پایان نامه عمران:اجرای اسکلت بتنی
تعداد صفحات: 160
فرمت ورد و قابل ویرایش
تاریخچه سیمان
سال 1975 میلادی، درساحل جنوب غربی انگلستان بنایی به نام «جان اسمیتون» برای اولین بار خواص شیمیایی آهک[2] پی برد.
سال 1824، میلادی در شهر لیدز انگلستان، یک معمار انگلیسی به نام «ژوزف آسپرین) سیمان پرتلند را به ثبت رساند.
قبل از کشف سیمان، از مالتی به نام «ساروج»[3] استفاده می شده و طرز کار این نوع ملات، شبیه سیمان امروزی بوده است.
سیمان، درسراسر جهان، بدلیل آن که پس از ریختن در بتن، به رنگ خاکستری سنگهای صخره های جزیره پرتلند در می آید، به نام پرتلند، معروف گردیده است.
تعریف: ماده ای که در اثر تماس با آب، دانه های شن و ماسه موجود در بتن را در هم می چسباند و آنها را به صورت یکپارچه درمی آورد، سیمان مینامند. بیشترین مواد تشکیل دهنده سیمان، آهک بوده و پس از آن سیلیس (SiO2) درصد بیشتری نسبت به سایر موارد را دارا میباشد.
تولید سیمان
مصالح خام[4] مورد نیاز در تولید سیمان را تهیه نموده و بصورت پور در آورده، سپس آنها را به نسبت های معینی با یکدیگر مخلوط می کنند.
مصالح خام پودرشده، به دو روش، مخلوط می گردند:
الف) روش خشک: در این روش، مصالح خام پودر شده، بصورت خشک مخلوط میشوند.
ب) روش تر: دراین روش، مصالح خام پودر شده، بصورت خیس مخلوط می گردند.
پس از اینکه مصالح بصورت «خشک» و یا «تر» مخلوط گردید، وارد کوره میشود، (حرارت داخل کوره 1400 تا 1650 درجه سانتی گراد است) در این درجه حرارت فعل و انفعالات خاصی صورت میگیرد و در نتیجه آن کلوخ های سیمان تولید میشود. پس ازسرد شن، کلوخ های سیمان، آسیاب می گردند و سپس مقدار کمی گچ به آن اضافه می کنند تا مدت زمان لازم برای گرفتن بتن، تنظیم گردد، مخلوط حاصله را حرارت داده و سپس آسیاب می کنند. در نهایت پودر حاصل را «سیمان» مینامند.
انواع سیمان پرتلند فرعی
الف) سیمان پرتلند هواتپان= حباب زا
ب) سیمان پرتلند سفید= سیمان سفید
ج) سیمان پرتلند رنگی= سیمانه
1) سیمان چاههای نفت
د) سیمان های پرتلند مخصوص
1)سیمان پلاستیک= سیمان خمیری
2) سیمان پلاستیک= سیمان خمیری
3) سیمان ضد آب= سیمان آب بند=سیمان آب دور کننده
الف) سیمان پرتلند هواتپان= حباب زا
سیمان پرتلند حباب زا نوع IA= آسیاب+ درصد کمی از مواد اضافی مناسب[5] + کلینکر سیمان پرتلند تیپ I
سیمان پرتلند حباب زا نوع IIA= آسیاب+ درصد کمی از مواد اضافی مناسب+ کلینکرسیمان پرتلند تیپ II
سیمان پرتلند حباب زا نوع IIA= آسیاب + درصد کمی از مواد اضافی مناسب+ کلینکر سیمان پرتلند تیپ III
خصوصیات و ویژگیهای سیمان پرتلند هواتپان در بتن
- پایین آوردن اصطکاک داخلی بتن
- نفوذ ناپذیری
- مقاومت در مقابل یخ زدگی، تورق، تغییر حجم
- نیاز به آب کمتر
- مقاومت خمشی و سایشی
ب) سیمان پرتلند سفید= سیمان سفید
سیمان سفید= مواد متشکله سیمان پرتلند نوع I+ خاک رس چینی (کائولن+ گچ نوع بسیار اعلا
کاربرد: 1- اندود نمایی روی دیوارهای خارج ساختمان (سطح بیرونی دیوارخارجی ساختمان)
2- کارهای تزئینی دیوارهای داخلی و سطح داخلی سقف
نکته 1: «گچ» و «خاک رس» مورد نظر، عاری از ناخالصی های رنگی از قبیل اکسید منیزیم و اکسید آهن باشند.
نکته 2: بدلیل اینکه وجود خاکستر در زغال ، رنگ سیمان را تیره می کند، سوخت کوره، از مواد روغنی انتخاب میشود.
ج) سیمان های پرتلند رنگی= سیمانهای رنگی
سیمان رنگی= 5/2 تا 10 درصد از مواد رنگی مناسب + سیمان سفید
کاربرد: 1- خشت های موزائیک رنگی
2- اندودهای خارجی ساختمان
3- کارهای تزئینی
4- پاسیوسازی و …
د) سیمان پرتلند مخصوص
- سیمان چاههای نفت
- سیمان پلاستیک
- سیمان ضد آب
- سیمان چاههای نفت:
خاصیت ویژه این نوع سیمان، خودگیری مطلوب، در درجه حرارت زیاد میباشد.
توجه: در فضای داخل چاه نفت. حرارت زیادی وجود دارد.
2) سیمان پلاستیک= سیمان خمیری
سیمان پلاستیک = آسیاب + مواد روان کننده مناسب (حداکثرتا 12% حجم کل) + سیمان پرتلند I و یا II
کاربرد: جهت تهویه ملات واندود خارج و داخل ساختمان استفاده میشود.
3) سیمان ضد آب= آب بند= آب دور کننده
سیمان ضد آب= آسیاب + مواد مناسب[6] آب بند و یا آب دور کننده + کلینکر سیمان
نکات مربوط به سیمان
- چنانه در سیمان، «آهک» بصورت «آزاد» وجود داشته باشد، سیمان سالم نیست.
- «آهک» بصورت «آزاد» درسیمان، در هنگام تماس با آب منبسط میشود.
- «آهک» بصورت «آزاد» در سیمان، باعث تجزیه سیمان میشود.
- سیمان به کاررفته در بتن، 28 روز پس ازمصرف، 90 درصد مقاومت خود را بدست میآورد و 10 درصد باقی مانده، پس از گذشت 20 تا 25 سال بدست میآید.
- تا 28 روز پس از مصرف، به سیمان آب بیشتری برسد، مقاومت آن نیز بیشتر خواهد شد (آب به سیمان مصرف شده به گرفتن سیمان بطریق شیمیایی (تبلور) کمک میکند)
- مدت زمان تغییر وضعیت سیمان، از حالت خمیر تا حالت جامد را زمان گیرش (زمان سفت شدن) سیمان مینامند.
- زمان گیرش سیمان، توسط دستگاه «ویکات» با سوزنهای نفوذی در دفعات متعدد، اندازه گیری میشود.
- مقاومت سیمان در مقابل نیروهای «فشاری» ، «کششی» و «زمان خودگیری» و همچنین «سلامت سیمان» ، مورد آزمایش قرار میگیرد.
- نمونه های مختلف سیمان، در شرایط یکسان، از نظر دانه بندی نیز مورد آزمایش قرار میگیرد.
- نیم ساعت، پس از مخلوط سیمان با آب، گیرش آن شروع شده و پس از یک ساعت ، خودگیری آن کامل می شود، بدین علت، آزمایش زمان گیرش خمیر سیمان را تا یک ساعت تعیین کرده اند.
[1] سیمان یک واژه یونانی بوده و اولین بار در جزیره پرتلند انگلستان کشف گردیده است.
[2] آهک (CaO) ماده اصلی ساخت سیمان است. ماده اصلی آهک، سنگ آهک یا کربنات کلسیم (CaCo3) میباشد که منشا رسوبی دارد. وزن مخصوص آن 71/2 گرم برسانتی مترمکعب است. سنگ آهک صد درصد خالص در طبیعت، یافت نمیشود و همواره با مقادیری از کربنات منیزیم، سیلیس و رس همراه بوده، خالص آن بلوری شکل و بی رنگ است.
CaCo3 (کربنات کلسیم) ---------------> CaO (آهک زنده)+ Co2
CaO+H2O ---------------> Ca(OH)2 (آهک شکفته)
Ca(OH)2 + H2Co3(اسید کربنیک) ---------------> (سنگ آهک) CaCo3+ H2O
[3] ملات ساروج= آب + آهک+ خاکستر + خاک رس+ لویی (پنبه جگن) و یا موی بز.
جهت مطالعه بیشتر در مورد ساروج به فصل چهارم کتاب نقشه کشی ساختمان به روش مدولا مهارت فنی درجه 2 انتشارات دانش و فن مراجعه نمایید.
[4] مصالح خام مورد مصرف سیمان عبارتند از:
سنگ آهک- سنگ سیمان- پوسته آهکی حیوانات دریایی- مارن (رسوبات کربنات کلسیم رامارن MARN می گویند که در کف دریاها و دریاچه هایی که خشک شده اند یافت میشود)- رس- شیست (سنگ متورق)- ماسه- سیلیس- سنگ آهن.
[5] مواد اضافی حباب زای مناسب (هنگام ساختن بتن، حبابهای بسیار ریز هوا را می سازند) عبارتند از:
الف) رزینهای چوب Wood resien
ب) لیگنوسولفونیت ها Lignoslfinates
ج) اسیدهای چرب
د) صابونهای اسیدهای چرب
[6] مواد مناسب آب دور کننده یا آب بند: اسید لاریک، اسید اولئیک، اسید استریک یا نمک های کلسیم و آمونیوم آنها.
پایان نامه عمران: اجرای اسکلت بتنی
