سيمان گسترش يابنده

سيمان گسترش يابنده[1]

جمع شدگي[2] يكي از خصوصيات سيمان است كه اگر تحت كنترل در نيايد، موجب بروز خساراتي خواهد شد. بحث جمع شدگي و راه‌هاي مقابله با آن ، مفصل و نيازمند مجال ديگري است. سيمان گسترش يابنده، نوعي سيمان است كه در آن به گونه‌اي با مسأله جمع شدگي مقابله شده است . در اين سيمان ـ كه اولين بار توسط دانشمند فرانسوي به نام لوزيه[3] تهيه شد ـ به سيمان موادي مي‌افزايند كه هنگام مصرف منبسط شود و جمع شدگي سيمان را جبران كند. انبساط مذكور تحت كنترل است و يا برابر ميزان جمع شدگي است كه در اين صورت سيمان حاصل ، بدون جمع شدگي است و يا بيش از آن است كه در اين صورت سيمان حاصل ، منبسط شونده يا پف كننده است. جهت توليد اين نوع سيمان ، كلينكر را با درصدي مواد منبسط شونده آسياب مي‌كنند. لوزيه، مخلوط سنگ گچ ، گچ معمولي و سنگ بوكسيت را با هم حرارت داد و تركيب سولفوآلومينات كلسيم را بدست آورد و از آنجا كه اين ماده در مجاورت با آب منبسط مي‌شود، از آن به عنوان ماده مورد نياز استفاده كرد. اين فرايند در حقيقت حمله مصنوعي سولفاتها به حساب مي‌آمد. ولي جهت كنترل اين حمله و انبساط ، از ماده تثبيت كننده ًسرباره كوره آهن گدازيً استفاده كرد. البته امروزه مواد گوناگون به عنوان ماده گسترش يابنده به كار مي‌روند. سيمانها از لحاظ گسترش يافتن به چهار دسته به شرح جدول 2ـ4 تقسيم مي‌شوند. نكته‌اي كه در ارتباط با استفاده از اين سيمانها بايد متذكر شد، آنست كه شيوه مصرف دقيقاً مطابق با آنچه توليد كننده بيان كرده باشد. در غير اين صورت ممكن است نتيجه مطلوب حاصل نشده ، خساراتي هم به بار آيد .

نوع سيمان	ميزان انبساط
بدون جمع شدگي	حداكثر تا 4 ميليمتر در متر
با انبساط كم	4 تا 8 ميليمتر در متر
با انبساط متوسط	8 تا 12 ميليمتر در متر
با انبساط زياد	12 تا 15 ميليمتر در متر

جدول 2ـ4 : انواع سيمان از لحاظ ميزان گسترش يافتن

سيمانهاي گسترش يابنده كاربردهاي خاصي دارند كه به برخي از آنها اشاره مي‌شود.

الف ـ ترميم روسازيهاي بتني

در روسازيهاي بتي كه يكپارچگي سطح مهم است، در صورتيكه بخشي از سطح سوراخ يا كنده شود، جهت پركردن آن بايد از سيمان گسترش يابنده استفاده كرد تا پس از حاصل كردن گيرش، منبسط شده ، كاملاً به ديواره‌هاي سوراخ بچسبد و يكپارچگي سطح را حفظ كند و از ظاهر شدن شكاف و درز جلوگيري نمايد.

؟

ب ـ ترميم مخازن سيالات

در صورت بروز ترك يا درز در ديواره‌هاي بتني مخازن سيالات ، ترك حاصل را نمي‌توان با سيمان عادي ترميم كرد. چرا كه پس از حاصل كردن گيرش ، باز در اثر پديده جمع شدگي ، درز كوچكي باقي مي‌ماند. بدين منظور از سيمان گسترش يابده استفاده مي‌كنند تا با فشار آوردن به ديواره‌هاي ترك ، آن را به خوبي مسدود نمايد.

ج ـ ترميم قوسها

قوسها سازه‌هايي هستند كه نيروهاي قائم را به صورت نيروهاي فشاري به پي منتقل مي‌كنند(شكل 2ـ23). لازمه اين عملكرد، يكپارچه بودن عناصر سازنده قوس است. در صورت بروز انقطاع در اين عناصر ، محل قطع بايد به وسيله سيمان منبسط شونده ترميم شود تا يكپارچگي فوق تأمين گردد.

؟

د ـ نصب ستونهاي بلند

هنگام نصب ستونها بايد در شاغولي بودن آنها بسيار دقت كرد. در غير اين صورت ستون كج نصب مي‌شود كه باعث خارج شدن بار از محور بارگذاري و تحميل ممان خروج از مركز مي‌گردد. اين مسأله مخصوصاً در ستونهاي بلند بسيار اهميت دارد. چرا كه انحرافات اندك پاي ستون، در ارتفاعات به وضوح ظاهر مي‌شود.

 جهت نصب اينگونه ستونها ، آنها را بر روي صفحاتي فلزي[4]جوش داده، به محل منتقل مي‌كنند. بر روي صفحات سوراخهايي جهت عبور پيچ است. اين پيچها قبلاً در پي تعبيه شده‌اند. با قرار دادن صفحات فلزي روي پيچها و تنظيم مهره‌هاي مربوط ، ستون را به صورت شاغول در مي‌آورند.  آنگاه اطراف صفحه تا روي پي را بسته ، درون آن را دوغاب سيمان گسترش يابنده تزريق مي‌كنند تا پس از كسب مقاومت ، هم ستون شاغول باشد و هم قدرت باربري سيستم تأمين شود.

---

[1] Expansive Cement

[2] Shrinkage

[3] Lossie

[4] Base Plate

سيمان حفاری

سيمان حفاري[1]

كاربرد اين سيمان منحصر در چاه‌هاي نفت است. در حفاريهاي نفتي كه عمق آن گاهي به حدود 6000 متر نيز مي‌رسد، جهت جلوگيري از ريزش ديواره‌ها با قرار دادن لوله‌هايي درون چاه ، پشت آن را دوغاب سيمان ترزيق مي‌كنند. سيمان مصرفي براي اين منظور بايد تأمين كننده خصوصيات زير باشد:

 1ـ زمان گيرش اوليه آن طولاني (در حدود 3 ساعت) باشد تا فرصت كافي براي پمپ كردن آن به اعماق پاييني زمين وجود داشته باشد.

 2ـ از آنجا كه در دما در اعماق پاييني زمين ممكن است تا حدود  نيز برسد، بايد در برابر حرارت مقاوم باشد.

 3ـ چون لايه ريزي آن از پايين به بالاست، مقاومت سيمان بايد پس از گيرش به سرعت افزايش يابد. سيمان مناسب براي اين اهداف، سيمان حفاري يا سيمان چاه‌هاي نفت است كه بسيار گرانقيمت تر از سيمان پرتلند معمولي است و هرگز نبايد از آن براي منظور ديگري استفاده كرد. در صورت ساخت بتن با اين سيمان، اين بتن تا چند روز حالت خميري دارد و دير سفت مي‌شود. اما پس از سفت شدن مقاومت بسياري بالايي خواهند داشت و تخريب آن فوق‌العاده دشوار است.

---

[1] Oil – Well Cement

سيمان پرتلند سفيد

سيمان پرتلند سفيد[1]

رنگ سياه سيمان ناشي از تركيبات آهن و منگنز موجود درآنست. لذا جهت از بين بردن آن ، بايد تركيبات عناصر فوق تا حد امكان محدود و كم شود (كمتر از 1%) . همچنين در آسياب سيمان به جاي استفاده از گلوله‌هاي فلزي ـ كه در اثر سايش مقداري آهن وارد سيمان مي‌كنند ـ از گلوله‌هاي سراميكي استفاده شود. از طرفي تركيبات آهن در سيمان نقش كاتاليزور را داشته، از افزايش دماي پخت جلوگيري مي‌كنند. در صورت حذف اين تركيبات، دماي پخت تا حدود 1800 درجه بالا مي‌رود كه غير اقتصادي است. به منظور مقابله، از كاتاليزور حرارتي كرايوليت (فلرورسديم و آلومينيوم) استفاده مي‌شود. كنترلهاي مختلف در توليد اين نوع سيمان سبب افزايش قيمت آن نسبت به سيمان پرتلند معمولي شده است.

با وجوديكه سيمان سفيد فقط به دليل مشخصه رنگ سفيدش (در نماسازي و اندود كاري) استفاده مي‌شود، از لحاظ جنس بايد كليه خصوصيات سيمان پرتلند معمولي را دارا باشد. جهت تعيين ميزان سفيدي اين سيمان ، قرصي از آن را تهيه مي‌كنند و در كنار قرص منيزيم زير ميكرسكوپ قرار مي‌دهند. به هر قرص نوري يكسان مي‌تابانند و ميزان انعكاس از هر يك را محاسبه مي‌كنند. با توجه به آنكه مبناي سنجش سفيدي سيمان، ميزان بازتاب نور از سطح قرص منيزيم است، درجه سفيدي عبارتست از نسبت بازتاب نور توسط قرص سيمان سفيد به بازتاب نور توسط قرص منيزيم . حداقل لازم براي اين نسبت 80% در نظر گرفته شده است.

---

[1] White Portland Cement

سيمان پرتلند آهكی

سيمان پرتلند آهكي

روش توليد اين سيمان ـ كه در آلمان به سيمان P.K.Z معروف است ـ مشابه سيمان پرتلند بنايي است با اين تفاوت كه در توليد سيمان پرتلند بنايي از همان پودر سنگ آهك ـ كه از مواد اوليه كارخانه است ـ استفاده مي‌شود؛ در حاليكه در توليد سيمان پرتلند آهكي از پودر آهك ويژه كه داراي خواص معين در استانداردهاي مربوط است استفاده مي‌شود.

خواص اين سيمان مشابه سيمان پرتلند معمولي است . در 28 روز مقاومت 330 مي‌ دهد و لذا مي‌توان آن را در تهيه بتن به كار برد. علت عمده توليد اين نوع سيمان، مسأله اقتصادي است.

سيمان پرتلند سرباره‌اي

سيمان پرتلند سرباره‌اي[1]

به موادي كه در بالاي كوره بلند ذوب آهن جمع مي‌شوند و به عنوان ضايعات صنعت فولاد شناخته شده‌اند، سرباره[2] گويند. سرباره اگر به آهستگي سرد شود، حالت بلوري پيدا مي‌كند كه مصرف چنداني ندارد. اما اگر آن را به سرعت سرد كنيم، به صورت آمورف يا شيشه‌اي در مي‌آيند كه پس از پودر شدن، در صنعت سيمان كاربرد دارند. بدين منظور از جت آب سرد استفاده مي‌شود. هنگام آسياب كردن سرباره بايد دقت داشت از آنجا كه سختي سرباره بيش از سيمان است ، بايد هر يك جداگانه آسياب و در نهايت مخلوط شوند. در صورتيكه سيمان و سرباره با هم مخلوط شوند، بنا به دلايل فوق، ذرات سيمان نرمتر از سرباره‌ها خواهد شد. در تركيب شيميايي سرباره‌ها، سيليكاتها، آلومينوسيليكاتها و كلسيم وجود دارد كه مقدار آنها در سرباره كوره‌هاي مختلف، متفاوت و به جنس مواد اوليه مصرفي كوره وابسته است. در ايران استاندارد شماره 3517 مشخصات سيمانهاي پرتلند سرباره‌اي ـ كه شباهت به سيمانهاي پرتلند پزولاني داردـ را بيان مي‌كند. در اين استاندارد، سيمانهاي سرباره‌اي بر مبناي سرباره موجود در آنها به سه دسته تقسيم مي‌شوند . جدول 2ـ2 گوياي اين اطلاعات است. سيمان ًپ س 5ً مقاومت بسيار خوبي،‌ حتي بهتر از سيمان پرتلند 5 ، در برابر حمله سولفاتها از خود نشان مي‌دهد. با توجه به مواد اوليه در توليد سيمان پرتلند سرباره‌اي، معمولاً در نزديكي كارخانه‌هاي ذوب آهن، يك كارخانه توليد سيمان نيز مشاهده مي‌شود. مانند سيمان سپاهان در نزديكي ذوب آهن اصفهان .

نوع سيمان		علامت اختصاري	درصد سرباره
پرتلند سرباره‌اي		پ س	كمتر از 25%
	پرتلند سرباره‌اي ضد سولفات	پ س 5	25 تا 70%
	سرباره‌اي	س	بيش از 70%

جدول 2ـ2 : انواع سيمان سرباره‌اي بر اساس استاندارد شماره 3517 ايران.

---

[1] Slag Portland Cement

[2] Slag

بحثي پيرامون حمله سولفاتها

بحثي پيرامون حمله سولفاتها

تا مدتها پس از بكارگيري سيمان پرتلند معمولي در بتن، در برخي مناطق بتن كم كم سفيد شده ، پودر مي‌شد و مي‌ريخت. اين معنا توسط يك مهندس سوئدي به نام شلتون[1] كشف شد. شلتون نشان داد در مناطقي كه مواد سولفاتي وجود دارد، سولفاتها پس از نفوذ به درون بتن با تركيب شده ، ماده‌اي به نام اترنژيت يا اترينگات به وجود مي‌آورند . اين ماده جديد در اثر جذب آب متورم و باعث ايجاد ترك در بتن مي‌شود كه به اين روند، حمله سولفاتها گويند. برمبناي اين كشف، كاهش ميزان در سيمان و توليد سيمانهايي چون سيمان پرتلند تيپ 5 به عنوان راه حل مقابله با حمله سولفاتها ارائه شد. در روند حمله سولفاتها، نكته مهم آنست كه تخريب بتن در اثر پديده شيميايي تركيب سولفات نيست؛ بلكه به علت پديده فيزيكي انبساط اترنژيت در اثر جذب آب است! بعدها مشخص شد كه سولفاتها علاوه بر تركيب با ، به نيز حمله كرده ، در تركيب با آن توليد سنگ گچ مي‌كنند كه اين محصول هم در مجاورت آب و با جذب رطوبت، منبسط مي‌شود و در بتن ايجاد ترك مي‌كند. از طرفي ديده مي‌شد كه استفاده از سيمان ضد سولفات(تيپ 5) در مناطقي نظير حاشيه خليج فارس ـ كه مواد سولفاتي به وفور وجود دارد ـ بر خلاف انتظار جوابگو نبوده، بتن تخريب مي‌شود كه نمونه اين پديده درتيرهاي برق مشهود بود. با بررسيهاي دقيقتر مشخص شد اين تخريب در اثر حمله كلريدهاست نه سولفاتها؛ بدين شرح كه با كاهش ميزان ، در كنار افزايش مقاومت در برابر سولفاتها، نفوذپذيري نيز زياد مي‌شود و كلريدها راحت‌تر به داخل بتن راه مي‌يابند. كلريدها به ميلگرد حمله مي‌كنند و در آنها خوردگي به وجود مي‌آورند كه در نهايت منجر به تخريب بتن مي‌شود و از آنجا كه در مناطق حاشيه خليج فارس كلريدها نيز به ميزان زياد در محيط وجود دارند، اين مشكل ظهور مي‌كرد. جهت رفع اين معضل، پيشنهاد شد در اين مناطق از سيمانهايي استفاده شود كه درصد در آنها از 8% كمتر باشد؛ ولي كمتر از 5% نشود. يعني%8 %5 كه هم در برابر سولفاتها مقاومت كند و هم قابليت نفوذ زيادي نداشته باشد. به طور كلي چنين نيست كه هر جا مسأله وجود سولفاتها در محيط مطرح باشد، از سيمان تيپ 5 استفاده شود . نوع سيمان مناسب در ارتباط با مقدار سولفات محيط مطابق جدول 2ـ1 مي‌باشد. همچنين در مقابله با حمله سولفاتها ، علاوه بر انتخاب سيمان مناسب، بايد به نكات ديگري نيز توجه داشت كه در پديده بسيار مؤثرند:

 1ـسولفاتها تنها در حالت محلول قادر به حمله به بتن هستند. لذا يكي از راه‌هاي مقابله با حمله سولفاتها دور نگاهداشتن بتن از رطوبت است. نمونه اين عمليات قلوه چيني پيرامون پي ساختمانها جهت جلوگيري از نفوذ آب به پي است. همچنين در ساخت بتن نبايد از آب داراي سولفاتها استفاده كرد.

 2ـ تر و خشك شدن متناوب ، حمله سولفاتها را تشديد مي‌كند. اين پديده به ويژه در سازه‌هاي بتني كنار دريا كه تحت تأثير جذر و مد هستند مشاهده مي‌شود. 3ـ از آنجا كه هر چه ميزان آب به سيمان (W/C) در بتن بيشتر باشد، نفوذپذيري و پيرو آن حمله سولفاتها و كلريدها بيشتر است، حتي‌المقدور بايد مقدار آب را تا حد امكان كاست و به جاي آن از مواد روان كننده استفاده كرد.[2]

 

ميزان سولفات محيط بر حسب درصد	كمتر از 1،0%	بين ا,0 تا 2,0%	بين 2,0 تا2%	بيش از 2%
نوع سيمان	تيپ1	تيپ2	تيپ5	تيپ 5+مواد پوزولاني[3]

جدول 2ـ1 : نوع سيمان مناسب در ارتباط با ميزان سولفات محيط

اصولاً بتن در معرض دو گانه حمله است:

 1ـ حمله داخلي .

2ـ حمله خارجي.

در حمله داخلي، مواد مخرب با مواد اوليه وارد بتن مي‌شوند و گريزي از حضور آنان نيست. مثلاً سولفات از طريق سنگ گچ موجود وارد بتن مي‌شود. ممكن است آب مصرفي خود داراي مواد واكنش‌زا باشد و … . تنها راه مقابله با اين حملات، دقت در انتخاب مواد اوليه و خشك نگه داشتن بتن حاصله است. اينگونه حملات طي ساليان طولاني و آهسته آهسته ظاهر مي‌شوند. در حمله خارجي، مواد مخرب از خارج به درون بتن نفوذ كرده، آن را تحت تأثير قرار مي‌دهند. مانند حمله كلريدها در خليج فارس. اين گونه حملات طي مدت زمان بسيار كوتاه تري (بين 6 ماه تا يك سال) ظهور مي‌كنند و راه‌هاي مقابله با آن قبلاً شرح داده شد.

---

[1] Shelton

[2] يك نمونه سيمان جهت هيدراته شدن كامل ، به 25% وزنش آب نيازمند است . اما اگر بتني با اين نسبت آب ساخته شود، به دليل خشني زياد ، قابليت انتقال ، پمپ و ويبره شدن را ندارد. لذا براي رواني بتن درصد آب را تا حدود 45% مي‌افزايند. حال اگر بتوان نقش 20% آب مربوط به رواني را به مواد روان كننده (Plasticizer) يا فوق روان كننده (Super Plasticizer)  محول كرد، ميزان آب را مي‌توان تا سقف 25% كاهش داد و در نتيجه از نفوذ پذيري بتن كاست.

[3] مواد پزولاني و سيمان پزولاني در بخش 2ـ10ـ1 توضيح داده خواهد شد.

سيمان پرتلند تيپ 4

سيمان پرتلند تيپ 4

در اين نوع سيمان از طريق كم كردن ميزان ،حرارت هيدراتاسيون را تا حد زيادي كاسته‌اند و از آن در بتن ريزيهاي حجيم استفاده مي‌كنند. البته ميزان توليد اين نوع سيمان در دنيا كم است و سعي مي‌شود از سيمانهاي جايگزين (همچون تيپ 5) استفاده شود.

در اينجا مناسب است بگوييم جهت كاستن حرارت هيدراتاسيون در بتن ريزي روشهاي ديگري نيز وجود دارد كه عبارتند از :

پيش سردكن:[1] در اين روش بجاي آب از پودر يخ استفاده مي‌شود . همچنين سعي بر آنست كه سنگدانه‌ها حتي المقدور خنك باشند. بدين جهت شن و ماسه را از درون تونلهاي خنك كننده عبور مي‌دهند. به موازات آنها از ميزان مصرف سيمان در بتن نيز تا حد امكان مي‌كاهند. پس سردكن : در اين روش ، لوله‌هاي مسي يا گلوانيزه مناسبي را در لابلاي محدوده بتن ريزي قرار مي‌دهند و هنگام بتن ريزي و در طول زمان عمل‌آوري، از ميان آنها آب يا هواي سرد عبور مي‌دهند. اين لوله‌ها در بتن مدفون شده ، در آن باقي مي‌ماند.

---

[1] Precooling

سيمان پرتلند تيپ 3

سيمان پرتلند تيپ 3

زمان گيرش اين نوع سيمان، مشابه سيمان پرتلند معمولي است. اما مقاومت اوليه آن به سرعت زياد مي‌شود؛ به گونه‌اي كه در سه روز ، به مقاومت هفت روزه تيپ 1 مي‌رسد. يادآوري مي‌‌كنيم كه سيمان زود سخت شونده با سيمان زودگير[1]تفاوت دارد.مفهوم زودگير يعني زمان گيرش سريع كه با مفهوم كسب مقاومت سريع متفاوت است. در اين نوع سيمان، كسب مقاومت سريع با آزاد شدن گرماي هيدراتاسيون زيادي همراه است و لذا نبايد از اين نوع سيمان در بتن ريزيهاي حجيم[2] استفاده كرد. زيرا بتن در اثر گرماي زياد هيدراتاسيون منبسط مي‌شود و در همان حال گيرش حاصل مي‌كند. اما پس از سرد شدن، پديده انقباض بتن را تحت كشش قرار مي‌دهد و باعث ايجاد تركهايي در آن مي‌شود. براي دستيابي به اين نوع سيمان در مرحله توليد عمدتاً دو كار انجام مي‌شود:

 1ـ ميزان  در سيمان را افزايش مي‌دهند. همانطور كه در بخش 2ـ5 متذكر شديم، وظيفه تأمين مقاومت اوليه را بر عهده دارد.

 2ـ در آسياب نهايي آن را نرمتر از سيمان پرتلند معمولي مي‌كنند (حدود 3200).

در صورت عدم دسترسي به اين نوع سيمان مي‌توان از سيمان پرتلند معمولي 525ـ1 بهره جست.

امروزه مواد ديگري نيز به سيمان اضافه مي‌كنند و سيمانهاي خيلي زود سخت شونده و سوپر سخت شونده بدست مي‌آورند. در مصرف اين نوع سيمانها بايد دقت داشت كه دقيقاً مطابق روش ارائه شده در راهنماي آن عمل شود.

---

[1] Quick – Setting Cement

[2] Mass Concrete

سيمان پرتلند تيپ 1

سيمان پرتلند تيپ 1

همانطور كه از نام سيمان پيداست، به طور معمول در كارها از اين نوع سيمان استفاده مي‌شود؛ مگر اينكه ويژگي خاصي مدنظر قرار گيرد. در استاندارد ايران سيمان تيپ 1 به سه دسته تقسيم مي‌شود كه عبارتند از : 325ـ1 ، 425ـ1، 525ـ1. اين تقسيم بندي بر مبناي مقاومت 28 روزه نمونه‌هاي سيماني است:

 حداقل مقاومت 28 روزه سيمان پرتلند معمولي 325ـ1، 325 يا Mpa5,32 است.

    ً           ً       28     ً        ً          ً          ً     425ـ1،        ً   425 يا       ً 5 ،42   ً  .

     ً          ً       28     ً        ً          ً     ً        525ـ1،        ً    525 يا        ً  5،52   ً .

آزمايشهای سيمان

v\:* {behavior:url(#default#VML);} o\:* {behavior:url(#default#VML);} w\:* {behavior:url(#default#VML);} .shape {behavior:url(#default#VML);}
آزمايشهاي سيمان پس از توليد سيمان بايد خواص آن آزمايش و با استانداردهاي مربوط سنجيده شود. تنها در اين صورت است كه مي‌توان نسبت به عملكرد مناسب سيمان در عمر مفيد سازه خوش بين بود. بدين منظور آزمايشهاي مختلفي انجام مي‌شود كه در ادامه به برخي از آنها اشاره خواهد شد. 2ـ6ـ1ـ افت سرخ شدن[1] نمونه‌اي از سيمان را وزن كرده، داخل بوته آزمايش مي‌ريزند و تا دماي  حرارت مي‌‌دهند. پس از گداخته شدن سيمان، بوته را از كوره خارج مي‌كنند تا سيستم خنك شود. با توزين مجدد سيمان افت وزني را بر حسب درصد بدست آورده، افق سرخ شدن (افت حرارتي) مي‌نامند كه نبايد از 3% بيشتر باشد.  پيشتر ديديم كه جذب رطوبت و جذب  باعث فساد سيمان مي‌شوند. در دماي ، رطوبت و ي احتمالي موجود در نمونه سيمان خارج مي‌شود. هر چه ميزان رطوبت و  ي جذب شده و در حقيقت فساد سيمان بيشتر باشد، افت سرخ شدن بيشتر خواهد بود. مي‌‌توان گفت افت سرخ شدن، پارامتري است از ميزان فساد سيمان. 2ـ6ـ2ـ باقيمانده نامحلول [2] در اين آزمايش كه پارامتري است از ميزان ناخالصيهاي موجود در سيمان، نمونه‌اي از سيمان را وزن كرده ، داخل اسيد فلئوريدريك(HF) مي‌ريزند. از آنجا كه تركيبات سيمان در اين اسيد محلولند، كل نمونه بايد حل شود. هر چه كه حل نشده باقي بماند ، بمنزله ناخالصي سيمان است كه پس از توزين به صورت درصد وزني بيان مي‌شود و نبايد از 75، 0% بيشتر باشد. 2ـ6ـ3ـ درصد همانطور كه ذكر شد، جهت جلوگيري از گيرش آني سيمان ـ كه به دليل وجود  به وقوع مي‌پيوندد ـ متناسب با ميزان  به آن سنگ گچ مي‌افزايند . مطابق آيين نامه اگر مقدار ،كوچكتر يا مساوي 8% باشد، ميزان مجاز  حداكثر 5،2% و اگر مقدار  بيش از 8% باشد، ميزان مجاز  حداكثر 3% است. 2ـ6ـ4ـ معادل قليايي دو اكسيد قليايي در سيمانند كه با وجود مقدار اندك (كمتر از 1%) اثرات بسيار مهمي بر سيمان مي‌گذارند. قلياييها با سنگهاي سيليسي كه سيليس آنها به صورت آمورف (بي‌شكل) است مانند كوارتز، اُپال، كلستونين، بعضي توفها و بعضي چرتها واكنشهاي قليايي ـ سيليسي به وجود مي‌آورند كه اثرات تخريبي آنها در دراز مدت ظاهر مي‌شود. ظهور اين اثرات در بتن ـ كه به موازات رطوبت و گرمي هواي منطقه بستگي داردـ به صورت تركهايي است كه كم كم پيشرفت مي‌ كند و به سرطان بتن معروف است. روشهاي گوناگون جهت جلوگيري از پيشرفت سرطان بتن همچون ايجاد شيار در مسير پيشروي تركها و پر كردن آنها از چسبهاي ارتجاعي وجود دارد. لكن در بسياري از موارد هزينه تعميرات بسيار زياد و غير اقتصادي است. لذا نوع و شرايط بكار گيري سيمان بايد به گونه‌اي باشد كه حتي‌المقدور از بروز واكنشهاي قليايي ـ سيليسي اجتناب شود. بدين منظور بايد اولاً از به كار بردن سنگهاي واكنش‌زا ـ كه در بالا نام برده شد ـ جداً خودداري كرد. ثانياً بر اساس آيين نامه معادل قليايي سيمان بايد از 6،0% كمتر باشد. معادل قليايي سيمان در آزمايشگاه و با استفاده از فرمول ذيل محاسبه مي‌شود. معادل قليايي سيمان 2ـ6ـ5ـ ضريب اشباع آهكي[3] ضريب اشباع آهكي (L.S.F)گوياي نسبت سنگ‌ آهك به خاك رس است و از فرمول ذيل محاسبه مي‌شود. در آزمايشگاه پس از تجزيه سنگ آهك و خاك رس ، مقادير تركيبات مورد نظر در فرمول L.S.F را محاسبه كرده ،ضريب اشباع آهكي را بدست مي‌آورند. مطابق آيين نامه مقدار اين ضريب بايد بين 66،0 و 02،1 باشد:   اگر ضريب اشباع آهكي كمتر از 66،0 باشد، بدان معناست كه مقدار سنگ آهك در سيمان كم است و سيمان مقاومت كافي ندارد. اگر اين ضريب از 02،1 تجاوز كند، بدان معني است كه ميزان سنگ آهك بيش از مقدار لازم جهت تركيب با خاك رس است . مازاد سنگ آهك، در اثر حرارت زياد كوره و فعل و انفعالات پيچيده آن به «آهك سوخته شده آزاد» تبديل مي‌شود. تفاوت آهك سوخته شده آزاد با آهك در آنست كه تغيير حجم آهك در مجاورت آب در چند لحظه انجام شده ، پايان مي‌پذيرد؛ حال آنكه اين پديده در مورد آهك سوخته شده آزاد، بسيار آهسته و طي چند سال صورت مي‌گيرد و اگر اين سيمان در ساخت بتن بكار رود، باعث ترك خوردن آن مي‌شود .   2ـ6ـ6ـ آزمايشهاي مربوط به خواص دراز مدت سيمان همانطور كه ديديد، ممكن است وضعيت سيمان به گونه‌اي باشد كه بتن حاصل از آن در دراز مدت دچار مشكل و بيماري شود . در اين رابطه تعريفي از سلامت سيمان[4] ارائه شده كه گوياي اين مسأله است: سيمان فاقد تركيباتي كه پس از سفت شدن خمير سيمان تغيير حجم دهند را سيمان سالم گويند. در برابر ، سيمان ناسالم، سيماني است كه برخي تركيبات آن پس ازسفت شدن خمير سيمان تغيير حجم مي‌دهند. عوامل ناسالمي سيمان به طور عمده عبارتنداز:  1ـ آهك سوخته شده آزاد. 2ـ اكسيد منيزيم (اگر بيش از حد مجاز يا به صورت آمورف باشد.)  3ـ مقدار بيش از حد مجاز سنگ گچ . 4ـ مقدار نامناسب سنگهاي قليايي يا برخي سنگهاي سيليسي . جهت تشخيص سلامت سيمان آزمايشهايي مطرح است كه به دو نمونه از آنها اشاره مي‌كنيم. لازم به توضيح است كه در اين آزمايشها جهت تسريع واكنشهاي دراز مدت از حرارت استفاده مي‌شود. 2ـ6ـ6ـ1ـ انبرك لوشاتليه انبرك لوشاتليه استوانه‌‌اي است فلزي كه در امتداد طول آن شكافي وجود دارد و دوشاخك فلزي هر يك به طول cm 15 در طرفين شكاف نصب شده‌ اند (شكل 2ـ7) . در حالت عادي دو انتهاي شاخكها در كنار يكديگرند. اما اگر شكاف استوانه اندكي باز شود، انتهاي شاخكها به وضوح از هم فاصله مي‌گيرند. نحوه انجام آزمايش چنين است كه درون حلقه را از خمير متعارف سيمان لب به لب به گونه‌اي پر مي‌كنند كه شكاف باز نشود. در طرفين استوانه دو سطح شيشه‌اي قرار مي‌دهند و مجموعه را درون آب مي‌‌گذارند. سيكل حرارتي آزمايش به گونه‌اي برقرار مي‌شود كه آب طي يك ساعت به جوش بيايد و طي سه ساعت در دماي جوش باقي بماند. ؟ در اين سيكل خمير سيمان سفت مي‌شود و آهك سوخته شده آزاد موجود در سيمان هم شكفته، انبساط خود را ظاهر مي‌كند و در نتيجه شكاف باز شده، انتهاي شاخكها از هم فاصله مي‌گيرند. مطابق آيين‌ نامه فاصله انتهاي شاخكها از يكديگر نبايد بيش از cm10 باشد. قرار دادن شيشه‌ ها در طرفين استوانه بايد به گونه‌اي باشد كه انبساط حاصله فقط در وجه شكاف اثر كند. 2ـ6ـ6ـ2ـ اتوكلاو[5] در دستگاه اتوكلاو ـ كه ظرفي است چدني با جداره ضخيم ـ همانند ديگ زودپز در اثر ازدياد فشار، دماي جوش بالا مي‌رود. نمونه‌هاي منشوري از خمير سيمان با ابعاد cm5,2×5 , 2×5, 2 تهيه شده ، همراه با مقدار كافي آب در دستگاه اتوكلاو قرار داده مي‌شوند. سيكل حرارتي اين آزمايش بدين صورت است كه طي يك ساعت دما تا بيش از  افزايش مي‌يابد؛ سه ساعت در آن دما باقي مي‌ماند و طي 16 ساعت به دماي طبيعب باز مي‌گردد (شكل 2ـ8) . در پايان تغيير طول نمونه‌ها با گيجهاي حساس به دقت اندازه‌ گيري مي شود و مطابق آيين نامه نبايد از8, 0% بيشتر باشد. ؟ 2ـ6ـ7ـ مقاومت فشاري[6] سيمان ماده‌اي است سراميكي با مقاومت فشاري بالا كه عمده مصرف آن در ساخت بتن مي‌باشد. مقاومت بتن ـ كه عمدتاً مخلوطي است از شن، ماسه، سيمان و آب ـ به عوامل متعددي از جمله اين پارامترها بستگي دارد: 1ـ چسبندگي دانه‌هاي سيمان به يكديگر  2ـ چسبندگي دانه‌هاي سيمان به سنگدانه‌‌ها  3ـ مقاومت سنگدانه‌ها لذا با وجوديكه مقاومت بتن متفاوت از مقاومت سيمان است، مستقل از آن نيست و دانستن مقاومت سيمان مهم و قابل توجه است. شيوه سنجش مقاومت فشار ي مصالح، ساخت نمونه‌هايي از مصالح و تحت فشار قرار دادن آنها تا گسيختگي است. لكن از آنجا كه در سيمان با پديده جمع شدگي[7] مواجهيم، ساخت نمونه‌هاي سيماني خالص سبب بروز ترك پس از خشك شدن نمونه‌ها و خطا در آزمايش مي‌شود. جهت حل اين مشكل نمونه‌هايي از ملات سيمان (مخلوط ماسه، سيمان و آب) را آزمايش مي‌كنند و از آنجا كه براي يك نوع سيمان، ملاتهاي گوناگون با ماسه‌هاي مختلف، نتايج متفاوتي مي‌دهد، براي كليه سيمانها از ماسه استاندارد استفاده مي‌شود. در سنجش مقاومت فشاري سيمان عمدتاً دو نوع استاندارد مطرح است كه هر يك ويژگيهاي خاص خود را دارد. در استاندارد ASTM[8] ، ماسه استاندارد اُتاوا (از شهر اتاواي آمريكا) استفاده مي‌شود و نمونه‌ها به صورت مكعبي با طول ضلع cm5 ساخته مي‌شوند . در استاندارد DIN آلمان ـ كه امروزه در ايران كاربرد دارد ـ از ماسه استاندارد DIN استفاده مي‌شود و نمونه‌ها به صورت منشوري با ابعاد cm16×4×4 ساخته مي‌شوند. در استاندارد ASTM، مقاومت ملات سيمان در عمرهاي مختلف تعيين مي‌شود و براي هر عمر ، سه مكعب آزمايش شده، ميانگين گرفته مي‌شود. ملات در قالب ريخته و پس از طي زمان  ساعت از آب خارج مي‌شود.  در صورتيكه نمونه براي عمر يك روزه ساخته شود، پس از خروج از قالب تحت آزمايش قرار مي‌گيرد و اگر براي عمرهي بيش از يك روز مد نظر باشد، مابقي روزها تا رسيدن به عمر مورد نظر در آب  نگهداري مي‌شود. مقاومت فشاري سيمان معمولاً براي عمرهاي يك ، سه ، هفت و 28 روز امتحان مي‌شود. 2ـ6ـ8 ـ مقاومت خمشي[9] جهت سنجش مقاومت خمشي، نمونه‌هاي منشوري فوق را روي تكيه گاه قرار مي‌دهند و در وسط آن بارگذاري مي‌كنند . با استفاده از حداكثر بار وارده تا گسيختگي نمونه و فرمولهاي ويژه، مقاومت خمشي را تعيين مي‌كنند. امروزه آزمايش مقاومت خمشي از سري آزمايشهاي استاندارد سيمان حذف شده است. ؟ 2ـ6ـ9ـ مقاومت كششي[10] مقاومت كششي سيمان چندان اهميتي ندارد و معمولاً اندازه‌گيري نمي‌شود. در هر صورت شيوه آزمايش چنين است كه نمونه‌هايي را به شكل 8 ساخته ، در دستگاه مخصوص تست كششي قرار مي‌دهند و نيروي گسيختگي را بدست مي‌آورند. نيرو بخش بر سطح مقطع ، ميزان مقاومت كششي را بدست مي‌دهد. ؟ 2ـ6ـ10ـ ميزان آب متعارف آزمايش تعيين ميزان آب متعارف، خود به خود اهميت چنداني ندارد؛ بلكه در رابطه با برخي ديگر از آزمايشها همچون آزمايش زمان گيرش مطرح مي‌شود. جهت تعيين ميزان آب متعارف از دستگاه ويكات[11] ـ كه در آزمايش گيرش به كار مي‌رود ـ استفاده مي‌شود. توضيحات اين دستگاه در بخش آزمايش گيرش (2ـ6ـ11) ارائه خواهد شد. نحوه تعيين ميزان آب متعارف بدين صورت است كه نمونه‌هاي 500 گرمي از سيمان را با مقادير مختلف آب مخلوط كرده، خميرهايي با درصدهاي گوناگون آب بدست مي‌آورند. در هر نوبت خمير ساخته شده را در ظرف مخصوص ريخته، سوزن به قطر mm 10 را بر سطح آن مماس مي‌كنند. با رها كردن سوزن ، ميزان نفوذ آن را در خمير سيمان ثبت نموده ، نمودار ميزان نفوذ ـ درصد آب را رسم مي‌كنند (شكل 2ـ11) . مطابق تعريف، ميزان آب متعارف مربوط به خميري است كه سوزن با قطر mm10، به اندازه mm10 در آن خمير فرو رود. اين ميزان آب از نمودار بدست مي‌آيد. ؟ 2ـ6ـ11ـ زمان گيرش[12] تغيير وضعيت ژل سيمان از حالت خميري به حالت جامد را گيرش گويند. زمان گيرش سيمان از آن جهت حائز اهميت است كه كليه عمليات انتقال ، پمپ ، در قالب ريختن و احتمالاً پرداخت سطحي بتن فقط در اين بازه زماني ممكن است. به طور كلي دو نوع زمان گيرش در مورد سيمان لحاظ مي‌شود كه عبارتند از :  1ـ زمان گيرش اوليه  2ـ زمان گيرش نهايي آيين‌نامه حداقل گيرش اوليه را يك ساعت و حداكثر زمان گيرش نهايي را 10 ساعت (براي سيمانهاي معمولي) مي‌داند.  زمان گيرش با دستگاهي به نام ويكات (به نام شيمي‌دان فرانسوي) مطابق شكل 2ـ12 سنجيده مي‌شود. اين دستگاه شامل يك بازوي متحرك متصل به ميله‌اي عمودي است كه تشكيلات سوزن همراه با عقربه نفوذ بر روي اين بازو نصب است و در كنار آن صفحه مدرج عمودي قرار دارد. در كنار ميله عمودي و زير بازوي متحرك يك مخلوط ناقص بر روي صفحه پايه قرار دارد. تشكيلات سوزن شامل ميله‌اي عمودي است كه در يك طرف آن سوزني با سطح مقطع دايره به قطر  mm10 و در سر ديگر سوزني به مساحت 1 قرار دارد. از طرف با قطر mm10 براي تعيين ميزان آب متعارف استفاده مي‌شود(بخش 2ـ6ـ10) . ؟ جهت تعيين زمان گيرش اوليه[13]، خميري از سيمان مورد نظر با درصد آب متعارف مي‌سازند و از لحاظ اختلاط آب و سيمان ، زمان سنج را به كار مي‌اندازند. سپس ظرف مخروطي را از خمير حاصل پر كرده ، سطح آن را صاف مي‌كنند و نوك سوزن به سطح قاعده 1 را بر سطح آن به صورت مماس قرار مي‌‌دهند. آنگاه پيچ ميله را شل مي‌كنند تا سوزن تحت وزن خود و ميله(gr300) به داخل خمير سيمان فرو رود. ميزان نفوذ سوزن در خمير سيمان از روي صفحه مدرج قرائت مي‌شود(ممكن است سوزن به طور كامل در خمير فرو رود). اين آزمايش در فواصل زماني معين تكرار و هر بار ميزان نفوذ سوزن در خمير سيمان يادداشت مي‌شود. مطابق تعريف، زمان گيرش اوليه زماني است كه سوزن با سطح مقطع 1 به اندازه mm2 در خمير سيمان نفوذ كند. با رسم نمودار ميزان نفوذ ـ زمان مي‌تواند زمان گيرش اوليه را بدست آورد(شكل 2ـ13). ؟ جهت بدست آوردن زمان گيرش نهاي[14]،به شيوه‌اي مشابه فوق و با استفاده از سوزن مخصوص به خود عمل مي‌شود. سوزن گيرش نهايي همانند سوزن گيرش اوليه با اين تفاوت است كه يك كلاهك به گونه‌اي بر روي آن نصب شده كه قاعده آن mm5,0 تا سر سوزن فاصله دارد (شكل 2ـ14). ؟ مطابق تعريف ، زمان گيرش نهايي زماني است كه نوك سوزن مخصوص به اندازه mm5,0 در خمير نفوذ كند يا قاعده كلاهك بر روي سطح خمير بنشيند. ؟ در اينجا متذكر مي‌شويم كه در زمان بتن ريزي ممكن است با دو نوع گيرش مواجه شويم كه عبارتنداز : 1ـ گيرش آني [15] 2ـ گيرش كاذب[16]  گيرش آني در اثر كمبود سنگ گچ در سيمان و واكنش سريع  با آب است كه برگشت پذير نمي‌باشد. اما گيرش كاذب به علت داغ بودن كلينكر هنگام آسياب و تبديل سنگ گچ به گچ در اثر تبخير شدن دو ملكول آب سنگ گچ است كه اين گچ در مجاورت آب سفت مي‌شود. لكن چون ميزان گچ در مقايسه با حجم بتن اندك است، توانايي سفت كردن كل بتن را ندارد و شبكه‌هاي سفت شده در اثر هم زدن بتن با بيل يا هر وسيله ديگر گسسته شده، گيرش از بين مي‌رود. در حقيقت گيرش كاذب برگشت پذير است. 2-6ـ12ـ نرمي ذرات[17] نرمي ذرات پارامتري است از ريزي و درشتي ذرات سيمان. هر چه ذرات سيمان ريزتر باشد، سطح مخصوص[18]آنها بيشتر و در نتيجه واكنش آنها با آب و كسب مقاومتشان سريعتر و حرارت هيدراتاسيون آنها بيشتر است. بنا به تعريف سطح مخصوص سيمان (با واحد ) عبارتست از مجموع سطوح ذارت موجود در يك گرم سيمان. در قديم جهت بررسي اندازه ذرات سيمان از الك استفاده مي‌شد. عمده‌ ترين ايرادهاي اين روش عبارتنداز:  1ـ پودر نرم سيمان چشمه‌هاي الك را مي‌بندد و موجب كم شدن دقت آزمايش مي‌‌گردد. 2ـ چشمه‌هاي الك نمي‌توانند اندازه دقيق دانه‌ها را تعيين كنند.  يك مهندس آمريكايي به نام بلين[19] روشي را ابداع كرد كه در آن سطح مخصوص سيمان بر مبناي زمان لازم جهت عبور حجم معيني از هوا از درون مقدار مشخصي سيمان با تخلخل معين بدست مي‌آيد. لازم به توضيح است كه هر چه ذارت سيمان ريزتر باشند، سطح مخصوص آنها  بيشتر و زمان لازم جهت عبور حجم معيين هوا از درون آنها طولانيتر است(شكل 2ـ16) . ؟ دستگاه بلين (شكل 2ـ17) تشكيل شده از يك لوله U شكل كه در بالاي آن سلول نمونه سيماني و زير سلول، لوله تخليه، شير يك طرفه و خلاءزاي پلاستيكي (گلابي) قرار دارد. در قسمت تحتاني لوله U شكل ، در دو شاخه يك مايع رنگي قرار دارد . سلول نمونه سيماني از يك صافي كاغذي در كف، محفظه نمونه سيمان به ارتفاع mm15 و در سلول تشكيل شده است. اگر حجم درون محفظه را V و وزن مخصوص سيمان را r بناميم، مقدار سيماني كه تخلخل 50% براي اين آزمايش را ايجاد كند برابر است با rV5,0. نحوه انجام آزمايش چنين است كه درون لوله U شكل را تا تراز  از مايع رنگي پر مي‌كنند و ميزان سيمان لازم جهت تخلخل 50% (rV5,0) را درون سلول ريخته، در آن را مي‌بندند. ابتدا شير يك طرفه A را بسته، با استفاده از گلابي پلاستيكي در سمت راست آن خلاءزايي مي‌‌كنند (شير يك طرفه B باز است). سپس به آهستگي شير A را باز مي‌ كنند تا هواي پشت آن (در شاخه لوله U) به سمت خلاء جريان يابد. اين امر سبب افت فشار در اين شاخه و بالا آمدن مايع درون آن مي‌شود. هنگاميكه سطح مايع در شاخه لوله به تراز  رسيد ،شير را مي‌بندند.حال اگر در سلول را بردارند، هوا از درون نمونه سيمان عبور كرده ،‌وارد شاخه لوله U مي‌شود و سطح مايع به پايين رانده مي‌شود . جهت دقت در انجام آزمايش ، پس از برداشتن در سلول ، مدت زمان لازم جهت رسيدن تراز مايع از  به  را اندازه گرفته، حجم هواي رد شده را نيز حجم لوله از مقطع  تا  در نظر مي‌ گيرند. بدين ترتيب با استفاده از فرمول تجربي ذيل، سطح مخصوص سيمان بدست مي‌آيد. در اين رابطه S سطح مخصوص سيمان، K ضريب ثابت وابسته به شكل هندسي دستگاه و t زمان اندازه‌ گيري شده از آزمايش است. با دانستن K، مي‌توان سطح مخصوص هر نوع سيمان را تعيين كرد. براي اندازه‌گيري K(اصطلاحاً كاليبره كردن دستگاه براي K) آزمايش را با پودري كه سطح مخصوص آن قبلاً تعيين شده انجام مي‌دهند. خواهيم داشت: حداقل سطح مخصوص سيمان براي سيمانهاي پرتلند عادي  است. ؟ 2ـ6ـ13ـ كدرسنج واگنر[20] در برخي كارخانه‌ها ، جهت تعيين سطح مخصوص سيمان از كدرسنج واگنر استفاده مي‌كنند. اين كدرسنج از يك استوانه شيشه‌اي تشكيل شده كه در يك طرف آن منبع نور و در طرف مقابل يك گيرنده الكترونيكي قرار دارد. پودر سيمان را از بالا درون استوانه مي‌ريزند و جريان نور را برقرار مي‌كنند. هر چه ذرات ريزتر باشد، محيط كدرتر است و گيرنده نور كمتري دريافت مي‌كند . با تحليل نتايج گيرنده الكترونيكي و كاليبره كردن دستگاه، مي‌ توان سطح مخصوص سيمانهاي گوناگون را بدست آورد. ؟ 2ـ6ـ14ـ حرارت هيدراتاسيون ميزان حرارت آزاد شده در اثر هيدراتاسيون سيمان (واكنش سيمان با آب) يكي از خصوصيات سيمان است كه در انتخاب نوع سيمان براي بتن ريزيهاي گوناگون مؤثر است. حرارت هيدراتاسيون در عين آنكه در زمستان جهت جلوگيري از يخ زدن بتن بسيار مناسب است،‌ در بتن ريزيهاي حجيم ايجاد خسارت مي‌كند. زيرا هنگام بتن ريزي، بتن در اثر حرارت منبسط مي‌شود. پس از سفت شدن بتن ، اين حرارت كم كم از بين مي‌رود و انقباض آغاز مي‌شود كه اين مسأله سبب ايجاد ترك در بتن مي‌گردد. جهت سنجش حرارت هيدراتاسيون، از ظرفي پلاستيكي يا ًشيشه‌اي آغشته به مومً كه درون آن اسيد فلئوريدريك (HF) يا اسيد كلريدريك (HCl) قرار دارد استفاده مي‌شود. درون ظرف، يك همزن و يك دماسنج نيز موجود است. از سيمان مورد نظر نمونه‌هاي 50 گرمي با مقادير آب يكسان در عمرهاي مختلف مي‌سازند. هر گاه بخواهند حرارت هيدراتاسيون يك عمر از سيمان را بدست آورند، ابتدا gr50 از آن سيمان را درون ظرف آزمايش ريخته، هم مي‌زنند و دما را اندازه مي‌گيرند. دماي نشان داده شده ناشي از حرارت هيدراتاسيون پودر سيمان در واكنش با اسيد مي‌باشد. با تخليه ظرف و ريختن اسيد تازه ، قرص مربوط به آن عمر را در اسيد مي‌اندازند و مجدداً دما را اندازه‌گيري مي‌كنند. اختلاف دماي پودر سيمان و قرص سيماني، نشانگر حرارت هيدراتاسيون آن سيمان تا آن عمر است.  مثلاً مي‌خواهند هيدراتاسيون سه روزه يك سيمان را معين كنند. gr50 از سيمان را با مقدار معيني آب مخلوط كرده ، نمونه‌اي مي‌سازند. پس از سه روز ، آزمايش حرارت هيدراتاسيون انجام مي‌شود. ابتدا gr50 از سيمان مورد نظر را در ظرف اسيد ريخته ، پس از هم زدن ،دما را اندازه مي‌گيرند . آنگاه ظرف را تميز كرده ، قرص سه روزه را در ظرف مي اندازند و پس ا زهم زدن ، دما را مجدداً اندازه مي‌گيرند . اختلاف دماي  حرارت هيدراتاسيون سه روزه آن سيمان است. حرارت هيدراتاسيون را بر حسب كالري بر گرم (Cal/gr) بيان مي‌ كنند. 2ـ6ـ15ـ وزن مخصوص[21] در مورد سيمان دو نوع وزن مخصوص اندازه‌گيري مي‌شود كه عبارتند از :  1ـ وزن مخصوص دانه‌اي : وزن دانه‌اي سيمان تقسيم بر حجم دانه‌ها بدون منظور كردن فضاي بين دانه‌ها 2ـ وزن مخصوص حجمي (انبوهي)[22] : وزن دانه‌هاي سيمان تقسيم بر حجم دانه‌ها با منظور كردن فضاي بين دانه‌ها هر كدام از اين فاكتورها كاربرد ويژه خود را دارند و با روش خاصي تعيين مي‌شوند كه در ادامه توضيح داده خواهد شد. ؟ 2ـ6ـ15ـ1ـ وزن مخصوص دانه‌اي شيوه انجام اين آزمايش مطابق روشي كه آقاي لوشاتليه ارائه داد استاندارد شده است. بدين منظور از ظرفي به شكل 2ـ19 كه بر حسب سانتيمتر مكعب درجه بندي شده است،‌ استفاده مي‌شود. درون ظرف را تا محلي در قسمت پاييني گلويي (بين 0و1) از نفت پر مي‌كنند و ميزان gr64 پودر سيمان را به آن مي‌افزايند. بايد دقت داشت كه هيچ يك از ذرات سيمان به ديواره گلويي نچسبد و تمام gr64 در نفت داخل شود. در اين صورت سطح مايع درون ظرف به قسمت بالايي گلويي (در محلي بين درجه 16 و 24) قرار مي‌گيرد. ميزان تغييرات حجم مايع ، برابر حجم ذرات سيمان بدون در نظر گرفتن فضاي خالي بين ذرات مي باشد. فلسفه استفاده از مايعي مانند نفت ، از بين رفتن اثر فضاي خالي بين ذرات در محاسبه حجم آنهاست. مايع بكار رفته نبايد به گونه‌اي باشد كه با سيمان تركيب شود؛ لذا از آب نمي‌توان استفاده كرد. تعبيه يك گوي به حجم cc15 در طول دهانه، جهت جلوگيري از مرتفع شدن بيش از حد گلويي است.     (2ـ6)                                                حجم دانه‌ها     2ـ6ـ15ـ2ـ وزن مخصوص انبوهي اين آزمايش بايد بر روي سيمان متراكم نشده انجام شود . بدين منظور از دستگاهي مطابق شكل2ـ20 استفاده مي‌شود. اين دستگاه شامل دو ظرف است كه بر روي هم قرار مي‌گيرند. ظرف زيرين دقيقاً lit 1 حجم دارد و ظرف فوقاني نيز داراي ضامني است كه در صورت كشيدن، كف آن كنار مي‌رود. ؟ پس از قرار دادن دو ظرف روي يكديگر ، ظرف فوقاني را از سيمان پر مي‌كنند و بعد ضامن آن را مي‌كشند تا سيمان به داخل ظرف زيرين بريزد. بايد دقت شود كه در طول آزمايش از وارد آمدن ضربه به ظرف و ايجاد ارتعاش در آن (به دليل متراكم شدن سيمان) جداً جلوگيري شود. سپس ظرف فوقاني را برداشته ، سطح سيمان در ظرف زيرين را صاف مي‌كنند و آن را توزين مي‌نمايند. با كم كردن وزن ظرف از عدد بدست آمده و دانستن حجم آن (lit1) وزن  مخصوص انبوهي سيمان بدست مي‌آيد. p=وزن دانه‌ها /                                                 (2ـ7) [1]Igition Loss [2] Insoluble Residue [3] Lim_ Saturation Factor [4] Soundness [5] Autoclave Test [6] Compressive Strength [7] Shrinkage [8] American Society of Testing and Materials [9]Bending Strength [10] Tensile Strength [11] Vicat [12] Setting Time [13] Initiad Setting Time [14] Final Setting Time [15] Flash Set [16] False Set [17] Fineness [18] Specific Surface [19] Blaine [20] Wagner Turbidimeter [21] Specifec Weight [22] Bulk Density

عناصر و خواص سيمان

عناصر و خواص سيمان

در فرايندهاي توليد و مصرف سيمان، به طور عمده در دو مرحله با تغييرات شيميايي مواجه هستيم:
 1ـ هنگاميكه مواد در دماي بيش از 1400 درجه كوره با يكديگر فعل و انفعال شيميايي انجام مي‌دهند.
 2ـ هنگام مخلوط شدن سيمان با آب و انجام واكنش هيدراتاسيون .
در سيمان عناصر گوناگوني همچون كلسيم، سيليسيم، آلومينيوم ، آهن ، منيزيم، سديم، پتاسيم و گوگرد وجود دارد. البته بيشتر اين عناصر به صورت اكسيد وجود دارند. يعني CaO،  . (در شيمي سيمانCaO را با C،   را باS،   را با A و   را با F  نمايش مي‌دهند.) به اين تركيبات،اكسيدهاي ساده سيمان گويند. برخي از اين تركيبات در فرايندهاي دروني كوره با يكديگر تركيب شده، اكسيدهاي مركب زير را به وجود مي‌آورند: دي كلسيم سيليكات  ، تري كلسيم سيليكات   ، تري كلسيم آلومينات   ، تتراكلسيم آلومينات فريت  مقادير اكسيدهاي ساده و مركب در آزمايشگاه تعيين مي‌شوند . لكن سري فرمولهاي تجربي باجو  نيز در محاسبه مقادير اكسيدهاي مركب كاربرد دارند. اين فرمولها عبارتنداز:
 
هر كدام از اكسيدهاي مركب ، مسؤول بخشي از خواص سيمانند. قسمت عمده سيمان از سيليكاتهاي كلسيم (حدود 50 درصد   و بين 20 تا25 درصد  ) تشكيل مي‌شود و كليه خواص مفيد همچون چسبندگي ، ثبات ، مقاومت و … مربوط به آنهاست. تفاوت  با  در آنست كه   با آب سريع واكنش داده ، مقاومت اوليه را همراه با حرارت هيدراتاسيون زياد توليد مي‌كند. اما   كندتر واكنش نشان داده ، با توليد حرارت هيداراتاسيون كمتر، تأمين مقاومت نهايي سيمان را بر عهده دارد. به عبارتي مقاومت هفت روز اول توسط   و مقاومت تا 28 روز و به بعد توسط   تأمين مي‌شود.   در كوره خود به خود توليد مي‌شود و تنها مي‌توان ميزان آن را كم كرد.   اكسيدي است ناپايدار كه در مجاور عوامل سولفاتي فوراً به ماده ديگري به نام اترنژيت تبديل مي‌شود. اترنژيت در اثر جذب آب، افزايش حجم پيدا مي‌كند كه باعث ترك خوردن بتن مي‌شود. اين پديده را اصطلاحاً حمله سولفاتها گويند.   با آب به سرعت واكنش داده، گيرش حاصل مي‌ كند. جهت جلوگيري از بروز اين پديده ـ كه به آن گيرش آني مي‌گيرند ـ هنگام آسياب نهايي كلينكر به آن بين 3 تا 4 درصد سنگ گچ   مي‌افزايند. سنگ گچ با   واكنش ايجاد مي‌كند و سولفو آلومينات كلسيم نامحلول   به وجود مي‌آورد و از اين طريق از ظهور گيرش آني جلوگيري مي‌نمايد. بعداً خواهيم ديد جهت تهيه سيمان ضد سولفات (تيپ5) درصد   را كاهش مي‌دهند.   نقش چنداني در خواص سيمان ندارد و صرفاً به عنوان كاتاليزور حرارتي ايفاي نقش مي‌كند؛ به گونه‌اي كه اگر نباشد، دماي پخت لازم در كوره مقداري بسيار بيشتر ا ز1400 درجه خواهد بود.

انتقال سيمان به محل مصرف

انتقال سيمان به محل مصرف

سيمان پس از توليد در سيلوهاي مخصوص ذخيره مي‌شود تا از آنجا به كارگاه منتقل گردد. انتقال سيمان به دو شكل انجام مي‌شود كه عبارتنداز:

 1ـ پاكتي
 2ـ فله‌اي 

در روش پاكتي، سيمان در پاكتهاي استانداردي بسته بندي و راهي بازار مصرف مي‌شود. مطابق استاندارد ، كيسه‌ها بايد در وزنهاي 25 يا50 كيلوگرم و حداقل داراي سه لايه كاغذي باشند كه جهت جلوگيري از نفوذ رطوبت ، بين دو تا از لايه‌ها بايد غيراندود يا يكي از جنس پلاستيك باشد. بر روي پاكتهاي سيمان بايد علامت تجاري كارخانه ، نام توليد كننده، نوع سيمان، وزن كيسه و تاريخ توليد با رنگ مخصوص به تيپ هر سيمان نوشته شده باشد.
 در روش فله‌اي، ماشين مخصوص حمل سيمان  در زير سيلو بارگيري كرده، بار خود را به سيلوي كرگاه منتقل مي‌كند. هنگام تخليه ماشين حمل سيمان، پس از اتصال لوله رابط به سيلو، با افزايش فشار و برقراري جريان هوا در لوله ، ذارت سيمان همانند سيال به داخل سيلو منتقل مي‌شوند.

آسياب نهايي كلينكر سیمان

آسياب نهايي كلينكر  سیمان

كلينكر خارج شده از كولر دمايي در حدود 300 درجه دارد كه هنوز مناسب ادامه روند توليد سيمان نيست ، لذا آن را در انبارهاي سرپوشيده‌اي به مدت 5 تا 6 روز قرار مي‌دهند تا دماي آن در مجاورت هوا به كمتر از 100 درجه ، يعني حدود60 درجه برسد. حال اين كلينكر را همراه با حدود3% وزني سنگ گچ   به وسيله آسيابهاي گلوله‌اي آسياب مي‌كنند و پودر حاصل را با استفاده از سرند الك مي‌نمايند. ذرات درشت‌تر از اندازه الك به آسياب بازگردانده مي‌شوند. آنچه در نهايت بدست مي‌آيد، پودر سيمان پرتلند است كه داراي 10×1 يا 10×11 ذره سيمان است. بعداً خواهيم ديد كه سنگ گچ در زمان گيرش سيمان مؤثر است.

جلوگيري از اتلاف انرژی در تولید سیمان

جلوگيري از اتلاف انرژی در تولید سیمان

همانطور كه اشاره شد، در كوره‌هاي گردنده افقي دو جريان مخالف هم برقرار است: 1ـ جريان مواد از بالا به پايين. 

2ـ جريان هواي گرم از پايين به بالا
خروج كلينكر از پايين كوره و هواي گرم از بالاي كوره ،‌باعث اتلاف بخش عظيمي از حرارت كوره و انرژي مي‌شود. لزوم مقابله با اين پديده ، به ابداع شيوه‌هاي گوناگوني منجر شد كه در ادامه خواهد آمد. 

 پيش گرم‌كن 
پيش گرم كن متشكل از ظروفي به شكل مخروطهاي ناقص معكوس است كه در بالاي ورودي كوره نصب مي‌شوند و مواد پيش از ورود به كوره، داخل آن مي‌گردند. هواي گرم خروجي از بالاي كوره داخل اين ظرفهاي مخروطي شده، باعث گرم شدن مواد اوليه در آن مي‌شود. اين مسأله هم باعث خشك شدن نسبي مواد و هم گرم شدن آنها مي‌گردد و لذا به همين مقدار مي‌توان از طول كوره كاست ! پيش گرم كن مجهز به يك فن دمنده و تيغه‌هايي در مسير است كه جريان هوا پس از تنظيم سرعت توسط فن، در برخورد با تيغه‌ها آشفته شده ، مواد اوليه را در خود شناور نگاه مي‌دارد و گرم مي‌‌كند. 

پيش كلسينه كن 
پيش كلسينه كن همانند پيش گرم كن بر مبناي استفاده هرچه بيشتر از انرژي تلف شده در بالاي كوره ابداع شده است. پيش كلسينه كن بين پيش گرم كن و كوره نصب مي‌شود و درصدي از مواد در اثر حرارت آن كلسينه مي‌شوند. لذا به همين ميزان مي‌توان از طول كوره كاست و در انرژي و هزينه آن صرفه جويي نمود! 

 كولر زنجيري 
قبلاً اشاره شد كه بخش قابل توجهي از حرارت و انرژي كوره در قسمت انتهايي به دليل خروج كلينكر داغ صورت مي‌پذيرد. از طرفي كلينكر بدست آمده از كوره ـ كه دمايي بيش از 1400 درجه دارد ـ به همان صورت داغ قابل مصرف نيست و بايد پيش از ادامه فرايند سيمان سرد شود. اين دو نكته سبب بكار گيري سيستمي به نام كولر شد تا هر دو منظور را تأمين كند.
 كولرها انواع مختلفي دارند و سيستم عمومي آنها بدين شرح است كه كلينكر داغ از كوره وارد كولر مي‌شود و تحت اثر جريان هواي خنك قرار مي‌گيرد. از طرفي هوايي كه در مجاورت كلينكرهاي داغ گرم شده است، به داخل كوره هدايت مي‌شود و ميزان انرژي لازم جهت گرم كردن را كاهش مي‌دهد. يكي از انواع كولرها، كولر زنجيري است كه در آن ، كلينكرها پس از خروج از كوره بر روي يك شبكه زنجيري ريخته مي‌شوند و از پايين تحت دمش هوا قرار مي‌گيرند. جريان هوا در حركت به بالا از ميان كلينكرها ، آنها را خنك كرده، خود گرم مي‌شود به داخل كوره مي‌رود. 

 كولر اقماري
كولرهاي اقماري عملكردي مشابه كولرهاي زنجيري دارند و به صورت استوانه‌هايي با طول معين در قسمت انتهايي كوره نصب مي‌شوند. اين استوانه‌ها از داخل به درون كوره راه دارند. هنگاميكه كوره مي‌چرخد و كلينكر آماده شده به انتهاي آن مي‌رسد، هر بار كه يكي از استوانه‌ها در پايين كوره قرار مي‌گيرد، مقداري كلينكر داخل آن مي‌ريزد. جريان هوايي كه از درون هر استوانه برقرار است، پس از خنك كردن كلينكرها به مشعل كوره منتقل مي‌شود و از اين طريق باعث صرفه‌جويي در مصرف سوخت كوره مي‌شود.

روش خشک و نیمه خشک در تولید سیمان

روش نيمه خشك

در اين روش، مواد اوليه را بر روي سيني‌هاي دواري به نام ًدستگاه گلوله سازً ريخته ، چهار الي پنج درصد آب اضافه مي‌كنند . حركت دوراني سيني و رطوبت موجود باعث پيوستن پودر مواد اوليه به يكديگر و ايجاد گلوله‌هايي به نام اماج مي‌شود. اين گلوله‌ها خوراك كوره خواهند بود. 

 روش خشك

در اين روش، پودر سنگ آهك و خاك رس به صورت خشك با يكديگر مخلوط مي‌شوند و نمونه‌هايي از‌ آن تهيه مي‌شود. اين نمونه‌‌ها در معرض تابش اشعه X قرار مي‌گيرند و بازتاب اشعه تحليل مي‌شود. از آنجا كه هر ماده بازتاب مخصوصي از اشعه X دارد، با تحليل طيفهاي بازتابي از نمونه مي‌توان درصد مواد گوناگون در نمونه را تعيين و نسبت به تنظيم آنها اقدام كرد. مخلوط حاصل به همان صورت خشك خوراك كوره خواهد بود.

روش تر در ساخت سیمان

روش تر در ساخت سیمان

داخل حوضچه‌هايي را از آب پر مي‌كنند و سنگ آهك ، خاك رس و ديگر تركيبات لازم را به نسبت معين به آن مي‌افزايند . يك بازوي مكانيكي هم‌زن وظيفه اختلاط مواد و جلوگيري از ته نشين شدن آنها را بر عهده دارد. البته ممكن است از دميدن هواي فشرده از زير حوضچه به داخل آن هم استفاده شود. از دوغاب بدست آمده نمونه برداي كرده ، در آزمايشگاه تجزيه مي‌كنند تا نسبت مواد در آن را تشخيص دهند. بدين ترتيب كمبود مواد و تركيبات در دوغاب را تعيين و با استفاده از سيلوهاي كمكي ، مواد لازم را به ميزان كافي اضافه مي‌ كنند تا دوغاب (لجن) با تركيبات مناسب بدست آيد.
دوغاب آماده شده را به كوره پخت سيمان مي‌برند.

استخراج و انتقال مواد اوليه سیمان

استخراج و انتقال مواد اوليه سیمان

جهت استخراج سنگ آهك معمولاً از عمليات آتش باري استفاده مي‌شود. بدين صورت كه با استفاده از مواد منفجره قسمتهاي مورد نظر از كوه را منفجر مي‌كنند و سنگ آهك را به صورت قطعات سنگي درشت بدست مي‌آورند. همچنين در استخراج خاك رس نيز، به دليل سختي نسبتاً پايين معادن آن ، معمولاً از لودر ( بيل مكانيكي ) ، بيلهاي مكانيكي پرقدرت و بيلهاي كششي  استفاده مي‌شود. پس از استخراج مواد اوليه آنها را با استفاده از واگن، تسمه نقاله يا كاميونهاي ويژه حمل مواد اوليه به كارخانه منتقل مي‌‌كنند.

انتخاب محل براي احداث كارخانه سیمان

انتخاب محل براي احداث كارخانه سیمان

انتخاب محل مناسب جهت احداث كارخانه توليد سيمان با عوامل چندي در ارتباط است كه عبارتند از :

1ـ كارخانه به معادن مواد اوليه (سنگ آهك و خاك رس) نزديك باشد.

 2ـ ظرفيت معادن مواد اوليه پاسخگوي نياز دراز مدت كارخانه باشند.

 3ـ كيفيت مواد اوليه در حد قابل قبولي باشد.

4ـ كارخانه به قطبهاي مصرف نزديك باشد.

همانطور كه مشاهده مي‌شود، عوامل يك و چهار مربوط به هزينه حمل و نقل در صنعت سيمان است. از آنجا كه مواد اوليه به كارخانه و سيمان توليدي به قطبهاي مصرف بسيار بالاست، محل كارخانه بايد در جايي باشد كه اين هر دو مسافت حتي‌المقدور كمينه باشند. عوامل دو و سه نيز در  ارتباط با انتخاب معادن مناسب جهت قرضه كارخانه است. يك معدن مناسب بايد اولاً از نظر كيفيت داراي مواد قابل قبولي باشد. ثانياً از نظر كميت بتواند حداقل بين 100 تا 150 سال مواد اوليه كارخانه را تأمين نمايد. در غير اين صورت ممكن است ساخت كارخانه از نظر اقتصادي به صرفه نباشد. از آنجا كه در ايران بيشتر سنگها آهكي به صورت رسوبي در قالب كوه هستند و در دشتهاي مجاور اين كوه‌ها معادن خاك رس موجود است. معمولاً حد فاصل اين كوه‌ها و دشتها محل مناسبي جهت احداث كارخانه است.

تاريخچه سيمان پرتلند

تاريخچه سيمان پرتلند

يكي از مهمترين مشكلات سيمان گلي، عدم مقاومت در برابر آب بود. اين مهم بشر را بر آن داشت تا تحقيقات گوناگوني جهت دسترسي به سيمان ضد آب انجام دهد و نتيجه اين تحقيقات ، كشف سيماني به نام ساروج[1]بود. ساروج تركيبي است از آهك، خاكستر، ماسه، خاك رس و لويي[2] كه در مقايسه با گل در برابر رطوبت مقاوم است. در ايران باستان از ساروج براي ساختن آب انبارها، آبگيرها و ساير سازه‌هايي كه مي‌بايست خاصيت آب‌بندي مي‌داشتند استفاده مي‌شد. امروزه با ابداع سيمان پرتلند، مصرف ساروج تقريباً متوقف شده است. در قرن 18 به سال 1756 ميلادي هنگامي كه جان اسميتون[3]مأمور بازسازي برج چراغ دريايي اديستون[4] گرديد، مطالعاتي را جهت دستيابي به يك سيمان مناسب انجام داد و به اين نتيجه رسيد كه بهترين سيمان وقتي بدست مي‌آيد كه در مخلوط آن از سنگ آهك و خاك رس استفاده شود. در سال 1824، ژوزف آسپدين[5] به اين نتيجه رسيد كه جهت بدست آوردن سيماني مناسب، مخلوط سنگ آهك و خاك رس بايد حرارت داده شود و بالاخره در سال 1845، آيزاك جانسون[6] سيمان پرتلند را به صورتي كه امروزه شناخته مي‌شود ، به نام خود ثبت كرد. امروره شيوه كلي توليد سيمان پرتلند بدين صورت است كه پس از استخراج مواد اوليه (سنگ آهك و خاك رس) و آماده كردن آنها، مخلوط را تا دماي بيش از  حرارت مي‌دهند. حاصل اين فرايند كلينكر [7] است كه آن را پس از سرد شدن با 3 الي 4 درصد وزني سنگ گچ  آسياب مي‌كنند تا پودر سيمان پرتلند بدست آيد. لازم به ذكر است نام پرتلند به جهت تشابه رنگ و كيفيت سيمان سخت شده با سنگ آهكي كه در اطراف شهر پرتلند در ناحيه دُرست[8] انگلستان وجود دارد، مورد استفاده قرار گرفته است.

---

[1] Mortar . البته اين لغت بيشتر به معني ملات به كار رفته است.

[2] سر يك نوع نِي

[3] John Smeaton

[4] Eddyston

[5] Joseph Aspdin

[6] Isaac Johnson

[7] Clinker

[8] Dorset

اثر ضايعات الياف پليمري برخصوصيات مقاومتي ماسه تثبيت شده با سيمان

اثر ضايعات الياف پليمری برخصوصيات مقاومتی

ماسه تثبيت شده با سيمان

 

برای دانلود مقاله در فرمت PDF از لینک زیر استفاده کنید....

 

برای مشاهده ادامه این مطلب روی لینک ادامه مطلب کلیک فرمایید .

ادامه نوشته

فرمول جادویی برای سازه‌های جدید

 

سیمان یكی از ستون‌های اصلی صنعت ساختمان‌سازی در گوشه و كنار دنیا به شمار می‌آید. این محصول صنعتی از آنچنان اهمیتی برخوردار است كه در بازارهای جهانی سهم قابل توجهی از مبادلات تجاری را به خود اختصاص داده است، اما همین اهمیت استراتژیك موجب شده تا كشورهایی كه ظرفیت قابل توجهی در تولید آن دارند، به تولید گسترده و البته مملو از خطرات زیست‌محیطی این محصول پایه‌ای روی آورند. به عنوان مثال سیمان پرتلند كه نسخه شناخته شده این محصول صنعتی به شمار می‌آید، مملو از تركیبات كربنی است كه برای محیط زیست تبعات منفی زیادی به همراه دارد. در دهه‌های گذشته تولید انبوه سیمان با تولید انبوهی از آلاینده‌های زیست محیطی همراه بوده است تا آنجا كه حامیان محیط زیست شرایط فعلی را بسیار خطرناك عنوان می‌كنند. ...

  افزودنی تبدیل گچ به سیمان 

برای مشاهده ادامه این مطلب روی لینک ادامه مطلب کلیک فرمایید .

ادامه نوشته

مراحل ساخت سیمان پرتلند بصورت انیمیشن

 

اینبار یک فلش جالب را برای دانلود آماده کرده ایم که در آن در چند بخش و در هر بخش در چند قسمت به تشریح چگونگی ساخت سیمان پرتلند میپردازد در این فلش تمام مراحل ساخت سیمان پرتلند از ابتدا یعنی از هنگام بارگیری مواد خام و تشریح ترکیبات این سنگ تا مراحل آماده سازی کلینکر در نهایت تولید سیمان و در آخر بارگیری سیمان بدست آمده بصورت انیمیشن نشان داده میشود .

 

دانلود مراحل ساخت سیمان پرتلند

 

به نقل از: icivil.ir

افزودنی تبدیل گچ به سیمان 

راز استحکام سیمان

 

بيش از 2 هزار سال است كه بشر با اشكال گوناگوني از سيمان آشنا شده و در اين مدت طيف گسترده‌اي از سازه‌هاي سيماني و بتوني را نيز با استفاده از اين ماده ارزشمند ارائه كرده است، اما همواره ساختار مولكولي اين ماده و چرايي استحكام خيره‌كننده آن در تركيب با آب براي دانشمندان معمايي بزرگ بوده است. اكنون اين معما حل شده است. دانشمنداني در دانشگاه MIT با انجام مطالعاتي گسترده در اين خصوص متوجه حقايق تازه‌اي درباره ساختار كريستالي اين ماده شده‌اند كه در ابعاد اتمي و در تركيب با ساختار مولكولي آب، تركيب مستحكمي را خلق مي‌كند. در حقيقت استحكام سيمان در تركيب با آب براي دانشمندان همواره عجيب و بحث برانگيز بوده است.

 

البته در گذشته تلاش‌هايي درخصوص رمزگشايي از اين معما صورت گرفته و مشخص شده بود كه در سطوح اتمي، هيدرات‌هاي سيمان در برگيرنده مولكول‌هاي سيليكايي است كه در استحكام بالاي اين ماده در تركيب با آب نقش قابل توجهي را ايفا مي‌كند، اما اكنون تيمي از دانشمندان دانشگاه MIT دريافته‌اند مولكول‌هاي سيليكاي مورد نظر به شكل كريستال نيستند و اين در حالي است كه تاكنون اين‌گونه تصور مي‌شده است. بررسي‌هاي دقيق اين دانشمندان نشان مي‌دهد اين تركيب در حقيقت هيبريدي است كه برخي از ويژگي‌هاي ساختار كريستالي و همچنين برخي مشخصه‌هاي ساختار بي‌شكل موادي نظير شيشه يا يخ را در خود دارد. به نظر مي‌رسد اكنون و با تكيه بر يافته‌هايي از اين دست، راهكارهاي تازه‌اي براي استفاده گسترده‌تر از اين ماده در صنايع ساختمان‌سازي سراسر جهان ارائه شود و در عين حال از نقش آن در افزايش آلاينده‌هاي زيست‌محيطي از جمله دي‌اكسيدكربن كاسته شود. در حال حاضر صنايع سيمان‌سازي جهان سهم 5 درصدي در توليد آلاينده‌اي همچون دي‌اكسيدكربن اتمسفر زمين دارد.

 

به نقل از: mohandesiomran.ir

 افزودنی تبدیل گچ به سیمان 

ابداع روش مقاوم سازی بتن در برابر آتش

سعید بختیاری، دانشجوی دوره دکتری مهندسی ‌شیمی دانشکده شیمی دانشگاه علم و صنعت ایران، اظهار کرد: بتن خودتراکم دارای خواص عالی جریان‌پذیری بوده، که در صورت برآورده کردن نیازهای عملکردی، می‌تواند گسترش زیادی در صنعت ساختمان یابد. از جمله نیازهای تحقیقاتی برای این نوع بتن، شناخت رفتار و مقاومت آن در برابر آتش است. وی افزود: در این پژوهش، چند نمونه بتن خودتراکم در دو رده مقاومتی 40 و 50 مگاپاسکال با استفاده از پودرهای پرکننده کوارتز و کربنات کلسیم، ساخته و مقاومت آنها در برابر آتش بررسی شد. برای نمونه‌های با مقاومت بالاتر، از پودر میکروسیلیس نیز استفاده شد.

بختیاری تصریح کرد: برای اهداف مقایسه‌ای، دو نمونه بتن سنتی با رده‌های مقاومتی مشابه، ساخته و آزمایش شد. نمونه‌ها در یک کوره آزمایشگاهی در دماهای مختلف تا ° C 1000 قرار گرفته، مقاومت‌های فشاری و کششی پسماند آنها اندازه‌گیری شد. علاوه بر شرایط عمل‌آوری معمولی، اثر شرایط عمل‌آوری در قالب‌های ماندگار پلی‌استایرن (سامانه ICF ) نیز بررسی شد. به منظور درک مفاهیم و دلایل رفتارهای مشاهده شده، آزمایش‌های آنالیز حرارتی، XRD ، تخلخل سنجی جیوه و میکروسکوپی صورت گرفت.

وی خاطرنشان کرد: برای بهبود رفتار بتن خودتراکم در برابر آتش، از افزودنی‌های سبکدانه پرلیت، پودر زئولیت و مخلوط پرلیت/زئولیت استفاده شد. نمونه‌های خودتراکم نسبت به نمونه‌های معمولی، پتانسیل بیشتری برای ترکیدن در دمای بالا نشان دادند، اما افت مقاومت مکانیکی نمونه‌های معمولی در دمای بالا، بیشتر از نمونه‌های خودتراکم بود. نتایج نشان داد که نوع پودر و وجود میکروسیلیس بر روی مقاومت بتن خودتراکم در برابر آتش تأثیر بسزایی دارد.

بختیاری در ادامه گفت: وجود پودر کوارتز در بتن در دماهای حدود °C 250-500 باعث پیشرفت هیدراسیون و توسعه مقاومت می‌شود. در عین حال، به علت کاهش فضاهای تخلخلی، فشار حفرات افزایش یافته و در صورت غلبه آن بر مقاومت کششی پسماند، ترکیدن و حتی ترکیدن انفجاری رخ می‌دهد. نمونه‌های خودتراکم دارای پودر کربنات کلسیم، با بالا رفتن دما، به طور مداوم دچار کاهش مقاومت فشاری شدند، اما زمینه کمتری به ترکیدن نشان دادند. ارتباط بین مقاومت فشاری و کششی با دما برای مخلوط‌ های مختلف نشان داده شد.

وی تاکید کرد: مقاومت کششی تا دمای حدود °C 350 تناسب تقریباً ثابتی با مقاومت فشاری داشت، اما با افزایش دما، مقاومت کششی با شدت بیشتری از مقاومت فشاری سقوط کرد که باید به علت ضعف ناحیه انتقالی باشد. عمل‌آوری در شرایط ICF ، خطر ترکیدن نمونه را افزایش داد، اما این خطر با گذشت زمان کاهش یافت. بختیاری تصریح کرد: سبکدانه پرلیت نتیجه بسیار خوبی در بهبود رفتار بتن در برابر آتش نشان داد. مخلوط پرلیت/زئولیت نیز تا حدود زیادی موفق بود، اما پودر زئولیت به تنهایی، خطر ترکیدن بتن در برابر آتش را به شدت افزایش داد.

سعید بختیاری، دانشجوی دوره دکتری مهندسی ‌شیمی دانشکده شیمی دانشگاه علم و صنعت ایران، از رساله خود با راهنمایی دکتر علی اله‌وردی، 30 شهریور ماه 90 دفاع کرده است

منبع: http://www.hamkarbime.com/Pages/view.aspx?PostID=18749

افزودنی جادویی تبدیل گچ به سیمان

استاندارد ۶۰۴۲ در مورد بتن آماده روش آزمون برای تعیین مقدار سیمان مخلوط

 

دانلود استاندارد ۶۰۴۲

پسورد:www.naghsh-negar.ir

به نقل از: نقش نگار

 افزودنی تبدیل گچ به سیمان 

سیمان پوزولانی

 

افزایش روز افزون جمعیت و نیاز به فضاهای مسکونی، اداری، ورزشی، آموزشی و… امری عادی واجتناب ناپذیر میباشد .   در این راستا ساخت و سازها ، عملیات ساختمانی که به صورت ساخت اولیه ، مرمت ، بازسازی موقت ، بازسازی کامل بناها انجام میگیرد نیازمند علم و دانش فنی ، مصالح استاندارد ، اکیپ اجرائی ماهر و تخصص ، آگاهی و شناخت بروز افراد شاغل در بخش ساختمان است  .

با توجه به اینکه بتن ، مصالح مناسبی برای امر ساخت و ساز بوده و اهمیت بسیار بالایی دارد . شرایط تولید ، مواد اولیه ، مواد ثانویه و مواد مضاف بتن و مهمتر از همه سیمان و جایگزین های مناسب برای آن در تولید بتن بایستی مورد مطالعه کاملاً علمی، فنی و مهندسی قرار گیرد ،       تا هم از نظر بهبود مشخصات بتن و افزایش مقاومت آن پیشرفت هایی حاصل شود ، هم از نظر اقتصادی در هزینه ها صرفه جویی گردد    یکی از بهترین راهکارهای موجود ، یافتن جایگزینهای مناسب برای سیمان مصرفی در بتن است و در این زمینه استفاده از منابع و مصالح طبیعی با حفظ محیط زیست و منابع ارزشمند کشور ایده بسیار کارآمد و پرثمری میباشد .

چنانچه تولید سیمان با شرایط فوق گامی در جهت پیشرفت جامعه بحساب می آید ، استفاده و بکارگیری آگاهانه و بجا از آن  توسط مهندسین و افراد شاغل در بخش ساخت و ساز کشور نتایج مطلوب تری بدست می آورد .

چکیده :

سیمان پرتلند – مواد پوزولانی – بتن – مقاومت و دوام

سیمان پرتلند پوزولانی و ارزیابی واکنش زائی

سیمان پرتلند پوزولانی معمولی , مخلوطی است از حداقل ۵ و حداکثر ۱۵ درصد پوزولان طبیعی و دست کم ۸۵ درصد کلینکر یا سیمان پرتلند با نرمی مشخص که در مجاورت آب به صورت جسم چسبنده‏ای در کارهای ساختمانی مصرف می‏گردد  . این سیمان با نماد ” پ پ ” نشان داده میشود .

پوزولان یک ماده طبیعی یا مصنوعی حاوی سیلیس فعال یا سیلیس آلومیناتی است که به تنهایی ارزش چسبندگی ندارد ، ولی بصورت پودر شده و درحضوررطوبت و در دمای معمولی با هیدراکسید کلسیم واکنش شیمیائی حاصل  کرده و ترکیباتی را که خواص چسبندگی دارد ، بوجود می آورد . ماده پوزولانی بایستی بصورت آسیاب شده باشد تا درحضور آب با آهک ، سیلیکاتهای کلسیم پایدار با خواص چسبندگی ایجاد کند .

مواد پوزولانی از خاکستر آتشفشانی غیربلورین- پوزلانی اصلی – پودرسنگ ، سنگهای رسی و چرتهای اوپالینی ، خاک دیاتومه ای کلسینه شده ، خاک رس پخته شده ، خاکستر بادی ودوده سیلیسی و غیره  بدست می آید .

جهت ارزیابی درجه فعالیت واکنش زائی مواد پورولانی با سیمان ، آئین نامه ASTM.C- 618-78 سنجش ضریب فعالیت پوزولانی را توصیه می نماید که این  ضریب از تعیین مقاومت مخلوطها با جایگزین نمودن مقدار معینی از سیمان با مواد پوزولانی بدست می آید .

مقایسه مقاومت

روند توسعه مقاومت سیمان پرتلند پوزولانی به درجه فعال بودن پوزولان و نسبت سیمان پرتلند در مخلوط بستگی دارد . در سیمان پرتلند پوزولانی   هیدراسیون بکندی انجام  و حرارت هیدراسیون  کمتر دارد  و برای بتن های حجیم مناسب است .  مقاومت اولیه بتن حاوی سیمانی که بخشی از آن با مواد پوزولانی جاگزین شده  باشد ، کمتر از مقاومت مربوطه بتن حاوی سیمان خالص است  و نیاز به یک عمل آوری و مراقبت  نسبتا” طولانی دارد ولی مقاومت نهائی آن تقربیا” با مقاومت سیمان پرتلند خالص یکسان وبلکه قدری بیشتر است .

مشخصات و خواص سیمان پرتلند پوزولانی

آئین نامه ASTM . C595-79 سیمان پرتلند پوزولانی را بعنوان نوع IP برای کاربردهای عمومی ساختمانهای بتنی و نوع P را برای مصرف در مواردیکه مقاومت اولیه زیاد مواد نیاز نباشد مانند پایه های پل ، سدها ، و شالوده های تکی توصیف نموده است .

چگالی سیمان پرتلند عموما” حدود ۱۵/۳ است و چگالی سیمانهای پرتلند پوزولانی حدود ۹/۲ میباشد . چگالی سیمان ، که با روش ASTM . C188 تعیین میشود ، نشانگر کیفیت سیمان نیست و عمدتا” در محاسبات مربوط به تعیین نسبت اجزای مخلوط بتن بکارمی آیند .

سیمان پرتلند پوزولانی معمولی در حال حاضر با کیفیتی مطلوب و خواص مناسب با مشخصات برتر از شاخص های مطرح در استاندارد ملی ایران به شماره ۳۴۳۲ به صورت انبوه در کارخانجات سیمان کشورتولید می گردد . این نوع سیمان حاوی حداکثر ۱۵% پوزولان طبیعی بوده و از خواص ویژه و کاربردی متنوعی برخوردار می باشد .

از خواص ویژه آن به موارد ذیل اشاره می شود .
۱- دوام و پایایی بتن ساخته شده با سیمان پوزولانی در برابر محیط های خورنده و آبهای شور نسبت به سیمان های معمولی
۲- میزان حرارت هیدراتاسیون این نوع سیمان نسبت به سیمانهای معمولی پایین تر بوده و در بتن ریزیهای نسبتاً حجیم کاربرد دارند .
۳- در طی زمان وجود پوزولان باعث جذب Ca(OH)2 آزاد شده از فازهای سیمان شده و از افزایش پوکی و تخلخل تدریجی بتن می کاهد .
۴- در مواقعی که شن و ماسه مصرفی استعداد واکنش خطرناک قلیایی ـ سیلیکاتی را داشته باشند تاحد زیادی از تشکیل این واکنش خطرناک بین سنگدانه و قلیایی های سیمان جلوگیری می کند .
۵- این نوع سیمان ها ضد سولفات اصلاح شده می باشند .
۶- بتن این نوع سیمانها آب بیشتر در خود نگهداشته و آب انداختگی کمتری از خود نشان می دهند .
۷- مصرف این سیمان در هوای گرم و مرطوب ، مطلوب می باشد .
۸- به خاطر ویژگی حرارت هیدراتاسیون پایین و ماهیت پوزولان این نوع سیمان دیرگیر بوده و می باید مدت بیشتری بعد از بتن ریزی نگهداری شود تا نتیجه ایده آل حاصل گردد .
۹- در بتن ریزی در شرایط آب و هوای سرد به خاطر ویژگی حرارت هیدراتاسیون کمتر ، باید بتن تازه در برابر یخ زدن محافظت شود تا نتیجه ایده آل حاصل گردد و قالب برداری دیرتر انجام گیرد .
۱۰- در مواقعی که برای ساخت قطعات پیش ساخته مانند موزائیک و بلوک استفاده می شود بایستی به علت دیرگیر بودن این سیمان مدت نگهداری آن طولانی تر باشد .

۱۱- در عملیات بتن ریزی در دمای کمتر از شش درجه سانتیگراد بایستی از مواد افزودنی مناسب استفاده شود .

مقایسه مشخصات شیمیایی سیمان پرتلند پوزولانی استاندارد های ملی ایران و  ASTM

پارامتر	مقدار در استاندارد ملی ایران ۳۴۳۲	مقدار در استاندارد آمریکا ASTM C595-79
Mgo  ( درصد )	حداکثر ۵	حداکثر ۵
SO3 ( درصد )	حداکثر ۴	حداکثر ۴
افت حرارتی ( درصد )	حداکثر ۵	حداکثر ۵
یون کلر ( درصد )	حداکثر ۱/۰	ــــ

مقایسه مشخصات فیزیکی سیمان پرتلند پوزولانی استاندارد های ملی ایران و  ASTM

پارامتر	مقدار در استاندارد ملی ایران ۳۴۳۲	مقدار در استاندارد آمریکا ASTM C595-79
سطح مخصوص (     (	۳۰۰۰	ــــ
انبساط اتوکلاو ( % )	حداکثر ۵/۰	حداکثر ۸/۰
زمان گیرش اولیه ( دقیقه )	حداقل ۶۰	حداقل ۴۵
زمان گیرش نهایی ( دقیقه )	حداکثر ۴۲۰	حداکثر ۴۲۰
مقاومت فشاری ۳روزه(   (	حداقل ۱۰۰	حداقل ۱۲۵
مقاومت فشاری ۷روزه(  (	حداقل ۱۷۵	حداقل ۱۹۳
مقاومت فشاری ۲۸روزه(  (	حداقل ۳۰۰	حداقل ۲۴۱
حرارت هیدراتاسیون (  ) در سن ۷ روزه در سن ۲۸روزه	حداکثر ۷۰ حداکثر ۸۰	حداکثر ۷۰ حداکثر ۸۰
مقدار پوزولان( درصد)	۱۵-۵

سیمان پرتلند پوزولانی ویژه

سیمان پرتلند پوزولانی ویژه طبق استاندارد ملی ایران به شماره ۳۴۳۲  دارای ۱۵ تا ۴۰ درصد مواد پوزولانی می باشد . کاربرد این مقدار پوزولان خواص بسیار مطلوبی به این سیمان می دهد که کاربردهای ویژه ای را برای آن ایجاد می نماید  . این سیمان با نماد ” پ پ و ” نشان داده میشود  این سیمان دارای کاربرد گسترده به سبب خواص برتر ذیل می باشد :

۱- دوام و پایداری بتن حاصل در محیط هایی با خورندگی زیاد حاوی غلظت بالای کلر و سولفات بسیار مطلوب می باشد . ۲-  به سبب حرارت هیدراتاسیون اولیه کم دارای کاربرد گسترده ای در بتن ریزیهای حجیم می باشد . ۳ ـ Ca(OH)2 سبب جذب نسبتاً کامل حاصل ازهیدراتاسیون وحذف نسبتاً کامل تخلخل بتن میگردد. ۴ ـ قابلیت مصرف بسیار گسترده در مواردی دارد که شن و ماسه مستعد ایجاد واکنش سیلیکاتی ـ قلیائی دارند و انجام این واکنشها را به شدت محدود می کند.

۵  ـ این نوع سیمان ها قابلیت مصرف بالائی در محیط های بسیار گرم و مرطوب دارند و نیاز به خنک سازی و کاهش درجه حرارت بتن و صرف هزینه زیاد در این مورد برای بتنهای ساخته شده از این سیمانها وجود ندارد .
۶  ـ با توجه به ماهیت پوزولان و حرارت هیدراتاسیون کم در مورد کاربرد این سیمانها در هوای سرد و مصارف معمولی باید زمان بیشتری را برای نگهداری بتن صرف نمود .

مشخصات شیمیایی سیمان پرتلند پوزولانی ویژه

مشخصه شیمیایی الزامی	معیار استاندارملی به شماره ۳۴۳۲ برای سیمان پوزولانی ویژه
Mgo  ( درصد ) SO3 ( درصد ) افت حرارتی ( درصد ) یون کلر ( درصد )	حداکثر ۶ حداکثر ۴ حداکثر ۵ حداکثر ۱/۰

مشخصه فیزیکی الزامی	معیار استاندارملی به شماره ۳۴۳۲ برای سیمان پوزولانی ویژه
سطح مخصوص (     (	۳۲۰۰
انبساط اتوکلاو ( % )	حداکثر ۵/۰
زمان گیرش اولیه ( دقیقه )	حداقل ۴۵
زمان گیرش نهایی ( دقیقه )	حداکثر ۴۲۰
مقاومت فشاری ۳روزه(   (	ـــــ
مقاومت فشاری ۷روزه(  (	حداقل ۱۵۰
مقاومت فشاری ۲۸روزه(  (	حداقل ۲۷۵
مقدار پوزولان ( % )	۴۰-۱۶
حرارت هیدراتاسیون (  ) در سن ۳ روزه	_
در سن ۷ روزه	۶۰
در سن ۲۸  روزه	۷۰

مشخصات فیزیکی سیمان پرتلند پوزولانی ویژه

تعیین میزان پوزولان در سیمان پوزولانی

برای تعیین پوزولان موجود در سیمان پوزولانی نخست باید مقدار CaO در نمونه مورد نظر تعیین شود و سپس با استفاده از فرمول زیر میزان پوزولان موجود در نمونه محاسبه گردد .

در این معادله فرض بر آن است که مقدار CaO کلینکر سیمان پرتلند مورد مصرف در تولید سیمان پوزولانی ۶۵ درصد می‏باشد و نمونه افت حرارتی نداشته باشد .  در معادله بالا :

P : درصد پوزولان در سیمان پوزولانی

Cpz : درصد CaO در سیمان پوزولانی ( پس از کسر مقدار CaO موجود در سولفات کلسیم )

S : 7/1 برابر میزان سولفات کلسیم در سیمان

Cp : مقدار درصد CaO در پوزولان ( با فرض ۵ درصد )

یادآوری – تعیین میزان پوزولان در سیمان پوزولانی اختیاری بوده و بنا به درخواست مصرف کننده باید توسط تولیدکننده انجام پذیرفته و گزارش شود .

منابع مورد استفاده :

•۱- استاندارد ملی ایران شماره ۳۴۳۲ و ۳۴۳۳

•۲- بتن شناسی ( خواص بتن ) دکتر هرمز فامیلی

•۳- طراحی و کنترل مخلوط بتن – مهندس علیرضا خالو – محمود ایراجیان

•۴- استاندارد ASTM

به نقل از: naghsh-negar.ir  افزودنی تبدیل گچ به سیمان 

فرایند تولید سیمان ( کارخانه سیمان دشتستان )

 

(استان بوشهر)

به حجم 4.8 مگابایت

در فرمت فشرده (zip)

دانلود

لينك کمکی

دانلود

به نقل از: sadeghnegar.blogfa.com

 افزودنی تبدیل گچ به سیمان 

تاریخچه سیمان از 12 میلیون سال قبل از مسیح

- ١٢ میلیون سال قبل از میلاد مسیح : اختلاط میان سنگ آهک و مایع موجود در سنگهای کناری دیواره های مناطق نفت خیز که باعث پدید آمدن بتن امروزی شده است . ( حوالی اسرائیل کنونی )
- ۵۶٠٠ سال قبل از میلاد مسیح: ساخت اولین بنای بتنی .
- ٣٠٠٠ سال قبل از میلاد مسیح: مصریهای باستان جهت ساخت اهرام از اختلاط سنگهای آهکی و گچی با آب به صورت بلوکهای منظم استفاده کرده اند .
- ٨٠٠ سال قبل از میلاد مسیح: استفاده از ملاتهای ساختمانی در یونان باستان .
- ٣٠٠ سال قبل از میلاد مسیح: استفاده بابلیان و آشوریان از مخلوط مواد معدنی به صورت سنگ و آجر.
- ٢٩٩ سال قبل از میلاد مسیح - ۴٧۶ سال قبل از میلاد مسیح: استفاده از جسمی شبیه خاک که تیره تر از خاک معمولی بوده و مقدار زیادی در پوزولی واقع در نزدیکی خلیج ناپل یافت شده بود که در بناهایی از قبیل Coliseum در رم، Basilica of Constantine در رم، Pantheon در رم و همچنین Pont dv Gard در جنوب فرانسه استفاده گردیده است که هم اکنون نیز این بناها پابرجا و استوار می باشد.
- سال ۵۴٠ میلادی: استفاده از بناهای بتنی جهت طاق سقفها و گنبد در موزه ها، ساختمانهای مجلل و همچنین استفاده از سقفهای بتنی جهت جدا کردن طبقات از یکدیگر.
- سال ١٢٠٠ تا ١۵٠٠ میلادی: استفاده از آهک پخته و پوزولان در بناهای قدیمی و همچنین ایجاد انگیزه و علاقه در مردم به استفاده بهتر از این نوع مصالح به جهت استحکام بخشیدن به بناها و سازه ها.
- سال ١٧٧۴ میلادی: کشف سیمان توسط آقای جان اسمیتون به روش جدید.
- سال ١٧٧٩ میلادی: کشف خواص هیدرولیکی سیمان.
- سال ١٧٨٠ میلادی: انتشار کتاب اکتشافات و مشاهدات ملاتهای ساختمانی گرفته شده از سیمان.
- سال ١٧٩۶ میلادی: ثبت خواص هیدرولیکی سیمان توسط Mr.James parker
- سال ١٨٠٠ میلادی: ساخت لنگرگاهی عظیم از بتن در انگلیس توسط Mr.william Jessop
- سال ١٨٠٢ میلادی: استفاده از سیمان معمولی در فرانسه.
- سال ١٨١٠ میلادی: استفاده از سیمان مقاوم و تحقیق درباره خواص هیدرولیکی سیمان در فرانسه.
- سال ١٨٢۴ میلادی: بدست آوردن سیمان پرتلند توسط آقای Joseph Aspdin
- سال ١٨٢۵ میلادی: ساخت اولین کانال مدرن بتنی در آمریکا و همچنین ساخت تعدادی سازه در نیویورک.
- سال ١٨٢٨ میلادی: اولین استفاده ترمیمی از سیمان پرتلند جهت تقویت و ترمیم تونل thames آمریکا.
- سال ١٨٣٠ میلادی: تولید اولین نوع آهک و سیمان در کانادا و ساخت دیوارهای بتنی در آمریکا.
- سال ١٨٣۶ میلادی: اولین آزمایش سیستماتیک جهت تست مقاومت کششی و فشاری سیمان در آلمان.
- سال ١٨۴٣ میلادی: ثبت تولید سیمان پرتلند توسط شرکت J.M.Mouder,Son & Co
- سال ١٨۴٩ میلادی: ساخت اولین آزمایشگاه شیمی دقیق جهت تست سیمان پرتلند در آلمان.
- سال ١٨۵٠ میلادی: بدست آوردن اولین بتون مسلح و آزمایشات دقیق بر روی آن در فرانسه.
- سال ١٨۵۴ میلادی: ساخت اولین میکسر بتن در فرانسه.
- سال ١٨۶٠ میلادی: ترکیبات جدید سیمان گرفته شده از سیمان پرتلند.
- سال ١٨۶٧ میلادی: ساخت و تست انواع سیلندرهای بتنی عمودی به صورت بتون مسلح با سیمهای فلزی توسط Mr.Joseph monier از فرانسه و Mr.william wands از آمریکا.
- سال ١٨۶٨ میلادی: ساخت بلوکهای سیمانی مستحکم در آمریکا.
- سال ١٨٧٩ میلادی: ساخت جاده حمل و نقل باری از سیمان پرتلند با بهترین کیفیت در اسکاتلند.
- سال ١٨٨۶ میلادی: طراحی و تست ابتدائی کوره دوار سیمان جهت جایگزینی کوره های عمودی.
- سال ١٨٨٩ میلادی: ساخت اولین پل سیمانی در آمریکا.
- سال ١٨٩٠ میلادی: طرح جایگزینی کوره دوار به جای کوره عمودی و همچنین آسیابهای گلوله ای افقی جهت خردایش بهتر سیمان.
- سال ١٨٩٨ میلادی: اعلام ٩١ فرمول مختلف جهت ساخت انواع سیمان.
- سال ١٩٠٠ میلادی: استاندارد شدن تستهای مقدماتی سیمان معمولی.
- سال ١٩٠٢ میلادی: ساخت اولین آپارتمان بلند بتنی در فرانسه.
- سال ١٩٠٣ میلادی: ساخت اولین آسمانخراش بتنی در سین سیناتی آمریکا.(ohio)
- سال ١٩٠٨ میلادی: ساخت خانه بتنی توسط توماس ادیسون در نیوجرسی آمریکا.
- سال ١٩٠٩ میلادی: ثبت طرح کوره دوار سیمان توسط توماس ادیسون.
- سال ١٩١١ میلادی: ساخت پل بتنی ٣٢٨ فوتی در رم.
- سال ١٩١۴ میلادی: اتمام اجرای کانال پاناما توسط سازه های بتن مسلح به ضخامت ٢٠ فوت.
- سال ١٩١۵ میلادی: ساخت اتاق تست بتنی اتومبیل در شرکت فیات در تورین ایتالیا.
- سال ١٩١۶ میلادی: تاسیس انجمن سیمان پرتلند در شیکاگو آمریکا.
- سال ١٩١٧ میلادی: تاسیس اداره استاندارد تست سیمان پرتلند در آمریکا.
- سال ١٩٢٣ میلادی: تاسیس شرکتهای تولید سنگفرشهای بتنی خیابانی در آمریکا.
- سال ١٩٢٧ میلادی: ساخت اولین تراک میکسر افقی بتن در سیاتل آمریکا.
- سال ١٩٣٠ میلادی: ساخت تراک میکسرهای افقی و عمودی بتن به شکل ماشین آلات امروزی در آمریکا.
- سال ١٩٣٣ میلادی: اتمام سازه های بتنی زندان آلکاتراز.
- سال ١٩٣۶ میلادی: ساخت اولین سد بتنی در آمریکا.
- سال ١٩۴٨ میلادی: اجرای سطح بتنی فرودگاههای آمریکا .( بتن مسلح )
- سال ١٩۵١ میلادی: در این سال آمار ١٧٠٠ بچینگ پلانت سیمان در ١٣٠٠ شهر آمریکا می باشد.
- سال ١٩۵۶ میلادی: تاییدیه مبنی بر تاسیس اتوبانهای آمریکا از سازه های بتنی.
- سال ١٩۶٧ میلادی: ساخت اولین استادیوم بتنی در آمریکا.
- سال ١٩٧٣ میلادی: ساخت سالن اپرای سیدنی در استرالیا.
- سال ١٩٧۵ میلادی: برج CN در تورنتو کانادا.
- سال ١٩٨۵ میلادی: استفاده پی در پی از سیمان پوزولان در سازه های مختلف آمریکا.
- سال ١٩٩٢ میلادی: بلندترین سازه مسلح بتنی در جهان در شیکاگو آمریکا.
- سال ١٩٩٣ میلادی: ساخت موزه JFK در بوستون آمریکا - ساخته شده از شیشه و بتن.

و تا امروز که می توان گفت، سیمان نقش اول را، در ساخت و ساز انواع سازه های بزرگ و کوچک، از خود به نمایش می گذارد.

منبع c ementgrou p .i  r

---

افزودنی تبدیل گچ به سیمان

کاربرد نانو در صنعت سیمان

امروز نانوتکنولوژی تمامی مرزهای دانش را در نوردیده است و صنعت سیمان ها از این امر مستثنی نمی باشد. در زیر مقاله ای جهت مطالعه تقدم می گردد. نانوسم (NANOCEM) یک تحقیق جدید شبکه اروپاست که بر روی مراحل توسعه اصول فنی نانو (مقیاس یک بیلیونی) در مواد سیمانی متمرکز شده است.

بستهای سیمان پورتلند ، اجزا اولیه فعال بتن هستند که در بیشتر ساختمانهای مدرن استفاده می شوند . دیگر تشکیل دهنده های بتن ، آب و مصالح دانه ای ریز و درشت (مانند شن و سنگ) هستند. 
بستها از جوش سیمان پورتلند با زمینه کمی از سولفات کلسیم ساخته شده اند و به طور متداول شامل پودرهای ریز معدنی مثل سنگ آهک ، پوزولان (معمولا خاکسترهای آتش فشانی) ، خاکستر بادی (معمولا از زغال سوخته گیاهان پر قدرت) و سرباره دانه ای کوره بلند ، هستند.
چنین گردهمایی به عنوان مواد سیمانی تکمیلی تلقی می شوند زیرا آنها برای جایگزین شدن به جای بیشتر چسب سیمانهای گران استفاده می شوند. مواد افزودنی شیمیایی مانند افزودنی ها کاهنده آب ، فوق روان کننده ها (خمیر کننده ها) ، کندگیر کننده ها ، تند گیر کننده های بتن و عوامل هوازا می توانند به بتن در مقدار کم اضافه شوند تا خصلتهای بتن را برای موارد استفاده خاص تغییر دهند.

 توضیح درباره نانو : 

گر چه سیمان پرتلند در مقدار وسیع در مواد دست ساز بشر بر روی زمین استفاده می شود اما فهم مکانیزم اصلی ، حاوی خصوصیاتش به طور طبیعی باقی مانده است . مراحلی که در طول 1لحظات نخستین واکنش با آب اتفاق می افتد ، می تواند ساختارهای بزرگ و ریز را تحت تاثیر قرار دهد و اجرای طولانی مدت یک ساختار را در پی داشته باشد. 
بیشتر واکنشهای شیمیایی که عملکرد مواد سیمانی را کنترل می کند در مقیاس نانو سنج (یک بیلیون) اتفاق می افتد ولی اکثر تحقیقات ، عملیات مهندسی گرفته اند و بر روی مرحله درشت (قابل دید) متمرکز شده اند. فقدان فهم جزییات مولکولی از رشد چشم گیر تقریبا جلوگیری کرده و موج ناتوانی در پیش بینی وضع آینده شده است. نیاز برای آزمایش مکرر خصوصیات در تناسب درشت دانه ای مانع نوآوری و استخراج در SCM هایی که به طور گسترده ای در دسترس قرار دارند ، شده است که به طور کلی در جا دادن انرژی اندک (جدول سمت راست را ببینید) و غیر سمی می باشند. 
در حال حاضر ، در هر ساختمانی که در آن از مواد سیمانی جدید با عملکرد بالا استفاده می شود ، نیاز به تست زمان (طولانی کردن) دارد. با کسب دانش بنیادین ، این مواد می توانستند به جای آزمایش و خطا با طراحی و پایه گذاری بر روی مدلهای معتبر ، ساخته شوند. 
هدایت در مسیر صحیح : 
در طول این فعالیت بر روی این مطلب یعنی نانوسم ، 21 انجمن علمی به همراه 12 شریک صنعتی که 5 شرکت بزرگ تولید کننده سیمان را در بردارد بنا نهاده شد و در 11 کشور اروپایی گسترش یافت و در طول یک چهارم قرن گذشته انقلابی در تکــــنیکهای تجربی برای رسیدگی به مواردی مثل تشـــدید طیف بینی مغناطیســــی هستـــــه ای (NMR) و نیروهــای میکروسکوپی بوجود آورده اند و به شرکای نانوسم امکان دسترسی به ابزارهای پیشرفته را داده است. 
شرکتهای صنعتی خط شروع مالی برای شبکه ارتباطی فراهم کرده اند و راهنمایی با احترام به پیش بینی علایق بازار فراهم نموده اند. اعضای انجمن علمی مجبور هستند که حداقل یکی از پروژه های تحقیقاتی مستقل مالی را با شبکه ارتباطی تسهیم کنند و باید تحقیقاتشان را به روش تعاونی و مکمل توسعه دهند . 
کارگاههای اصلی برگزار می شوند تا قسمتهای مهم خالی علمی را پیدا کنند و با ارتباط دادن پروژه های تحقیقاتی ، سعی در پر کردنشان نمایند. 
این کمیته هدایت کننده شامل 5 نماینده از شرکای صنعتی و 5 نفر از انجمن علمی است . جلسات تجاری دو بار در سال برگزار می شود . برنامه تحقیقاتی شبکه ارتباطی ، چهار پروژه اصلی و پروژه شریکی در دست اجرا داد که شامل موارد زیر است :
مجموعه هیدرات که خود متشکل از کربن ، سولفور هیدروژن (C-S-H) می باشد. در حال حاضر مشخص کردن کمی ترکیب وجهه هیدراتی ممکن نیست در حال حاضر مشخص کردن کمی ترکیبی هیدراتی که از هیدرات یک سیستم سیمانی منتج شده است ، ممکن نیست ، مخصوصا زمانی که (SCM) هایی مثل خاکستر بادی یا سرباره شامل آنها می شود. هدف این پروژه ها تعیین مواد تشکیل دهنده و استحکام ترکیب وجهی هیدرات است که انتظار مـی رود ، در دمای بالاتر از 50 درجه سانتی گراد اتفاق بیفتد. این تحقیق شامل پروژه های دکترای تخصصی است که به طور پیوسته توسط دانشگاه های ابردین Aberdeen بریتانیا ، امپا Empa در سوئیس و Espcl در فرانسه هدایت می شود. 
ساختار منفذ توسط NMR : این پروژه امیدوار است تا تنظیم جامعی بر روی هنرهای غیر مخرب ، ابزارهای تکنیکی غیر تهاجمی داشته باشد و آنها را قادر می سازد ، ساختار منفذ هیدرات سیمانها را در حدی که در آن منافذ با آب پر می شوند و قابلیت جابجایی آب در مواد اشباع کننده را تحلیل کنند. نتیجه کار اجازه خواهد داد که دوام و عملکرد بتن به طور بهتری پیش بینی شود . دو گروه از گروههای هدایت کننده در منطقه چرخش پروتنی را دانشگاههای سوری Surrey در بریتانیا و پلی تکنیک فرانسه را شامل می شود. 
فعل و انفعالات ترکیبات آلب آلومینیم با اکسید فلز : این امر یکی از مشکلترین مباحث مربوط به اثر سیمان و فوق روان کننده (خمیر کننده) در بتن است. برای مثال شتاب فوق خمیریازی بر روی فرمهای غیر فعال ( که صورت ترکیب آلی آلومینیم با اکسید فلز نامیده می شود) در طول مراحل اولیه ترکیب سازی بتن می باشد. 
این پدیده شناخته شده ، منتهی به مصرف مقدار زیاد فوق خمیرسانی در بسیاری از بتن ها و بوجود آمدن مشکلات کاربردی جدی ، زمانی که مواد خام یا شرایط ترکیب تغییر کرده اند ، می شود. این تحقیق توسط سیکا در سوئیس و Espc هدایت می شود. 
واکنش پذیری سیستم سیمانی : در پروژه دکتــــری تــوسط EPFL در سوئیس و DTU در دانمارک و دانشگاه آرهوس Aarhus دانمارک و دانشگاه لیدز Leeds در بریتانیا در دست تحقیق است که بر روی توسعه یک روش برای تشخـــــــیص درجه عکس العمل قسمت جوش سیمانی و به طور مستقل SCM ها در سیمانهای چسبیده است. 

شریک شدن :

پروژه های شرکتی در محدوده شبکه ارتباطی ماننده تحقیقات در دست اجرای دانشگاههای Bourgogne فرانسه درباره اثر آهن بر روی پیوستگی و ساختار C-S-H در مقیاس نانو از بنیاد تا کاربرد است . برای مثال در موسسه تکنولوژی دنیش Danish ، مطالعه ای بر روی مکانیزم زیباشناختی ظاهری بتن بر روی ساختار سرتاسری صورت پذیرفته است. 

تحقیق و تعلیم : 

علاوه بر هسته تحقیقات نانوسم که بوسیله شرکای صنعتی در حدود 500 هزار یورو در هر سال از لحاظ مالی تامین می شود ، مرکز مالی EU ، 2/3 میلیون یورو برای چهار سال تحقیق و تعلیم پروژه (RTN) شبکه ارتباطی تحت برنامه ماری کوری ، برنده شده است. 
این پروژه فهم اساسی مواد سیمانی برای بهبود عملکرد زیباشناختی فیزیکی و شیمیایی نام نهاده شده و بین 10 پروژه دکتری و 5 پروژه فوق دکتری تقسیم شده است که هر کدام بین دو یا چند شریک قسمت می شود. محققان زمانی برای هر منطقه شراکتی در طول پروژه صرف می کنند . 
موضوعات به چهار گروه تقسیم می شود : کاستن قالب سیمان : این موضوع بع طور اولیه فروسایی سیمان با تاکیر بر حملات سولفات رامی پذیرد . نیروی سایش نیز در این موضوع مد نظر گرفته می شود . این کار ساخت مدل کلی عملکرد سیمان را تامین می کند. 
بررسی فیزیکی و مکانیکی عملکرد :

این مقیاسهای طولانی ، بررسیهای ارتباطی نانو ، ماکرو و ساختــــاری بزرگ برای توسعه ابزارهای در جهت ارزش گذاری عملکرد مهندسی را احاطه می کند. این تحقیق به توسعه اصول تکنیکی و مدلها برای استفاده توسط مهندسین را متحمل می شود. 
مواد سیمانی جدید : در این گروه از پروژه ها ، مقدار عمده مواد علمی و مهندسی بکار گرفته می شوند تا عملکرد مواد سیمانی بر سطح و حجم را بهبود بخشند. این کاریک رشته نوآوریهای لازم برای بهبود عملکردی و زیباشناختی در طول افزودن محلی را می پذیرد. 
پروژه های متقاطع : این پروژه ها ورودیهای مهم برای موضوعی که در بالا اشاره شده است را تامین می کند . آنها SCMهایی را که به طور افزایشی استفاده می شوند ، در ترکیب با جوش سیمان پورتلند ، در علایق قابل تحمل پوشش داده اند.
دستاوردهای جاه طلبانه : 
شبکه ارتباطی نانو ، خود یک منبع ساختمانی جدید ذهنی جاه طلبانه تنظیم کرده که در دستاورد موثری بر تحقیقات اروپایی بر روی مواد سیمانی می باشد. 
به طور کلی انجمنهای علمی کوچک و اغلب مجزا ، طرحهایی برای انجمنهای سرمایه گــذاری بین المللی می سازند و در رقابت با دیگر گروههای مواد علمی و دیسیپلین های مهندسین عمران ارزش گذاری می شوند. اغلب مسائلی ناشناخته قابل توجهی درباره این کار در دیگر کــشورها اتفاق می افتد و چنین کارهایی هیچ گاه منتشر نمی شوند. این امر منتهی به دو برابر شدن تلاشهای تحقیقاتی و مطالعه زیاد پارامتری شده است. جایی که نتایج فقط برای ترکیب خاصی از مطالعه مواد خام در دسترس هستند. 
نانوسم تلاش بیشتری را برای روشن کردن پروژه ها و جمع آوری تجربیات همه شرکا انجـــــام میدهد.

منبع a l l e n g i n e e r i n g . i r

---

افزودنی تبدیل گچ به سیمان

استاندارد روش آزمایش تعیین درجه خلوص سیمان آبی با دستگاه نفوذ هوا

استاندارد روش آزمایش تعیین درجه خلوص سیمان

آبی با دستگاه نفوذ هوا

 

برای دانلود پروژه دانشجویی از لینک زیر استفاده کنید....

 

برای مشاهده ادامه این مطلب روی لینک ادامه مطلب کلیک فرمایید .

ادامه نوشته