تاثیر نوع سیمان بر مقاومت بتن

بتن و فرآورده‌های آن کاربردی‌ترین مصالح در ساخت سازه‌های نوین عمرانی است. حالا سازه‌های مدرن در ابعاد بزرگ برای فتح آسمان‌ها قد می‌کشند و چنین سازه‌هایی به بتن کاملا مقاوم و ماندگار نیاز دارند. مقاومت بتن از مولفه‌های کلیدی در ساخت انواع بتن است و برای تحلیل آن از نسبت سیمان یا نوع سیمان در مخلوط بتن استفاده می‌کنند. به این ترتیب تاثیر سیمان بر مقاومت بتن نقشی برجسته و کاملاً مهندسی شده دارد.

سیمان اصلی‌ترین متریال ساخت بتن است که در اصل یک نوع چسب قدرتمند در فرآورده‌های بتن سازی است. با استفاده بهینه از سیمان می‌توانیم خرده سنگ‌های تشکیل دهنده و حجم دهنده بتن را محکم و ماندگار کنار هم قرار دهیم. اما برای مقدار استفاده از سیمان و حتی نوع سیمان در حجم بتن دستورالعمل‌هایی وجود دارد. استفاده افراطی از سیمان و یا کاهش درصد حضور سیمان طرح اختلاط بتن را ضعیف می‌کند. در این مقاله از متسل موتور جستجوی تخصصی صنعت ساختمان به بررسی تاثیر نوع سیمان بر مقاومت بتن می‌پردازیم.

تاثیر سیمان بر مقاومت بتن

چه رابطه‌ای میان نوع سیمان و مقاومت بتن وجود دارد؟

بتن یک متریال ترکیبی است که خیلی ساده از مخلوط شدن همگن آب، شن و ماسه و سیمان به همراه برخی افزودنی‌ها تهیه می‌شود. مرحله مخلوط کردن بتن ساده است اما اهمیت ماجرا در تناسب مصالح هنگام ساخت بتن است. به این تناسب مصالح اصطلاحاً فرمولاسیون بتن گفته می‌شود.

سیمان اصلی‌ترین مصالح در ساخت بتن است که حجم سنگین و بی‌نظم و جدا شده از خرده سنگ‌ها را تبدیل به یک بافت کاملا متراکم و منسجم می‌کند. ولی عدم توجه به عیار سیمان و یا نوع سیمان تاثیر منفی در مقاومت فشاری بتن دارد. قاعدتا می‌دانید که حجم هوای قابل توجه در بتن باقی می‌ماند و این حباب‌های هوا به دلیل عدم قرارگیری متراکم سنگدانه‌ها ایجاد می‌شود که تاثیر منفی بر مقاومت بتن می‌گذارد. سنگدانه‌ها بافت متراکم و مقاومی دارند و آنچه باعث ضعف ساختار بتنی می‌شود، عدم هم‌پوشانی کامل میان فضاهای اطراف همین سنگدانه‌ها است. فضایی که باید به طور کامل توسط خمیر سیمان پوشانده شود.

نسبت آب به سیمان در تشکیل خمیر سیمان از مولفه‌های کلیدی ساخت انواع بتن است. این نسبت در شکل گیری خمیر سیمان و توانایی خمیر در پر کردن تمام فضای خالی میان سنگدانه‌ها و در نهایت افزایش مقاومت فشاری بتن تأثیرگذار است.

پارامترهای تعیین کننده مقاومت بتن چه هستند؟

مقاومت فشاری بتن یک بحث جامع علمی است که تحت تاثیر عوامل متعددی قرار دارد. عموم این پارامترها به قرار زیر هستند.

  • تراکم پذیری بتن
  • نوع عمل آوری بتن
  • نوع مواد افزودنی
  • مقدار رطوبت بتن
  • سرعت بارگذاری
  • نوع تنش و بار وارد شده به بتن
  • اندازه سنگدانه‌ها
  • نوع سیمان و مقدار آن

برای تهیه بتن مقاوم باید تمامی این پارامترها را با دقت بررسی کنید و شرایط ایده‌آل آنها را فراهم آورید. نوع سیمان یکی از مهمترین پارامتر‌ها در افزایش مقاومت فشاری بتن است.

مقاومت فشاری بتن چیست؟

در این مطلب قصد داریم تا به بررسی تاثیر نوع سیمان بر مقاومت بتن بپردازیم. اما اصولا این مقاومت فشاری بتن چیست؟ چگونه محاسبه می‌شود؟ و چرا تا این اندازه اهمیت دارد؟

مقاومت فشاری بتن به حداکثر تحمل بتن در مقابل تنش‌ها بدون ایجاد شکستگی در آن گفته می‌شود. مقدار تحمل تنش‌ها نیز کاملاً بستگی به الگوی طرح اختلاط بتن و بکارگیری سیمان در حجم نهایی بتن حین عمل آوری آن دارد. نسبت سیمان به آب سطح تحمل شکست بتن را معین می‌کند. از نگاه فنی مقاومت فشاری بتن حداکثر تحمل بتن در مقابل شکست‌ها می‌باشد.

برای تعیین سطح کیفی و سنجش کارایی بتن معیارهای مقاومت فشاری و مقاومت کششی را مطرح کرده‌اند. هر دو مقاومت در ساخت نهایی بتن از اهمیت بالایی برخوردار هستند. در ضمن برای محاسبه هر دو نوع مقاومت کششی و یا فشاری سری آزمایش‌های استاندارد طبق دستورالعمل‌های بین المللی تدوین شده است.

روش اندازه گیری مقاومت فشاری بتن چگونه است؟

در این مطلب قرار است از تاثیر نوع بتن در مقاومت فشاری آن صحبت کنیم. اگر چه مقاومت کششی نیز جایگاه فنی و مهندسی بالایی دارد، با این وجود ادامه صحبت را در مورد مقاومت فشاری بتن دنبال می‌کنیم. روش اندازه گیری مقاومت فشاری ساده است و با تعیین چند مولفه به راحتی محاسبه می‌شود. برای محاسبه مقاومت فشاری بتن به مولفه‌های زیر نیاز دارید.

  • مقدار ضد رطوبت بودن بتن
  • میزان نفوذپذیری بتن
  • نوع مدول ارتجاعی بتن
  • مقدار مقاومت بتن در شرایط مختلف جوی و تنش‌های دمایی

مقدار مقاومت فشاری بتن از سایر مقاومت‌ها خیلی بیشتر است. مقاومت فشاری مولفه اصلی ساخت انواع بتن است و برای فرموله شدن بتن معیار اصلی همین مقاومت فشاری است.

نوع سیمان

تخلخل سیمان چیست؟ چگونه مقاومت فشاری را تغییر می‌دهد؟

تخلخل سیمان از معیارها برای محاسبه مقدار روان بودن خمیر سیمان است. هر اندازه خمیر سیمان فرم غیر همگن و نامتوازن داشته باشد، احتمال نفوذ حباب هوا در آن زیاد است. از طرفی چنین سیمانی قادر به پر کردن تمام حفره‌ها و فرج‌ها میان سنگدانه‌های بتن نیست. لذا پدیده تخلخل سیمان آغاز می‌شود که تاثیر منفی در مقاومت فشاری بتن دارد.

سیمان‌ها متفاوت هستند و انواع سیمان درجه‌های متفاوتی از تخلخل را نشان می‌دهند. به همین خاطر وقتی نوع سیمان در شکل گیری بتن را تغییر می‌دهید، با تغییر مقدار تخلخل سیمان مقدار مقاومت فشاری بتن نیز تغییر می‌کند.

شکل دانه‌های سیمان و مقاومت فشاری بتن

قاعدتا می‌دانید که سیمان‌ها را در تیپ‌های گوناگون و با کیفیت‌های متفاوت تولید می‌کنند. اما چه چیزی در تفاوت کیفیت سیمان‌ها برای عملکرد در بتن تأثیرگذار است؟

سیمان به ظاهر حالت پودر شده دارد، اما اگر این پودر را موشکافانه‌تر بررسی کنید، با ذرات بسیار ریز آن روبه‌رو هستید. در واقع سیمان از دانه‌های ریزی تشکیل شده است که فرم و اندازه این دانه‌ها با یکدیگر در انواع سیمان متفاوت است. نوع شکل ظاهری دانه‌های سیمان و اندازه این دانه‌ها بر مقدار مقاومت فشاری بتن تاثیر می‌گذارد.

هر اندازه مقدار قطر دانه‌های سیمانی کوچکتر باشد و سیمان از دانه‌های ریزتری تشکیل شده باشد، مقدار تخلخل سیمان نیز کمتر است. زیرا دانه‌ها بخش بیشتری از فضاهای خالی میان سنگدانه‌ها و یا میان خود را پر می‌کنند. در مقابل هر اندازه قطر دانه‌های سیمان بزرگتر باشد یا اصطلاحاً درشت دانه باشد، مقدار درصد تخلخل سیمان نیز افزایش پیدا می‌کند.

مقدار تخلخل نیز معیار قابلیت فشرده سازی سیمان است. سیمان با تخلخل زیاد مقدار هوای زیادتری را در خود محبوس کرده است. این موضوع باعث کاهش مقاومت فشاری بتن می‌شود. در مقابل هر اندازه دانه‌ها کوچکتر باشند و مقدار تخلخل کاهش پیدا کند، سیمان نیز فرم فشرده‌تری دارد. در این صورت بخش‌های بیشتری از فضای میان خرده سنگ‌ها را پر می‌کند و فشرده سازی بتن افزایش پیدا می‌کند. در این صورت مقدار مقاومت فشاری بتن نیز بالاتر است.

چگونه مقاومت بتن را افزایش دهیم؟

آنچه مسلم است، نوع سیمان و درصد درست سیمان در مقدار مقاومت فشاری بتن کاملا تأثیرگذار است. قاعدتا اگر بتن با مقاومت فشاری بالاتری می‌خواهید، باید از سیمان دانه سبک که تخلخل کمی دارد، آنهم در عیار مناسب استفاده کنید.

برای ساختن بتن مناسب در اولین قدم لازم است تا فرمولاسیون مقاومی را تهیه کنید. این فرمولاسیون با استفاده از نمونه برداری سطح مصالح کارگاه و بتن سازی در محیط آزمایشگاهی تهیه می‌شود. اما در مرحله بالاتر باید سیمان مناسب را تهیه کرده باشید. از نگاه عملیاتی مقدار مقاومت بتن به دو مولفه کلی ارتباط دارد.

  • نسبت آب به سیمان چقدر باشد؟
  • تاثیر میزان هوای باقیمانده در مقاومت برشی بتن چه مقدار است؟

هر اندازه از سیمان با کیفیت بالاتری تهیه کنید که دانه‌های آن فرم هندسی یکنواخت داشته باشند، قاعدتاً خمیر سیمان تهیه شده توانایی کافی پر کردن تمام فضاهای خالی را دارد. تاثیر نوع سیمان بر مقاومت بتن در همین گام اساسی است. سیمان اگر چه ماهیت شیمیایی دارد و عمل آوری آن در فرایند طولانی هیدراتاسیون انجام می‌شود؛ اما زمانی موثر است که متناسب با خرده سنگ‌ها از درصد تخلخل کمتری برخوردار باشد.

تاثیر سیمان بر مقاومت بتن

تاثیر نوع سیمان بر شکست بتن

در بحثی جامع از دانه بندی سیمان صحبت کردیم و به سطح تخلخل سیمان در شرایط مختلف دانه بندی پرداختیم. قاعدتا حالا می‌دانیم که تخلخل سیمان از موضوعات کلیدی است و نوع سیمان در ایجاد این تخلخل تاثیرگذار است. حال در این بحث می‌خواهیم از شکست بتن صحبت کنیم.

سیمان با تخلخل زیاد باعث ایجاد فضاهای خالی میان بتن شده که به شکل گیری تنش‌های سنگین بتن تحت بارهای دینامیکی و استاتیکی کمک می‌کند. این افزایش تنش‌ها مقدار مقاومت فشاری بتن را زایل کرده که در نهایت به شکست بتن می‌انجامد. این شکست نیز به صورت ترک‌های سطحی و یا عمیق در کل بتن ظاهر می‌شود.

اگر ترک ایجاد شده به حالت تک محور باشد، این بدان معنی است که انرژی زیادی صرف ایجاد ترک در بتن شده است. ترک‌های ایجاد شده در ناحیه انتقال خمیر سیمان نیز بر ابعاد ترک‌های بتن اضافه می‌کنند. در واقع با دو نوع ترک در اثر شکست بتن سر و کار داریم. ترک‌هایی که همگی آنها نتیجه استفاده نامناسب از سیمان در بتن با کارایی ویژه است.

آیا نوع سیمان در مقاومت برشی بتن نیز تاثیرگذار است؟

در بخش‌های قبلی همین مطلب به انواع مقاومت‌های فشاری و برشی بتن اشاره کردیم. همان طور که نوع سیمان در افزایش یا شکست مقاومت فشاری بتن تأثیرگذار است، می‌تواند در مقدار مقاومت برشی آن نیز نقش بازی کند. در این زمینه باز هم به موضوعاتی از تخلخل سیمان و مقدار درجه هیدراتاسیون در مراحل کیورینگ بتن پرداخته می‌شود.

لازم است بدانید که نوع سیمان پرتلند درجه یک و یا درجه ۲ و ۳ در مقدار مقاومت فشاری و برشی بتن تاثیر بسزایی دارند. به عنوان مثال می‌توانیم از مقدار واکنش بالای سیمان پرتلند درجه ۳ صحبت کنیم که تا سه برابر بالاتر از سیمان درجه یک است.

برای افزایش مقاومت برشی و همچنین مقاومت فشاری توصیه شده است تا از ترکیب سیمان پرتلند درجه 3 و درجه 1 همزمان استفاده شود. همچنین از نسبت یک به یک سیمان پرتلند 3 و آب برای افزایش مقاومت ساختار بتن استفاده می‌کنند.

ناخالصی در سیمان

در مراحل ساخت بتن یک بحث جدی وجود دارد و آن حضور ناخالصی‌ها در سیمان پرتلند است. اینکه این ناخالصی‌ها چه تاثیری در مقاومت فشاری بتن می‌گذارند؟

شاید تصور کنید که ناخالصی‌های سیمانی تاثیر منفی بر مقاومت فشاری بتن می‌گذارند اما در عمل این طور نیست. تنها تأثیر منفی این ناخالصی‌ها پس از سخت شدن نهایی بتن است که به شکل شوره بتن در سطح تجمع می‌کنند. شوره بتن خود به تنهایی یکی از عوامل مخرب بتن است که در مبحثی دیگر بررسی می‌شود. اما به هر حال حضور ناخالصی‌ها تاثیری در مقاومت فشاری بتن ندارد. زیرا در کل این نوع سیمان پرتلند است که باید فضاهای خالی میان ذرات بتن را پر کند. در غیر این صورت پدیده بتن متخلخل ایجاد شده که چالش‌های خاص خودش را دارد.

سیمان متریال کلیدی

سیمان کلیدی ترین متریال ساخت بتن است و قطعا کیفیت و خلوص آن تا مقدار آن در مقاومت فشاری بتن تاثیر گذار است. نسبت سیمان به ترکیب نهایی بتن را با معیار ساده اما مهم عیار بتن معرفی می کنند. عیار بتن به مقدار وزن سیمان در هر متر مکعب بتن گفته می شود و به تنهایی می تواند الگوی مهندسی شده برای تحلیل مقاوت بتن باشد. در این مطلب به بیانی کلی از شرایط مختلف بتن و تاثیر آن در مقاومت بتن پرداختیم. اما در نظر داشته باشید که این مطلب در سایت متسل یک دورنمای کلی از اهمیت نوع سیمان در مقاومت بتن است. اما توصیه می کنیم که در فاز عملیاتی پروژه‌های عمرانی مباحث مطرح شده را دقیق تر و تخصصی بررسی کنید. اگر  تمایل دارید تا بدانید تفاوت بین سیمان سیاه و سیمان سفید چیست این مقاله را از دست ندهید.

تاثیر نوع سیمان بر مقاومت بتن

بتن و فرآورده‌های آن کاربردی‌ترین مصالح در ساخت سازه‌های نوین عمرانی است. حالا سازه‌های مدرن در ابعاد بزرگ برای فتح آسمان‌ها قد می‌کشند و چنین سازه‌هایی به بتن کاملا مقاوم و ماندگار نیاز دارند. مقاومت بتن از مولفه‌های کلیدی در ساخت انواع بتن است و برای تحلیل آن از نسبت سیمان یا نوع سیمان در مخلوط بتن استفاده می‌کنند. به این ترتیب تاثیر سیمان بر مقاومت بتن نقشی برجسته و کاملاً مهندسی شده دارد.

سیمان اصلی‌ترین متریال ساخت بتن است که در اصل یک نوع چسب قدرتمند در فرآورده‌های بتن سازی است. با استفاده بهینه از سیمان می‌توانیم خرده سنگ‌های تشکیل دهنده و حجم دهنده بتن را محکم و ماندگار کنار هم قرار دهیم. اما برای مقدار استفاده از سیمان و حتی نوع سیمان در حجم بتن دستورالعمل‌هایی وجود دارد. استفاده افراطی از سیمان و یا کاهش درصد حضور سیمان طرح اختلاط بتن را ضعیف می‌کند. در این مقاله از متسل موتور جستجوی تخصصی صنعت ساختمان به بررسی تاثیر نوع سیمان بر مقاومت بتن می‌پردازیم.

تاثیر سیمان بر مقاومت بتن

چه رابطه‌ای میان نوع سیمان و مقاومت بتن وجود دارد؟

بتن یک متریال ترکیبی است که خیلی ساده از مخلوط شدن همگن آب، شن و ماسه و سیمان به همراه برخی افزودنی‌ها تهیه می‌شود. مرحله مخلوط کردن بتن ساده است اما اهمیت ماجرا در تناسب مصالح هنگام ساخت بتن است. به این تناسب مصالح اصطلاحاً فرمولاسیون بتن گفته می‌شود.

سیمان اصلی‌ترین مصالح در ساخت بتن است که حجم سنگین و بی‌نظم و جدا شده از خرده سنگ‌ها را تبدیل به یک بافت کاملا متراکم و منسجم می‌کند. ولی عدم توجه به عیار سیمان و یا نوع سیمان تاثیر منفی در مقاومت فشاری بتن دارد. قاعدتا می‌دانید که حجم هوای قابل توجه در بتن باقی می‌ماند و این حباب‌های هوا به دلیل عدم قرارگیری متراکم سنگدانه‌ها ایجاد می‌شود که تاثیر منفی بر مقاومت بتن می‌گذارد. سنگدانه‌ها بافت متراکم و مقاومی دارند و آنچه باعث ضعف ساختار بتنی می‌شود، عدم هم‌پوشانی کامل میان فضاهای اطراف همین سنگدانه‌ها است. فضایی که باید به طور کامل توسط خمیر سیمان پوشانده شود.

نسبت آب به سیمان در تشکیل خمیر سیمان از مولفه‌های کلیدی ساخت انواع بتن است. این نسبت در شکل گیری خمیر سیمان و توانایی خمیر در پر کردن تمام فضای خالی میان سنگدانه‌ها و در نهایت افزایش مقاومت فشاری بتن تأثیرگذار است.

پارامترهای تعیین کننده مقاومت بتن چه هستند؟

مقاومت فشاری بتن یک بحث جامع علمی است که تحت تاثیر عوامل متعددی قرار دارد. عموم این پارامترها به قرار زیر هستند.

  • تراکم پذیری بتن
  • نوع عمل آوری بتن
  • نوع مواد افزودنی
  • مقدار رطوبت بتن
  • سرعت بارگذاری
  • نوع تنش و بار وارد شده به بتن
  • اندازه سنگدانه‌ها
  • نوع سیمان و مقدار آن

برای تهیه بتن مقاوم باید تمامی این پارامترها را با دقت بررسی کنید و شرایط ایده‌آل آنها را فراهم آورید. نوع سیمان یکی از مهمترین پارامتر‌ها در افزایش مقاومت فشاری بتن است.

مقاومت فشاری بتن چیست؟

در این مطلب قصد داریم تا به بررسی تاثیر نوع سیمان بر مقاومت بتن بپردازیم. اما اصولا این مقاومت فشاری بتن چیست؟ چگونه محاسبه می‌شود؟ و چرا تا این اندازه اهمیت دارد؟

مقاومت فشاری بتن به حداکثر تحمل بتن در مقابل تنش‌ها بدون ایجاد شکستگی در آن گفته می‌شود. مقدار تحمل تنش‌ها نیز کاملاً بستگی به الگوی طرح اختلاط بتن و بکارگیری سیمان در حجم نهایی بتن حین عمل آوری آن دارد. نسبت سیمان به آب سطح تحمل شکست بتن را معین می‌کند. از نگاه فنی مقاومت فشاری بتن حداکثر تحمل بتن در مقابل شکست‌ها می‌باشد.

برای تعیین سطح کیفی و سنجش کارایی بتن معیارهای مقاومت فشاری و مقاومت کششی را مطرح کرده‌اند. هر دو مقاومت در ساخت نهایی بتن از اهمیت بالایی برخوردار هستند. در ضمن برای محاسبه هر دو نوع مقاومت کششی و یا فشاری سری آزمایش‌های استاندارد طبق دستورالعمل‌های بین المللی تدوین شده است.

روش اندازه گیری مقاومت فشاری بتن چگونه است؟

در این مطلب قرار است از تاثیر نوع بتن در مقاومت فشاری آن صحبت کنیم. اگر چه مقاومت کششی نیز جایگاه فنی و مهندسی بالایی دارد، با این وجود ادامه صحبت را در مورد مقاومت فشاری بتن دنبال می‌کنیم. روش اندازه گیری مقاومت فشاری ساده است و با تعیین چند مولفه به راحتی محاسبه می‌شود. برای محاسبه مقاومت فشاری بتن به مولفه‌های زیر نیاز دارید.

  • مقدار ضد رطوبت بودن بتن
  • میزان نفوذپذیری بتن
  • نوع مدول ارتجاعی بتن
  • مقدار مقاومت بتن در شرایط مختلف جوی و تنش‌های دمایی

مقدار مقاومت فشاری بتن از سایر مقاومت‌ها خیلی بیشتر است. مقاومت فشاری مولفه اصلی ساخت انواع بتن است و برای فرموله شدن بتن معیار اصلی همین مقاومت فشاری است.

نوع سیمان

تخلخل سیمان چیست؟ چگونه مقاومت فشاری را تغییر می‌دهد؟

تخلخل سیمان از معیارها برای محاسبه مقدار روان بودن خمیر سیمان است. هر اندازه خمیر سیمان فرم غیر همگن و نامتوازن داشته باشد، احتمال نفوذ حباب هوا در آن زیاد است. از طرفی چنین سیمانی قادر به پر کردن تمام حفره‌ها و فرج‌ها میان سنگدانه‌های بتن نیست. لذا پدیده تخلخل سیمان آغاز می‌شود که تاثیر منفی در مقاومت فشاری بتن دارد.

سیمان‌ها متفاوت هستند و انواع سیمان درجه‌های متفاوتی از تخلخل را نشان می‌دهند. به همین خاطر وقتی نوع سیمان در شکل گیری بتن را تغییر می‌دهید، با تغییر مقدار تخلخل سیمان مقدار مقاومت فشاری بتن نیز تغییر می‌کند.

شکل دانه‌های سیمان و مقاومت فشاری بتن

قاعدتا می‌دانید که سیمان‌ها را در تیپ‌های گوناگون و با کیفیت‌های متفاوت تولید می‌کنند. اما چه چیزی در تفاوت کیفیت سیمان‌ها برای عملکرد در بتن تأثیرگذار است؟

سیمان به ظاهر حالت پودر شده دارد، اما اگر این پودر را موشکافانه‌تر بررسی کنید، با ذرات بسیار ریز آن روبه‌رو هستید. در واقع سیمان از دانه‌های ریزی تشکیل شده است که فرم و اندازه این دانه‌ها با یکدیگر در انواع سیمان متفاوت است. نوع شکل ظاهری دانه‌های سیمان و اندازه این دانه‌ها بر مقدار مقاومت فشاری بتن تاثیر می‌گذارد.

هر اندازه مقدار قطر دانه‌های سیمانی کوچکتر باشد و سیمان از دانه‌های ریزتری تشکیل شده باشد، مقدار تخلخل سیمان نیز کمتر است. زیرا دانه‌ها بخش بیشتری از فضاهای خالی میان سنگدانه‌ها و یا میان خود را پر می‌کنند. در مقابل هر اندازه قطر دانه‌های سیمان بزرگتر باشد یا اصطلاحاً درشت دانه باشد، مقدار درصد تخلخل سیمان نیز افزایش پیدا می‌کند.

مقدار تخلخل نیز معیار قابلیت فشرده سازی سیمان است. سیمان با تخلخل زیاد مقدار هوای زیادتری را در خود محبوس کرده است. این موضوع باعث کاهش مقاومت فشاری بتن می‌شود. در مقابل هر اندازه دانه‌ها کوچکتر باشند و مقدار تخلخل کاهش پیدا کند، سیمان نیز فرم فشرده‌تری دارد. در این صورت بخش‌های بیشتری از فضای میان خرده سنگ‌ها را پر می‌کند و فشرده سازی بتن افزایش پیدا می‌کند. در این صورت مقدار مقاومت فشاری بتن نیز بالاتر است.

چگونه مقاومت بتن را افزایش دهیم؟

آنچه مسلم است، نوع سیمان و درصد درست سیمان در مقدار مقاومت فشاری بتن کاملا تأثیرگذار است. قاعدتا اگر بتن با مقاومت فشاری بالاتری می‌خواهید، باید از سیمان دانه سبک که تخلخل کمی دارد، آنهم در عیار مناسب استفاده کنید.

برای ساختن بتن مناسب در اولین قدم لازم است تا فرمولاسیون مقاومی را تهیه کنید. این فرمولاسیون با استفاده از نمونه برداری سطح مصالح کارگاه و بتن سازی در محیط آزمایشگاهی تهیه می‌شود. اما در مرحله بالاتر باید سیمان مناسب را تهیه کرده باشید. از نگاه عملیاتی مقدار مقاومت بتن به دو مولفه کلی ارتباط دارد.

  • نسبت آب به سیمان چقدر باشد؟
  • تاثیر میزان هوای باقیمانده در مقاومت برشی بتن چه مقدار است؟

هر اندازه از سیمان با کیفیت بالاتری تهیه کنید که دانه‌های آن فرم هندسی یکنواخت داشته باشند، قاعدتاً خمیر سیمان تهیه شده توانایی کافی پر کردن تمام فضاهای خالی را دارد. تاثیر نوع سیمان بر مقاومت بتن در همین گام اساسی است. سیمان اگر چه ماهیت شیمیایی دارد و عمل آوری آن در فرایند طولانی هیدراتاسیون انجام می‌شود؛ اما زمانی موثر است که متناسب با خرده سنگ‌ها از درصد تخلخل کمتری برخوردار باشد.

تاثیر سیمان بر مقاومت بتن

تاثیر نوع سیمان بر شکست بتن

در بحثی جامع از دانه بندی سیمان صحبت کردیم و به سطح تخلخل سیمان در شرایط مختلف دانه بندی پرداختیم. قاعدتا حالا می‌دانیم که تخلخل سیمان از موضوعات کلیدی است و نوع سیمان در ایجاد این تخلخل تاثیرگذار است. حال در این بحث می‌خواهیم از شکست بتن صحبت کنیم.

سیمان با تخلخل زیاد باعث ایجاد فضاهای خالی میان بتن شده که به شکل گیری تنش‌های سنگین بتن تحت بارهای دینامیکی و استاتیکی کمک می‌کند. این افزایش تنش‌ها مقدار مقاومت فشاری بتن را زایل کرده که در نهایت به شکست بتن می‌انجامد. این شکست نیز به صورت ترک‌های سطحی و یا عمیق در کل بتن ظاهر می‌شود.

اگر ترک ایجاد شده به حالت تک محور باشد، این بدان معنی است که انرژی زیادی صرف ایجاد ترک در بتن شده است. ترک‌های ایجاد شده در ناحیه انتقال خمیر سیمان نیز بر ابعاد ترک‌های بتن اضافه می‌کنند. در واقع با دو نوع ترک در اثر شکست بتن سر و کار داریم. ترک‌هایی که همگی آنها نتیجه استفاده نامناسب از سیمان در بتن با کارایی ویژه است.

آیا نوع سیمان در مقاومت برشی بتن نیز تاثیرگذار است؟

در بخش‌های قبلی همین مطلب به انواع مقاومت‌های فشاری و برشی بتن اشاره کردیم. همان طور که نوع سیمان در افزایش یا شکست مقاومت فشاری بتن تأثیرگذار است، می‌تواند در مقدار مقاومت برشی آن نیز نقش بازی کند. در این زمینه باز هم به موضوعاتی از تخلخل سیمان و مقدار درجه هیدراتاسیون در مراحل کیورینگ بتن پرداخته می‌شود.

لازم است بدانید که نوع سیمان پرتلند درجه یک و یا درجه ۲ و ۳ در مقدار مقاومت فشاری و برشی بتن تاثیر بسزایی دارند. به عنوان مثال می‌توانیم از مقدار واکنش بالای سیمان پرتلند درجه ۳ صحبت کنیم که تا سه برابر بالاتر از سیمان درجه یک است.

برای افزایش مقاومت برشی و همچنین مقاومت فشاری توصیه شده است تا از ترکیب سیمان پرتلند درجه 3 و درجه 1 همزمان استفاده شود. همچنین از نسبت یک به یک سیمان پرتلند 3 و آب برای افزایش مقاومت ساختار بتن استفاده می‌کنند.

ناخالصی در سیمان

در مراحل ساخت بتن یک بحث جدی وجود دارد و آن حضور ناخالصی‌ها در سیمان پرتلند است. اینکه این ناخالصی‌ها چه تاثیری در مقاومت فشاری بتن می‌گذارند؟

شاید تصور کنید که ناخالصی‌های سیمانی تاثیر منفی بر مقاومت فشاری بتن می‌گذارند اما در عمل این طور نیست. تنها تأثیر منفی این ناخالصی‌ها پس از سخت شدن نهایی بتن است که به شکل شوره بتن در سطح تجمع می‌کنند. شوره بتن خود به تنهایی یکی از عوامل مخرب بتن است که در مبحثی دیگر بررسی می‌شود. اما به هر حال حضور ناخالصی‌ها تاثیری در مقاومت فشاری بتن ندارد. زیرا در کل این نوع سیمان پرتلند است که باید فضاهای خالی میان ذرات بتن را پر کند. در غیر این صورت پدیده بتن متخلخل ایجاد شده که چالش‌های خاص خودش را دارد.

سیمان متریال کلیدی

سیمان کلیدی ترین متریال ساخت بتن است و قطعا کیفیت و خلوص آن تا مقدار آن در مقاومت فشاری بتن تاثیر گذار است. نسبت سیمان به ترکیب نهایی بتن را با معیار ساده اما مهم عیار بتن معرفی می کنند. عیار بتن به مقدار وزن سیمان در هر متر مکعب بتن گفته می شود و به تنهایی می تواند الگوی مهندسی شده برای تحلیل مقاوت بتن باشد. در این مطلب به بیانی کلی از شرایط مختلف بتن و تاثیر آن در مقاومت بتن پرداختیم. اما در نظر داشته باشید که این مطلب در سایت متسل یک دورنمای کلی از اهمیت نوع سیمان در مقاومت بتن است. اما توصیه می کنیم که در فاز عملیاتی پروژه‌های عمرانی مباحث مطرح شده را دقیق تر و تخصصی بررسی کنید. اگر  تمایل دارید تا بدانید تفاوت بین سیمان سیاه و سیمان سفید چیست این مقاله را از دست ندهید.