سیمان
کلمه سیمان از یک لغت لاتین به نامسی‌منت ( cement ) گرفته شده است.سیمان ماده‌ای چسبنده‌است که قابلیت چسبانیدن ذرات به یکدیگر و بوجود آوردن جسم یکپارچه از ذرات متشکله را دارا می‌باشد و از ترکیب مصالح آهکی، رس، سیلیس و اکسیدهای معدنی در دمای ۱۴۰۰ تا ۱۵۰۰ درجه سانتی‌گراد ساخته می‌شود. به جسم حاصل، پس از حرارت دادن کلینکر گویند و از آسیاب کردن آن به همراه مقدار مناسبی سنگ گچ سیمان تیپ‌های مختلف بدست می‌آید و همچنین اضافه نمودن پوزولان به کلینکر و گچ سیمان پوزولانی حاصل می‌شود. اندازه دانه‌های کلینکر۲۰-۵ میلی‌متر و رنگ آن سبز تیره می‌باشد.

1-سیمان | نمایاران | نخستین بانک تخصصی نمای ایران

2-سیمان | نمایاران | نخستین بانک تخصصی نمای ایران

3-سیمان | نمایاران | نخستین بانک تخصصی نمای ایران

اجزای تشکیل دهنده سیمان
•    مصالح آهکی (حدود ۶۰٪ الی ۶۷٪)
•    رس (حدود ۳٪ الی ۷٪)
•    سیلیس (۱۷٪ الی ۲۷٪)
•    اکسیدهای معدنیاکسید آهن (۰/۵٪ الی ۶٪)Fe۲O۳
•    اکسید سدیم (۰/۲٪ الی ۱/۳٪)Na۲O
•    اکسید منیزیم (۰/۱٪ الی ۴/۵٪)MnO
•    اکسید پتاسیم (۰/۲٪ الی ۱/۳٪)K۲O
اکسید آلومینیوم (۳٪ الی ۸٪)Al۲O۳
انواع سیمان
سیمان پرتلند تیپ I
سیمان پرتلند تیپ II
سیمان پرتلند تیپ III
سیمان پرتلند تیپ IV
سیمان پرتلند تیپ V
سیمان پوزولان
سیمان آمیخته
سیمان برقی (پرآلومین)
سیمان رنگی
سیمان سفید
سیمان سرباره‌ای ضد سولفات
سیمان پرتلند آهکی
سیمان بنائی
سیمان نسوز
سیمان چاه نفت
سیمان پرتلند ضدآب
سیمان باگیرش تنظیم شده
سیمان پرتلند که خود دارای چند تیپ متفاوت است، سیمان پوزولانی، سیمان آمیخته، سیمان برقی، سیمان های رنگی و سفید،سیمان بنایی، سیمان نسوز، سیمان ضد آب و… انواع سیمان هستند که به توضیح چند مورد از آنها می پردازیم. سیمان های ضد آب به رنگ سفید و خاکستری تولید می شود که نمی تواند جلوی بخار آب را بگیرد، اما از نشت آب جلوگیری می کند. سیمان های رنگی بیشتر جنبه تزئینی دارند و در نماسازی سیمانی و تولید بتن های مورد استفاده در نما کاربرد دارند. سیمان پلاستیکی هم نوع دیگری است که برای پلاسترهای سیمان پرتلند و اندود گچ و سیمان به کار می رود و به دلیل هوای زیادی که ایجاد می کند برای بتن مناسب نیست. سیمان بنایی سیمانی است که در بیشتر کشورهای صنعتی به منظور استفاده در ملات ها و کارهای بنایی ساخته می شود و اکثر این کارخانه ها فرمول خاص خود را دارند که همواره مخفی می ماند. این سیمان جهت کار ساختمانی مناسب است و گاهی آمیخته ای از سیمان پرتلند و آهک مرده و مواد افزودنی است. از مزایای سیمان بنایی می توان به جذب آب کمتر، پایداری بهتر در برابر حمله شیمیایی، لکه گذاری و خسارت های ناشی از یخ زدگی اشاره کنیم؛ همچنین سیمان بنایی نسبت به سیمان های معمولی یک دوم قابلیت جذب آب را دارد
روشهای ساخت سیمان
روش تر
روش نیمه تر
روش نیمه خشک
روش خشک

4سیمان | نمایاران | نخستین بانک تخصصی نمای ایران

5-سیمان | نمایاران | نخستین بانک تخصصی نمای ایران

6-سیمان | نمایاران | نخستین بانک تخصصی نمای ایران

خواص ترکیبات اصلی سیمان
سیلیکات‌ها یعنی C۲S و C۳S ترکیبات اصلی و مهم سیمان می‌باشند و مقاومت سیمان هیدراته شده به آنها بستگی دارد. اکسیدهای تشکیل دهنده این سیلیکات‌ها تاثیرات مهمی روی شکل اتمی و کریستالی و خواص هیدرولیکی انها دارند. حضور C۳A در سیمان سودمند نیست. این ترکیب نقشی در مقاومت سیمان، به جز کمی در سن اولیه آن، نداشته و بعد از سخت شدن سیمان در صورت حمله سولفاتی با تشکیل سولفوآلومینات کلسیم (اترینگایت) سبب خرابی بتن می‌گردد. ولی C۳A در فرایند تولید در ترکیب اکسیدکلسیم با اکسیدسیلیسیم سهولت ایجاد کرده و سودمند است. C۴AF که به میزان کمی به وجود می‌آید در مقابل سه ترکیب دیگر نقش عمده‌ای در خواص سیمان ندارد. به هرحال این ترکیب با سنگ گج سیمان، سولفوفریت کلسیم تشکیل می‌دهد که این ماده هیدراتاسیون سیلیکات‌ها را تسریع می‌کند.
هیدراسیون سیمان
ماده مورد نظر ما ملات یا خمیر سیمان است که با اختلاط آب و پودر سیمان ماده چسباننده ای می‌شود. در واقع سیلیکاتها و آلومیناتهای سیمان در مجاورت آب محصولی هیدراسیونی را تشکیل می‌دهند که کم‌کم با گذشت زمان ، جسم سختی بوجود می‌آید.

دو ترکیب عمده سیلیکاتی سیمان یعنی C3S و C2S عوامل عمده سخت شدن سیمان هستند و عمل هیدراسیون روی C3S سریعتر از C2S انجام می‌گیرد.
حرارت هیدراسیون
همانند هر واکنش شیمیایی ، هیدراسیون ترکیبات سیمان نیز حرارت‌زا است و به میزان حرارتی که در هر گرم از سیمان هیدراته در اثر هیدراسیون در دمای معینی تولید می‌گردد، حرارت هیدراسیون گفته می‌شود و به روشهای مختلفی قابل اندازه گیری است. درجه حرارت و دمائی که در آن عمل هیدزاسیون انجام می‌شود، تأثیر قابل ملاحظه ای در نرخ حرارت تولید شده است دارد.

برای سیمانهای پرتلند معمولی ، حدود نصف کل حرارت تا سه روز و حدود ۳,۴ حرارت تا حدود ۷ روز و تقریبا ۹۰ در صد حرارت در ۶ ماه آزاد می‌شود. در واقع حرارت هیدراسیون بستگی به ترکیب شیمیایی سیمان دارد و تقریبابرابر است با مجموع حرارتهای ایجاد شده یکایک ترکیبات خالص سیمان ، اگر به صورت جداگانه هیدراته شود.

هر گرم از سیمان تقریبا ۱۲۰ کالری حرارت آزاد می‌کند. چون هدایت حرارتی بتن کم است، لذا حرارت می‌تواند به‌عنوان یک عایق حرارتی عمل نماید. از طرف دیگر حرارت تولید شده بوسیله هیدراسیون سیمان می‌تواند از یخ زدن آب در لوله‌های موئین بتن تازه ریخته شده جلوگیری نماید. بنابراین آگاهی به خواص حرارت‌زایی سیمان می‌تواند در انتخاب نوع مناسب سیمان برای هدف مشخصی مفید باشد.

همانطور که گفته شد، نقش اصلی در مقاومت سیمان C3S و C2S ایفا می‌کنند و C3S در ۴ هفته سنین اولیه و C2S پس از آن مقاومت سیمان را ایجاد می‌کنند. نقش این دو ترکیب در مقاومت سیمان پس از یک سال تقریبا مساوی می‌شود.

نرمی سیمان
از آنجا که هیدراسیون از سطح ذرات سیمان شروع می‌شود، مساحت تمامی سطح سیمان موجود در هیدراسیون شرکت دارند. بنابراین نرخ هیدراسیون بستگی به ریزی سیمان دارد و مثلا برای کسب مقاومت سریعتر نیز به سیمان نرم تر یا ریزتر می‌باشد. اما باید توجه داشت که همیشه یک سیمان نرم از نظر اقتصادی و فنی مقرون به صرفه نیست، زیرا هزینه آسیاب کردن و اثرات بیش از حد نرم بودن سیمان بر خواص دیگر آن مانند نیاز بیشتر به گچ برای تنظیم گیرش ، کارآیی بتن تازه و سایر موارد نیز باید مد نظر باشد.

نرمی یکی از خواص عمده سیمان است که معمولا در استانداردها با سطح مخصوص تعیین می‌شود (m2/kg). روشهای متداول و متفاوتی برای تعیین نرمی سیمان در دنیا بکار گرفته می‌شود. استاندارد ملی ایران به شماره ۳۹۰ تعیین نرمی سیمان را مشخص می‌کند.
گیرش سیمان
کلمه گیرش برای سفت شدن خمیر سیمان بکار برده می‌شود، یعنی تغییر وضعیت از حالت مایع به جامد. گیرش به‌علت هیدراسیون C3S و C2A با افزایش دمای خمیر سیمان اتفاق می‌افتد. گیرش اولیه مربوط به افزایش سریع دما و گیرش نهایی مربوط به دمای نهایی است. مدت زمان گیرش سیمان با افزایش درجه حرارت کاهش می‌یابد، ولی آزمایش نشان داده است که در دمای حدود ۳۰ درجه سانتی‌گراد ، اثر معکوس را می‌توان مشاهده نمود. در درجات حرارت پائین ، گیرش سیمان کند می‌شود.

7-سیمان | نمایاران | نخستین بانک تخصصی نمای ایران

8-سیمان | نمایاران | نخستین بانک تخصصی نمای ایران

مزایا و معایب نمای سیمانی در طراحی نمای ساختمان
یکی از انواع نماهای ساختمانی نماهای سیمانی است که در انواع مختلفی بکار می رود: نماهای تخته ماله –تگرگی–چکشی–سیمانشستهوغیره … کههرکدامبادانههایماسهمختلفرنگیدرمحلساختهواجرامیشود .اگرسطحهایبزرگباسیمان تخته ماله اندوده گردد به دلیل نشست های ساختمان ترک های موئی در نماس ساختمان رخ می دهد که در موقع سیمان کاری باید ابتدا زیر کار را با سیمان معمولی و ماسه می پوشانند و به آن آستر می گویند . قبل از آستر کردن باید تمام سطح دیوار شمشه گیری شود . سپس باید بین شمشه ها را با ملات ماسه و سیمان پر کرد . یکی از مهمترین مسائل این است که در طول سیمان کاری و همچنین تا چند روز بعد از آن باید حداقل روزی سه الی چهار بار دیوار سیمان کاری شده را بوسیله آب مرطوب نمود . در غیر این صورت ماسه سیمان مصرف شده بصورت پودر در آمده و با کوچکترین تماسی فرو خواهد ریخت .

همچنین معماران و مجریان محترم باید توجه نمایند که کلیه مصالحی که باسیمان مصرف میشود از جمله سیمان کاری نما باید حداقل در حرارت های ۴ الی ۵ درجه بالای صفر انجام شود تا از یخ زدن و فاسد شدن ملات جلو گیری شود .

طراحان نمای ساختمان باید توجه داشته باشند که بهتر است حداقل ۳۰ سانتیمتر پائین تر از کار را در یک رگ سنگ رگی ویا سنگ پلاک کار گذاشته شود . زیرا این قسمت از نما همیشه با زمین و در نتیجه با عوامل جوی در تماس بوده و بهتر است از مصالح بهتری که در مقابل عوامل جوی مقاوم تر باشد استفاده نمود معمولا برای این ردیف سنگها از سنگهائی با رنگ تیره و سطح ناصاف استفاده میکنند مانند سنگهای دو تیشه و غیره.

9سیمان | نمایاران | نخستین بانک تخصصی نمای ایران

10سیمان | نمایاران | نخستین بانک تخصصی نمای ایران

11سیمان | نمایاران | نخستین بانک تخصصی نمای ایران

12سیمان | نمایاران | نخستین بانک تخصصی نمای ایران

منابع:

Aftabir [ dot ] ir

yazdbeton [ dot ] blogfa [ dot ] com

دانشنامه رشد

ویکی‌پدیا، دانشنامهآزاد