سیمان بنایی‌

سیمان بنایی، چسباننده‌ای‌ آبی‌ که در تهیه ملات‌های مختلف رایج در کارهای بنایی از آن استفاده می‌شود.‌ سیمان بنایی‌ عمدتاً به صورت ملات در سازه‌های بنایی برای اتصال آجر، سنگ یا بلوک مورد استفاده قرار می‌گیرد. مخلوطی از یک ماده چسباننده با سایر مواد مناسب است. ماده سیمانی ممکن است یکی از انواع سیمان پرتلند‌، سیمان پوزولانی‌، سیمان تفاله آهن گدازی‌، آهک آب‌دیده‌ یا آهک آبی باشد‌.‌ سیمان بنایی از کیلنکر سیمان پرتلند، مواد غیرآلی و‌ مواد آلی تشکیل می‌شود. مواد غیر آلی عمدتاً پرکننده‌هایی نظیر سنگ آهک یا خوراک خام آسیاب شده هستند.‌ ملات سیمان بنایی جذب آبی معادل نصف جذب آب ملات‌های سیمانی بدون مواد حباب هوا ساز دارند.

ملات‌ها و اندودهای بنایی معمولاً از چسباننده‌های تولید می‌شوند که موجب بهبود کارایی و ظرفیت نگهداری آب ملات تازه شده‌ است.‌‌ این چسباننده‌ها معمولاً از مخلوطی از سیمان، روباره آهن گدازی‌، پوزولان‌ها و آهک هیدراته یا آهک هیدرولیکی و پر کننده تشکیل می‌شوند. سیمان بنایی‌ در ساخت ملات آجر کاری‌، بلوک کاری‌، اندود کاری بیرونی و داخلی ساختمان‌، کف پوش‌ها‌، جداول و … مورد استفاده قرار می‌گیرد.

‌ویژگی سیمان بنایی

• ایجاد چسبندگی مطلوب ملات سیمان بنایی با مصالح دیگر
• کارایی بهتر ملات سیمان در مقایسه با ملات سیمانی
• ‌جمع شدگی کمتر ملات سیمان بنایی در مقایسه با ملات سیمانی
• ‌جذب آب کم ، پایداری بهتر در برابر حمله شیمیایی لکه گذاری و خسارت ناشی از یخ زدگی از مزایای این ملات است.
• ‌ملات سیمان بنایی جذب آبی معادل نصف جذب آب ملات‌های سیمانی بدون مواد حباب هوا ساز دارند.

‌ضرورت‌ها و راهکارهای تولید و مصرف سیمان بنایی

سیمان به عنوان یک کالای استراتژیک نقش بسیار مهمی در پیشبرد اهداف عمرانی کشور دارد. در عین حال فرآیند تولید این محصول راهبردی مشکلات عمده‌ای مانند مصرف انرژی بالا و آلایندگی محیط زیست را به همراه دارد.

‌صنعت سیمان یک صنعت انرژی بر بوده و بیشتر انرژی مورد استفاده در آن انرژی‌های تجدید ناپذیر فسیلی است. بنابراین ضروری است سیاست‌هایی اتخاذ شود که با حجم کلینکر ثابت، سیمان بیشتری تولید شود. یکی از این سیاست‌ها، تولید و به کارگیری سیمان بنایی در اجزای غیرسازه‌ای مسکن و ساختمان است.

سابقه سیمان بنایی در ایران

پیش از آنکه مصرف سیمان در ایران معمول شود آب‌گیرهای ایران را با ملات ساروج اندود می‌کردند. ساروج که از آب آهک و گرد خاکستر اجاق ساخته می‌شد، دارای خاصیت ملات‌های آبی بود. علت گرفتن و سخت شدن ساروج آن بود که در خاکستر اجاق مقداری سیلیس پوک وجود داشت که با آهک ترکیب شده و به سیلیکات کلسیم تبدیل می‌شد. با آمدن سیمان پرتلند به ایران، دست اندرکاران ‌عملیات ساختمانی و کارهای بنایی، ملات سیمان باتارد را مصرف می‌کردند که در آن از سیمان پرتلند، گرد یا خمیر یا دوغاب آهک شکفته و ماسه خاکدار حاوی مقادیر قابل توجه لای و رس استفاده می‌شد. این ملات بسیاری از نیازمندی‌های اجرایی در زمینه کارهای بنایی را یرآورده می‌نمود. ‌متاسفانه با وجود مشکلاتی که در تامین آهک شکفته پدید آمد و ضعف‌هایی که در زمینه آموزش و ورود غیر متخصصین به صحنه اجرا حاصل گشت، این ملات به فراموشی سپرده شد. در ایران مبحث ملات‌های مخصوص بنایی و تولید سیمان بنایی‌ با استفاده از یک قسمت سیمان پرتلند و دو قسمت گرد آهک شکفته مطرح شد.

سیمان بنایی در ایران برای اولین بار در کارخانه سیمان فارس بر طبق استاندارد ملی تهیه‌ و به شکل صنعتی تولید شد. اما پس از مدتی تولید آن متوقف شد‌. بعد از شکست اولین تجربه، هیچ کارخانه دیگری به تولید سیمان نپرداخته‌ و علت آن هم این است که هیچ سازمان، نهاد یا وزارتخانه خاصی‌ در این زمینه سیاست گذاری مناسبی را ارائه نداده است.

ضرورت استفاده از سیمان بنایی در اجزای غیرسازه‌ای مسکن و ساختمان

‌‌در ‌واقع سیمان بنایی نوعی سیمان آمیخته است که در بیشتر کشورهای صنعتی جهان به منظور مصرف در ملات‌ها و کارهای بنایی تولید می‌شود. ایالات متحده آمریکا و هندوستان مثال‌هایی مناسب از این کشورها هستند. در کشور آمریکا این سیمان در سه نوع N ،Sو M تولید می‌شود که نوع‌ M بیشترین‌ مقاومت را برای ملات‌های بنایی ایجاد می‌کند. این سیمان‌ها دارای مواد حباب زا هستند. مصرف انواع سیمان‌های پرتلند در ملات‌های بنایی ضروری نبوده و حتی مشکلاتی را نیز در بردارد. بنابراین ضروری است در این مصارف از سیمان بنایی استفاده شود. این ضرورت از سه منظر فنی، اقتصادی و زیست محیطی قابل بررسی است.

ضرورت فنی

ماهیت کارهای بنایی شامل‌ ساخت و سازهای غیر بتنی نظیر ‌آجرکاری، سنگ چینی در شالوده و دیوار، کاشی کاری، نماکاری با سنگ و آجرهای نما، سیمان کاری آستر و نما‌ ‌و … را شامل می‌شود. بنابراین‌ ملات مورد استفاده در این کارها باید دارای قابلیت نگهداری آب در حد مطلوبی باشد و زمان گیرش آن نیز طولانی باشد. این ویژگی‌ها از آن جهت دارای اهمیت است که زمان گیرش ملات حاصل از سیمان بنایی به مراتب طولانی‌تر از سیمان پرتلند معمولی است. به دلیل قابلیت نگهداری آب در ملات سیمان بنایی عملاً تبخیر از سطح آن در شرایط آب و هوای گرم و خشک کم است. ‌روانی ملات تا مدت زیادی با توجه به این دو ویژگی حفظ می‌شود و به راحتی می‌توان با ملات مربوطه کار کرد. همچنین نیاز به افزایش آب به آن به منظور روان کردن آن در طول زمان، کمتر احساس می‌شود، بنابراین مصرف کننده مجبور نیست با سیمانی که  به مرحله گیرش رسیده‌، کار کند. در عمل این ملات دچار کاهش مقاومت و دوام در اجرا نشده و با وجود مقاومت نسبتاً کم این ملات، در نهایت دارای مقاومت بیشتری از سایر ملات‌های حاوی سیمان پرتلند خواهد بود.

در بسیاری از نقاط کشور‌ از آجرهای فشاری معمولی استفاده می‌شود که بیش از ۳۰ درصد آب به خود جذب می‌کنند و نیاز به ملات‌هایی با قابلیت نگهداری آب زیاد دارند. بنابراین ملات حاوی سیمان بنایی با داشتن قابلیت نگهداری آب‌، تنها ملات مناسب برای استفاده از این نوع آجرها است.

تهیه ملات بنایی با استفاده از سیمان پرتلند به علت چسبندگی کم ‌و خاصیت خمیری مطلوب باعث می‌شود مصرف کننده مقدار قابل توجهی از سیمان پرتلند را‌ مصرف کند. سیمان بنایی بر خلاف سیمان پرتلند عمل می‌کند. با توجه به ترکیب و جنس سیمان بنایی، ملات حاصل از این سیمان دارای چسبندگی خوب، خوش کاری و خاصیت خمیری مطلوب بوده و مانع از اتلاف سیمان می‌شود. لازم به ذکر است در صورتی که سیمان بنایی در بتن‌ریزی‌های سازه‌ای به کار رود، می‌تواند خسارات جبران ناپذیری را تحمیل نماید و این مسئله در همه آیین نامه‌های مربوط ممنوع‌ شده است. برای جلوگیری از این امر لازم است سیمان‌های بنایی با رنگ قرمز نشان دار شوند تا در صورت استفاده در اجزای سازه‌ای به راحتی و با چشم قابل تشخیص باشند.

ضرورت اقتصادی

تولید سیمان بنایی مانند سایر سیمان‌های آمیخته برای کارخانه‌های تولید کننده، از نظر اقتصادی سودمند است.‌ بدون تولید کلینکر اضافی باعث افزایش ۳۰ درصدی تولید می‌شود و ارزش افزوده تولید کارخانجات سیمان بالا می‌رود، زیرا در تولید سیمان بنایی کلینکر کمتری مصرف شده که با کاهش مصرف کلینکر، سود کارخانجات سیمان افزایش می‌یابد.

قیمت سیمان بنایی در دنیا معمولاً حدود نصف سیمان پرتلند یا کمتر است. بنابراین کارهای بنایی با آن، نسبت به سیمان پرتلند به مراتب ارزان‌تر تمام می‌شود. ضمن این که گاه لازم نیست برای دست یابی به چسبندگی کافی مقدار سیمان در آن را افزایش داد.‌ حتی از نظر میزان مصرف هم می‌تواند موجب صرفه جویی و کاهش هزینه شود. لازم به ذکر است که اکثر کارخانه‌های تولید کننده این سیمان فرمول خاص خود را برای ساختن این سیمان رعایت کرده ‌و منتشر نمی‌کنند.

در حوزه مصرف، بررسی آمارها نشان می‌دهد که حداقل ۱۵ درصد از سیمان تولیدی کشور صرف کارهای بنایی می‌شود.‌ چنانچه به عنوان نمونه از سیمان آمیخته ۳۰ درصد جایگزین، برای کارهای بنایی استفاده شود سالانه در حدود ۲/۱ میلیون تن افزایش تولید سیمان از بابت تولید سیمان آمیخته، ۳۰ درصد برای کارهای بنایی عاید کشور می‌شود.

در حوزه توزیع نیز در صورتی که سیمان در دو بخش مصرف عمومی فقط از نوع سیمان بنایی و سیمان بخش سازه و قطعه سازی نیز از گروه سیمان‌های با کیفیت تولید و عرضه شود، می‌تواند به برطرف شدن بخشی از مشکلات فعلی بازار سیان کمک کند. زیرا به خاطر عدم امکان مصرف این نوع سیمان در بخش سازه، تولید این نوع سیمان باعث ساماندهی مصرف سیمان در این بخش شده و بخش قابل توجهی از جابجایی سیمان بین بخش‌های مختلف از بین می‌‌رود.

ضرورت زیست محیطی

برای تولید یک تن کلینکر سیمان پرتلند حدود ۱۰۰۰ کیلوگرم گاز کربن دار وارد محیط زیست شده که بیش از ۵۰۰ کیلوگرم آن را گاز دی اکسید کربن ‌تشکیل می‌دهد. بنابراین در حالی که مصرف سیمان پرتلند در کارهای بنایی از ضرورت برخوردار نیست استفاده از آن باعث آلودگی بیشتر محیط زیست  می‌شود. در فرآیند تولید سیمان بنایی به دلیل مصرف مواد پرکننده، پوزولان‌ها و سرباره‌ها که نیاز به پخته شدن ندارند مصرف مواد سوختی کمتر بوده و به نسبت، آلودگی حاصله نیز کمتر است. همچنین به دلیل تولید کمتر دی‌اکسید‌کربن، این سیمان با محیط زیست سازگارتر است.