سنگ آهک (کلسیم)، ماسه یا رس (سیلیسیم)، بوکسیت (آلومینیوم)، کانی آهن، شیل، گچ، مارن، سرباره و اسلیت از مواد خام مورد استفاده برای ساخت سیمان هستند. آنالیز شیمیایی این مواد باعث آشنایی بهتر با خواص شیمیایی سیمان‌های مختلف می‌شود. در بخش مربوط به اجزا تشکیل دهنده سیمان، به معرفی برخی از این خواص پرداختیم. در ادامه، خواص شیمیایی را با جزئیات بیشتری مورد بررسی قرار می‌دهیم.
تاثیر تری کلسیم آلومینات (C3A) بر روی خواص شیمیایی سیمان چیست؟
کم بودن مقدار C3A باعث مقاومت سیمان در برابر اثرات مخرب سولفات می‌شود. سنگ گچ، هیدارتاسیون C3A را کاهش داده و میزان حرارت آزاد شده در مراحل اولیه گیرش را افزایش می‌دهد. C3A تاثیر زیادی بر روی استحکام ندارد.
تاثیر تری کلسیم سیلیکات (C3S) بر روی خواص شیمیایی سیمان چیست؟
C3A باعث افزایش سرعت هیدراتاسیون و سفت شدن می‌شود. این ماده تاثیر بسزایی بر روی بهبود نرخ افزایش استحکام در طی مدت زمان گیرش اولیه دارد.
تاثیر دی کلسیم سیلیکات (C2S) بر روی خواص شیمیایی سیمان چیست؟
برخلاف تری کلسیم سیلیکات، C2A پس از یک هفته بر روی بهبود نرخ افزایش استحکام تاثیر می‌گذارد.
تاثیر فریت (C4AF) بر روی خواص شیمیایی سیمان چیست؟
فریت، یک نوع ماده کمک ذوب است. این ماده، دمای ذوب مواد خام موجود در کوره را از 3000 درجه فارنهایت (1650 درجه سانتی‌گراد) به 2000 درجه فارنهایت (1100 درجه سانتی‌گراد) می‌رساند. با وجود افزایش سرعت هیدارتاسیون به دلیل حضور فریت، استحکام تغییر زیادی نمی‌کند.
تاثیر مگنزیا (MgO) بر روی خواص شیمیایی سیمان چیست؟
در فرآیند ساخت سیمان‌های پرتلند، از مگنزیا به عنوان یک ماده خام در مراحل ترکیب مواد خشک استفاده می‌شود. مصرف بیش از اندازه مگنزیا بر روی سلامت، افزایش حجم و استحکام مخلوط تاثیر منفی می‌گذارد. با این وجود، استفاده کم از آن می‌تواند استحکام را افزایش دهد. در صورت به کارگیری مگنزیا، میزان کربن دی اکسید (CO2) تولید شده نیز کاهش می‌یابد. حداکثر میزان MgO مورد استفاده در تمام سیمان‌ها، 6 درصد است.
تاثیر سولفور تری اکسید (SO3) بر روی خواص شیمیایی سیمان چیست؟
مصرف بیش از اندازه SO3 باعث عدم سلامت سیمان‌ها می‌شود.
تاثیر سولفور اکسید آهن یا اکسید فریک بر روی خواص شیمیایی سیمان چگونه است؟
اکسید آهن یا اکسید فریک، علاوه بر تقویت استحکام و سختی، تاثیر مستقیمی بر روی رنگ سیمان‌ها دارد.
تاثیر نمک های قلیایی بر روی خواص شیمیایی سیمان چگونه است؟
اکسید پتاسیم (K2O) و اکسید سدیم (Na2O) موجود در سیمان، میزان نمک‌های قلیایی یا آلکاین ترکیب را تعیین می‌کنند. سیمان‌های دارای نمک‌های قلیایی زیاد، در هنگام گیرش با مشکل مواجه می‌شوند. در صورت استفاده کم از آلکالین به همراه کلسیم کلراید، احتمال بی‌رنگ شدن ترکیب وجود دارد. افزودن نمک‌های قلیایی به سیمان سرباره‌ای، ویژگی هیدرولیکی مواد سرباره‌ای را فعال می‌کند. حداکثر میزان آلکالین مورد استفاده در سیمان‌ها 0.6 درصد است که طبق رابطه Na2O+0.658K2O محاسبه می‌شود.
تاثیر آهک آزاد بر روی خواص شیمیایی سیمان چگونه است؟
در برخی از مواقع، مقداری آهک آزاد درون سیمان‌های مختلف وجود خواهد داشت. این ماده بر روی انبساط ترکیب تاثیر می‌گذارد.
تاثیر سیلیکا فوم بر روی خواص شیمیایی سیمان چگونه است؟
سیلیکا فوم، ماده‌ای است که برای بهبود بسیاری از خواص سیمان نظیر مقاومت فشاری، مقاومت در برابر خوردگی و پیوند بین ذرات مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ماده زمان گیرش را افزایش می‌دهد و با این وجود، تاثیر آن بر روی افزایش استحکام منحصر به فرد است. از این‌رو، برای پروژها‌یی که نیازمند مقاومت بالا هستند، معمولا 5 تا 20 درصد سیلیکا فوم به ترکیب سیمان پرتلند اضافه می‌شود.
تاثیر آلومینا بر روی خواص شیمیایی سیمان چگونه است؟
آلومینا یک ماده مقاوم در برابر اثرات مخرب مواد شیمیایی نظیر خوردگی است. استفاده زیاد از این ماده درون سیمان، مقاومت در برابر هوای بسیار سرد را افزایش می‌دهد. آلومینا باعث سرعت بخشیدن به زمان گیرش می‌شود اما استحکام را تضعیف می‌کند.