خواص شیمیایی سیمان

خواص شیمیایی سیمان چه هستند؟
سنگ آهک (کلسیم)، ماسه یا رس (سیلیسیم)، بوکسیت (آلومینیوم)، کانی آهن، شیل، گچ، مارن، سرباره و اسلیت از مواد خام مورد استفاده برای ساخت سیمان هستند.

آنالیز شیمیایی این مواد باعث آشنایی بهتر با خواص شیمیایی سیمان های مختلف می شود. در بخش مربوط به اجزا تشکیل دهنده سیمان، به معرفی برخی از این خواص پرداختیم.

در ادامه، خواص شیمیایی را با جزئیات بیشتری مورد بررسی قرار می دهیم.

تأثیر تری کلسیم آلومینات (C3A) بر روی خواص شیمیایی سیمان چیست؟
کم بودن مقدار C3A باعث مقاومت سیمان در برابر اثرات مخرب سولفات می شود. سنگ گچ، هیدارتاسیون C3A را کاهش داده و میزان حرارت آزاد شده در مراحل اولیه گیرش را افزایش می دهد. C3A تأثیر زیادی بر روی استحکام ندارد.

تأثیر تری کلسیم سیلیکات (C3S) بر روی خواص شیمیایی سیمان چیست؟
C3A باعث افزایش سرعت هیدراتاسیون و سفت شدن می شود. این ماده تأثیر بسزایی بر روی بهبود نرخ افزایش استحکام در طی مدت زمان گیرش اولیه دارد.

تأثیر دی کلسیم سیلیکات (C2S) بر روی خواص شیمیایی سیمان چیست؟
برخلاف تری کلسیم سیلیکات، C2A پس از یک هفته بر روی بهبود نرخ افزایش استحکام تأثیر می گذارد.

تأثیر فریت (C4AF) بر روی خواص شیمیایی سیمان چیست؟
فریت، یک نوع ماده کمک ذوب است. این ماده، دمای ذوب مواد خام موجود در کوره را از 3000 درجه فارنهایت (1650 درجه سانتی گراد) به 2000 درجه فارنهایت (1100 درجه سانتی گراد) می رساند. با وجود افزایش سرعت هیدارتاسیون به دلیل حضور فریت، استحکام تغییر زیادی نمی کند.

تأثیر مگنزیا (MgO) بر روی خواص شیمیایی سیمان چیست؟
در فرآیند ساخت سیمان های پرتلند، از مگنزیا به عنوان یک ماده خام در مراحل ترکیب مواد خشک استفاده می شود.

مصرف بیش از اندازه مگنزیا بر روی سلامت، افزایش حجم و استحکام مخلوط تأثیر منفی می گذارد. با این وجود، استفاده کم از آن می تواند استحکام را افزایش دهد. در صورت به کارگیری مگنزیا، میزان کربن دی اکسید (CO2) تولید شده نیز کاهش می یابد. حداکثر میزان MgO مورد استفاده در تمام سیمان ها، 6 درصد است.

تأثیر سولفور تری اکسید (SO3) بر روی خواص شیمیایی سیمان چیست؟
مصرف بیش از اندازه SO3 باعث عدم سلامت سیمان ها می شود.

تأثیر سولفور اکسید آهن یا اکسید فریک بر روی خواص شیمیایی سیمان چگونه است؟
اکسید آهن یا اکسید فریک، علاوه بر تقویت استحکام و سختی، تأثیر مستقیمی بر روی رنگ سیمان ها دارد.

تأثیر نمک های قلیایی بر روی خواص شیمیایی سیمان چگونه است؟
اکسید پتاسیم (K2O) و اکسید سدیم (Na2O) موجود در سیمان، میزان نمک های قلیایی یا آلکاین ترکیب را تعیین می کنند.

سیمان های دارای نمک های قلیایی زیاد، در هنگام گیرش با مشکل مواجه می شوند. در صورت استفاده کم از آلکالین به همراه کلسیم کلراید، احتمال بی رنگ شدن ترکیب وجود دارد. افزودن نمک های قلیایی به سیمان سرباره ای، ویژگی هیدرولیکی مواد سرباره ای را فعال می کند.

حداکثر میزان آلکالین مورد استفاده در سیمان ها 0.6 درصد است که طبق رابطه Na2O+0.658K2O محاسبه می شود.

تأثیر آهک آزاد بر روی خواص شیمیایی سیمان چگونه است؟
در برخی از مواقع، مقداری آهک آزاد درون سیمان های مختلف وجود خواهد داشت. این ماده بر روی انبساط ترکیب تأثیر می گذارد.

تأثیر سیلیکا فوم بر روی خواص شیمیایی سیمان چگونه است؟
سیلیکا فوم، ماده ای است که برای بهبود بسیاری از خواص سیمان نظیر مقاومت فشاری، مقاومت در برابر خوردگی و پیوند بین ذرات مورد استفاده قرار می گیرد.

این ماده زمان گیرش را افزایش می دهد و با این وجود، تأثیر آن بر روی افزایش استحکام منحصر به فرد است. از این رو، برای پروژها یی که نیازمند مقاومت بالا هستند، معمولا 5 تا 20 درصد سیلیکا فوم به ترکیب سیمان پرتلند اضافه می شود.

تأثیر آلومینا بر روی خواص شیمیایی سیمان چگونه است؟
آلومینا یک ماده مقاوم در برابر اثرات مخرب مواد شیمیایی نظیر خوردگی است.

استفاده زیاد از این ماده درون سیمان، مقاومت در برابر هوای بسیار سرد را افزایش می دهد. آلومینا باعث سرعت بخشیدن به زمان گیرش می شود اما استحکام را تضعیف می کند.