بتن ماده ای تشکیل شده از شن (سنگ دانه های درشت دانه از 0.5تا 2.5 سانتیمتر است)، ماسه (سنگ دانه های کوچک تر از 2.5 سانتیمتر است)، سیمان که در بتن نقش اتصال سنگ دانه ها را دارد و در ارتباط مستقیم با مقاومت بتن است و آب در بتن نقش روان کردن بتن برای کارایی بهتر و انجام عملیات هیدراتاسیون را داراست.
در اثر واکنش شیمیایی سیمان و آب روند سخت شدن ادامه یافته و در نتیجه دانه ها (ماسه و شن) را بصورت تودﮤ سنگ مانندی به یکدیگر می چسباند.
دانه ها به دو گروه ریزدانه که تا ¼ اینچ (6میلیمتر) و درشت دانه که روی الک شماره 16 (1.18 میلیمتر) تقسیم می شوند.
برای داشتن اندازه مناسب و نسبت اختلاط شن و سیمان محاسباتی خاص انجام می شود و این نسبت را به عنوان طرح اختلاط می نامند. برای محاسبه مقدارمناسب آب به سیمان w/c تعریف می شود که عموماً بهترین مقدار آن 0.5 است. 0.25 مقدار آب به سیمان صرف روان کنندگی بتن و 0.25 دیگر آن صرف انجام عمل هیدراتاسیون می شود هرچه مقدار آب به سیمان کمتر شود کمتر شود بتن قویتری خواهیم داشت . اما با کاهش آب از مقدار روانی و کارائی بتن هم کاسته خواهد شد . برای حل مشکل از روان کننده ها استفاده می شود و همچنین بهترین حالت افزایش مقاومت بتن را با افزودن میکروسیلیس یا مکمل بتن خواهیم داشت.
خمیر سیمان عموما حدود 25 تا 40% کل حجم بتن را تشکیل می دهد که حجم مطلق سیمان بین 7 تا 15% و حجم آب از 14 تا 21% است. مقدار هوای در بتن تا حدود 8% حجم بتن را تشکیل می دهد این اندازه به درشت ترین دانه بستگی دارد.
برای مصالح و شرایط عمل آوردن (Curing) معین، کیفیت بتن سخت شده به مقدار آب در مقابل با مقدار سیمان بستگی دارد.
سیمان چیست؟
سیمان ها مواد چسبنده اى هستند که قابلیت چسبانیدن ذرات به یکدیگر و بوجود آوردن جسم یک پارچه از ذرات متشکله را دارند. این تعریف از سیمان داراى آن چنان جامعیتى است که مى تواند شامل انواع چسبها از جمله چسبهاى مایع که در چسبانیدن قطعات سنگ یا سنگ و فلزات به یکدیگر بکار مى روند نیز بشود.
نمونه اى از این چسبها در صنعت سیمان در کار گذاشتن آجر نسوز در کوره سیمان مورد مصرف دارد و خاصیت اصلى آن این است که آجر نسوز ( که یک جسم سرامیکى است ) را به بدنه کوره ( آهن ) مى چسباند، همچنین انواع سیمان هاى دیگر که در دندانپزشکى مورد مصرف دارند، از جمله چسب ها مى باشد. آنچه که از کلمه سیمان در این متن مورد نظر است، آن نوع از سیمان ها است که داراى ریشه آهکى مى باشند. به عبارت دیگر سیمان هایى که ماده اصلى تشکیل دهنده آنها آهک و ماده اولیه اصلى آنها سنگ آهک است. بر این اساس سیمان ترکیبى است از اکسید کلسیم ( آهک ) با سایر اکسیدها نظیر اکسید آلومینیم، اکسید سیلیسیم، اکسید آهن، اکسید منیزیم و اکسیدهاى قلیایى که میل ترکیب با آب داشته و در مجاورت هوا و در زیر آب بمرور سخت مى گردد و داراى مقاومت مى شود.
با توجه به مشخصه فوق سیمان مى تواند داراى ترکیبات متفاوتى باشد و اصولا جزو ملاتهاى آبى محسوب مى گردد. ملاتهاى آبى از دوران گذشته شناخته شده بودند، از جمله این ملاتها آهک است که مصرى ها و یونانى ها با مخلوط کردن آن با خاکستر آتش فشانى، خاک آجر و آب به نوعى آهک آبى دست مى یافتند که خاصیت سخت شدن و فشار پذیرى داشت. با بکار بردن این ساروج رومى ها توانسته اند ساختمانهاى عظیمى بسازند که هنوز بقایاى آنها پس از گذشت چند هزار سال پا بر جا و قابل مشاهده است.
سیـمان چیست؟
در روزگار قدیم اگر می خواسـتند ساختمان یا پلی بسازنداز تخته سنگ های طبیعی استفاده می کردند. اما امروزه، بشر توانسته است که علاوه بر سنگ های طبیعی، از سیمان نیز جسم سختی همچون سنگ پدید بیاورد. سیمان را با سنگریزه و ماسه مخلوط می کنند و از آن بتون فراهم می آورند.
بشـر در تهیه ی سیمان از خود طبیعت درس آموخت. زیرا دید که بسیاری از سنگ های طبیعی از اجـزای خرد و سختی درست شده اند، موادی که به وسیله برخی مواد چسـبنده به هم متصل گردیده و آن گاه تخته سنگی را پدید آورده اند. از تماشا و بررسی این چیزها بشر به فکر افتاد که خود نیز ماده ای فراهم کند که همان خاصیت چسبندگی را داشته باشد. و سرانجام بشر موفق به کشف سیمان شد.
راهی را که بشر برای کشف سیمان پیمود این بود که: برخی مواد معینی را در کوره حرارت داد تا به صورت ماده ای سنگ آسا و چسبیده به هم، در آمد. سپس آن را آسیا کرد و به صورت گرد در آورد. البته این گرد چیزی جز همان سیمان نبود.
هر گاه این گرد، یا سیمان، را با آب و ماسه و شن مخلوط کنیم خواهیم دید که سیمان به شکل ماده چسبناکی در لابلای سنگریزه های ریز و درشت جای می گیرد و پس از اندکی، جسم یک پارچه و سختی، مانند یک سنگ طبیعی، از آن به دست می آید. سیمان از روزگار بسیار قدیم وجود داشته و بشر برای چسباندن سنگ ها از آن استفاده می کرده است. رومیان با آن دیوار، راه قنات و جاده می ساختند. آنان در ساختمان نیز از سیمان استفاده می کردند.
قبل از رومیان، یونانیان نیز سیمان را مصرف می کردند. ولی با این همه می بینیم که مصریان در مصرف سیمان از یونانیان نیز پیشی گرفته بودند. چه آنان در ساختمان اهرام مصر، سیـمان به کار برده اند.
بیشتر سیمان هایی که ما امروزه مصرف می کنیم از نوع ئیدرولیک می باشد. یعنی آن که بر اثر تماس با آب سفت و محکم می شوند. این نوع سیمان را سیمان پورتلند می خوانند. علت این نامگذاری آن است که این نوع سیـمان پس از سفت شـدن، حالت نوعی سنگ را به خود می گیرد که در نزدیکی «پورتلند » در انگلستان، یافت شده است.
اجزای اصلی سیمان پورتلند عبارتند از:
آهک، آهن، سیلیس و آلومین
این مواد را از سنگ آهک، خاک رس، سنگ رستی، صـدف و سایر مواد طبیعی به دست می آورند. نخست این ها را آسیا می کنند تا خوب نرم شوند. سپس همه را در هم آمیخته و ترکیب شیمیایی لازم را بدین گونه فراهم می آورند.
آن گاه ترکیب به دست آمده باید در کوره چنان حرارت ببیند که همه ی اجزایش بتوانند عکس العمل های شیمیایی خود را آشکار سازند. در این جا جسمی سنگ آسا و به هم چسبیده پدید می آید که باید آسیا شود و به صورت گرد در آید.
این همان سیمانی است که ما اکنون مصرف می کنیم.
بیش از 30 ایالت در آمریکا میلیون ها بشکه از چنین سیمانی در سال تولید می کنند.
قسمتی از بخش انبار کردن سیمان:
در موقع انبار کردن سیمان باید دقت شود که رطوبت هوا و زمین باعث فاسد شدن سیمان نشود بدین لحاظ باید آنرا روی قطعات تخته که با زمین چند سانتیمتر فاصله دارد قرار داد و تعداد کیسه های روی هم نباید از 10 الی 12 کیسه بیشتر باشد زیرا در غیر اینصورت سیمان های زیرین در اثر فشار سخت شده و غیر قابل مصرف می‌گردد .
چنانچه این قطعات به راحتی با دست به صورت پودر درآید قابل مصرف در قطعات بتونی میباشد در غیر اینصورت سیمان فاسد شده و بتن ساخته شده با این نوع سیمان باربر نبوده و نمیتوان از آن در قطعات اصلی ساختمان مانند تیرهای اصلی و تیرهای فرعی و ستونها و سقفها استفاده نمود چنانچه این سیمانها کاملا فاسد نشده باشد میتوان بعنوان ملات برای فرش موزائیک و غیره از آن استفاده نمود .
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 23 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
دانلودمقاله آشنایی با مصالح ساختانی بتن و سیمان
