یکشنبه, 21 خرداد 1396 ساعت 08:44

تکنولوژی بتن و آزمایشگاه همراه با طرح اختلاط بتن

این مورد را ارزیابی کنید
(0 رای‌ها)

تکنولوژی بتن و آزمایشگاه همراه با طرح اختلاط بتن

قسمت 1

خمیر سیمان

بتن شامل دو فاز سنگدانه (شامل شن و ماسه و پر کننده ) وخمیرسخت شده سیمان(دوغاب سیمان ) می باشد.

   فاز خمیر سخت شده سیمان:

فازخمیری20 الی 35 درصد کل حجم بتن و سیمان 7 الی 15 درصد حجم بتن را شامل می شود.

سیمان به سه طریق بر مقاومت بتن اثر گذار است: مقدار سیمان در مخلوط بتن-نوع سیمان- کیفیت سیمان

آب : آب در بتن دو کاربرد دارد. اول هیدراتاسیون سیمان و دوم کارایی بتن

 

یکی از پامترهای مهم در بتن نسبت آب به سیمان (w/c) می باشد که کاهشآن مزایای بسیاری دارد. از مزایای آن می توان به افزایش مقاومت فشاری و خمشی بتن، افزایش قابلیت آب بندی ، افزایش مقاومت به عوامل جوی اشاره کرد.مقدار آب لازم جهت ساخت بتن به عوامل متعددی بستگی دارد و در کل هرچه بتن غلیظ تر(اسلامپ کمتر)، دانه های سنگ درشت تر، هوا خنک تر ، سطح دانه ها صاف تر و شکلشان کروی تر باشد برای ساخت بتن آب کمتری لازم است.

 

 

 

سیمان:

به هر ماده چسباننده ای سیمان گفته می شود و به ماده چسباننده مصالح سنگی در بتن ، سیمان هیدرولیکی و اصطلاحا سیمان گفته می شود.

سیمان هیدرولیکی : سیمانی است که در آن محصولات حاصل از واکنش ها در یک محیط آبی پایدار هستند. سیمان پرتلندهیدرولیکی است و ماده اصلی آن سیلیکات کلسیم می باشد.

فرآیند سخت شدن سیمان:

سیمان در مجاورت آب با انجام واکنش هیدراتاسیون ، سخت می شود. این واکنش شیمیایی (هیدراتاسیون) همواره با تولید حرارت همراه می باشد و هر چه کسب مقاومت سریعتر باشد تولید گرما در واحد زمان بیشتر خواهد بود.

استفاده از موادی شبیه سیمان در زمان باستان:

استفاده از ساروج در ایران به شرح زیر بوده است:

ساروج: گرد آهک شکفته و گرد خاکستر (برای اندود و رومالی بدنه آبگیر ها)

گرد آهک شکفته و گرد آجر (ملات سرخ رنگی جهت کف درونی ساختمان ها)

گرد آهک زنده و سفیده تخم مرغ : درزگیری ساختمان های آبی (سازه های هیدرولیکی ) ترک خورده و بند زدن ظروف چینی

ساروج جهت آب بندی: دوغاب آهک و گرد آهک و خاکستر و ماسه ، کمی خاک رس و مقداری لوئی

یکی دیگر از انواع ملات هایی که در ایران مورد استفاده قرار می گیرد ملات باتارد (حرامزاده) است که شامل 1 متر مکعب ماسه ،150 کیلو خمیر آهک و 200 کیلوگرم سیمان پرتلند و مقداری آب می باشد.

             رومی ها نیز از سیمان پوزولانی استفاده می کردند.

سیمان:

سیمان از ترکیب کلینکر و مقدار مناسبی سنگ گچ جهت تنظیم زمان گیرش تشکیل شده است. کلینکر از واکنش حرارتی شیمیایی مواد آهکی و رسی ( سه وزن سنگ آهک و یک وزن خاک رس را آسیاب نموده و مخلوط می کنند) در کوره سیمان تا دمای معین (1500 درجه) بدست می آید و عمدتا از سیلیکات های کلسیم و آلومینات ها تشکیل شده است.

سیمان به دو روش تر و خشک تولید می گردد.

کلینکر از چهار عنصر زیر تشکیل شده است :

تری کلسیم سیلیکات (3CaO.SiO2)(C3S) – دی کلسیم سیلیکات (2CaO.SiO2)(C2S) –تری کلسیم آلومینات (3CaO.Al2O3)(C3A) - تترا کلسیم آلومیناتفریت (4CaO.Al2O3.Fe2O3)(C4AF)

کلینکر به رنگ قهوه ای روشن و بزرگی آن به اندازه فندق می باشد . کلینکر را با 2% سنگ گچ آسیاب و ترکیب می کنند. مقدار سنگ گچ به C3A و قلیایی های سیمان بستگی دارد و جهت تنظیم خواص سیمان و گیرش آن به کلینکر اضافه می شود و حداکثر میزان استفاده از سنگ گچ به 5/3 % محدود می شود.

C3S : بیشترین مقدار سیمان را تشکیل می دهد. به سرعت واکنش داده و بتن را سفت می کند (گیرش و مقاومت اولیه سیمان این عامل می باشد). مقاومت فشاری این عامل نسبت به دیگر ترکیبات بسیار زیاد است.   مهمترین ضرر این عنصر: مقاومت بتن در برابر حمله سولفات ها کاهش می یابد.

C2S : به آهستگی سخت می شود و تاثیری در گیرش اولیه ندارد. در مقابل حمله سولفات ها مقاومت بیشتری دارد. هر چه C2S بیشتر باشد خزش کمتر و مقاومت در برابر انقباض و خشک شدگی بالاتر می رود.

               75% وزن سیمان را دو عنصر بالا تشکیل می دهند.

C3A : همان خواص C3S را دارد . به جز عمر اولیه سهم کمی در ایجاد مقاومت بلند مدت دارد. در شرایطی که مورد حمله سولفات ها قرار گیرد ، انبساط ناشی از تشکیل سولفوآلومینات کلسیم منجر به از هم پاشیدن خمیر سخت شده می شود. در تولید سیمان به عنوان گدازآور عمل کرده و ترکیب آهک و سیلیس را تسهیل می کند.

   این عامل با آب فورا واکنش می دهد و سبب گیرش آنی می گردد. برای کنترل این مورد از سنگ گچ استفاده می شود.

C4AF : در پخت کلینکر به عنوان گداز آور عمل می کند.

هیدراتاسیون به واکنش شیمیایی آب با 4 عامل بالا را گویند که این واکنش ها توام با تولید حرارت است.

محصولات هیدراتاسیون

هیدراتسیلیکات کلسیم C-S-H (3CaO.2SiO2.3H2O): 50 تا 60% حجم مواد جامد خمیر سیمان هیدراته شده را تشکیل می دهد و به شکل کریستال های ضعیف الیافی تا شبکه های منسجم تغییر می کند. خواص مکانیکی بتن مثل گیرش ، سخت شدن، مقاومت عمدتا به این عامل بستگی دارد و در واقع این ماده منبع اصلی قدرت سیمان پرتلند می باشد.

هیدرواکسید کلسیم C-H (Ca(OH)2) : حدود 20 الی 25% حجم خمیر هیدراته شده را تشکیل می دهد. از بلور های بزرگ مجزا با فرم منشوری 6 وجهی تشکیل شده است. به دلیل مساحت سطح کمتر C-Hدر مقایسه با C-S-H در مقاومت نقش بسیار کمتری دارد. وجود مقدار زیاد این ماده تاثیر نامطلوبی بر دوام شیمیایی در مقابل اسید ها دارد.

سولفوآلومینات کلسیم نامحلولC-A-S-H (3CaO.Al2O3.3CaSO 4.3H2O) : از واکنش سنگ گچ با C3A حاصل می گردد و 15 تا 20 % حجم سیمان هیدراته شده را تشکیل می دهد . به صورت بلور های سوزنی شکل می باشد.

از لحاظ زمانی ترکیبات به ترتیب زیر ساخته می شوند: چند دقیقه بعد از اختلاط C-A-S-H و بعد از چند ساعت C-H و C-S-H همزمان ظاهر می گردند. پس از چند روز C-A-S-H ناپایدار شده و به شکل صفحات چند وجهی در می آید.

خصوصیات سیمان های پرتلند :

- سطح مخصوص سیمان : هر قدر ذرات سیمان ریزتر باشد هیدراتاسیون افزایش یافته و روند کسب مقاومت و گیرش زودتر است.( دانه های 10 الی 24 میکرونی مقاومت سیمان را تامین می کنند و درجه خمیری و نفوذناپذیری را دانه های زیر 10 میکرون تعیین می کنند. دانه های زیر 5 میکرون سبب گیرش آنی شده و ابعاد دانه ها نباید کمتر از 5 باشد.)

- سلامت سیمان : ثبات حجم خمیر سیمان سخت شده بعد از گیرش را گویند.

انبساط مخرب معوق به دلیل مقادیر بیش از اندازه آهک آزاد خوب پخته نشده یا منیزیم MgOترکیب نشده می باشد. هیدراته شدن اکسید های ذکر شده به آرامی صورت می گیرد و با انبساط شدیدی همراه است. برای اکسید آهک چند ماه و اکسید منیزیم سال ها بعد اثر می کند. همچنین وجود بیش از میزان مورد نیاز سنگ گچ در سیمان سبب ترک در بتن می گردد.

- زمان گیرش :               گیرش،سفت شدن خمیر سیمان را گویند و شامل گیرش اولیه و نهایی می باشد .

گیرش کاذب : به سفت شدن زودرس سیمان چند دقیقه بعد از مخلوط شدن با آب را می گویند و فرق آن با گیرش آنی در این می باشد که در گیرش کاذب بدون اضافه کردن آب می توان با هم زدن حالت خمیری را بدست آورد ولی در گیرش آنی حتما باید آب اضافه کنیم.

کلیه عملیات ساخت تا پرداخت بتن باید در محدوده زمانی گیرش اولیه باشد . در غیر اینصورت هر گونه حرکت بتن در زمانی که بتن در حال سخت شدن است سبب کاهش پایایی و مقاومت فشاری بتن می شود.

- مقاومت فشاری : عامل مقاومت در بخش جامد خمیر سیمان هیدراته شده هیدراتسیلیکات کلسیم می باشد. این ماده دارای سطح جانبی زیاد و در نتیجه قابلیت چسبندگی زیادی می باشد. و در بتن موجب چسبیدن کل ذرات به هم می گردد.

انواع سیمان

سیمان های پرتلند در استاندارد ایران به پیروی از استاندارد آمریکا ASTM به پنج دسته تقسیم می شود :

  1. سیمان پرتلند نوع 1 : مصارف عمومی داشته و برای مناطق معتدل و خشک مناسب می باشد. بر طبق استاندارد شماره 389 ایران با سه رده مقاومت 325-1 و 425-1 و 525-1 مشخص می شود.
  2. سیمان پرتلند نوع 2 : در مواردی که اقدام احتیاطی برای جلوگیری از گزند سولفات ها لازم باشد و همچنین هنگامی که پایایی بتن در مقابل سولفات ها و حفاظت میلگرد ها و آرماتورها در مقابل حمله نمک های کلر همزمان مطرح باشد(مانند سواحل جنوبی ایران) از نوع 2 استفاده می گردد. در زمان هیدراتاسیون حرارت زایی کمتری داشته و کندگیر تر است . برای ساخت سیمان نوع 2 مقدار C3S و C3A را کم نموده و درصد C2S را افزایش می دهند.
  3. سیمان پرتلند نوع 3 : سیمانی زود سخت شونده و با مقاومت زودرس می باشد. این نوع سیمان در مواردی به کار می رود که لازم است قالب ها زود باز شوند. مقاومت 3 روزه سیمان پرتلند نوع 3 برابر مقاومت 7 روزه نوع 1 می باشد. به دلیل درصد بالای C3S در سیمان نوع 3 و ریزی دانه های سیمان در این نوع ، حرارت هیدراتاسیون بالاتر بوده و برای بتن ریزی های در هوای سرد استفاده می شود.
  4. سیمان پرتلند نوع 4 : نسبت به همه تیپ ها کندگیرتر است و حرارت زایی کمتری دارد.در تولید این نوع ، C3S و C3A کمتر و C2S بیشتر می باشد.از این نوع سیمان در بتن ریزی در هوای گرم ، بتن ریزی های بسیار حجیم ( مانند سد های وزنی بتنی ) و جلوگیری از اتصال سرد در بتن استفاده می شود.
  5. سیمان پرتلند نوع 5 (سیمان ضد سولفات ) : این نوع سیمان در برابر سولفات ها مخصوصا در جاهایی که بتن مورد حمله شدید سولفات هاست مقاوم است. روند افزایش مقاومت در سیمان نوع 5 کمتر از نوع 1 است به طوری که مقاومت 42 روزه نوع 5 با 28 روزه نوع 1 برابر است.

سولفات های قابل حل در آب در مجاورت بتن قرار می گیرند و با نفوذ به آن و ترکیب با سیمان منبسط شده و سبب ایجاد ترک می گردد. تاثیر سولفات ها در اثر خشک و تر شدن تشدید می گردد(مواردی مانند جذر و مد) و نیز تهاجم سولفات های منیزیم از سایر سولفات ها بیشتر است(به علت قابلیت حلالیت بیشتر با آب).

در محیط هایی که علاوه بر سولفات به املاح کلر نیز آلوده است ( مانند سواحل جنوبی ایران )از سیمان نوع 2 استفاده می شود نه نوع 5 (جهت حفاظت از بتن و میلگرد ها)

جهت مقابله با حمله سولفات ها ، هم باید از سیمان نوع 5 استفاده کرد و هم باید از بتنی با کیفیت عالی استفاده کرد که تراکم کافی داشته و نسبت آب به سیمان آن کم باشد. استفاده از افزودنی های کاهنده آب ، حباب ساز ، مواد پوزولانی ، مواد شبه سیمانی و سیمان های آمیخته بسیار موثر است.

کمترین مقاومت 5 ساله متعلق به سیمان پرتلند نوع 3 می باشد.

اختلاف کمی در مقاومت 90 روزگی بین انواع مختلف سیمان وجود دارد و بیشترین مقاومت در این زمان متعلق به سیمان نوع 3 می باشد.

سیمان هایی که روند سخت شدن آن ها کندتر است مقاومت نهایی بیشتری دارند.

مواد شبه سیمانی :

موادی هستند که به تنهایی خاصیت چسبندگی ندارد و یا چسبندگی کمی دارند ولی در حالت گرد بسیار ریز به صورت شیمیایی و یا حتی فیزیکی در افزایش مقاومت بتن سهیم می شوند . این مواد فقط در محیط های قلیایی، با آب واکنشی مشابه سیمان پرتلند نشان می دهند.

یک ماده سیمانی به سه صورت در کسب مقاومت بتن سهیم می گردد :

1-ماهیت هیدرولیکی داشته باشد

2-خواص هیدرولیکی نهفته داشته باشد که در نتیجه واکنش های شیمیایی با برخی دیگر از محصولات هیدراته شده واکنش هیدرولیکی می دهند(مانند روباره آهن گدازی) . ترکیب شیمیایی آنها در مقایسه با خاکستر بادی و دیگر مواد پوزولانیبیشتر شبیه سیمان است.

3-از نظر شیمیایی خنثی است اما اثر کاتالیزوری دارد یا بر خواص فیزیکی بتن تاثیر دارد.

مواد سیمانی عبارتند از خاکستر بادی، سرباره کوره آهن گدازی،دودهسیلیسی.

وقتی مواد سیمانی با نسبت مناسب به مخلوط اضافه شود به نحو چشم گیری قابلیت نفوذپذیری بتن را کاهش داده و مقاومت الکتریکی را افزایش می دهد. همچنین باعث کاهش روند خوردگی میلگرد ها شده و کارایی و روانی را بهبود می بخشد.

جهت انتخاب مقدار بهینه مقادیر زیر را برای انواع افزودنی های معدنی بر حسب کل مواد چسباننده سیمانی جهت بتن های سازه ای مورد آزمایش قرار دهید:   مواد شبه سیمانی (روباره آهن گدازی) 25 الی 70 درصد

روباره آهن گدازی (افزودنی شبه سیمانی) :

از محصولات جانبی کارخانه ذوب آهن است. این ماده از هیدرواکسیدکلسیم حاصل از آبگیری سیمان به عنوان کاتالیزور استفاده می کند و در حضور آب واکنشی شبیه سیمان دارد. 95% وزنی روباره از اکسید های سیلیس ،آلمینیوم،کلسیم و منیزیم تشکیل شده و کیفیت روباره به نسبت همین اکسید ها بستگی دارد. خاصیت هیدرولیکیروبارهاز سرد شدن سریع روباره مذاب حاصل شده و به ماده شیشه ای با ابعاد کوچکتر از 75/4 میلیمتر تبدیل می شود.

روباره بر روی آب انداختن بتن تاثیرگذار است. وقتی روبارهریزتر از سیمان باشد و جایگزینی وزنی به نسبت مساوی باشد آب انداختگی تقلیل می یابد. روند آبگیری بتن روباره ای کندتر از بتن معمولی است و سرعت کسب مقاومت کمتر می باشد ولی مقاومت آن در دراز مدت افزایش می یابد. واکنش تدریجی روباره موجب ایجاد ژل بیشتر و مسدود شدن فضای خالی و کاهش نفوذ پذیری بتن می شود. در نتیجه بتن در برابر خوردگی میلگرد ها (نفوذ یون کلر ) مقاوم می گردد.

پوزولان (خاکستر آتشفشانی):

مصالح سیلیسی یا سیلیسیآلمینیومی است که به تنهایی خاصیت چسبندگی ندارد ولی در حالت گرد شدن و در مجاورت رطوبت و حرارت معمولی طی واکنش شیمیایی با هیدرواکسید کلسیم ترکیب هایی با خاصیت سیمانی به وجود می آورند. در اثر واکنش پوزولان و هیدرواکسید کلسیم ، سیلیکات های کلسیم پایدار به وجود می آید.

خواص مصرف پوزولان ها در بتن :

کاهش میزان مصرف سیمان به کار رفته در بتن - کاهش سرعت و حرارت حاصل از آبگیری سیمان - بهبود کارایی- افزایش مقاومت – افزایش پایایی از طریق کاهش نفوذپذیری و عملکرد مناسب در برابر تهاجم یون کلرید و سولفات

پوزولان ها در دو نوع طبیعی خام و یا تکلیس شده (خاکستر های آتشفشانی غیر بلورین)و مصنوعی یا صنعتی (خاکستر بادی –دوده سیلیسی–پوسته برنج) می باشند.

پوزولان طبیعی : شامل – خاک دیاتومه ای ، چرت اوپالینی ،شیل ها ، کف سنگ ها ، پوکه سنگ ها ، توف ها و خاکستر های آتشفشانی که به هنگام بیرون ریختن در هوا و یا زیر آب به سرعت سرد شده به طوری که سیلیس آنها بلوری نشده است. همچنین مواد دیگری مانند بعضی از رس ها و شیل ها که برای بروز خواص پوزولانی نیاز به عمل تکلیس دارند( مانند متاکائولین که از کلسینه شدن کائولین بدست می آید و در کنترل واکنش های سیلیکاتی قلیایی به کار می رود).

از ذخایر پوزولان های طبیعی می توان به تراس جاجرود، پوکه سنگ هراز(دماوند) ، پوکه سنگ سهند و پوکه سنگ تفتان اشاره کرد.

در صورتیکه پوزولان ها به صورت گرد با سیمان مخلوط شوند ، هیدرواکسید کلسیم که محصول آبگیری سیمان در مجاورت رطوبت است با این سیلیسبلوری نشده تشکیل سیلیکات کلسیم می دهد و سیلیکات کلسیم چسباننده اصلی کلیه ملات های آبی است.

پوزولان مصنوعی : از واحد های نیروگاه های برقی که از ذغال سنگ به عنوان سوخت استفاده می کنند و کوره های متالوژیکی تولید چدن ، فلز سیلیسیم و آلیاژهای فروسیلیسیم تولید می شوند که از مواد اصلی زائد صنعتی این مراکز می باشند. دوده سیلیسی یا میکرو سیلیس محصول فرعی کوره های صنایع فرو آلیاژ و فرو سیلیس بوده و تولید شده از کوارتز با درجه خلوص زیاد و ذغال در کوره های الکتریکی با قوس مستغرق می باشد.این فرآورده صنعتی با بیش از 85% سیلیسبلوری نشده با ذرات بینهایت ریز و کروی با قطر متوسط حدود 1/0 تا 2/0 میکرون ، یک ماده به شدت فعال پوزولانی است که وزن مخصوصی حدود gr/cm3 2/2 دارد.

دوده سیلیسی سطح مخصوص 35 الی 100 برابر سیمان دارد و تاثیر بسزایی بر روی خواص بتن دارد. برای کسب توزیع یکنواخت دوده سیلیسی در بتن باید زمان اختلاط را افزایش داد(حتی در صورت استفاده از فوق روان کننده ها).

با وجود استفاده از فوق روان کننده ها در بتن حاوی دوده سیلیسی در مقایسه با بتن بدون دوده سیلیسی از چسبندگی بیشترو گرایش کمتر به جداشدگی و نیز کاهش آب انداختن و قابلیت بیشتر پمپ شدن برخوردار است.

ابعاد بینهایت ریز، سطح مخصوص زیاد و سیلیس غیر بلوری (85%( موجب می شود که واکنش پوزولانی دوده سیلیسی خیلی سریعتر از خاکستر بادی و پوزولان های طبیعی باشد. در این واکنش دوده سیلیسی با هیدرواکسید کلسیم تشکیل سیلیکات کلسیم هیدراته می دهد.

مصرف دوده سیلیسی می تواند برای بتن با مقاومت زیاد، نفوذپذیری کم و مقاومت زیاد در برابر عوامل مخرب شیمیایی استفاده گردد. مقدار وزنی دوده سیلیسی چنین بتن هایی 25% وزن سیمان است که این میزان موجب افزایش آب اختلاط بتن می شود و استفاده از روان کننده در این زمان انجام می گیرد.

خاکستر بادی :

در نیروگاه هایی که از ذغال سنگ به عنوان سوخت استفاده می کنند ، ذرات شیشه ای و کروی شکل بسیار ریز به ابعاد 1 الی 80 میکرون و دردمای1600درجه سلسیوس به عنوان محصول فرعی تولید می شود که از بالای کوره احتراق خارج و به سرعت سرد می شود. این محصول که خواص پوزولانی دارد ، خاکستر بادی نامیده می شود. کانیهای اصلی تشکیل دهنده خاکستر بادی اکسید های سیلیس ، آلومین، آهن و کلسیم است. خاکستر بادی از اختلاط دو فاز تشکیل شده است: فاز شیشه ای یا بلوری نشده (60-90 %) و فاز بلوری شده (10-40 %)

خاکستر بادی F یا کم کلسیم : اکسید های سیلیس ،آلومینیوم و آهن حداقل 70 درصد وزنی و اکسید کلسیم زیر 10%

خاکستر بادی C یا پر کلسیم : اکسید های سیلیس ،آلومینیوم و آهن حداقل 50 درصد وزنی و اکسید کلسیم بیش از 10%

نوع F فقط خاصیت پوزولانی دارد در حالی که نوع C علاوه بر ویژگی های پوزولانی ، خواص سیمانی دارد.

خاکستر پوسته برنج: از سوختن پوسته برنج بدست می آید و دارای میزان زیادی سیلیس غیر کریستالی است.

آیین نامه ASTM C618-94 خاکستر آتشفشانی ، پوکه سنگ، سنگ رسی ، چرت اوپالینی، خاک دیاتومه ای کلسینه شده، خاک رس پخته شده را به عنوان پوزولان طبیعی و خاکستر بادی و دوده سیلیسی را به عنوان پوزولان مصنوعی معرفی می نماید.

بین مواد افزودنی و مواد مضاف (افزونه ها) تفاوت است. مواد مضاف ماده ای است که برای خواص ویژه ای به منظور کمک به امر تولید سیمان، با سیمان پرتلند و یا کلینکر آن در حین تولید در کارخانه آسیاب می شود مثل سیمان پرتلند آمیخته (که درصد معینی از روباره یا پوزولان (5 تا 70%( -مواد مضاف معدنی- در کارخانه و موقع آسیاب به سیمان اضافه می شود.) ولی افزودنی ها در نسبت های اختلاط دخالت داده نمی شود و به مقدار کم در زمان اختلاط بتن به آن اضافه می شود( مثل روان کننده ، میکروسیلیس، حبابزا و ...).

مقدار بهینه انواع افزودنی های معدنی بر حسب کل مواد چسباننده سیمانی جهت بتن های سازه ای طبق بند4-6-3 تفسیر بخش اول آبا :

پوزولان های طبیعی مطابق مشخصات دت 403 :       10 الی 20%

خاکستر بادی F مطابق مشخصات دت 403 :             15 الی 25%

خاکستر بادی C مطابق مشخصات دت 403 :             15 الی 35%

دوده سیلیسی مطابق مشخصات دت 409 :               5%

سیمان پرتلندپوزولانی :

چسباننده ای آبی است که مخلوط کامل ، یکنواخت و همگنی از سیمان پرتلند و پوزولان و سنگ گچ آسیاب شده است. سیمان پرتلندپوزولانی به دو گروه تقسیم می شود :

پرتلندپوزولانی معمولی (پ پ):دارای پوزولان 5 الی 15 % وزنی می باشد. برای مصارف عمومی در ساخت ملات یا بتن به کار می رود.

پرتلندپوزولانی ویژه (پ پ و) : دارای پوزولان 15تا 40 % وزنی می باشد. برای ساخت بتن های حجیم و نیز در مواردی که بتن تحت تهاجم شیمیایی قرار می گیرد استفاده می گردد.

مهمترین خصوصیات سیمان پرتلندپوزولانی : 1-حرارت آبگیری کم 2-مقاوم در برابر املاح شیمیایی   3-مقاومت فشاری اولیه (به خصوص تا 3 روز اول) کم است

اگر مقاومت زیاد در روزهای اولیه مورد نظر نباشد می توان از سیمان های پوزولانی در اجرای سازه هایی نظیر شالوده حجیم سد ها و پایه های پل ها استفاده کرد. سیمان های پوزولانیگرمازایی کمی دارند و این مورد سبب کنترل ترک های حرارتی اولیه شده و همچنین با واکنش های ثانویه به تدریج با تشکیل ژل، فضاهای خالی بتن را پر کرده و نفوذپذیری آن را کاهش می دهد. به همین سبب عمر بتن و پایایی آن را افزایش می دهد.

سیمان پرتلندروباره ای یا سیمان پرتلندآهنگدازی

این سیمان از آسیاب کردن 15 تا 95 درصد سرباره کوره آهنگدازی فعال و غیر کریستالی (آمورف) با کلینکر سیمان پرتلند و مقدار مناسبی گچ بدست می آید.(در صد ترکیب بر طبق مقررات ملی ساختمان مبحث 9 و آبا 25 تا 75 % عنوان شده است)

این سیمان مقاومت بیشتری در برابر سولفات ها داشته و بتن ساخته شده با سیمان پرتلندروباره ای نفوذپذیری کمتر و دوام بیشتری دارد. در تمام مواردی که مجاز به استفاده از سیمان پرتلند نوع 1 باشیم می توانیم از سیمان پرتلندروباره ای استفاده کنیم. مقاومت اولیه این سیمان نسبت به نوع 1 کمتر بوده و دیرگیرتر است ئلی در مقابل تهاجم سولفات ها و کلرید ها (به خصوص آب دریا) مقاومت بیشتری از خود نشان می دهد.

سیمان پرتلند آمیخته روباره ای در سه نوع تهیه می شود :

  1. سیمان پرتلندروباره ای: حداکثر وزنی روباره آن 25 درصد است.
  2. سیمان پرتلندروباره ای ضد سولفات قوی : حداکثر وزنی روباره آن 25 تا 75 درصد است.
  3. سیمان روباره ای که از مخلوط کردن کامل و یکنواخت روباره و سیمان پرتلند یا آهک هیدراته یا هر دو تهیه می شود. مقدار وزنی روباره بیشتر از 70 درصد است.

(سکادا مخفف سرباره کوره آهنگدازی دانه و آسیاب شده)

سیمان پرتلند ممتاز :

این نوع سیمان مانند سیمان نوع 1 است با این تفاوت که در ساخت آن ، درصد مواد خام دقیقتر انتخاب شده و ریزتر آسیاب می گردد. کلینکر نیز ریز تر آسیاب می شودو در بعضی موارد آن را دو بار می پزند. در نتیجه تمام CaO سیمان حاصله ترکیب می شود و در آن آهک آزاد باقی نمی ماند. مقاومت فشاری سیمان پرتلند ممتاز نسبت به نوع 1 در روزهای نخست بیشتر است(مقاومت 7 روزه نوع 1 را ظرف 24 ساعت بدست می آورد). به دلیل نرمی بالای این سیمان ، مقدار سنگ گچ آن به 4% افزایش می یابد.

از نکات منفی این سیمان این است که اگر در معرض هوا قرار گیرد بسرعت فاسد می شود.

سیمان پرتلند سفید و رنگی :

مانند سیمان پرتلند معمولی ساخته می شود. اگر در مواد خام سیمان پرتلند ، اکسید های آهن و منیزیم موجود نباشد، رنگ سیمان سفید می شود. برای تولید سیمان سفید باید از خاک رسی استفاده گردد که حداثر مقدار سولفات آهن و منیزیم آن 8/0 درصد وزن کل باشد. از آنجا که سفیدی رنگ سیمان سفید با افزایش نرمی زیادتر می شود ،معمولا سیمان سفید را تا درجه نرمی 4000 الی 4500 cm2/gr آسیاب می نمایند. سیمان سفید نسبت به سیمان نوع 1 مقاومت فشاری کمتری دارد.

برای ساخت سیمان رنگی به کلینکر سیمان سفید 5 تا 10 درصد وزنش مواد معدنی یا نرمه سنگ های رنگی آسیاب می کنند. (مصرف رنگدانه ها نباید از ده درصد وزنی ، و در مورد کربن از شش درصد تجاوز کند.) این رنگدانه ها باید در مقابل نور و قلیایی ها مقاوم باشند و در واکنش های آبگیری سیمان دخالت نکنند. رنگدانه های زیر را می توان جهت ساخت بتن رنگی مصرف کرد:

اکسید آهن برای رنگ قرمز ،زرد،قهوه ای ،سیاه -اکسید کرم برای رنگ سبز - اکسید منگنز برای رنگ سیاه،قهوه ای - اکسید کبالت برای رنگ آبی - اولترامارین برای رنگ سورمه ای - کهربای خام برای رنگ قهوه ای - گل اخرا برای رنگ زرد - کربن (دوده)برای رنگ سیاه - اکسید تیتانیوم برای سفیدتر کردن رنگ سیمان سفید

سیمان پرتلند ضد آب:

نگهداری سیمان های پرتلند در محیط های مرطوب غیر ممکن است. به همین خاطر سیمان پرتلند ضد آب اختراع شد. این سیمان را می توان برای مدت طولانی در محیط مرطوب نگهداری کرد. اینگونه سیمان ها با آسیاب نمودن 1/0 الی 4/0 درصد اسید اولئیک با کلینکر سیمان پرتلند بدست می آید( همچنین می توان از اسید استئاریک و یا پنتاکلرو فنل استفاده نمود).

خصوصیت دفع آب توسط یک لایه محافظ دور کننده آب که به دور ذرات سیمان کشیده می شود بدست می آید. در هنگام مخلوط نمودن بتن ، این لایه محافظ توسط شن و ماسه سائیده می شود و سیمان به صورت عادی هیدراته می شود، به همین دلیل بتنی که با این سیمان ساخته می گردد باید کاملا مخلوط شود.بتنی که با این سیمان ساخته شده است خاصیت دور کنندگی آب را بعد از سفت شدن حفظ می کند.

ظاهر این سیمان پرتلند ضد آب مشابه سیمان معمولی است ولی دارای بوی مخصوص کپک است.

سیمان برقی (نسوز) یا سیمان آلمینیومی :

این سیمان در برابر آب دریا و سولفات ها و زمین های گچ دار و نمناک مقاوم است. در مواد اولیه این سیمان میزان اکسید آلومنیم زیاد و آهک کم است. از ذوب نمودن مخلوط بوکسیت و سنگ آهک در کوره برقی در دمای 1500 تا 1600 درجه سانتیگراد بدست می آید. (بوکسیتهایی که در ساختن سیمان برقی مصرف می گردند ترکیب شده اند از 60درصد اکسید آلومنیم،20درصد اکسید آهن، 5درصد سیلیس 5/2درصد اکسید تیتان و 5/12درصدآب)

خصوصیات:

کسب مقاومت شدید در ساعات اولیه: مقاومت پس از 24 ساعت برابر مقاومت 28 روزه سیمان نوع 1                   حرارت هیدراتاسیون بسیار بالا : زمان گیرش اولیه سیمان پر آلومین 150 دقیقه و گیرش نهایی آن 30 دقیقه بعد از زمان گیرش اولیه می باشد.                                                                                                                 مقاومت در برابر اثر آب دریا و سولفات ها :به علت عدم وجود آهک آزاد در این گونه سیمان ها، متورم نمی گردد.

مقدار آب لازم برای هیدراته نمودن این سیمان ها 2 برابر سیمان پرتلند نوع 1 است. عامل سخت شونده در این گونه سیمان ها آلومینات کلسیم است که با آب ترکیب شده و به هیدرات کلسیم آلومینات تبدیل می شود(این سیمان جزو سیمان پرتلندنمی باشد). رنگ ظاهری این سیمان بسیار تیره تر از سیمان پرتلند می باشد. در مخلوط های سیمان پر آلومین و سیمان پرتلند وقتی که هر یک از سیمان ها 20 و یا 80 درصد مخلوط را تشکیل دهند گیرش آنی رخ می دهد. به همین سبب آیین نامه ACI 517.2R-87 مصرف سیمان پر آلومین را برای کوتاه کردن زمان گیرش بتن ساخته شده با سیمان پرتلند را منع نموده است.

سیمان حباب زا (سیمان هوازا)

بتن های ساخته شده با این سیمان نسبت به یخ زدن و ذوب متوالی مقاومت بالایی دارد. در این نوع بتن ها ذرات ریز هوا به صورت یکنواخت در خمیر سیمان محبوس می شوند و مقاومت در برابر یخ زدن را بالا می برند.مواد حباب زا عبارتند از اسید های چرب و صابون های آنها ، رزین های چوب ، لیگنوسولفونیت ها. این مواد به مقدار کم و آسیاب شده با سیمان نوع 1و2و3 ترکیب می شوند و سیمان حبابزا نوع 1A,2A,3A به وجود می آید.

سیمان های سوپر سولفات

این سیمان از آسیاب نمودن مخلوطی از 80 الی 85 درصد سرباره کوره آهنگدازی و 10 الی 15درصد سولفات کلسیم(گچ کاملا سوخته شده ) وحدود 5 درصد کلینکر سیمان پرتلند نوع 1 ساخته می شود.                                                 خصوصیات

  1. در برابر آب دریا بسیار مقاوم است و بالاترین غلظت سولفات ها را در آب و خاک تحمل می کند.
  2. مقاومت در برابر اسید ها و روغن ها. به همین دلیل از این سیمان برای ساخت کانال فاضلاب و زمین های آلوده استفاده می شود.
  3. حرارت هیدراتاسیون بسیار کمی دارد و کندگیر است. برای استفاده در سازه های بسیار حجیم مناسب است.
  4. بتنی که با این سیمان ساخته می شود باید حداقل تا 4 روز پس از ریخته شدن در قالب مرطوب نگه داشته شود. زیرا خشک شدن زودرس موجب ایجاد لایه سطحی ضعیفی می شود.
  5. حداقل نسبت آب به سیمان در بتن ساخته شده با سیمان سوپرسولفات باید برابر 4/0 باشد.
  6. به دلیل نرمی زیاد سیمان سوپرسولفات، باید در شرایط خیلی خشک نگهداری شود.

سیمان های منبسط شونده :                                                                                                                 این سیمان بر خلاف سیمان پرتلند در حین مدت زمان هیدراتاسیون اولیه، بعد از گیرش منبسط می شوند. با استفاده از این گونه سیمان ها می توان خطر انقباض و ترک خوردگی بتن را به حداقل رساند. مقاومت این گونه سیمان ها در برابر سولفات ها کم است.

سیمان چاه کنی (سیمان چاه نفت)

این سیمان فقط در صنعت نفت به کار می رود . در چاه های نفت حفاری شده جهت پر کردن فاصله میان لوله فولادی نفت و دیواره حفاری شده از این سیمان استفاده می شود. جهت تولید این سیمان به کلینکر بعضی مواد شیمیایی خاص اضافه می کنند که سبب می شود تا سیمان چاه کنی در برابر درجه حرارت و فشار بالا مقاوم شود. در مواردی که عمق چاه نفت کمتر از 1800 متر باشد می توان از سیمان پرتلند نوع 1 و 2 و 3 به جای سیمان چاه کنی استفاده کرد. (به ازای هر 1000 متر حفاری درجه حرارت 50 درجه افزایش می یابد.)

خواص سیمان چاه کنی

  1. حاوی مواد کاهش دهنده اصطکاک(فوق روان کننده)
  2. بسته به موقعیت کاری می تواند حاوی مواد مضاف سبک وزن(مثل بنتونیت) و یا مواد مضاف متراکم کننده (مثل باریت و هماتیت) به منظور افزایش چگالی باشد. همچنین می تواند حاوی مواد کندگیر کننده و تندگیر کننده باشد.
  3. برای مقاومت در دمای زیاد می تواند حاوی پوزولان یا دوده سیلیسی باشد.

سیمان پرتلند آمیخته آهکی (پ – آ)

از خانواده سیمان پرتلند که از 6 الی 20 درصد سنگ آهک ویژه همراه با درصد مناسبی سنگ گچ (سولفات کلسیم متبلور) و حداقل 80درصد کلینکر سیمان پرتلند تشکیل شده است. این سیمان در تهیه ملات و بتن و در تمامی مواردی که نوع 1 استفاده می شود کاربرد دارد.                                                                                                                 حرارت آبگیری این سیمان کمتر از نوع 1 است و در نسبت آب به سیمان ثابت ، نسبت به نوع 1 روانی بیشتری داشته و کارایی آن بهتر است.

سیمان بنایی

چسباننده ای آبی که در تهیه ملات های مختلف در کارهای بنایی از آن استفاده می گردد. این سیمان روانی ، کارایی ، چسبندگی، خاصیت نگهداری آب بیشتر و جمع شدگی کمتر نسبت به سیمان پرتلند معمولی دارد و رنگ آن، قرمز مایل به قهوه ای می باشد. این سیمان از آسیاب نمودن مخلوط کلینکر سیمان پرتلند و سنگ آهک و یا سیمان پرتلند و پودر نرم شده سنگ آهک، یا پوزولان های طبیعی، یا مصنوعی ، یا سرباره آهن گدازی، به نسبت های لازم همراه با پودر هماتیت بدست می آید.       هماتیت ماده ی معدنی متبلور طبیعی است با ترکیب Fe2O3 و رنگ قرمز اخرایی که حداکثر تا ده درصد اضافه می شود و دلیل رنگین شدن این سیمان می باشد .                                                                                                  این سیمان را آب و ماسه مخلوط شده و در کارهای بنایی استفاده می شود. استفاده از این سیمان در سایر امور ساختمانی مثل بتن و بتن آرمه مجاز نیست.

جدول صفحه 67

خصوصیات آب اختلاط

ناخالصی در آب اختلاط ممکن است بر مقاومت بتن، ثبات حجمی بتن و زمان گیرش اثر گذارد و باعث خوردگی آرماتورهاو شوره زدگی در سازه های بتن آرمه گردد.آب ریخته شده در دستگاه مخلوط کن تنها آب بتن نیست و در آب اختلاط، آب رطوبت سطحی سنگدانه ها نیز باید بررسی گردد. وجود یون کلر سبب خوردگی آرماتور در سازه ها بتن آرمه می شود از این رو آیین نامه ACI 318-92یون کلر قابل حل در آب را به 15/0 درصد جرم سیمان محدود نموده است.

طبق آبا ،آب مصرفی در بتن برای مخلوط نمودن و عمل آوری بتن باید تمیز و صاف بودهو مزه و بوی مشخصی نداشته باشد.همچنین از مصرف آب حاوی مقادیر زیاد از هر نوع ماده از قبیل روغنها، اسیدها، قلیاییها ، املاح ، مواد قندی و مواد آلی باید خودداری نمود. مصرف آب آشامیدنی مناسب تلقی می شود. وجود جلبک در آب موجب هوازایی همراه با کاهش مقاومت بتن می گردد.                                                         خزه ها با تاثیر بر فرآیند آبگیری سیمان یا ایجاد مقدار زیاد هوا در بتن ، مقاومت را کاهش می دهند. همچنین اگر خزه ها بر روی سنگدانه ها چسبیده باشد ، چسبندگی بین خمیر سیمان و سنگدانه ها کاهش می یابد.               آب دریا سبب کمی بیشتر شدن مقاومت اولیه وکمی کمتر شدن مقاومت دراز مدت بتن می گردد. البته بیشترین نگرانی در مورد مقدار زیاد کلرید ها در آب می باشد که بر خوردگی میلگردها یا کابل های پیش تنیده تاثیر دارد.

بر طبق آبا: مقاومت های 7 و 28 روزه ملات ساخته شده با آب غیر آشامیدنی باید حداقل 90 درصد مقاومت های نظیر آزمون های مشابه ساخته شده با آب مقطر باشند. زمان گیرش با آب غیر آشامیدنی نباید بیش از یک ساعت زودتر تا 5/1 ساعت دیرتر از نتیجه بدست آمده از آب مقطر باشد و در مورد آزمایش سلامت سیمان ، نتیجه حاصله نباید بیش از میزان مجاز مربوط به آب مقطر باشد.

مقدار PH (درجه اسیدی ) آب مصرفی در بتن باید بین 5 تا 5/8 باشد.

حداکثر مقدار مجاز کلرید در مخلوط های بتن بر طبق ACI 318 : مقدار کلرید در همه اجزای بتن نباید از 06/0 درصد وزنی سیمان برای بتن پیش تنیده، 15/0 درصد وزنی سیمان برای بتن مسلح در معرض کلریدها در هنگام بهره برداری،30/0 درصد وزنی سیمان برای بتن های مسلح دیگر و بتن هایی که خشک می باشند یا در حین بهره برداری از رطوبت محافظت می شوند از 1 درصد وزنی سیمان نباید بیشتر باشد.

مقدار کل سولفات قابل حل در مخلوط بتن نباید از 4 درصد وزن سیمان بیشتر باشد و مقدار کل سولفات موجود نباید از 5 درصد وزن سیمان در مخلوط بتن تجاوز کند.

خواندن 230 دفعه آخرین ویرایش در پنج شنبه, 30 شهریور 1396 ساعت 08:43

نظر دادن

از پر شدن تمامی موارد الزامی ستاره‌دار (*) اطمینان حاصل کنید. کد HTML مجاز نیست.

خدمات ما

ژیکابام

افزودنی های بتن

مواد کمکی و چسب های ساختمانی

پوشش ها ماستیک ها و عایق ها

آدرس: تهران - جاده مخصوص , شهرک آزادی , بلوار ولی عصر , بلوار نبی اکرم , پلاک 12

تلفن تماس :44705594-021

موبایل :09126473160 - 09128480627 - 09128480629

ایمیل : info@zhikavaco.com

فکس : 44705594-021

وب سایت :www.zhikavaco.com