دانلود مقاله سیمان و خواصّ آن

سیمان و خواصّ آن

1 مقدمه

جهت احداث هر ساختمان مانند واحدهای مسکونی ، ساختمانهای اداری ، مراکز آموزشی، سدهای خاکی و مخزنی، راه‌های گوناگون، تأسیسات دریایی و … عوامل گوناگون مورد مطالعه قرار می‌گیرند که نتیجه هر مطالعه، انتخاب پرامتر ویژه‌ای در آن زمینه است. از جمله زمینه‌هایی که در هر عملیات ساختمانی باید بررسی شود، مصالح مصرفی آن پروژه است. با عنایت به اهمیت این مطلب، هدف از فراگیری درس مصالح ساختمانی ً آشنایی با روش تولید، خواص و کاربردهای انواع گوناگون مصالح کسب توانایی جهت انتخاب مناسب آنها با توجه به مقتضیات هر پروژه ً می‌باشد.

 11 مبنای انتخاب مصالح

پس از مطالعه مشخصات هر پروژه ساختمانی و تعیین نوع و ویژگیهای مصالح مورد نیاز، باید در بین مصالح موجود و توجه به خصوصیات هر یک از آنها، مواد مطلوب را انتخاب نمود. خواص مصالح گوناگون به دو روش زیر بررسی و مطالعه می‌شود و در اختیار مصرف کنندگان قرار می‌گیرد که عبارتند از : 1 بر اساس استاندارد 2 بر اساس گواهی نامه فنی [1] در روش استاندارد ، خواص مصالح مورد نظر با آزمایشهای گوناگون سنجیده می‌شود و نتایج با ویژگیهای داده شده در استاندارد مقایسه می‌گردد. برای مثال استاندارد معین می‌کند که زمان گیرش اولیه سیمان نوع 1 باید 60 دقیقه باشد . حال با روش مشخص شده در استاندارد ، زمان گیرش نمونه سیمان آزمایش و با عدد فوق مقایسه می‌ گردد. همانطور که ملاحظه می‌ کنید، خواص مورد نظر اینگونه مصالح به صورت اعداد مطلق ارائه شده است. در صورتیکه نتایج آزمایش بر روی نمونه تهیه شده با استاندارد مربوطه مطابقت نداشته باشد، استفاده از آن مصالح مجاز نخواهد بود. در ایران ، مبحث پنج از مجموعه مقررات ملی ساختمانی ایران[2] تحت عنوان ًمصالح و فرآورده‌های ساختمانی ً به تشریح این استانداردها می‌پردازد. گواهی نامه فنی در مورد مصالحی صادر می‌شود که وضعیت مطلوب خواص آنها را نمی‌تواند به صورت اعداد مطلق بیان کرد. به این مثال توجه کنید: تولید کنندگان قفل و دستگیره در، نمونه‌ای از تولیدات خود را جهت صدور گواهی‌ نامه فنی در اختیار آزمایشگاه‌های تحقیقاتی قرار می‌‌دهند. این نمونه‌ها با نمونه‌های سایر تولیدکنندگان به صورت تسریع شده آزمایش می‌شوند و نتایج بدست آمده، عملکرد این محصولات را به صورت مقایسه‌ای نشان می‌دهد و آزمایشگاه این نتایج را به صورت رسمی در قالب گواهی‌نامه فنی ارائه می‌نماید. این گواهی نامه‌ها به همراه کالا به مشتری عرضه می‌شود و مصرف‌کننده با توجه به نیاز خود و عنایت به محتوای گواهی‌نامه مصالح مورد نیاز را انتخاب می‌نماید. به عبارت دیگر، در مورد گواهی‌نامه‌های فنی، انتخاب بر مبنای مقایسه انواع کالا و نیاز مشتری صورت می‌پذیرد.

12 انواع مصالح ساختمانی

در کلی ترین تقسیم بندی، مصالح ساختمانی به سه دسته تقسیم می‌شوند که عبارتند از:

1 سرامیکها

 2 فلزات

3 مواد آلی

121 سرامیکها

مشخصات این مصالح عبارت است از :

 1 به وفور یافت می‌شوند.

2 از پوسته خارجی زمین بدست می‌آیند.

 3 نسبتاً ارزان قیمت هستند.

4 پس از استخراج یا مستقیماً مصرف می‌شوند یا با فرایندهایی ساده قابل مصرف خواهند بود.

 5 معمولاً وزن مخصوص زیادی دارند (سنگین هستند).

 6 شکننده و تغییر شکل ناپذیرند.

7 دارای مقاومت فشاری زیاد و مقاومت کششی اندک هستند. شکنندگی و تغییر شکل ناپذیری این نوع مصالح بدین معناست که در صورت اعمال نیرویی بیشتر از مقاومت آنها ، بدون آنکه تغییر شکل قابل ملاحظه‌ای بدهند، گسیخته می‌شوند. به عنوان مثال یک ماده سرامیکی مانند گچ یا بتن در اثر نیروی خمشی تنها چند درجه خم می‌شود و سپس می‌شکند. یکی دیگر از خصوصیات مهم مصالح سرامیکی مقاومت فشاری نسبتاً زیاد و مقاومت کششی کم آنهاست. مقاومت کششی این مصالح تقریباً 10/1 مقاومت فشاری آنها می‌ باشد. لذا از این مصالح عمدتاً در ساخت اعضایی که تحت فشار قرار می‌ گیرند می‌توان استفاده کرد. مثلاً در یک تیر ساده بارگذاری شده ، قسمتهای فوقانی تیر تحت فشار و بخشهای تحتانی آن تحت کششند. در صورتیکه این تیر به صورت بتن آرمه طراحی و ساخته شود، بتن در قسمت فوقانی تیر جوابگوی بارهای فشاری وارده می‌باشد؛ ولی در قسمت تحتانی تیر نمی‌تواند نیروی کششی وارده را تحمل نماید. لذا در این قسمت از مقاومت کششی فولاد بهره می‌گیرند.

؟

122 مصالح فلزی

مشخصات این مصالح عبارت است از:

 1 معمولاً به صورت اکسید و گاهی سولفید در زمین وجود دارند.

 2 طی فرایندهای پیچیده‌ تر و معمولاً تحت عمل ذوب قابل مصرف می‌شوند.

 3 از مصالح سرامیکی گرانترند.

 4 از مقاومت کششی و فشاری تقریباً یکسانی برخوردارند.

 5 انعطاف پذیرند.

6 وزن مخصوص آنها دامنه گسترده‌تری را در بر گرفته، به نوع فلز بستگی دارد. مواد اولیه این فلزات پس از استخراج از زمین به کارخانه ذوب فلزات منتقل شده، طی فرایندهای نسبتاً پیچیده، فلز مورد نظر از آنها استخراج می‌شود.

انعطاف پذیری فلزات به معنی آن است که این مصالح در اثر اعمال نیرو پیش از گسیخته شدن ، تغییر شکل زیادی از خود نشان می‌دهند. به عبارت دیگر شکل پذیرند.

123 مواد آلی

در حالیکه اولین ماده آلی که بشر آن را در ساختمان سازی به کار گرفته چوب بود، امروزه مصرف این مصالح مخصوصاً در ایران به طور چشمگیری کاهش پیدا کرده است. از نیمه دوم قرن بیستم، پلیمرها و پلاستیکها وارد صنعت ساختمان شدند و با سرعت شگرفی پیشرفت کردند. پلاستیکها که از واحدهایی به نام مونومر ساخته می‌شوند دارای مواد اولیه بسیار ارزان هستند و در کارخانه‌های پتروشیمی تولید می‌شوند. امتیاز عمده پلاستیکها ، پوشش طیف گسترده‌ای از خواص است. مثلاً دامنه وزن مخصوص پلاستیکها، از حدود 01, 0 وزن مخصوص آب تا حدود 5, 2 برابر وزن مخصوص آب را می‌پوشاند. مقاومت آنها از حدود بسیار اندک شروع می‌شود و تا مقادیر فوق‌العاده زیاد ادامه دارد و …  .

2 سیمان[3]

 به طور کلی به هر ماده‌ای که خاصیت چسبانندگی داشته باشد و بتواند مواد را به یکدیگر بچسباند، سیمان گفته می‌شود.چسباننده‌ها در صنعت ساختمان بیشتر جهت چسباندن سنگدانه‌ها، قطعات بزرگتر سنگی، آجرها و … به یکدیگر به کار می‌روند. طبیعتاً اولین ماده سیمانی که به استخدام بشر درآمد ، گل بود که هنوز هم بقایای ساختمانهای گلی در مناطق کویری قابل مشاهده است. در طول سالیان مختلف ، مواد گوناگونی به عنوان سیمان به کار رفت و امروزه چسباننده‌ های بسیار متنوعی شامل انواع ملاتهای سیمانی، ملاتهای گچی ، چسبهای پلیمری و… در دست است. امروزه عمده ‌ترین سیمانی که مورد استفاده قرار می‌گیرد، سیمان پرتلند می‌باشد که به طور مشروح در ادامه مورد بحث قرار می‌گیرد.