مقدمه
سیمان از انواع مصالح ساختمانی و گردی است نرم که دارای چسبندگی زیاد بوده و به عنوان یک چسب ساختمانی بکار می‌رود . این ماده مهم که سالانه میلیونها تن از آن در کشور تولید و به مصارف گوناگون می‌رسد در مقابل هوا و همچنین در زیر آب خود را گرفته , استحکام بیشتری پیدا نموده و مدت دوام آن نامحدود است .
سیمان بخودی خود مقاومت زیادی در مقابل فشار نداشته , لیکن پس از ترکیب با شن , ماسه و آب و تهیه ملات و بتون , با گذشت زمان مقاومت مورد نظر را ایجاد می‌نماید . به عبارت دیگر سیمانها مواد چسبنده‌ای هستند که قابلیت چسباندن ذرات به یکدیگر و به وجود آوردن جسم یکپارچه از ذرات متشکله را دارند .
از نظر علمی سیمان ترکیبی است از اکسید کلسیم (آهک) با سایر اکسیدها نظیر اکسید آلومینیوم , اکسید سیلیسیم و اکسید آهن که میل ترکیب با آب داشته و در مجاورت هوا و در زیر آب به مرور سخت میگردد و دارای مقاومت می‌شود . این سخت شدن مثل بستن گل هنگام از دست دادن آب نیست , بلکه واکنشی شیمیایی است که طی آن شکل جدیدی از ماده پدیدار می‌شود و سیمان سخت شده قابلیت نرم شدن مجدد با آب را ندارد .
کلمه سیمان اغلب در مفهوم کلی برای توصیف تمامی انواع مواد چسبنده بکار می‌رود , ولی در مفهومی دقیقتر به مواد چسبناکی اطلاق میگردد که در ساختمان و بناهای ساخته شده در مهندسی عمران بکار می‌رود .
سفت و محکم شدن سیمان در نتیجه هیدراسیون (ترکیب با آب) ایجاد میگردد , که ترکیب شیمیایی مخلوط سیمان با آب است و موجب تشکیل بلورهای شبه میکروسکوپی یا ماده شبه ژلاتینی میگردد . سیمان ساخت و ساز بخاطر خواص ترکیب با آب خود , که حتی در زیر آب نیز سفت می‌شود , اغلب سیمان هیدرولیکی نامیده می‌شود .
لغت “سیمان” از کلمه یونانی caementum مشتق شده است که به معنی تکه تکه کردن سنگ است , یعنی همانگونه که در ملات رومی بکار می‌رفته , و ارتباطی با خود ماده چسبنده ندارد .
تاریخچه سیمان
انسان از دیرباز سیمان را می‌شناخته و با گذشت زمان بر نقش و اهمیت آن وقوف و آگاهی بیشتر یافته و هر روز کوشیده است , بناها و ساخته‌های خود را مستحکم‌تر از گذشته احداث نماید
انسانهای اواخر عصر حجر که از طریق شکار کردن و جمع‌آوری مواد غذایی ارتزاق می‌نمودند و در پی غذا در ناحیه وسیعی در حرکت بودند , در پناهگاههای موقت زندگی می‌کردند . وقوع انقلاب کشاورزی که به حدود ۱۰۰۰۰ سال پیش از میلاد مسیح باز میگردد , انگیزه‌ای برای سکونت دائمی و ایجاد ساختمان و خانه برای انسان بود . انسان دیگر بدنبال شکار یا گله‌های خود از جائی به جای دیگر نمی‌رفت , بلکه برای مراقبت از مزارع خود در یک محل می‌ماند . در خاورمیانه آثار و بقایای دهکده‌های کاملی با محل سکونت مدوری بنام تولوی “Tholoi” یافت شده که دیوارهای آن از گل رس متراکم ساخته شده است .
ملاتی که در اتصال سنگها و سفالها از آن استفاده می‌شد , مخلوطی بوده از ماسه , آهک و آب و در ساختمان قسمتهایی که در زیر آب قرار می‌گرفت ماده‌ای سیلیسی بنام “پوزولانا” اضافه می‌کردند , که ملات را سخت و در مقابل آب مقاوم می‌ساخت .
ر واقع منشاء سیمان هیدرولیک (ترکیبی با آب) به یونان و روم باستان باز میگردد . مواد مصرفی عبارت بودند از آهک و نوعی خاکستر آتشفشانی که با آب واکنش آهسته‌ای نشان داده و تبدیل به توده سفتی می‌گردید . این توده ماده چسبناک ، ملات و بتون ساخته شده در روم در دو هزار سال پیش و همچنین کارهای ساختمانی بعدی در اروپای غربی را تشکیل می‌داد . آنها از این ملات در ساختمان برجها , باروها , جاده‌ها , آب‌انبارها , گرمابه‌ها , معابد , کاخها و قلعه‌ها استفاده می‌کردند
خاکستر آتشفشانی که از معدنی در نزدیکی شهر “پوزولا” (ایتالیای کنونی) استخراج می‌شد , سرشار از سیلیکات آلومینیوم بود , و سیمان مشهور “پوزولانا” مربوط به دوران روم باستان نیز از این نام برگرفته شده است . امروزه اصطلاح پوزولانا (Pozzolana) , یا پوزولان (Pozzolan) یا به خود سیمان اشاره دارد و یا به هر ماده نرم حاوی سیلیکات آلومینیومی اطلاق می‌شود که در مجاورت آب با آهک واکنش نشان داده و تشکیل سیمان می‌دهد . بهترین سیمان بدست آمده از دوران گذشته , ساخته دست رومیان است .
تهیه سیمان به طرق علمی جدید از قرن هیجدهم آغاز شد . در سال ۱۷۵۶ “جان اسمیتون” ماموریت یافت که فانوس دریایی کوچک “ادیستون” را که در دریای مانش و در ساحل “کورتوال” انگلستان قرار داشت دوباره بازسازی کند , وی در آزمایشهای خود موفق شد که از ترکیب سنگ آهک ناخالص و خاک و پختن آن دو , ماده‌ای شبیه به سنگهای “پرتلند” بوجود آورد
با سوزاندن مخلوطهای گوناگون سنگ آهک و خاک رس طی سالهای بعد تجربیات بیشتری در این زمینه بدست آمد .
در سال ۱۸۲۴ “ژوزف آسپدین” با سوزاندن مخلوط ۱ به ۳ سنگ آهک و خاک رس به مواد بهتری دست یافت . در شیوه او , عمل سوزاندن در کوره‌ها با چنان حرارتی صورت می‌گرفت که مواد ذوب شده پس از سرد شدن به صورت ذرات ریزی در می‌آمدند . ماده بدست آمده که به صورت پودری نرم بود , وقتی با آب مخلوط می‌شد , پس از چند ساعت سفت و سخت می‌شد . این محصول شباهت زیادی به سنگهای آهکی مستخرج از معدن جزیره “پرتلند” در انگلستان داشت , از اینرو به سیمان “پرتلند” معروف گردید و وجه تسمیه سیمانهای پرتلند امروزی نیز از اینجا آغاز می‌شود .
اولین بنای ساخته شده با این نوع سیمان , بنای پارلمان انگلستان است که در فواصل سالهای ۵۲-۱۸۴۰ احداث گردیده است .
تولید سیمان پرتلند به سرعت در سرتاسر کشورهای اروپایی و آمریکای شمالی گسترش یافت . در حال حاضر نیز سیمان پرتلند عمده ترین سیمان تولیدی در جهان است و موارد مصرف عام تری دارد .
بعدها “دکتر بوک” رئیس موسسه تحقیقات استاندارد سیمان آمریکا که به “پدر سیمان” معروف است ترکیبات اصلی سیمان را شرح داد که مورد تایید صاحبان صلاحیت قرار گرفت .
از آن پس در کشورهای پیشرفته تحقیق و پژوهش پیرامون ساخت انواع جدیدی از سیمان و بالا بردن کیفیت محصولات و رشد و توسعه تکنولوژی ساخت سیمان همچنان ادامه داشته است
امروزه سیمان از نظر وزن بزرگترین محصول صنعتی بشری محسوب می شود
فهرست مطالب
مقدمه
تاریخچه سیمان
تاریخچه صنعت سیمان در ایران
مواد اولیه سیمانهای پرتلند
تولید سیمان
کنترل کیفی
کاربردهای سیمان
مواد تشکیل دهنده بتون
انبار کردن سیمان
آینده صنعت سیمان
انواع سیمانهای استاندارد(پرتلند)
سیمان سفید
سیمانهای رنگی
سیمان پرتلند سربارهای
سیمان پوزولانی(سیمان خاکستر آتشفشانی)
سیمان بنائی
سیمان چاه نفت
سیمان انبساطی
سیمان آلومینیوم
تجارت جهانی سیمان