سیمان هیدرولیکی ماده ی چسباننده ای است که در هوا و مجاورت آب و جایی که هوا نیست می گیرد و سخت می شود.این ماده را در ساختن بتن و ملات های سیمانی به کار می برند.سیمان با آب سفت و سخت می شود و جسمی یکپارچه تشکیل می دهد.
پوزولان ها مواد سیلیسی یا سیلیسی آلومینی هستند که به خودی خود خواص سیمانی نداشته یا خواص سیمانی اندک دارند، لیکن در حضور رطوبت با هیدروکسیدکلسیم واکنش داده و تولید ترکیباتی همچون سیلیکات کلسیم آبدار می نماید لذا می‌توانند خواص سیمانی نشان دهند.
-
سيمان هيدروليكي
ماده چسباننده اي است كه در هوا و مجاورت آب و جايي كه هوا نيست، گيـرش حاصل ميكند و سخت ميشود. اين ماده را در ساختن بتن و ملات‌هاي سيماني بـه كـار مـيبرنـد. سيمان در واكنش با آب سخت ميشود و جسمي يكپارچه تشكيل ميدهد.
-
سيمان هاي هيدروليكي به شرح زير دسته بندي ميشوند
سيمان هاي پرتلند
كه از آسياب كردن كلينكر و سنگ گچ يا سـولفات كلسـيم متبلـور خام در كارخانه‌هاي سيمان مطابق با خصوصيات مندرج در استاندارد ملـي ايـران شـماره 389 توليـد ميشوند و در پنج نوع 1 تا 5 طبقه بندي ميگردد.
- سيمان پرتلند نوع يك (I)،يا سيمان پرتلند معمولي، كـه بـا نمـاد «پ-1» نشـان داده ميشود. سيمان پرتلند نوع يك، خود بر اساس مشخصات مكانيكي ملات استاندارد به سه نوع «325-1» ،«425-1» و «525-1» تقسيم ميشود كه به ترتيب حـداقل مقاومـت مـلات اسـتاندارد 28 روزه ايــن ســه نــوع ســيمان برابــر 325 ،425 و 525 كيلــوگرم بــر ســانتي مترمربع (32.5 ،42.5 و 52.5 مگاپاسكال) مي‌باشند.
- سيمان پرتلند نوع دو (II) ، يا سيمان پرتلند اصلاح شده، كـه بـا نمـاد «پ-2» نشـان داده ميشود.
- سيمان پرتلند نوع سه (III) ، يا سيمان زود سخت شونده، كه بـا نمـاد «پ-3» نشـان داده ميشود.
- سيمان پرتلند نوع چهار (IV) ، يا سيمان با حرارت زايي كم، كه با نمـاد «پ-4» نشـان داده ميشود.
- سيـمان پرتلند نوع پنج (V) ، يا سيمان مقاوم در برابر سـولفات، كـه بـا نمـاد «پ-5» نشـان داده ميشود.
سيمان هاي آميخته
كه جزء اصلي آنها كلينكر سيمان پرتلند است و داراي مقاديري از مواد مناسب، مانند پوزولان‌هاي طبيعي، مصنوعي، يا مواد افزودني ويژه جايگزين سيمان (PKZ) پرتلنـد است. انواع سيمان‌هاي پرتلند آميخته معمول در ايران عبارت است از: پوزولاني، سرباره اي، بنـايي و آهكي
سيمان پرتلند پوزولاني
چسـباننده هيـدروليكي اسـت، متشـكل از مخلـوط كامـل و يكنواخت سيمان پرتلند و پوزولان، كه يا به روش پودر كـردن هـمزمـان كلينكـر سـيمان پرتلنـد،پوزولان و سنگ گچ در آسياب، و يا با سايش جداگانه پوزولان و آميختن آن با سيمان پرتلنـد و يـا تركيبي از دو روش به دست مي‌آيد. مطـابق اسـتاندارد ملـي ايـران شـماره 3432 سيمان پرتلند پوزولاني بر دو گروه است:
- پرتلند پوزولاني (پ. پ) با ميزان پوزولان حداقل 5 و حداكثر 15 درصد وزني سيمان.
- پرتلند پوزولاني ويژه (پ.پ.و) با ميزان پوزولان بيش از 15 تا 40 درصد وزني سيمان. اين نوع سيمان معمولاً در مواردي كه بتن تحت تهاجم شيميايي قرار ميگيرد و نيز براي ساخت بـتن‌هـاي حجيم به كار ميرود. اين سيمان حرارت هيدراسيون كمـي دارد، در برابـر امـلاح شـيميايي مقـاوم ميباشد و مقاومت فشاري آن در روزهاي اوليه (تا سه روز) كم است.
سيمان پرتلند سرباره اي
سيماني است كه از آسياب كردن مخلوط كلينكر سيمان پرتلنـد، سرباره‌ی دانه شده فعال و آمورف و سنگ گچ و يا از مخلوط سيمان پرتلند و پودر سـرباره، بـه نسـبت‌هـاي معين به دست مي‌آيد. مطابق استاندارد ملي ايران شماره 3517 سيمان سربارهاي بر سه گروه است:
الف. سيمان پرتلند سربارهاي (پ- س) با ميزان سرباره‌ی حداكثر 25 درصد وزني سيمان.
ب. سيمان پرتلند سربارهاي ضدسولفات (پ- س – 5) با ميزان سرباره‌ی 25 تا 70 درصد وزني سيمان.
پ. سيمان سربارهاي (س) با ميزان سرباره‌ی بيش از 70 درصد وزني سيمان.
سيمان پرتلند آهكي
ماده‌ی چسباننده‌ی هيدروليكي، از خانواده سيمان پرتلنـد، كـه از آسياب كردن مخلوط 6 الي 20 درصد سنگ آهك ويژه همراه با درصد مناسبي سـنگ گـچ و حـداقل 80 درصد كلينكر سيمان پرتلند توليد ميگردد. در توليد اين نوع سيمان ميزان مواد افزودني حداكثر يك درصد است. مواد افزودني نبايد شدت خوردگي ميلگرد را افزايش دهد و يا باعث افـت كيفيـت سيمان يا ملات و بتن ساخته شده از آن شـود. ويژگـي‌هـاي سـيمان پرتلنـد آهكـي بايـد مطـابق استاندارد ملی ايران شماره 4220 باشد
سيمان بنايي
چسباننده اي هيدروليكي است كه در تهيه‌ی ملات هـاي مختلـف مـورد استفاده در بنايي به كار برده ميشود. اين سيمان از آسياب كردن مخلوط كلينكر سيمان پرتلنـد و سنگ آهك طبيعي، يا مخلوط كردن سيمان پرتلند و پودر نرم شده سنگ آهك، يـا پـوزولان هـاي طبيعي و مصنوعي، و يا سرباره‌ی كوره آهن گدازي، به نسبت هاي معين به دست مـي آيـد. اسـتفاده از سيمان هاي بنايي در بتن و بتن آرمه مجاز نيست و آن را فقط بايد در ملات آجركاري و مانند آن بـه كار برد. براي شناسايي سيمان بنايي و پرهيز از مصرف آن در ساخت بتن، اين نوع سيمان ها را رنگـي توليد ميكنند.
مطابق استاندارد ملي ايران شماره 1-3516 ،سيمان بنايي بر چهار گروه است:
الف- سيمان بنايي نوع (س- ب – ح – 5 ) با حداقل 25 درصد وزني كلينكر. در اين سـيمان از ماده حباب زا استفاده ميشود.
ب- سيمان بنايي نوع (س- ب – ح – 12.5 ) با حداقل 40 درصد وزني كلينكر. در اين سـيمان از ماده حباب زا استفاده ميشود.
پ- سيمان بنايي نوع (س – ب – 12.5) با حداقل 40 درصد وزني كلينكر.
ت- سيمان بنايي نوع (س – ب- 22.5 ) با حداقل 40 درصد وزني كلينكر.
سيمان پرتلند مركب
مـاده چسـباننده هيـدروليكي از خـانواده سـيمان پرتلند است كه از آسياب و مخلوط كردن كلينكر سيمان پرتلند با حداقل 2 نوع از انواع مواد افزودنـي معدني (سنگ آهك ويژه، پوزولان طبيعي مرغوب، سرباره كوره آهنگـدازي، خاكسـتر بـادي، پـوزولان كلسينه شده، رس يا شيل پخته شده، دوده سيليسي) همراه با درصد مناسـبي از سـنگ گـچ حاصـل ميشود. سيمان پرتلند مركب در تهيه ملات و بتن استفاده ميشود و در اكثر مواردي كه سيمان پرتلند نوع يك به كار ميرود، قابليت كاربرد دارد.
سيمان سفيد
سيمان پرتلند سفيد، سيماني است كه در توليد آن از مواد اوليه اي كه تركيبات رنگزاي آن (عمدتا آهن و منگنز) در حد مجاز باشد، استفاده مـيشـود. ايـن نـوع سـيمان عمدتاً در نماسازي، بندكشي، اجزاء بنايي و كارهاي تزئيني كاربرد دارد. طبق استاندارد ملـي ايـران شماره 2931 سيمان سفيد در دو گروه سيمان پرتلند سفيد و سيمان بنايي سفيد قـرار مـيگيـرد.
درجه سفيدي در اين سيمان بر اساس استاندارد ملي ايران شماره 18334 تعيين ميگردد. استفاده از سيمان بنايي سفيد در توليد اجزاء باربر و اهداف سازهاي مجاز نيست.
سيمان پرتلند رنگي
از افزودن رنگدانه هاي معدني (بدون داشتن واكنش شيميايي) به سيمان پرتلند معمولي يا سـفيد بـه دسـت مـي آيـد. از سـيمان پرتلنـد معمـولي بـراي سـاخت سيمان هاي پرتلند رنگي قرمز، قهوهاي و سياه و از سيمان سفيد در توليد سيمان هايي با رنـگ هـاي روشن استفاده ميشود. در ساخت سيمان هاي رنگي بايد از رنگدانه هايي استفاده شود كـه در برابـر عوامل جوي و تابش نور پايدار باشند، همچنين نبايد رنگ‌ها در كارگاه‌هاي توليد بتن به بتن افزوده شود. از اين نوع سيمان ها بيشتر در نماسـازي، كـفسـازي، بندكشـي و كارهـاي تزيينـي اسـتفاده ميشود.
-
مهم ترين فرآورده‌ي سيماني عبارت است از
بتن
بتن پركاربردترين مصالح مهندسي عمران به شمار ميرود و طرح مخلوط آن بايد با توجه به كاربرد، نوع مصالح و شرايط محيطـي باشـد. بـراي بـتن هـاي بـا مقاومـت بيشـتر از 20 مگاپاسكال، تعيين نسبت هاي بهينه مخلوط بايد ازطريق مطالعات آزمايشگاهي و با در نظـر گـرفتن ضوابط طراحي بر اساس دوام صورت پذيرد. توصيه ميشود از روش ملي طـرح مخلـوط بـتن بـراي تعيين اوليه نسبت مصالح استفاده گردد.
بتنهاي ويژه مورد استفاده در كارهاي ساختماني را ميتوان به صورت زير طبقه بندي نمود:
الف- بتن پرمقاومت : بتن هايي كه مقاومت فشاري مشخصه آنها بيشتر از 50 مگاپاسكال اسـت، بـتن پرمقاومت محسوب ميشوند.
ب- بتن سبك: بتن سبك عبارت است از بتني كه وزن مخصوص آن بـه طـور محسوسـي كمتـر از وزن مخصوص بتني است كه با سنگدانه هاي طبيعي يا شكسته ساخته ميشود. بـتن سـبك در سه نوع طبقه بندي ميشود كه عبارتند از:
ب-1 . بتن سبك غير سازهاي
معمولا به عنوان تيغه هاي جداساز و عايق هاي صوتي در كف مورد استفاده قرار ميگيرد و داراي وزن مخصوص كمتر از 800 كيلوگرم بر متر مكعب مـي باشـد. بـا وجود وزن مخصوص كم، مقاومت فشاري آن حدود 0.35 تا 7 مگاپاسكال است.
ب-2 . بتن سبك سازه اي
داراي مقاومت كافي ميباشد به گونـه اي كـه كـاربرد آن در اعضـاي سازه اي مجاز شمرده ميشود. اين بتن داراي وزن مخصوصي بـين 1400 تـا 1900 كيلـوگرم بـر متر مكعب بوده و حداقل مقاومت فشاري مورد نياز آن 17 مگاپاسكال است.
ب-3 . بتن سبك متوسط
از لحاظ وزن مخصوص و مقاومت فشاري در محدودهاي بين بتن هاي سبك غيرسازهاي و سازهاي قرار دارد. مقاومت فشاري اين بتنها بين 7 تا 17 مگاپاسكال و وزن مخصوص آنها 800 تا 1400كيلوگرم بر متر مكعب ميباشد.
پ- بتن هاي پاششي (شاتكريت)
بتن پاششـي بـتن يـا ملاتـي اسـت كـه بـه صـورت پنومـاتيكي (ضربه اي) به سطح پاشيده ميشود. بتن هاي پاششي را ميتوان در دو گروه بتن پاششي مخلوط خشك و بتن پاششي مخلوط تر گروه بندي نمود. در بتن هاي پاششي مخلوط خشـك اكثـر آب مخلوط شده از محل سرلوله اضافه ميشود، درحاليكه در بتن پاششي مخلـوط تـر آب و سـاير مصالح عمدتا قبل از ورود به بخش پاشنده مخلوط ميشوند.
ت- بتن اصلاح شده با پليمر
بتن هايي هستند كـه بـراي بهبـود برخـي خـواص آنهـا از تركيبـات پليمري استفاده ميشود.
ث- بتن خودمتراكم شونده
در مواردي كه به مخلوط بتن با قابليت زياد جاري شدن، خود پخـش شدگي در تمام نقاط قالب، پوشش دادن آرماتور با تراكم زياد، بدون جداشـدگي ذرات و بـدون لرزاندن مكانيكي نياز باشد، بتن خودمتراكم شونده مورد استفاده قرار ميگيرد.
ج- بتن اليافي
بتن ساخته شده از سيمان، آب، شن، ماسه و الياف بـتن اليـافي ناميـده مـيشـود. الياف در شكل ها و اندازه هاي متفاوت و از جنس فـولاد، پليمـر، شيشـه و مـواد طبيعـي مـورد استفاده قرار ميگيرند. الياف از طريق افزايش مقاومت كششي و كنترل عرض ترك و ممانعت از توسعه آن سبب ارتقاء خواص مكانيكي بتن ميگردند.
چ- بتن رنگي
در توليد بـتن هـاي رنگـي معمـولا از رنگدانـه هـا اسـتفاده مـيشـود. رنگدانـه هـاي مورداستفاده بايستي از پايداري مناسـب در برابـر اشـعه UV آفتـاب و سـاير عوامـل محيطـي برخوردار باشند. ممكن است از جلوه اينگونه بتن ها به دليل فرآيندهايي همچون تـراوش آهـك به سطح بتن كاسته شود. بنـابراين لازم اسـت تمهيـدات لازم بـراي ممانعـت از تـراوش آهـك همچون اعمال پوشش ها و جلوگيري از سيكل هاي تر و خشك شدن انجام گيرد.