توضیحات دسته بندی

سیمان

سیمان در شکل دادن به جهان ما عنصری اساسی است. سیمان و بتن در ذهن بسیاری از مردم در هم تنیده شده اند، اما در حقیقت بتن ماده‌ای است که ما هر روز با آن در تعامل هستیم - در ساختار خانه‌ها، ادارات و بیمارستان‌ها، پشتیبان پل‌ها و زیرساخت‌هایمان، که بر روی جاده‌ها و پیاده‌روهایمان گذاشته می‌شوند. سیمان چسب حیاتی است که مواد تشکیل دهنده بتن را به هم متصل می کند و بتن را به مصالح ساختمانی واقعا همه کاره و زیبا تبدیل می کند که نیازهای امروز جهان و چالش های فردا را برطرف می کند.

کاربرد اصلی سیمان برای اتصال مواد تشکیل دهنده بتن - ماسه و سنگدانه ها است. سیمان یک چسب است که به عنوان یک اتصال دهنده هیدرولیک عمل می کند، به این معنی که با اضافه کردن آب سخت می شود. سیمان خود پودری ریز است که از خرد کردن و سپس حرارت دادن سنگ آهک یا گچ به همراه چند ماده طبیعی دیگر از جمله خاک رس یا شیل به دست می آید.

سیمان و بتن سابقه طولانی در دنیای ما دارند.

امپراتوری روم استفاده از بتن را تسریع کرد. برخی از معروف‌ترین ساختمان‌های آن هنوز پابرجا هستند، از جمله پانتئون رومی (که بزرگترین گنبد بتونی در جهان باقی مانده است) و کولیزئوم. هر دوی این ساختمان ها که در حدود 2000 سال پیش ساخته شده اند، انعطاف پذیری و دوام بتن را نشان می دهند. اگرچه سیمانی که استفاده می شد با مواد سیمانی امروزی متفاوت بود.امروزه سیمان مبتنی بر کلینکر پرتلند رایج ترین نوع سیمان مورد استفاده است. سیمان پرتلند اولین بار در اوایل دهه 1800 توسعه یافت.

کلمه سیمان از کلمه لاتین caementum گرفته شده است که به معنی تکه های سنگ خرد شده است. سنگ آهک قدیمی ترین ماده ای است که به عنوان چسب استفاده می شود. آهک با حرارت گرفتن در نزدیکی سنگ آهک خالص و ملات آهک از افزودن و مخلوط کردن آب و ماسه ایجاد می‌شد. بتن اولین بار در امپراتوری روم مورد استفاده قرار گرفت. بتن استفاده شده در ساخت قلعه سنت آنجلو در رم که در سال 138 قبل از میلاد ساخته شده است، ویژگی های خود را حفظ کرده است، در حالی که سنگ های آن دچار فرسایش شده است.

یونانیان باستان توف آتشفشانی جزیره سانتورینی را با آهک مخلوط می کردند تا ملات به دست آورند یا از سنگ آهک رسی برای تولید نوعی آهک استفاده می کردند که برای تولید ملات استفاده می شد. در مصر به جای سیمان از گچ کلسینه شده ناخالص استفاده می شد. تقریباً 2000 سال پیش، یونانی ها و رومی ها آهک و پوزولین - خاکستر آتشفشانی که امروزه به نام پوزولانا شناخته می شود - آسیاب کردند و از این مخلوط به عنوان ملات در سنگ تراشی با افزودن ماسه استفاده کردند. اگرچه در دوران باستان از کلاسورهای مختلفی استفاده می شد، اما مطالعات روش های ساخت و ساز باستانی نتوانسته است اطلاعات زیادی در مورد نحوه به دست آوردن این کلاسورها یا شرایط کار اطلاعاتی جامع به دست آورد.

در انگلستان، خاکستر آتشفشانی را آسیاب می کردند و در ساخت آجر و کاشی سقف استفاده می کردند. کلیساهای بزرگ قرون وسطایی مانند چارتر و ریمز در فرانسه و کلیساهای دورهام، لینکلن و روچستر در انگلستان با استفاده از فناوری های پیشرفته در آن زمان ساخته شدند. رومی ها از فناوری هایی که 1000 سال قبل استفاده می شد بی اطلاع بودند. به احتمال زیاد، رومی ها ویژگی های مشخصه خاکستر آتشفشانی را شناسایی کرده و از آن در ساختمان های خود برای اهداف مختلف استفاده کردند.

جوامع اروپایی از رومیان عقب ماندند. استفاده از پوزولان برای تهیه ملات توسط اروپایی ها در قرون وسطی دوباره کشف شد.در سال 1756، جان اسمیتون، که مسئولیت ساخت فانوس دریایی Eddystone را بر عهده داشت، ویژگی های شیمیایی آهک را مطالعه کرد و به نتایج قابل توجهی در مورد کیفیت اتصال آن رسید. بعدها در پرتو این مطالعات جوزف پارکر چسبنده ای به نام سیمان رومی تولید کرد که ماده اولیه آن از سنگ آهک اطراف لندن به دست می آمد و از چسب تولید شده در ساخت کانال ها و بنادر استفاده می شد. «سیمان انگلیسی» تولید شده توسط جیمز فراست در همان دوران به اندازه سیمان روم محبوبیت نداشت.

در سال 1902 توماس A. Edison طویل ترین کوره (45 متر) ساخته شده تا به امروز را در کارخانه سیمان پورتلند نیوجرسی نصب کرد.  اولین کاربرد مهندسی گسترده سیمان پرتلند در تونل حفر شده در زیر رودخانه تیمز در سال 1928 مشاهده شد که پس از آن تأسیساتی در Wakefield برای تولید سیمان افتتاح شد.

به طور خلاصه، نام «پورتلند» از یک سنگ ساختمانی پورتلندی گرفته شده است، و دارای ویژگی های مشابه سیمان پرتلند است. اگرچه تاریخ اختراع سیمان پرتلند مشخص نیست، اما ثبت اختراع آن توسط J. Aspdin در سال 1824 صورت گرفت. این فرد در تاریخ به عنوان فردی که سیمان را اختراع کرد شناخته شود. در سال 1845، آیزاک جانسون از همان مواد خامی که سیمان پرتلند امروزی استفاده می شود، در سیمان خود استفاده کرد. در انگلستان در سال 1825، جیمز فراست تولید ثابت سیمان پرتلند را در سوانسکامب آغاز کرد، در حالی که اولین کارخانه‌های سیمان در بلژیک و آلمان در سال 1855 افتتاح شد. اولین مطالعات در خصوص سیمان در ایالات متحده در سال 1865 آغاز شد و اولین کامیون های سیمان در بالتیمور مریلند در سال 1913 مورد استفاده قرار گرفتند.

در دهه 1900، استفاده از کوره های دوار برای عملیات حرارتی جا افتاد. استفاده از آسیاب های گلوله ای برای آسیاب کردن مواد خام و کلینکر نیز آغاز گشت. و افزودن سنگ گچ و سایر مواد افزودنی به کلینکر منجر به بهبود کیفیت سیمان شد و در طول زمان پیشرفت های چشمگیری در فرآیندهای تولید مشاهده شد.