سیمان چیست؟ انواع سیمان + کاربرد

برای توضیح درباره معرفی سیمان و انواع آن لازم است ابتدا تعریف کلی سیمان را بدانید.

سیمان ماده ای است که برای چسبیدن به سطح اجسام جامد استفاده می شود و یا به عبارت دقیق تر، ماده ای پودری است که پس از مخلوط شدن با آب (پس از خشک شدن)، نرم شده و حالت چسبندگی پیدا می کند و برای اتصال سنگ، آجر، بلوک و از همه مهم تر، در ساخت بتن در ساختمان سازی استفاده می شود. معرفی سیمان و انواع آن سبب می شود که با شناخت بهتر از انواع سیمان بتوانید بهترین انتخاب را انجام دهید.

برای معرفی سیمان و انواع آن می توان گفت سیمان را می‌توان به عنوان چسبی تعریف کرد که می‌تواند قطعات یا بلوک‌های مواد جامد را به هم متصل کرده و یک توده فشرده را تشکیل دهد. این تعریف تعداد زیادی مواد بسیار متفاوت را در بر می گیرد که اشتراک زیادی ندارند، اما سیمان معمولاً ماده ای است که می توان آن را به صورت خمیر درآورد و برای نگه داشتن آجر، بلوک و سنگ در کنار هم استفاده کرد.

معرفی سیمان و انواع آن

تاریخچه سیمان , کلمه سیمان از کلمه رومی ملات گرفته شده و به قبل از میلاد مسیح می رسد. استفاده از آن را می توان در پانتئون در رم ایتالیا مشاهده کرد که قدمت آن به 27 قبل از میلاد می رسد. قبل از میلاد مسیح در گنبد این بنا که 43 متر قطر دارد از مخلوط سنگ خرد شده و آهک زنده استفاده شده است.

اما کشف سیمان به شکل امروزی مربوط به مردی انگلیسی به نام جوزف اسپادن است که با سوزاندن آهک و خاک رس در حرارت زیاد و آسیاب، توانست ابتدایی ترین نوع سیمان را کشف کند و نام آن را در 21 اکتبر برگزید. این محصول سیمان پرتلند نام داشت.

همانطور که قبلا ذکر شد علت این نام به این دلیل است که سیمان از سیمان رومی گرفته شده است و پورتلند نام جزیره ای در انگلستان است که رنگ سیمان پس از سفت شدن به رنگ سنگ های ساحلی آن جزیره در می آید. بنابراین اگر نام پورتلند بعد از سیمان برای آن انتخاب شده بود، البته قبل از جوزف اسپادن، افراد دیگری در فرانسه و انگلیس را به دست آورد که با زنجیر زدن خاک رس و سنگ آهک مواد مشابهی پیدا کردند، اما هیچ کدام از آنها کار او را دنبال نکردند و محصول او را ضبط نکردند.

سیمان آهکی

سیمان در آغاز قرن ساخته شد. او آن را در قرن نوزدهم در انگلستان ثبت کرد و برای اولین بار از آن برای ساخت فانوس دریایی استفاده کرد. قرن هجدهم و نوزدهم دوره ای بود که پدیده های زیادی کشف شد و دانشمندان و محققان به پدیده های علمی و طبیعی توجه زیادی داشتند. پدیده ای که بسیار مورد توجه قرار گرفت، قرار دادن و پخت خمپاره ها بود. از جمله این افراد فردی انگلیسی بنام “جان اسمیتون” در سال 1756 خواص هیدرولیکی ملات ها را کشف کرد

این کشف پس از تحقیقات او برای برنده شدن جایزه مسابقه بهترین ملات برای بازسازی فانوس دریایی ادی استون صورت گرفت و اسمیتون در طی تحقیقات خود متوجه شد که بهترین ملات از شلیک نوعی سنگ آهک که با سنگ مخلوط شده و مقداری خاک رس مخلوط شده ساخته شده است.

تلاش برای این کشف توسط آقای هیگینز و پارکر نتیجه اکتشافات بیشتر بود تا اینکه آقای ویکت فرانسوی اولین کار انسانی را در ساخت مخلوط مصنوعی از سنگ آهک و خاک رس برای ساخت سیمان آبی ثبت کرد؛ اما در نهایت آخرین افتخارات نصیب یک استاد ساز انگلیسی به نام جوزف سابدین شد.

او موفق شد مخلوطی از سنگ آهک و خاک رس (به نسبت های مختلف و به صورت دوغاب) را در دمای بالا بجوشاند و نوع بسیار جالبی از آهک آبی را به دست آورد که آن را سیمان پرتلند نامید و در 21 اکتبر 1824 به ثبت رسید. سیمان خود را دریافت کرد و از جورج چهارم گواهی قدردانی دریافت کرد.

دلیل این نام هوشمندانه رنگ آن است که بسیار شبیه نوعی سنگ آهک است که در جزیره پورتلند انگلستان یافت می شود. سیمانی که او ساخته بود از هر سیمان قبلی بهتر و عالی‌تر بود و استحکام بیشتری داشت. به همین دلیل در ساخت پارلمان جدید در انگلستان که از سال 1840 تا 1852 ادامه داشت، استفاده شد.

از آنجایی که جزء غالب در اکثر این مواد ترکیبات آهکی است، سیمان معمولاً به عنوان سیمان آهکی شناخته می شود. طبق تعریف، مونومری مانند متیل متاکریلات را می توان به عنوان سیمانی توصیف کرد که در محل پلیمریزه و پخت می شود و عمدتاً در ایالات متحده برای تعمیر و تعمیر جاده ها استفاده می شود، با این حال استفاده از این مواد در مقایسه با استفاده از مواد معدنی گران است.

سیمان پرتلند

برای معرفی سیمان و انواع آن می توان گفت که سیمان پرتلند برای آنها بهترین در نظر گرفته می شود. سیمان پرتلند ماده ای کلسینه شده از آهک و سیلیکات است که با ماسه و سنگ مخلوط می شود و پس از هیدراته شدن به صورت خمیری در می آید که سفت شده و به ماده ای سنگ مانند تبدیل می شود.

کاربرد سیمان پرتلند در مهندسی عمران بسیار زیاد است این سیمان معمولاً به معنای سیمان پرتلند است و سیمان را می توان به سیمان هیدرولیک و سیمان غیر هیدرولیک تقسیم کرد. سیمانی که پس از سخت شدن، حتی زمانی که در زیر آب نگهداری می شود، استحکام آن افزایش می یابد، هیدرولیک نامیده می شود. سیمان غیر هیدرولیک در شرایط مرطوب یا زیر آب سفت نمی شود. در عوض، با خشک شدن جامد می شود و با دی اکسید کربن موجود در هوا واکنش می دهد. پس از پخت، از نظر شیمیایی مقاوم است.

معرفی سیمان و انواع آن (سیمان سبز)

تولید جهانی سیمان حدود چهار میلیارد تن در سال است که حدود نیمی از آن در چین ساخته می شود. اگر صنعت سیمان یک کشور بود، پس از چین و ایالات متحده، سومین تولیدکننده دی اکسید کربن در جهان با 2.8 میلیارد تن بود. واکنش کلسینه اولیه در تولید سیمان مسئول حدود 4 درصد از انتشار دی اکسید کربن جهانی است.

فرآیند کلی مسئول تقریباً 8 درصد انتشار دی اکسید کربن جهانی است زیرا کوره سیمان که در آن واکنش معمولاً در آن انجام می شود به دلیل شعله زیاد مورد نیاز برای پیش گرم کردن کوره از طریق انتقال حرارت تابشی، با زغال سنگ یا کک نفتی تغذیه می شود. اندازه بازار تا سال 2025 به 682.3 میلیارد دلار خواهد رسید. سیمان سبز یک جایگزین سازگار با محیط زیست برای سیمان سنتی است که می تواند انتشار CO2 در ساخت و ساز را تا 40 درصد کاهش دهد. انتظار می رود اندازه بازار جهانی سیمان سبز تا سال 2024 به 37.75 میلیارد دلار برسد.