تفاوت بتن و سیمان چیست؟

اغلب، اصطلاحات سیمان و بتن مترادف هم استفاده می‌شوند، اما آن‌ها یکسان نیستند. این سردرگمی ممکن است وجود داشته باشد زیرا سیمان، جزء ضروری بتن است. وقتی مردم به سیمان اشاره می‌کنند، ممکن است به بتن اشاره کنند زیرا سیمان به خودی خود استفاده نمی‌شود. در عوض با مواد دیگر برای ایجاد بتن، مخلوط می‌شود. اگر می خواهید بدانید تفاوت بتن و سیمان چیست؟،  این مقاله به طور مختصر تفاوت بتن و سیمان را شرح می‌دهد، سپس چند نمونه از موقعیت‌های استفاده از دو متریال نیز بیان می‌شوند.

سیمان

پیش درآمدی درباره تفاوت بتن و سیمان

همانطور که در بالا ذکر شد، سیمان یکی از مواد تشکیل دهنده اصلی بتن است. سیمان که به عنوان سیمان پرتلند نیز شناخته می‌شود، از مخلوطی از خاک رس و سنگ آهک، گچ یا مارن تشکیل شده و به طور کلی به عنوان یک عنصر برای تشکیل سایر مصالح ساختمانی مانند بتن، گچ کاری یا ملات استفاده می‌شود. از طرف دیگر، مخلوط بتن از ترکیب سیمان، آب، ماسه و سنگدانه‌های زبرتری مانند سنگ خرد شده ساخته می‌شود.

از آنجا به عنوان محصول نهایی برای ایجاد سازه‌های بتنی از سدها تا میانه‌های بزرگراه و پیاده‌ روی بتنی استفاده می‌شود. جایگزینی برخی مواد در مخلوط بتن، باعث ایجاد مصالح ساختمانی سازگار با محیط زیست می‌شود. مخلوط سیمان با آب در مخلوط بتن، یک واکنش شیمیایی بین سیمان و آب ایجاد می‌کند و فرآیند سخت شدن سیمان را آغاز می‌نماید که در فرآیندی به نام هیدراتاسیون، سنگدانه‌ها را به عنوان یک ماده همگن متصل می‌کند. این فرآیند سخت شدن در 28 روز آینده ادامه می‌یابد، مگر اینکه از طریق افزودن مواد افزودنی یا از طریق اقدامات دیگر تغییر داده شود.

سیمان چیست؟

سیمان از نظر ارتباط با بتن و ملات، مخلوطی از سنگ آهک، گچ یا مارن و خاک رس است. با مخلوط کردن این دو ماده، حرارت دادن مخلوط در یک کوره، سپس آسیاب کردن کلینکر به دست آمده به پودر ریز تولید می‌شود. ASTM چهار نوع سیمان پرتلند را تعریف می‌کند:

نوع 1، برای اکثر مصارف معمولی

نوع 2، برای زمان عمل آوری کندتر

نوع 3، برای زمان عمل آوری سریع‌تر

نوع 4، برای زمان عمل آوری بسیار کند

از گچ برای تنظیم زمان عمل آوری نیز استفاده می‌شود. استانداردهای سیمان پرتلند توسط ASTM C150 پوشش داده شده‌اند. سیمان به اشکال دیگری نیز برای استفاده در کاربردهای دیگر موجود است. سیمان‌های مقاوم در برابر سولفات و مقاوم در برابر اسید و قلیایی چند نمونه از آن هستند. سیمان پرتلند سفید، یکی دیگر از مواردی است که در معماری به دلیل پیشرفت‌های زیبایی شناختی استفاده می‌شود.

سیمان هیدرولیکی برای جلوگیری از نشت آب در بتن و بنایی استفاده می‌شود. این یک سیمان با سخت شدن سریع است که در مجاورت آب قابلیت گیرش را دارد، در حالی که بیشتر سیمان‌ها برای تکمیل فرآیند عمل آوری به شرایط خشک نیاز دارند. سیمان‌ها از نظر سالم بودن، زمان گیرش و مقاومت فشاری، طبق رویه‌های تعیین شده توسط ASTM آزمایش می‌شوند.

مقاومت فشاری معمول برای سیمان پرتلند نوع 1 و 2 پس از زمان عمل آوری 28 روزه 3500 psi است. دو نوع دیگر به مقاومت فشاری می‌رسند که این تا حدودی کمتر است. سیلندرهای آزمایش برای یک روز در رطوبت بالایی تنظیم می‌شوند و سپس برای باقیمانده دوره عمل آوری در آب غوطه ور خواهند شد.

سیمان

بتن چیست؟

بتن ترکیبی از سیمان پرتلند، آب و سنگ و ماسه است. به عنوان یک ماده ساختمانی، مقاومت فشاری و مقاومت خوبی در برابر آتش دارد. استحکام کششی آن، در حالی که ضعیف بوده که با افزودن فولاد تقویت کننده یا از طریق فرآیندی به نام پیش تنیدگی بهبود می‌یابد. بتن انواع مختلفی دارد. می‌توان انواع بتن را به صورت خشک و در کیسه‌های پیش مخلوط خریداری کرد. همچنین می‌توان آن را به صورت عمده تحویل داد و در میکسر بتن در محل مخلوط نمود یا با کامیون به صورت آماده از یک بچینگ پلانت وارد کرد.

پیمانکاران بتن برای بسیاری از پروژه‌های ساختمانی شامل بتن ریخته ‌شده استفاده می‌شوند، زیرا در روش‌های مناسب برای قالب ‌بندی، ریختن، تقویت و عمل ‌آوری مناسب مهارت دارند. نوع سیمان استفاده شده در بتن، بر زمان گیرش و استحکامی که ماده قرار داده شده ایجاد می‌کند، تاثیر دارد. به طور کلی، سیمان نوع 1 برای اکثر پروژه‌ها استفاده می‌شود اما نوع 3 اغلب برای اشکال پیش ساخته استفاده خواهد شد که در آن زمان عمل آوری سریع‌تر مهم ست.

آب نقش مهمی در اختلاط بتن دارد. آب بیش از حد، منجر به بتن عمل آوری شده ضعیفی می‌شود. این خیلی کم بتن را غیر قابل اجرا می‌کند. آزمایش اسلامپ قبل از قرار دادن بتن مرطوب برای اطمینان از اینکه محتوای آب در محدوده قابل قبولی است یا خیر استفاده می‌شود. این محدوده‌ها به ماهیت سازه بستگی دارند. ACI مقادیر توصیه شده برای افت را بر اساس برنامه‌های خاصی منتشر می‌کند. سیلندرهای نمونه را می‌توان در هنگام قرار دادن بتن برای ارزیابی مقاومت بعدی پس از عمل آوری برداشت.

عوامل مختلفی را می‌توان به سیمان یا بتن اضافه کرد تا ویژگی‌های آن‌ها بهبود یابند. این افزودنی‌ها که مواد افزودنی نامیده می‌شوند، می‌توانند توانایی مواد را برای مقاومت در برابر چرخه‌های یخ و ذوب، بهبود کارایی، بهبود زمان گیرش و سایر بهبود ببخشند.

بتن معمولاً 28 روز طول می‌کشد تا استحکام کامل خود را توسعه دهد. در طول هفته اول، مواد باید مرطوب و بسیار بالاتر از انجماد نگه داشته شوند. در هوای گرم، زمان پخت باید کنترل شود. گاهی اوقات پوشش‌هایی برای محافظت از بتن عمل آوری در برابر یخ زدگی اعمال می‌شوند مانند بخاری‌های کمکی. استحکام کششی پایین بتن با استفاده از فولاد به عنوان مکانیزم حمل کششی بهبود می‌یابد و به طور معمول در تیرها، کف‌ها و ستون‌ها استفاده می‌شود.

افزودن میلگرد و مش به قالب‌ها قبل از قرار دادن بتن به بتن و فولاد، اجازه می‌دهد تا یکپارچه شوند و استحکام در مناطق کششی را به شدت افزایش دهند. یکی دیگر از روش‌های تقویت کننده، پیش تنیدگی، از فولاد برای اعمال بار فشاری بر روی بتن، قبل یا بعد از ریخته گری بتن استفاده می‌کند. فولاد بتن را در حالت فشرده سازی دائمی قرار می‌دهد، به طوری که هر بار کششی فقط نیروهای فشاری را کاهش داده، بدون اینکه اجازه دهد ماده به حالت کشش برسد. مخلوط‌های طرح بتن، معمولاً با وزن اندازه گیری می‌شوند و نسبت آب به سیمان از جداول تعیین می‌شود که شرایط محیطی و نوع سازه را در نظر می‌گیرد.

اندازه سنگدانه بزرگ با فاصله فولاد تقویت کننده و ضخامت سازه تعیین می‌شود. سپس درصد ریزدانه‌ها از جداول انتخاب خواهند شد. مخلوط بهینه، سنگدانه‌های درشت و کوچک را با سنگدانه‌های ریز ترکیب می‌کند تا کمترین فضای خالی را ایجاد نماید و در عین حال پوشش کامل سنگدانه توسط سیمان را تضمین کند. ماسه با اندازه غربال انتخاب می‌شود و ممکن است برای ملات ریزتر از بتن نیز مناسب باشد.

مواد آلی در ماسه برای عملکرد سیمان مضر هستند. تست استاندارد ASTM C40 را می‌توان برای اطمینان از عاری بودن شن و ماسه از این ناخالصی‌ها اعمال کرد. اگرچه بتن معمولاً به شکل‌های قابل جابجایی در محل ریخته می‌شود اما فرآیندهایی مانند شاتکریت یا پمپاژ بتن خیس یا خشک را از طریق شیلنگ‌های پنوماتیک برای پوشاندن سطوح عمودی، منحنی و بالای سر انجام می‌دهند.

مقایسه بتن با سیمان

اصطلاحات سیمان در مقابل بتن گیج کننده هستند، به خصوص که برخی از افراد در معنای سیمان از کلمه بتن استفاده می‌کنند و بالعکس. اما تفاوتی بین این دو وجود دارد؟ آیا بتن و سیمان یکسان هستند؟ بین بتن و سیمان تفاوت وجود دارد. از آنجایی که مردم اغلب از این اصطلاحات به جای یکدیگر استفاده می‌کنند، ممکن است به نظر برسد که آن‌ها یک ماده هستند.

سیمان در واقع عنصر اصلی بتن است و بتن بدون سیمان وجود ندارد. سیمان یک ماده اتصال دهنده بوده که وقتی با آب ترکیب می‌شود به خمیر تبدیل خواهد شد. اما برای دستیابی به آن اثر الزام‌آور، نیاز به یک مجموعه اضافه شده دارد. سیمان و آب به تنهایی چیزی را به هم نمی‌چسبانند.

دلیل سخت شدن سیمان این است که با افزودن آب، ترکیبات موجود در سیمان به مولکول‌های آب متصل می‌شوند. از طریق این واکنش شیمیایی فرآیند سخت شدن را طی می‌کند که به آن هیدراتاسیون می‌گویند. خمیر سیمان با افزودن ماسه و سنگدانه درشتی مانند شن یا سنگ خرد شده به هم چسبیده و بتن می‌شود. بنابراین از نظر فنی، بتن سیمان است اما با یک سنگدانه ترکیب می‌شود.

بتن

مصالح سنگدانه در بتن

آیا می‌دانستید که تقریباً از هر چیزی به عنوان یک ترکیب استفاده کنید؟ برخی از مخلوط‌های بتن فقط یکی از این نوع را دارند یا می‌توانند مخلوطی از سنگدانه‌ها باشند. این‌ها چند ایده برای برخی از مصالح کمتر غیر معمول هستند که می‌توانید از آن‌ها استفاده کنید. این‌ها سنگدانه‌های معمولی هستند که در بتن استفاده می‌شوند:

سنگدانه‌های بزرگ

  • سنگ خرد شده
  • شن

سنگدانه‌های ریز

  • ماسه

مصالح جایگزین

  • شیشه ساحل شنی
  • پارچه
  • پیت ماس
  • پرلیت
  • ورمیکولیت
  • روزنامه

مواد تشکیل دهنده سیمان

تقریبا تمام سیمان مورد استفاده در سراسر جهان، سیمان پرتلند است.. سیمان پرتلند از سنگ آهک به دست می‌آید و زمانی که برای اولین بار توسعه یافت، این نوع سنگ آهک شبیه سنگ آهکی به نام سنگ پرتلند بود که از جزیره پورتلند در دورست انگلستان آمده بود. علاوه بر سنگ آهک، سایر مواد اصلی سیمان پرتلند معمولاً خاک رس و سیلیس یا ماسه سیلیس هستند.

گاهی اوقات این‌ها با مقادیر کمتری از اکسید آهن، سنگ آهن، خاکستر بادی، شیل یا گچ ترکیب می‌شوند. عناصر داخل مخلوط به منطقه بستگی دارند. در طی مراحل تولید، آن‌ها این مواد را در کوره قرار می‌دهند و آنها را با دمای بسیار بالایی گرم می‌کنند و به صورت پودر ریز آسیاب می‌نمایند. محصول نهایی سیمان است.

کاربرد بتن به عنوان مصالح ساختمانی

بتن یک ماده فوق العاده بادوام است که هم ارزان و هم در دسترس می‌باشد و این باعث می‌شود که به راحتی متوجه شوید که چرا این یک مصالح ساختمانی محبوبی است. پروژه‌های ساختمانی از بتن برای چیزهایی مانند سازه‌هایی که ساختمان‌ها، دیوارها و حتی پل‌ها را پشتیبانی می‌کند، استفاده می‌نمایند. همچنین پیاده روها، راهروها و پاسیوها از بتن ساخته شده‌اند.

بتن ارزان است و به طور گسترده در دسترس می‌باشد، بنابراین افراد دوست دارند از آن برای بسیاری از انواع پروژه‌های کوچکی استفاده کنند. می‌توانید گلدان، میز کناری، زیر لیوانی نوشیدنی، جا شمعی و موارد دیگر را با بتن درست نمایید. معمولاً هنگام انجام پروژه‌های کوچک‌‌تر، باید به دنبال مخلوط‌هایی باشید که سیمان در مقابل بتن هستند و یا شن و ماسه از قبل مخلوط شده باشند یا می‌توانید خودتان ماسه اضافه کنید.

شما می‌خواهید از ترکیب با مصالح بزرگ‌تر در آن‌ها اجتناب نمایید. این مهم بدین دلیل است که پروژه‌های کوچک‌‌تر معمولاً از قالب‌هایی با حفره‌های باریک استفاده می‌کنند و مخلوط باید به داخل حفره‌ها جریان یابد. بنابراین باید به دنبال مخلوط‌هایی باشید که فقط حاوی ماسه هستند.

 نکات مهم در بتن

هر سازنده‌ای از مواد کمی متفاوت استفاده می‌کند، به خصوص وقتی صحبت از مواد افزودنی مانند نرم کننده‌ها (جریان بهتر) یا شتاب دهنده‌ها (سرعت تنظیم یا زمان عمل آوری) باشد. در زیر چند نکته وجود دارند که به شما کمک می‌کنند تا بفهمید در انتخاب یک ترکیب باید به دنبال چه چیزی باشید:

  • برخی از مخلوط‌ها به صورت تنظیم سریع ارائه می‌شوند.
  • همه مخلوط‌هایی که سریع گیر می‌شوند، سریع عمل آوری نخواهند شد.
  • بسته به پروژه، سیمان و ماسه ممکن است بسیار قوی تر از بسیاری از مخلوط‌های بتنی باشند.
  • شما می‌توانید محصولاتی را خریداری کنید که به کاهش زمان تنظیم بتن کمک می‌کنند.
  • شما همچنین می‌توانید محصولاتی را خریداری کنید که جریان پذیری را بهبود می‌بخشند، به این معنی که می‌توانید آب کمتری مصرف کنید که این بتن را قوی تر می‌کند.
  • به طور معمول کیسه‌های دارای برچسب سیمان، هیچ سنگدانه‌ای در خود ندارند و بتن دارای برچسب مخلوط معمولاً دارای سنگدانه است.

کلام آخر

ملات نسبت سیمان بسیار بالاتری نسبت به بتن دارد و می‌تواند آب بسیار بیشتری را بپذیرد، به طوری که بافت آن پیوند خوبی بین آجر و سایر مصالح بنایی ایجاد می‌کند. بنابراین همانطور که می‌بینید، واقعاً هیچ تفاوت عمده‌ای بین بتن و سیمان یا حتی ملات وجود ندارد، فقط یک همپوشانی در مواد تشکیل دهنده دیده می‌شود.

منابع:

https://www.thomasnet.com/

https://artsyprettyplants.com//