مقاله کامل در مورد سیمان
دانلود مقاله کامل در مورد سیمان
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
بلافاصله بعد از پرداخت لینک دانلود فعال می شود