سیمان پرتلند چیست؟

یکی از مهم ترین مصالح ساختمانی که در اکثر پروژه های عمرانی مورد استفاده قرار می گیرد، سیمان است که با استفاده از سنگ آهک و خاک رس تولید می شود. همچنین با کمک سیمان می توان ملات های مورد نیاز برای درست کردن سازه‌های مختلف را تهیه کرد.

یکی از پرکاربردترین و رایج ترین نوع سیمان ها، سیمان پرتلند است. شاید برایتان سوال باشد که سیمان پرتلند چیست و چگونه تولید می شود؟ همراه ما باشید تا در ادامه این مقاله آموزشی از شرکت بپتا به طور کامل به این سوال شما پاسخ دهیم.

در پاسخ به این سوال که سیمان پرتلند چیست باید گفت که این سیمان یکی از پر استفاده ترین نوع های مصالح ساختمانی بوده و آن را با نام OPC13 نیز می شناسند. از سیمان پرتلند در پروژه های ساختمانی و در لایه های زیر سطحی استفاده می شود.

این نوع سیمان همانند دیگر مدل ها در بسته های 50 کیلوگرمی به فروش رفته و می تواند کاربرد های زیادی را به مهندسان عمران ارائه دهد. این سیمان براساس نوع سختی به مدل های گوناگونی تقسیم بندی شده و در دو مدل هیدرولیکی و غیر هیدرولیکی تولید و به بازار عرضه می شود.

انواع سیمان و کاربرد آن ها

سوالی که شاید ذهن بسیاری از افراد را مشغول کرده باشد این است که انواع سیمان و کاربرد آن ها شامل چه مواردی است. به طور کلی سیمان ها به دو نوع پرتلند و غیر پرتلند تقسیم بندی می شوند که کاربرد آن ها به شکل زیر است:

سیمان غیر پرتلند

سیمان غیر پرتلند مدلی است که امروزه استفاده از آن کاهش یافته  و بیشتر در زمان های قدیم کاربرد داشت. این سیمان با استفاده از مواد پلیمری تولید می شود و ویژگی های خاصی دارد. اما باید این نکته را در نظر بگیرید که عدم مقاومت در برابر آتش، تغییر خواص در دراز مدت و از همه مهم تر قیمت بالای این نوع سیمان موجب می شود تا استفاده از آن در پروژه ها کمی دشوار و خطرناک باشد.

سیمان پرتلند

نوع دیگری که از سیمان ها وجود داشته و می تواند به شکلی عالی برای شما کاربردی باشد، سیمان پرتلند است در پاسخ به سیمان پرتلند چیست باید گفت که این نوع سیمان بهینه ترین در میان مدل های دیگر محسوب می شود و قیمت بسیار مناسبی دارد.

 از طرف دیگر برخلاف نوع غیر پرتلند در برابر آتش و تغییرات دمایی مقاوم بوده و می تواند تا سال های طولانی برای شما به بهترین شکل عمل کند. این مدل در تیپ های گوناگونی تولید می شود که هر کدام ویژگی های مختص به خود را دارند.

انواع تیپ های سیمان پرتلند

باید این نکته را بدانید که در تولید این نوع سیمان، تیپ های گوناگونی وجود دارند که هر کدام می توانند کاربرد ها و ویژگی های خاصی را به شما ارائه دهند در پاسخ به این که انواع سیمان پرتلند شامل چه مواردی است باید به مدل های زیر اشاره کرد:

1)   پرتلند تیپ 1 (معمولی)

یکی از انواع مدل هایی که می توان در پاسخ سیمان پرتلند چیست ذکر کرد تیپ 1 یا همان پرتلند معمولی است. سیمان OPC 13 معمولی رایج ترین مدل این سیمان بوده و در اکثر پروژه ها از آن استفاده می شود. باید این را بدانید که تیپ 1 به سه دسته تقسیم می شود.

این دسته ها شامل مدل های 1-325، 1-425 و 1-525 می شوند. این تقسیم بندی بر اساس مقاومت 28 روزه نمونه های سیمانی است. حداقل مقاومت 28 روزه سیمان OPC 13 معمولی 1-325 معادل 32.5Mpa است.

2)   پرتلند تیپ 2 (اصلاح شده)

دومین نوعی که از سیمان OPC 13 وجود داشته و ویژگی های خاصی دارد نوع اصلاح شده این سیمان است. این مدل با اصلاحاتی که در خط تولید در آن لحاظ شده درصد C3A آن به حداکثر 8 درصد محدود شده است. برای این کار میزان خاک رس را در مواد اولیه کاهش داده اند.

زیرا که C3A حاوی اکسید آلومینیوم یا همان Al2O3 بوده و در اکسید خاک رس وجود دارد. این کار باعث کم شدن حرارت هیدراتاسیون شده و مقاوم شدن سیمان در برابر حمله سولفات ها را بیشتر می کند. یعنی این نوع سیمان در اثر تماس با آن ترک بر نخواهد داشت.

3)   پرتلند تیپ 3 (زود سخت شونده)

همانطور که از نام تیپ 3 سیمان پرتلند مشخص است، این نوع سیمان از نوع زود سخت شونده است. در واقع زمان گیرش این مدل همانند نوع معمولی است؛ اما مقاومت اولیه آن بسیار سریع زیاد شده و در 3 روز به مقاومت 7 روزه تیپ 1 معمولی می رسد.

باید به این نکته توجه داشته باشید که سیمان های زود سخت شونده با سیمان های زودگیر متفاوت هستند. در مدل های سیمان زودگیر زمان گیرش آن ها سریع تر خواهد بود. در نوع زود سخت شونده مقاومت زیاد با آزاد شدن گرمای هیدراتاسیون ممکن می شود.

4)   پرتلند تیپ 4 (حرارت کم)

نوعی دیگر که می خواهیم از میان انواع مدل های سیمان OPC 13 به شما معرفی کنیم تیپ 4 یا همان حرارت کم سیمان است. در این مدل با کم کردن میزان C3AC3S حرارت هیدراتاسیون را تا حدود بسیار زیادی کاهش می دهند.

این باعث شده تا بتوان از این نوع سیمان در بتن ریزی های حجیم استفاده کرد. البته باید این نکته را هم در نظر داشته باشید که تولید این نوع سیمان و همچنین استفاده از آن در دنیا محدود بوده و سعی می شود تا به جای آن از تیپ 5 استفاده گردد.

5)   پرتلند تیپ 5 (ضد سولفات)

از دیگر تیپ هایی که توسط استاندارد های بین المللی سیمان OPC 13 مشخص شده اند می توان به تیپ 5 این سیمان یا همان نوع ضد سولفات اشاره کرد. سیمان پرتلند ضد سولفات مدلی است که برای کاربرد های خاصی از آن بهره می گیرند.

 در شرایطی که حملات سولفاتی زیادی وجود داشته و مقاومت سیمان در خطر است، از این نوع استفاده می کنند. ویژگی مهم نوع ضد سولفات این است که درصد C3A آن به حداکثر 5 درصد محدود شده و حرارت هیدراتاسیون آن بسیار کم است. به همین دلیل می توانید با خیال راحت از آن در بتن ریزی های حجیم استفاده کنید.

6)   پرتلند سرباره ای

علاوه بر تیپ هایی که در قسمت های قبلی با هم بررسی کردیم، در پاسخ به سوال انواع سیمان پرتلند چیست باید گفت که نوع سرباره ای نیز از مدل های این سیمان است. به طور کلی موادی که در قسمت های بالای کوره بلند ذوب آهن جمع شده و به عنوان ضایعات صنعت فولاد نیز شناخته می شوند سرباره می گویند.

در صورتی که سرباره به سرعت سرد شود حالتی آمورف یا شیشه ای گرفته که پس از پودر کردن آن می توان برای تولید سیمان از آن استفاده کرد. در این سیمان مقاومت بیشتر بوده و سیلیکات ها و کلسیم وجود دارد.

7)   پرتلند بنایی

سیمان پرتلند بنایی را می توان از دیگر نوع های این سیمان دانست. سیمان ها به طور کلی کاربرد های بسیار زیادی دارند؛ اما یکی از خاص ترین کاربردهای آن بنایی و آجرکاری است. اگر به دنبال یک سیمان باکیفیت برای تهیه ملات و آجرکاری هستید، باید سیمان بنایی را استفاده کنید.

 ویژگی های گوناگونی در این نوع سیمان وجود دارد که از مهم ترین آن ها می توان به حفظ آب اشاره کرد. از طرف دیگر این نوع سیمان خشن نبوده و به راحتی پخش خواهد شود. همچنین ترک خوردگی در آن تا حدود زیادی کاهش یافته است.

سیمان پوزلانی

از دیگر مدل های خاص و پر کاربرد سیمان پرتلند می توان به سیمان پوزلانی اشاره کرد. باید گفت که پزولان ها مواد سیلیسی یا سیلیس آلومینیوم هستند که به تنهایی قابلیت چسبندگی ندارند؛ اما در صورتی که این مواد به صورت پودر در کنار آهک قرار بگیرند ترکیبات سیلیکات آلومینیوم را به وجود می آورند که موجب چسبندگی فوق العاده ای می شود.

در تولید سیمان پزولانی از درصد مشخصی مواد پزولان استفاده می شود تا خواص جدیدی را برای سیمان به وجود بیاورند. این نوع سیمان در برابر مجاورت آن و حملات سولفاتی مقاومت عالی از خود نشان می دهند.

مراحل ساخت سیمان

اگر می خواهید دقیق تر با پاسخ سیمان پرتلند چیست آشنا شوید باید به طور دقیقی مراحل ساخت سیمان را بررسی کنید. برای این کار مراحل خاصی وجود دارد که از مهم ترین آن ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

1) آماده کردن مواد اولیه سیمان و ترکیب آن ها

2) ارسال مواد مخلوط شده به سیلوهای خاص

3) بهره گیری از خمیر به دست آمده

4) هدایت دانه های کلینکر به سیلوها

5) وارد کردن دانه ها به چرخه آسیاب

6) بسته بندی سیمان و ارسال آن به بازار فروش

مزایا و معایب ساخت سیمان پرتلند

بررسی مزایا و معایب ساخت سیمان پرتلند را می توان یکی از مهم ترین نکات برای آشنایی با این سیمان دانست. برخی از مزایای این نوع سیمان عبارتند از:

–         مانع ورود آب به ساختار سیمان

–         عدم شوره زدن

–         گونه های فراوان

–         کاربرد های فوق العاده

–         مقاوم در برابر ترک زدن

–         چسبندگی بالا

برخی از معایب این سیمان را نیز می توان شامل موارد زیر دانست:

–         مقاومت کم در روز های ابتدایی

–         امکان فرسایش و هوازدگی

–         تولید حرارت زیاد توسط هیدراتاسیون

فرق سیمان معمولی با سیمان پرتلند

برای این که بتوانید بهتر پاسخ سیمان پرتلند چیست را درک کنید، باید فرق سیمان معمولی با سیمان OPC 13 را بررسی کنیم. این دو نوع سیمان از نظر معیار های زیر با هم متفاوت هستند:

–         تفاوت در ترکیبات شیمیایی (سیمان پرتلند دارای سیلیس، آهک و آلومینیوم و همچنین عناصر دیگر فلزی درون خود است)

–         قدرت استحکام بیشتر پرتلند

–         سرعت تشکیل بیشتر پرتلند

–         مقاومت بالای سیمان OPC13 در برابر عوامل محیطی مانند آب، سولفات و…

–         کیفیت بیشتر سیمان پرتلند و دارای رنگ سفید که مناسب پروژه های خاص است

موارد استفاده از سیمان پرتلند

نکته بسیار مهمی که در رابطه با یافتن پاسخ سوال سیمان پر تلند چیست وجود دارد، موارد استفاده از سیمان OPC13 است. آشنایی با این نوع سیمان تنها در صورتی کامل می شود که کاربرد ها و شرایط استفاده را بررسی کنید. موارد استفاده از این سیمان شامل شرایط زیر هستند:

–         استفاده در شرایط جوی معمولی

–         کاربردی برای ساختن اکثر پروژه های ساختمانی مانند پل، تولن ها و سایز ابنیه بتنی

–         عدم استفاده برای ساخت اسکله و پایه پل هایی که در برابر سولفات زیاد قرار دارند در مدل های معمولی

–         استفاده از تیپ 5 برای شرایطی که حمله سولفاتی وجود دارد

قدرت و استحکام سیمان پر تلند

قدرت و استحکام سیمان OPC 13 مهم ترین فاکتوری است که باید در رابطه با این سیمان بررسی کنید. در پاسخ به سیمان پرتلند چیست گفتیم که این نوع سیمان به دلیل استفاده از ترکیبات خاص دارای مقاومت عالی است. درست است که در تیپ های معمولی پرتلند مقاومت در برابر سولفات پایین است.

همچنین می توانید مدل هایی که ضد سولفات هستند را تهیه و پروژه هایی که در معرض آب و سولفاته شدن قرار دارند استفاده کنید. از طرف دیگر به دلیل مقاومت بالای این سولفات در برابر انواع شرایط جوی می توان استحکام آن را قابل قبول دانست.

فرمول شیمیایی سیمان پرتلند

از آنجایی که انواع سیمان با بهره گیری از انواع مواد اولیه و شیمیایی تولید می شوند، باید حتما فرمول شیمیایی سیمان پرتلند را بررسی کنید. از مهم ترین مواد تشکیل دهنده این سیمان می توان به موارد زیر اشاره کرد:

–         تری‌کلسیم سیلیکات یا C3S: 75 الی 20 درصد

–         دی کلسیم سیلیکات یا C2S: 15 الی 46 درصد

–         تری کلسیم آلومینات یا C3A: 4 الی 13 درصد

–         تترا کلسیم آلومینو فریت یا C4AF: 8 تا 12 درصد

نسبت به تیپ ها و فاز های گوناگون درصد این مواد متفاوت خواهد بود که می تواند در کاربرد و ویژگی های فیزیک سیمان موثر باشد.

ویژگی های سیمان پرتلند

وقت آن است که بیشتر سیمان پرتلند چیست را بررسی کرده و مهم ترین ویژگی های سیمان پرتلند را به شما ارائه دهیم. اینگونه می توانید دقیق تر و راحت تر نحوه استفاده و مزایای بهره گیری از این سیمان را درک کنید. ویژگی های این مدل سیمان عبارتند از:

–         مقاوم در برابر شرایط جوی و همچنین مقاوم در برابر سولفات در مدل های خاص

–         قیمت مناسب و مقرون به صرفه

–         دارای تنوع بالای تیپ ها جهت استفاده در پروژه های گوناگون

–         مقاومت عالی در برابر ترک خوردگی

–         واکنش بسیار کم با آب و رطوبت

سیمان های هیدرولیک و غیر هیدرولیک پرتلند

سیمان های هیدرولیکی و غیر هیدرولیک پرتلند را می توان از انواع این سیمان دانست. این دو نوع سیمان از نظر ویژگی های شیمیایی و فیزیکی با هم متفاوت هستند. در واقع باید گفت هر نوع سیمانی که بتواند مقاومت عالی در برابر آب از خود نشان دهد سیمان هیدرولیکی است. این موضوع باعث شده تا سیمان های غیر هیدرولیک کاربرد های محدودتری نسبت به مدل های ضدآب داشته باشند.

باید گفت که سیمان هیدرولیک با آب واکنش نشان نداده و در هوای مرطوب و پروژه های سنگین استفاده می شود. به طور مثال منافذ، دیوار های زمینی، فواره ها و آب انبار ها و… از مهم ترین کاربرد های این مدل سیمان هستند.

نتیجه گیری

یکی از پر استفاده ترین و خاص ترین مدل های سیمان را می توان سیمان پرتلند (OPC 13) دانست. این مدل با استفاده از مواد خاصی تهیه شده و آهک و آلومینیوم از مهم ترین مواد تشکیل دهنده آن به حساب می آیند. ترکیبات گوناگونی در ساختار این سیمان وجود دارد که موجب شده تا ویژگی های خاص و فوق العاده ای در آن ایجاد شود.

از این ویژگی ها می توان به مواردی همچون مانع ورود آب به ساختار سیمان، عدم شوره زدن، مقاوم در برابر ترک زدن، چسبندگی بالا و… اشاره کرد  در این مقاله از شرکت بپتا سعی کردیم تا به طور کامل به سوال سیمان پرتلند چیست جواب دهیم. همچنین شما عزیزان می توانید انواع مصالح ساختمانی پیش ساخته را با بالاترین کیفیت و بهترین قیمت از شرکت بپتا خریداری کنید.

سوالات متداول