سیمان پرتلند

سیمان پرتلند طبق تعریف ASTM C ۱۵۰[ ۱] ، نوعی سیمان هیدرولیک است که از پودر کردن کلینکری که عمدتاً از اکسیدهای سیلیسی، آلومینیومی و آهنی که عامل تشکیل ترکیبات سیلیکاتی و آلومیناتی سیمان پرتلند می باشند، به دست می آید.
• تری کلسیم سیلیکات ( آلیت ) [ ۵] ( C۳S ) ۲۰–۷۵ درصد
• دی کلسیم سیلیکات ( بلیت ) [ ۶] ( C۲S ) ۱۵–۴۶ درصد
• تری کلسیم آلومینات[ ۷] ( C۳A ) ۴–۱۳ درصد
• تتراکلسیم آلومینوفریت[ ۸] ( C۴AF ) ۸–۱۲ درصد است.
• اکسید کلسیم شصت تا شصت و هفت درصد ترکیبات سیمان را تشکیل می دهد. [ ۹]
• اکسید سیلیسیم
• اکسید آلومینیوم
• اکسید آهن
• اکسید منیزیم
• اکسید گوگرد که معمولاً به جای سنگ گچ، سولفات مورد نیاز تترا کلسیم آلومینو فریت را برای تشکیل سولفو فریت کلسیم به منظور تسهیل هیدراتاسیون سیمان، تأمین می کند. ( برای پایین آوردن میزان پسماند نامحلول که توسط اسید کلریدریک مشخص می شود از این ترکیب به جای سنگ گچ استفاده می شود ) [ ۱۰]
• قلیایی های سیمان: شامل اکسید پتاسیم و اکسید سدیم می باشد که با پاره ای از مواد سنگی در بتن ترکیب شده و سبب خرابی بتن و تغییر در میزان افزایش مقاومت آن می شوند. در نتیجه مقدار کم این ترکیبات نیز بایستی کنترل و به آن اهمیت داده شود. [ ۹]
• سولفات کلسیم:این ترکیب حداکثر به میزان ۳ درصد وزنی در سیمان پرتلند استفاده می شود، این ماده با تتراکلسیم آلومینوفریت ترکیب شده و مقدار کمی سولفوفریت کلسیم ایجاد می کند که این ماده هیدراتاسیون سیلیکات ها را تسریع می کند. ضمناً تماس این سولفات با ترکیب تری آلومینات کلسیم موجب ایجاد سولفو آلومینات کلسیم ( اترینگایت ) می شود که موجب افزایش حجم ملات می گردد. این افزایش حجم در هنگامی که ملات در حالت خمیری است بی ضرر است، اما در صورتی که پس از گیرش ملات ایجاد شود باعث ایجاد سلسله تَرَک های متوالی و تخریب بتن می گردد. در نتیجه میزان سنگ گچی که به سیمان اضافه می شود بسیار مهم بوده و بستگی به میزان تری آلومینات کلسیم و قلیایی های سیمان دارد. بالا رفتن ریزی سیمان باعث افزایش میزان سنگ گچ مورد نیاز می شود و افزایش سنگ گچ بنوبه خود سبب انبساط بیش از حد و خرابی سیمان سخت شده می گردد. میزان بهینه سنگ گچ بر اساس حرارت ایجاد شده از فعل و انفعالات سیمان تعیین می شود، و پیشرفت مناسب فعل و انفعالات ما را مطمئن می سازد که وقتی همهٔ سنگ گچ ترکیب می شود مقدار کمی تری آلومینات کلسیم باقی می ماند. آزمایش مشخصی جهت نشان دادن عدم سلامت سیمان به علت وجود سولفات کلسیم اضافی وجود ندارد ولی مقدار آن با روش تجزیهٔ شیمیایی به آسانی قابل محاسبه است. استاندارد BS12 مقدار مناسب سنگ گچ را به صورت میزان SO۳ موجود توصیه می کند. [ ۱۱]
• انواع افزودنی های شیمیایی که به سه گروه اصلی زیر تقسیم می شوند: