middbox
کاربر بیش فعال
فعل و اتفعالاتی که در اثر سیمان به ماده چسبنده تبدیل میگردد در خمیر آب و سیمان صورت میگیرد و به این عمل هیدراسیون سیمان میگویند. به عبارت دیگر در مجاورت آب سیلکاتها و آلومیناتها مطابق جدول زیر نتیجه هیدراسیون را تولید میکنند که به مرور زمان تبدیل به جسم سفتی به نام خمیر سخت شده سیمان میگردد. در شکل زیر فعل و انفعالات ساختن سیمان و هیدراسیون آن به طور ساده و خلاصه نشان داده شده است.
المانهای اصلی
اکسیدهای اصلی
اکسیدهای مرکب سیمان
سیمانهای پرتلند
نتیجه هیدراسیون
دو نوع سیلیکات کلسیم موجود (یعنی C3S و C2S) در ترکیب اصلی و مهم هستند که چسباندگی سیمان را تولید میکنند.
ماده منتجه پس از هیدراسیون خاصیت آنرا دارد که در آب حل نمیشود و این امر در عمل باعث پایداری سازههای بتنی در برابر آب میباشد. ذراتی از سیمان که در مجاورت آب قرار میگیرند و هیدراسیون در آنها صورت میگیرد خاصیت آنرا دارند که به ذراتی که در آنها هیدراسیون صورت نگرفته برسد. با این عمل دیده میشود که شدت انجام هیدراسیون به مرور زمان کم میشود و به کندی صورت میگیرد و بنابراین حتی بعد از مدت زیاد هنوز ذراتی از سیمان که هیدراسیون در آنها صورت نگرفته موجود خواهد بود. این عمل باعث میشود که پس از آن که بتن مقاومت اولیه خود را به دست آورد (در حدود شش ماه) باز هم مقاومت آن به تدریج و به مقدار کم زیاد شود.
واضح است که هر چه دانهای سیمان ریزتر باشند عمل هیدراسیون با سرعت بیشتری انجام می پذیرد . آقای (Powers) نشان داده که در شرایط عادی هیدراسیون کامل وقتی میسر است که اندازه دانها از µ 50 کمتر باشد.
بنابراین دیده میشود که حتی بعد از مدت طولانی بعد از شروع عمل هیدراسیون هنوز ذراتی از سیمان که در آنها هیدراسیون صورت نگرفته باقی خواهند بود که به مرور زمان با آب ترکیب شده، باعث ازدیاد مقاومت بتن میگردند. این خود یکی دیگر از مزایای سازههای بتنی بر سازههای فلزی است زیرا ضریب اطمینانی که در طرح ساختمان بتنی به کار برده شده تقریبا برای همیشه باقی خواهد ماند.
خواص فیزیکی سیمان پرتلند
مهمترین خواص فیزیکی سیمان کخ در آئین نامه BS12 ذکر شده است عبارتند از نرمی ذرات سیمان (Fineness)، زمان خود گیری (Setting Time) ، مرغوبیت (Soundness) ، حرارت هیدراسیون، مقاومت کششی برای سیمان زود سخت شونده (سوپر) ، مقاومت فشاری مکعب های ملات سیمان و با مقاومت فشاری مکعبهای بتنی.
در جدول زیر حداکثر و یا حداقل مقدار مجاز هر یک از کمیت های فوق که B S 12 تعیین نموده برای چند نوع سیمان مختلف داده شده است. خواص هر یک از این سیمانها بعدا مشروحا داده خواهد شد. لازم به تذکر است که در آمریکا برای کارهای ساختمانی آئین نامه ASTM سیمانهای پرتلند را به پنج نوع تقسیم بندی نموده و خواص فیزیکی هر نوع از این سیمان ها را داده است. در جدول زیر خواص فیزیکی مجاز چند نوع سیمان پرتلند مطابق آئین نامه BS12 داده شده است.
المانهای اصلی
| Fe | Al | Ca | Si | O[SUB]2[/SUB] |
اکسیدهای اصلی
| Fe[SUB]2[/SUB]O[SUB]3[/SUB] | Al[SUB]2[/SUB]O[SUB]3[/SUB] | SiO[SUB]2[/SUB] | CaO |
اکسیدهای مرکب سیمان
| C[SUB]4[/SUB]AF | C[SUB]3[/SUB]A | C[SUB]2[/SUB]S | C[SUB]3[/SUB]S |
سیمانهای پرتلند
| انواع مختلف سیمان های پرتلند |
نتیجه هیدراسیون
| Ca(OH)2 | ژل سیمان |
دو نوع سیلیکات کلسیم موجود (یعنی C3S و C2S) در ترکیب اصلی و مهم هستند که چسباندگی سیمان را تولید میکنند.
ماده منتجه پس از هیدراسیون خاصیت آنرا دارد که در آب حل نمیشود و این امر در عمل باعث پایداری سازههای بتنی در برابر آب میباشد. ذراتی از سیمان که در مجاورت آب قرار میگیرند و هیدراسیون در آنها صورت میگیرد خاصیت آنرا دارند که به ذراتی که در آنها هیدراسیون صورت نگرفته برسد. با این عمل دیده میشود که شدت انجام هیدراسیون به مرور زمان کم میشود و به کندی صورت میگیرد و بنابراین حتی بعد از مدت زیاد هنوز ذراتی از سیمان که هیدراسیون در آنها صورت نگرفته موجود خواهد بود. این عمل باعث میشود که پس از آن که بتن مقاومت اولیه خود را به دست آورد (در حدود شش ماه) باز هم مقاومت آن به تدریج و به مقدار کم زیاد شود.
واضح است که هر چه دانهای سیمان ریزتر باشند عمل هیدراسیون با سرعت بیشتری انجام می پذیرد . آقای (Powers) نشان داده که در شرایط عادی هیدراسیون کامل وقتی میسر است که اندازه دانها از µ 50 کمتر باشد.
بنابراین دیده میشود که حتی بعد از مدت طولانی بعد از شروع عمل هیدراسیون هنوز ذراتی از سیمان که در آنها هیدراسیون صورت نگرفته باقی خواهند بود که به مرور زمان با آب ترکیب شده، باعث ازدیاد مقاومت بتن میگردند. این خود یکی دیگر از مزایای سازههای بتنی بر سازههای فلزی است زیرا ضریب اطمینانی که در طرح ساختمان بتنی به کار برده شده تقریبا برای همیشه باقی خواهد ماند.
خواص فیزیکی سیمان پرتلند
مهمترین خواص فیزیکی سیمان کخ در آئین نامه BS12 ذکر شده است عبارتند از نرمی ذرات سیمان (Fineness)، زمان خود گیری (Setting Time) ، مرغوبیت (Soundness) ، حرارت هیدراسیون، مقاومت کششی برای سیمان زود سخت شونده (سوپر) ، مقاومت فشاری مکعب های ملات سیمان و با مقاومت فشاری مکعبهای بتنی.
در جدول زیر حداکثر و یا حداقل مقدار مجاز هر یک از کمیت های فوق که B S 12 تعیین نموده برای چند نوع سیمان مختلف داده شده است. خواص هر یک از این سیمانها بعدا مشروحا داده خواهد شد. لازم به تذکر است که در آمریکا برای کارهای ساختمانی آئین نامه ASTM سیمانهای پرتلند را به پنج نوع تقسیم بندی نموده و خواص فیزیکی هر نوع از این سیمان ها را داده است. در جدول زیر خواص فیزیکی مجاز چند نوع سیمان پرتلند مطابق آئین نامه BS12 داده شده است.
| آزمایش | نوع سیمان پرتلند | |||
| معمولی | زود سخت شونده (سوپر) | با حرارتهیدراسیون کم | سیمان کوره آهن گذاری | |
| نرمی دانها سطح مخصوص بر حسب سانتیمتر مربع بر کیلوگرم نباید کمتر از این مقادیر باشد | 2250 | 3250 | 3200 | 2250 |
| زمان خودگیری خودگیری اولیه بر حسب دقیقه خودگیری نهائی بر حسب ساعت | 45 10 | 45 10 | 60 10 | 45 10 |
| مرغوبیت گسترش در آزمایش Le Chatelier بعد از یک ساعت جوشاندن بر حسب میلیمتر بعد از هفت روز هوا دادن و یک ساعت جوشاندن بر حسب میلیمتر | 10 5 | 10 5 | 10 5 | 10 5 |
| مقاومت کششی برای ملات سیمان و ماسه 1:3 بعد از یک روز نباید کمتر از این مقدار باشد (اعداد داخل پرانتز 1b/In[SUP]2[/SUP]) | | | | |
| مقاومت فشاری برای مکعبهای ملات سیمان و ماسه 1:3 بعد از سه روز نباید کمتر از بعد از هفت روز نباید کمتر از بعد از 28 روز نباید کمتر از (اعداد داخل پرانتز 1b/In[SUP]2[/SUP]) | 154(2200) 238(3400) __ | 210(3000) 280(4000) __ | 77(1100) 140(8000) 280(4000) | 112(1600) 210(3000) 350(5000) |
| مقاومت فشاری Kg/cm[SUP]2[/SUP] برای مکعب های cm 10 بتنی به نسبت 1:6 (سیمان به مواد سنگی) بعد از سه روز نباید کمتر از بعد از هفت روز نباید کمتر از بعد از 28 روز نباید کمتر از | 84(1200) 140(2000) __ | 119(1700) 175(2500) __ | 35(500) 70(1000) 140(2000) | 56(800) 112(1600) 224(3200) |
| حرارت هیدراسیون بر حسب کالری به گرم بعد از هفت روز نباید کمتر از بعد از 28 روز نباید بیشتر از |
