سیمان (2)

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 16 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

سیمانهای نوع IP , IS,I‌ و P I(PM) II , و III با مواد هوا زا نیز که با علامت A مشخص می شود ، ساخته می شوند.

جدول (2 ـ 8 ) مقادیر متوسط ترکیبات سیمانهای پرتلند

سیمان

ترکیبات سیمان ، درصد

C3S

C2S

C3A

C4AF

CaSO4

CaO آزاد

MgO

پس ماند نامحلول

نوع I

59

15

12

8

9/2

8/0

4/2

2/1

نوع II

46

29

6

12

9/2

6/.

2

1

نوع III

60

12

12

8

9/3

3/1

6/2

9/1

نوع IV

20

46

5

12

9/2

3/0

7/2

1

نوع V

43

36

4

12

7/2

4/0

6/1

1

مقادیر حداکثر و حداقل در جدول فوق بر اساس دستورالعمل ASTM C150-84

شکل (2 ـ 4 ) روند افزایش مقاومت بتن های ساخته شده با 335 کیلوگرم از سیمانهای مختلف در متر مکعب بتن ،

سیمان پرتلند معمولی (تیپ I ) ، سیمان اصلاح شده (نوع II ) ، سیمان زود سخت شونده (نوع III ) ، سیمان با حرارت زایی کم ( نوع IV ) و سیمان ضد سولفات (نوع V )

تقسیم بندی سیمانها به تیپ های مختلف به این معنی نیست که سیمان های قرار گرفته در یک نوع خاص با یکدیگر متفاوت نیستند. بعلاوه خواص بعضی سیمانها به گونه أی است که می توان آنها را در چند نوع طبقه بندی نمود. یک نوع سیمان ممکن است خاصیت خواسته شده أی را برآورد نماید ، لیکن از نقطه نظرهای دیگر مسائلی را ایجاد کند. به این دلیل باید تعادلی بین خواص درخواستی بوجود آورده و بعلاوه ملاحظات اقتصادی را نیز منظور داشت.

سیمان نوع 2 مثالی است از سیمانی که این تعادل در آن رعایت شده است . امروزه روش ساخت سیمان پیشرفت زیادی نموده است و سعی می شود با توسعه بیشتر آن سیمانهای مختلف با خواص خواسته شده و مطابق با استاندارد تهیه شود .

سیمان پرتلند معمولی (نوع 1)

این نوع سیمان معمولترین سیمانی است که در همة موارد به غیر از مواردی که بتن در معرض سولفات موجود در خاک یا آب قرار می گیرد ، بکار می رود . استاندارد B S12 : 1978 ضریب اشباع آهک را برای این نوع سیمان بین 66/0 و 02/1 محدود می کند . این ضریب بر اساس فرمول زیر که عبارات داخل پرانتزها درصد وزنی اکسیدهای تشکیل دهنده سیمان هستند ، قابل محاسبه می باشد .

آهک آزاد اضافی سلامت سیمان را به مخاطره می اندازد ، لذا باید محدود گردد . اگرچه در استاندارد ASTM C150-84 محدودیت خاصی برای آهک توصیه نشده است و لیکن مقدار آهک آزاد معمولاً کمتر از 5/0 درصد می باشد .

سایر مشخصات استاندارد در زیر خلاصه می شود .

BS 12:1978

ASTM C 150-84

مقدار اکسید منیزیم

% 4 >

% 6 >

پس ماند نامحلول

% 5/1 >

%75/0 >

افت سرخ شدن

% 2 >

% 3 >

مقدار گچ ( بصورت So3 ) وقتی که درصد C3A :

% 5 >

% 5/2

-

% 5 >

% 3

-

% 8 >

-

% 3

% 8 >

-

% 5/3

طی سالها تولید سیمان نوع 1 ، تغییراتی در مشخصات آن پدید آمده است . در مقایسه با 40 سال قبل سیمانهای جدید C3S و ریزی بالاتری را دارا می باشند . استاندارد B S 12:1978 حداقل سطح مخصوص 225 m2/kg را مشخص می کند . در نتیجه مقاومت فشاری 28 روزه سیمانهای جدید بیشتر بوده ولی افزایش مقاومت دراز مدت آنها کمتر است . نتیجة عملی این تغییرات این است که باید انتظار مقاومت بیشتر با زمان را در سیمانهای جدید تا حدی تقلیل داد . این نکته مهمی است که باید در نظر داشت بخصوص که امروزه مقاومت 28 روزه معمولاً اساس سنجش قرار می گیرد .

سیمان پرتلند نوع 1 معمولترین سیمانی است که دارای مرغوبیت بالایی است و امروزه در مقیاس وسیعی در جهان مصرف قرار دارد .

سیمان پرتلند زود سخت شونده ( نوع 3 )

همانطوریکه از نام سیمان پیداست مقاومت این سیمان به سرعت افزایش می یابد . (جدول 2-8 را ببینید) این خاصیت به علت درصد بالای C3S در این سیمان ( تقریباً 70 درصد ) و ریزی بالا ( حداقل 225 m2/kg ) می باشد . البته در سالهای اخیر وجه تمایز این سیمان با سیمان نوع 1 در ریزی بالای این سیمان است و اختلاف مابین ترکیبات شیمیایی آنها ناچیز است .

استفاده اساسی از این سیمان موقعی است که قالبها باید برای بتن ریزی مجدد سریعاً بازشوند و یا زمانی که برای پیشرفت سریعتر کار ساختمان به مقاومت زودرس نیاز می باشد . این سیمان به علت ایجاد حرارت خیلی بالا نبایستی در بتن ریزی های حجیم و یا در قطعات بزرگ بتنی بکار رود . اما از طرف دیگر در بتن ریزی در هوای سرد بعلت حرارت بالا این سیمان می تواند از یخ زدگی سریع جلوگیری نماید . زمان گیرش سیمانهای نوع 1 و نوع 3 تقریباً یکسان است . قیمت تمام شده سیمان نوع 3 کمی بیش از سیمان پرتلند نوع 1 می باشد .

سیمان پرتلند زود سخت شوندة مخصوص

این سیمان که مقاومت بالایی در زمانی کوتاه ایجاد می کند ، برای کارهای خاص و بر اساس سفارش مخصوص ساخته می شود . مقاومت زودرس بالا توسط ریزی ( 700 تا 900 متر مربع بر کیلوگرم ) و گچ بالاتر تامین می گردد . استفاده خاص این سیمان در قطعات پیش تنیده و در تعمیرات فوری بتن های خراب می باشد .

در پاره ای از کشورها سیمانی با گیرش تنظیم شده از مخلوطی از سیمان پرتلند ، فلوئور و آلومینات کلسیم با یک کند گیر کننده مناسب (معمولاً اسید سیتریک ) ساخته می شود. زمان گیرش (1 تا 20 دقیقه ) توسط مواد خام تشکیل دهنده و آسیاب و پختن آنها کنترل می گردد. در حال که مقاومت زود رس اولیه با مقدار فلوئور و آلومینات کلسیم کنترل می گردد. این سیمان قابل منبسط شدن می باشد ولی ارزش آن موقعی است که مقاومت بالایی در زمانی کوتاه مورد نیاز می باشد.

شکل (2 ـ 5 ) ـ افزایش حرارت هیدراتاسیون سیمانهای پرتلند نگهداری شده در C ْ21 (نسبت آب به سیمان 4/0 می باشد).

سیمان

سیمان پرتلند با حرارت زایی کم (نوع 4 )

این سیمان که نخستین بار جهت مصرف در سدهای وزنی عظیم ساخته شد ، در واکنش با آب حرارت کمی تولید می کند. هر دو استاندارد ASTM C150 – 84 و BS1370:1979 حرارت هیدراتاسیون را به j/g 250 ( cal/g 60 ) پس از 7 روز و به j/g 290 ( cal/g 70 ) بعد از 28 روز محدود می کنند.

بر اساس استاندارد BS1370 محدودیت ضریب اشباع آهک بین 66/0 تا 08/1 بوده و به علت درصد کمتر ترکیبات C3S و C3A در این سیمان ، آهک افزایش مقاومت این سیمان کندتر ازسیمان پرتلند معمولی است لیکن مقاومت نهائی بی اثر باقی می ماند. میزان ریزی این سیمان نبایستی از m 2/kg 320 کمتر باشد تا بدینوسیله افزایش مقاومت لازم تأمین گردد.

در آمریکا سیمان پرتلند یوزولانی (نوع P ) بعنوان سیمانی با حرارت زایی کم مشخص می گردد در حالی که برای سیمان نوع IP حرارت هیدراتاسیون متعادلی در نظر گرفته می شود . این نوع سیمان در استاندارد ASTM C 595-83a مشخص گردیده است .

سیمان (2)

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 5 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

سیمان

ریشه لغوی

کلمه سیمان از یک لغت لاتین به نام سی‌منت ( cement ) گرفته شده است و ماده ای است که دارای خاصیت چسبانندگی مواد به یکدیگر است و در حقیقت ، واسطه چسباندن است.

سیمان در صنایع ساختمانی

در صنایع ساختمانی ، سیمان به ماده ای گفته می‌شود که برای چسباندن مصالح مختلف به یکدیگر از قبیل سنگ و شن ، ماسه ، آجر و غیره بکار می‌رود و ترکیبات اصلی این سیمان از مواد آهکی است. سیمانهای آهکی معمولا از ترکیبات سیلیکات و آلومیناتهای آهک تشکیل شده‌اند که هم به‌صورت طبیعی یافت می‌شوند و هم قابل تولید در کارخانجات سیمان‌سازی هستند.

تاریخچه

اگرچه از زمانهای بسیار گذشته اقوام و ملل مختلف به نحوی با استفاده از سیمان در ساخت بنا سود می‌جستند، ولی اولین بار در سال ۱۸۲۴ ، سیمان پرتلند به نام “ژوزف آسپدین” که یک معمار انگلیسی بود، ثبت شد. به لحاظ شباهت ظاهری و کیفیت بتن‌های تولید شده از سیمانهای اولیه به سنگهای ناحیه پرتلند در دورست انگلیس ، سیمان به نام سیمان پرتلند معروف شد و تا به امروز برای سیمانهایی که از مخلوط نمودن و حرارت دادن مواد آهکی و رسی و مواد حاوی سیلیس ، آلومینا و اکسید آهن و تولید کلینکر و نهایتا آسیاب نمودن کلینکر بدست می‌آید، استفاده می‌شود.

ساختار سیمان

اساسا سیمان با آسیاب نمودن مواد خام از قبیل سنگ و آهک و آلومینا و سیلیسی که به صورت خاک رس و یا سنگهای رسی وجود دارد و مخلوط نمودن آنها با نسبتهای معین و با حرارت دادن در کوره‌های دوار تا حدود ۱۴۰۰درجه سانتی‌گراد بدست می‌آید. در این مرحله ، مواد در کوره تبدیل به گلوله‌های تقریبا سیاه رنگی می‌شوند که کلینکر نامیده می‌شود.

کلینکر پس از سرد شدن ، با مقداری سنگ گچ به‌منظور تنظیم گیرش ، مخلوط و آسیاب شده و پودر خاکستری رنگی حاصل می‌شود که همان سیمان پرتلند است. با توجه به نوع و کیفیت مواد خام ، سیمان با دو روش عمده‌تر و خشک تولید می‌شود، ضمن اینکه روشهای دیگری نیز وجود دارد. البته امروزه عمومـا از روش خشک در تولید سیمان استفاده می‌شود، مگر در مواردی که مواد خام ، روش تر را ایجاب کند، زیرا در روش خشک ، انرژی کمتری برای تولید مورد نیاز است.ترکیبات شیمیایی سیمانمواد خام مورد مصرف در تولید سیمان در هنگام پخت با هم واکنش نشان داده و ترکیبات دیگری را بوجود می‌آورند. معمولا چهار ترکیب عمده به‌عنوان عوامل اصلی تشکیل دهنده سیمان در نظر گرفته می‌شوند که عبارتند از:

* سه کلسیم سیلیکات (۳O۲=C۳S)

* دو کلسیم سیلیکات ( ۲CaOSiO۲=C۲S)

* سه کلسیم آلومینات (۳CaOAl۲O۳=C۳A)

* چهار کلسیم آلومینو فریت (۴CaOAl۲O۳Fe۲O۳)

که اختصارا اکسیدهای CaO را با C و SiO۲ را با S و Al۲O۳ را با A و Fe۲O۳ را با F نشان می‌دهند. سیلیکاتهای C۳S و C۲S مهمترین ترکیبات سیمان در ایجاد مقاومت خمیر سیمان هیدراته می‌باشند. در واقع سیلیکاتها در سیمان ، ترکیبات کاملا خالصی نیستند، بلکه دارای اکسیدهای جزیی به‌صورت محلول جامد نیز می‌باشند. این اکسیدها اثرات قابل ملاحظه ای در نحوه قرار گرفتن اتمها، فرم بلوری و خواص هیدرولیکی سیلیکاتها دارند.

ترکیبات دیگری نیز در سیمان وجود دارند که از نظر وزن قابل ملاحظه نیستند، ولی تأثیرات قابل ملاحظه ای در خواص سیمان دارند که عمدتا عبارتند از: MgO،TiO۲،Mn۲O۳،K۲O،NaO۲، که اکسیدهای سدیم و پتاسیم به نام اکسیدهای قلیایی شناخته شده‌اند. آزمایشها نشان داده است که این قلیایی‌ها با بعضی از سنگدانه‌ها واکنش نشان داده‌اند و حاصل این واکنش باعث تخریب بتن شده است. البته قلیایی‌ها در مقاومت بتن نیز اثر دارند.

وجود سه کلسیم آلو مینات (C۳A) در سیمان نقش عمده ای در مقاومت سیمان به جزء در سنین اولیه ندارند و در برابر حملات سولفاتها نیز که منجر به سولفوآلومینات کلسیم می‌شود، مشکلاتی به بار می‌آورد، اما وجود آن در مراحل تولید ، ترکیب آهک و سیلیس را تسهیل می‌کند. میزان C۴AF در سیمان هم در مقایسه با سه ترکیب دیگر کمتر است و تأثیر زیادی در رفتار سیمان ندارند، ولی در واکنش با گچ ، سولفو فریت کلسیم را می‌سازد و وجود آن به هیدراسیون سیلیکاتها شتاب می‌بخشد.

مقدار و اندازه واقعی اکسیدها در ترکیبات انواع سیمان ، مختلف است. البته باقی مانده نامحلول نیز که عمدتا از ناخالصی‌های سنگ گچ حاصل می‌گردد، اندازه گیری می‌شود، تا حدود ۱,۵ درصد وزن در سیمان مجاز است. افت حرارتی نیز که دامنه کربناسیون و هیدراسیون آهک آزاد و منیزیم آزاد را در مجاورت هوا نشان می‌دهد، تا حدود ۳ الی ۴ در صد وزن سیمان اندازه گیری می‌شود.

هیدراسیون سیمان

ماده مورد نظر ما ملات یا خمیر سیمان است که با اختلاط آب و پودر سیمان ماده چسباننده ای می‌شود. در واقع سیلیکاتها و آلومیناتهای سیمان در مجاورت آب محصولی هیدراسیونی را تشکیل می‌دهند که کم‌کم با گذشت زمان ، جسم سختی بوجود می‌آید.

دو ترکیب عمده سیلیکاتی سیمان یعنی C۳S و C۲S عوامل عمده سخت شدن سیمان هستند و عمل هیدراسیون روی C۳S سریعتر از C۲S انجام می‌گیرد.

حرارت هیدراسیون

همانند هر واکنش شیمیایی ، هیدراسیون ترکیبات سیمان نیز حرارت‌زا است و به میزان حرارتی که در هر گرم از سیمان هیدراته در اثر هیدراسیون در دمای معینی تولید می‌گردد، حرارت هیدراسیون گفته می‌شود و به روشهای مختلفی قابل اندازه گیری است. درجه حرارت و دمایی که در آن عمل هیدزاسیون انجام می‌شود، تأثیر قابل ملاحظه ای در نرخ حرارت تولید شده است دارد.

برای سیمانهای پرتلند معمولی ، حدود نصف کل حرارت تا سه روز و حدود ۳,۴ حرارت تا حدود ۷ روز و تقریبا ۹۰ در صد حرارت در ۶ ماه آزاد می‌شود. در واقع حرارت هیدراسیون بستگی به ترکیب شیمیایی سیمان دارد و تقریبا برابر است با مجموع حرارتهای ایجاد شده یکایک ترکیبات خالص سیمان ، اگر به صورت جداگانه هیدراته شود.

هر گرم از سیمان تقریبا ۱۲۰ کالری حرارت آزاد می‌کند. چون هدایت حرارتی بتن کم است، لذا حرارت می‌تواند به‌عنوان یک عایق حرارتی عمل نماید. از طرف دیگر حرارت تولید شده بوسیله هیدراسیون سیمان می‌تواند از یخ زدن آب در لوله‌های مویین بتن تازه ریخته شده جلوگیری نماید. بنابراین آگاهی به خواص حرارت‌زایی سیمان می‌تواند در انتخاب نوع مناسب سیمان برای هدف مشخصی مفید باشد.

همانطور که گفته شد، نقش اصلی در مقاومت سیمان C۳S و C۲S ایفا می‌کنند و C۳S در ۴ هفته سنین اولیه و C۲S پس از آن مقاومت سیمان را ایجاد می‌کنند. نقش این دو ترکیب در مقاومت سیمان پس از یک سال تقریبا مساوی می‌شود.

آزمایشهای سیمان

به لحاظ اهمیت کیفیت سیمان در ساختن بتن ، معمولا تولید کنندگان ، آزمایشهای متعدد و استاندارد شده ای را برای کنترل کیفیت سیمان انجام می‌دهند و بعضا نیز مصرف‌کنندگان برای اطمینان خاطر ، خواص سیمان تولید شده را از کارخانجات درخواست می‌کنند و گاها نیز آزمایشهایی انجام می‌دهند. خواص فیزیکی سیمان عمدتا عبارتست از نرمی سیمان ، گیرش سیمان ، سلامت سیمان و مقاومت سیمان.

نرمی سیمان

از آنجا که هیدراسیون از سطح ذرات سیمان شروع می‌شود، مساحت تمامی سطح سیمان موجود در هیدراسیون شرکت دارند. بنابراین نرخ هیدراسیون بستگی به ریزی سیمان دارد و مثلا برای کسب مقاومت سریعتر نیز به سیمان نرم تر یا ریزتر می‌باشد. اما باید توجه داشت که همیشه یک سیمان نرم از نظر اقتصادی و فنی مقرون به صرفه نیست، زیرا هزینه آسیاب کردن و اثرات بیش از حد نرم بودن سیمان بر خواص دیگر آن مانند نیاز بیشتر به گچ برای تنظیم گیرش ، کارآیی بتن تازه و سایر موارد نیز باید مد نظر باشد.