباید از این نوع سیمان استفاده کرد. 

سیمان پرتلند زودگیر یا تیپ 3

این نوع سیمان، تقریبا شبیه سیمان تیپ 1 است اما ویژگی‌های فیزیکی خاص آن سبب گیرش سریع آن شده است؛ از جمله ذرات ریز آسیاب آن.

ویژگی‌های کاربردی سیمان زودگیر

این نوع سیمان در عرض 1 هفته مقاومت بسیار بالایی به دست می‌آورد و ظرغ 4 هفته تقریبا مانند سیمان پرتلند نوع 1 خواهد شد. حرارت این نوع سیمان در مدت گیرش، خیلی بالاتر خواهد رفت.

موارد کاربرد سیمان پرتلند زودگیر

اگر مدیر پروژه عمرانی بخواهد قالب سیمان را زودتر از حالت عادی بردارد و بتن را بارگذاری کند؛ باید از سیمان پرتلند زودگیر استفاده کند؛ همچنین دقت داشته باشید که در شرایط و آب‌و‌هوای سردسیر می‌توان از این نوع سیمان به کار برد که مدت محافظت بتن ریخته شده کاهش یابد. همچنین می‌توان این سیمان را با سیمان پرتلند نوع 1 مخلوط کرد که مقاومت بالا در مدت کم، حاصل شود. این سیمان در محیط‌های خنک با دمای 4 درجه سانتی‌گراد هم قابل استفاده است اما برای دماهای زیر 0 باید اصول مهمی رعایت شود که می‌توانید درباره آن و خرید روان کننده بتن از مهندسان همگرایان تولید یا کپکو کمک بگیرید.

سیمان پرتلند کم حرارت یا سیمان تیپ 4

این نوع سیمان برخلاف نوع سیمان پرتلند 3، دیرگیر یا کند گیر است. به این معنی که در طول بتن ریزی، حرارت بسیار کمی تولید می‌کند.

ویژگی‌های پلی‌مری و شیمیایی سیمان دیرگیر

سیمان پرتلند نوع 4 مقدار C3A و C3S کمتری دارد اما C2S در آن زیاد است. به همین دلیل سیمان پرتلند تیپ 4 را در فضاهایی به کار می‌برند که شدت حرارت مهم است. بتن حاصل از این سیمان، مقاومت آهسته‌تری دارد به عبارتی دیرتر می‌بندد یا می‌گیرد.

کاربرد سیمان تیپ 4

سیمان دیرگیر را برای سازه‌های حجیم بتنی استفاده می‌کنند؛ مثلا سدهایی که وزن بتنی بالایی دارند و افزایش درجه حرارت گیرش بتن، سبب خطرات جدی خواهد شد. همچنین اگر به هر دلیلی مدیر پروژه عمرانی بخواهد دمای سازه را پایین نگاه دارد؛ می‌تواند از این نوع بتن استفاده کند. از طرفی اگر سایت پروژه در محیط‌های با آب‌و‌های گرم است؛ باید از سیمان زودگیر استفاده شود.

سیمان پرتلند ضد سولفات یا سیمان تیپ 5

سیمان پرتلند تیپ 5 برای پیش‌گیری از حمله بون‌های سولفات به سازه، استفاده می‌شود. بنابراین سیمان پرتلند را در این فضاها به کار می‌برند:

• سازه‌های زیر خاک
• سازه‌های زیر آب

این نوع سیمان خیلی دیر می‌گیرد. اگر هم محیط پروژه ویژگی‌های پر کلر و سولفات دارد؛ بنا به استانداردهای طبق آیین نامه بتن ایران (آبا)، باید از سیمان پرتلند نوع 5 استفاده شود.

جمع‎بندی

همان‌طور که در این راهنما خواندید؛ تولید سیمان به راحتی ترکیب چند خاک و پودر نیست؛ سیمان پرتلند 5 تیپ مهم دارد که باید به طور دقیقی برای اهداف مدیر پروژه، آماده‌سازی شود. به علاوه گاهی در سازه بتنی باید انواع مواد افزودنی بتن را به کار برد که امری بسیار تخصصی است. در صورتی‌که می‌خواهید چنین پروژه‌هایی را پیش ببرید؛ می‌توانید از مشاوران گروه صنعتی کپکو کمک بخواهید.