سیمان پرتلند سرباره ای

سیمان یکی از مواد ضروری و مهم در صنعت ساخت و ساز است که در انواع مختلف در نوع پرتلند و غیرپرتلند با کاربردهای گسترده در بازار موجود هستند. تهیه و تولید سیمان علاوه بر پرهزینه‌ بودن می‌تواند به محیط زیست آسیب‌ برساند، تولید گازهای گلخانه‌ای، پاشش گرده‌های سیمان در اطراف خود و همچنین تولید پسماند کارخانه و تولید کلینکر، سیمان را متضاد با توسعه پایدار شهری و محیط زیست تبدیل کرده است. بنابراین در تولید سیمان از مواد جایگزین مانند ضایعات صنعت فولاد استفاده می‌کنند. موادی که در بالای کوره بلند ذوب آهن جمع شده و به عنوان ضایعات صنعت فولاد شناخته می‌شوند، به سرباره معروف هستند. سرباره کوره بلند (GGBS یا GGBFS) پس از خاموش شدن سرباره آهن مذاب (ضایعات جانبی آهن و فولاد) در کوره بلند جمع تا محصولی دانه‌ای و شیشه‌ای را ایجاد و پس از خشک شدن به صورت پودر ریز به دست آید. اگر این ضایعات (سرباره) به آهستگی سرد شوند، حالت بلوری پیدا می‌کنند که کاربرد خاصی ندارند. اما برای این‌که تبدیل به سیمان پرتلند سرباره‌ای Blast Furnace Slag Portland Cement بشوند، باید به صورت شیشه‌ای و توسط جت آب سرد، خنک گردند.
به طور معمول سیمان پرتلند سرباره‌ای از ترکیب سیمان معمولی با 25 الی 65 درصد پودر سرباره کوره ذوب آهن تولید می‌شود. با این‌که میزان مقاومت سیمان سرباره‌ای از سیمان معمولی بیشتر است اما از لحاظ هزینه برای تولیدکنندگان و پیمان‌کاران مقرون به صرفه‌تر درمی‌آید. سیمان پرتلند سرباره‌‌ای کاربردهای مهمی از قبیل تولید بلوک‌های سیمانی پیش ساخته، بتن‌های مقاوم در برابر حرارت و خوردگی، ملات کاردی، حبس کردن بازمانده‌های رادیواکتیو و در مقادیر کم ضدسولفات و کندگیری دارند.

آنچه در ادامه خواهید خواند:

مزایا سیمان پرتلند سرباره‌ای

سیمان سرباره‌ای از اوكراين و در سال هاي 1964-1960 وارد صنعت ساخت و ساز شد. سرباره که یک محصول جانبی در صنایع متالوژی است به دلیل ترکیبات این ماده یک سیمان با کیفیت و مقرون به صرفه تولید می‌شود که دارای مزایایی قابل توجه است که عبارتند از:

  • پایین آمدن انرژی در تولید و کاهش ورود CO2 به محیط
  • استحکام بالاتر نسبت به سیمان معمولی
  • کمتر شدن گرمای هیدارته
  • مقاومت در برابر حمله‌های شیمایی سولفات و كلر و نفوذ کربن
  • حرارت هیدراتاسیون كنترل شده و در نتیجه كارائی بهتر در هوای گرم بتن نهایی
  • كاهش خوردگی آرماتور
  • کاهش اثرات مخرب واكنش آلكالی، سیلیسی سنگدانه‎ها

معایب سیمان پرتلند سرباره‌ای

  • گیرش سریع
  • بالا رفتن انقباض و خطر ترک خوردگی
  • واکنش انبساطی در نتیجه واکنش قلیایی

سیمان پرتلند سرباره ای


کاربردهای سیمان پرتلند سرباره‌ای

سیمان پرتلند سرباره‌ای زمانی که با شن و ماسه ترکیب شود دارای واکنش‌های قلیایی و سیلیسی شده و برای مناطق گرمسیر بسیار مفید است. از کاربردهای رایج این نوع سیمان می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • بتن‌ریزی‌های حجیم به ویژه مناطقی که نیاز به گرمای هیدراتاسیون پایین دارند.
  • در مکان‌هایی که در خطر حمله شیمیایی سولفات و کلر قرار دارد.
  • محیط‌های مرطوب (سیمان پرتلند سرباره‌ای نباید در معرض هوای سرد، یخ‌زدگی و خشک به کار رود)
  • پروژه‌های بندرسازی مانند ساخت اسکله
  • سد، کانال آب و فاضلاب، مخازن ذخیره آب
  • بتن‌های مسلح
  • مسیرهای مترو

توجه داشته باشید در صورتی که نیاز به قالب‌برداری سریع در بتن‌های حجم کم باشد، استفاده از سیمان پرتلند سرباره‌ای باید با دقت و رعایت استاندارندها انجام شود.

کاربرد سیمان پرتلند سرباره ای


انواع سیمان پروتلند سرباره‌ای

سیمان‌های سرباره‌ای با توجه به ترکیبات شیمیایی کوره، درصد ترکیب شیشه‌ای و آمورف، درجه نرمی روباره، درجه نرمی سرباره، دمای محیط در مرحله فرآیند سرد شدن، غلظت ترکیبات قلیایی در جریان واکنش به چند دسته تقسیم می‌شوند که عبارتند از:

  • سیمان پروتلند سرباره‌ای
  • سیمان سرباره‌ای معمولی
  • سیمان پروتلند سرباره‌ای ضد سولفات

ویژگی‌های استاندارد سیمان پرتلند سرباره‌ای

براساس استاندارد ملی ایران سیمان پرتلند سرباره‌ای به شماره 3517 است که از ترکیب مخلوط کلینکر سیمان پرتلند و سرباره دانه یا پودر شده به دست می‌آید. ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی سیمان پرتلند سرباره‌ای باید مطابق استاندارد ملی ایران باشد که در جدول زیر ذکر شده است.

ویژگی‌های فیزیکی سیمان پرتلند براساس استاندارد ملی ایران

ردیف

ویژگی‌های فیزیکی

PS

PS5

S

شماره استاندارد ملی روش آزمون

1

نرمی: سانتی‌متر مربع بر گرم (حداقل *)

2800

2800

2800

390

2

انبساط، با آزمون اتوکلاو (حداکثر درصد)

5/0

5/0

5/0

391

3

انقباض با آزمون اتوکلا (حداکثر درصد)

2/0

2/0

2/0

301

4

زمان گیرش با آزمون ویکات

4-1- اولیه (حداقل به دقیقه)

45

45

45

392

4-2- نهایی (حداکثر به ساعت)

7

7

7

392

5

حداقل تاب فشاری (کیلوگرم بر سانتی‌مترمربع)

5-1- سه روزه

120

100

-

393

5-2- هفت روزه

200

180

100

393

6

حداکثر حرارت هیدراتاسیون (کالری بر گرم**)

6-1- هفت روزه

70

70

70

394

6-2- بیست و هشت روزه

80

80

80

394


* مطابق با درخواست خرید باید انجام شود و میزان آن در آزمون دانه‌بندی با روش تر بر روی الک 45 میکرون و یا روش نفوذپذیری هوا مشخص خواهد شد.
** بنا به درخواست خریدار انجام می‌شود.
به خاطر داشته باشید، چنانچه در فاکتور خرید، سیمان سرباره‌ای (هرنوع) درج شده باشد، فروشند موظف است تا تائیدیه کیفیت مبنی بر مطابقت کامل هر محموله را مطابق با ویژگی‌های استاندارد همراه با نتیجه آزمون‌های فیزیکی و شیمیایی تحویل خریدار دهد.

ویژگی‌های شیمیایی سیمان پرتلند براساس استاندارد ملی ایران

ردیف

ترکیب شیمیایی

PS

PS5

S

روش آزمون

1

SO2-3

3

3

4

1693

2

S2-

2

2

2

3

باقیمانده نامحلول (حداکثر درصد)

1

1

1

4

افت حرارتی (حداکثر درصد)

3

3

4

5

قلیایی‌های قابل حل در آب (حداکثر درصد)

-

-

3

اگر خریدار از تولیدکننده سیمان پروتلند سرباره‌ای گواهی ترکیبات شیمیایی را درخواست کند، ترکیب شیمیایی محموله‌های حاوی این سیمان، با استفاده از رواداری شیمیایی جدول استاندارد زیر در نظر گرفته می‌شود.

ردیف

ترکیب

رواداری

1

 SiO2

±3

2

Al2O3

±2

3

CaO

 ±3

3±