الأسمنت

هو تلك المادة الناعمة الداكنة اللون التي تمتلك خواص تماسكية و تلاصقية بوجود الماء مما يجعله قادراً على ربط مكونات الخرسانة بعضها ببعض و تماسكها مع حديد التسليح ويتكون الأسمنت من ثلاث مواد خام أساسية هي كربونات الكالسيوم الموجودة في الحجر الكلسي، والسيليكا الموجودة في الطين والرمل، والألومنيا (أكسيد الألمنيوم) .

أنواع الأسمنت:-

هناك عدة أنواع من الاسمنت تأخذ اسمها من الغرض منها ولزوم استعمالها ولكن تبقى مكوناتها الأساسية واحدة وان اختلفت نسبتها من نوع لآخر ومن أهم هذه الأنواع :-

1-  الأسمنت البورتلاندي العادي.

2- الأسمنت البورتلاندي سريع التصلد .

3- الأسمنت البورتلاندي المنخفض الحرارة.

4- الأسمنت المقاوم للأملاح والكبريتات .

5- الأسمنت الألوميني ... الخ .

واكثر الانواع استخداما هو الاسمنت البورتلاندي العادي

التفاعلات الكيميائية لمركبات الاسمنت : -

 تتلخص التفاعلات الكيميائية للإسمنت في عملية الإماهة وهي عباره عن تفاعل الاسمنت . مع بحيث يحدث اماهه لكل من المركبات الأربعة للإسمنت واهم عمليتين اماهه هي اماهة الالومينات

واماهة السيليكات

1-  اماهة الألومينات : -

ويمكن التعبير عن التفاعلات الكيميائية المرادفة لعمليات إماهة الألومينات بالمعادلات التالية:

ويلاحظ في هذا التفاعل أن إماهة ثالث سيليكات الكالسيوم C,S ينتج عنه:

1- ٦١% سيليكات الكالسيوم المماهة.

2- ٣٩% هيدروكسيد الكالسيوم.

و إماهة ثاني سيليكات الكالسيوم CS ينتج عنه:

1- %۸۲ سيليكات الكالسيوم المماهة.

2- %18 هيدروكسيد الكالسيوم.

والغرض من الاطلاع على التفاعلات السابقة هو فقط استنتاج الملاحظات التاليه :

1-  سيليكات الكالسيوم المماهه الناتجه من تفاعلات اماهة السيليكات تسمى علميا بمصطلح التبروموريت) tebromorite ) وهذا المركب هو المسؤل عن شك وتصلد عجينة الاسمنت في الخلطه ويتوقف معدل تكوينه على قيمة وكميه السيليكات في الاسمنت وبالتالي فعند استعمال اضافات تاخير الشك في الخرسانه يجب الحذر حيث ان هذه المركبات تعمل على تبطئ تكوين التبروموريت واذا زادت نسبتها عن الحدود المسموح بها تؤدى الى ايقاف تكوين هذا المركب كليا واخطر هذه الاضافات هو السكر لذا يجب الحذر وعمل خلطات تجريبيه للتاكد من النسبه المطلوبه .

2- يبين الشكل التالى سرعة عملية الاماهه للمركبات الاربعه الاساسيه للاسمنت:

-  ومن هنا يعتبر الاسمنت المحتوى على نسب عاليه من ثالث سيليكات الكالسيوم اكثر استخداما في العناصر المطلوب لها مقاومه مبكره حيث يماه بسرعه اكثر من مركب ثانی سیلیکات

الكالسيوم . يبين الشكل التالي تاثير المركبات الاربعه الاساسيه على مقاومة الضغط بالنسبه للخرسانه حيث يتضح انه يفضل استخدام الاسمنت المحتوى على نسبه عاليه من ثالث سيليكات الكالسيوم في العناصر الانشائيه المطلوب لها مقاومه عاليه .

حرارة الأماهه:

عباره عن كمية الحرارة المنبعثه من الخرسانه اثناء الخلط نتيجة اماهة المركبات المختلفه منا الاسمنت

ويبين الشكل التالي كمية الحرارة المنبعثه نتيجة اماهة المركبات الاساسيه للاسمنت ولحظات ظهورها

وتظهر حرارة الاماهه بصوره اكبر اثناء صب الخرسانه الكتليه حيث يتم تكتل احجام كبيره من الخرسانه وبالتالي تنتج كمية حراره عاليه تسبب اجهادات حراريه عاليه في الخرسانه تعمل على حدوث تغيرات حجميه تسبب شروخ داخليه للخرسانه .

وللحد من حرارة الاماهه نلجا احيانا للحلول التاليه

1-  صب الخرسانه على طبقات اى نكون فواصل صب افقيه

2-  تقليب الخرسانه بالثلج بدلا من الماء حيث ذلك يؤدى الى ضبط درجة حرارتها

3- عمل مواسير تبرید داخل الخرسانه وذلك فى المشاريع المهمه فى الكتل الضخمه حيث نمرر داخل هذه المواسير ماء درجة حرارته منخفضه او غاز تبريد يعمل على امتصاص الحراره اولا

باول .

يجب ان لا تتعدى درجة حرارة الخرسانه اثناء الصب ٣٢ درجة مؤيه والا يتم رفض الخرسانه

وذلك بالنسبه للكود المصري اما في الكود الامريكي فتصل درجة الحراره الى ٣٥ درجه مؤيه

وفيما يلي وصف مختصر لهذه المراحل لفهم خطوطها كما يلي:

- المرحلة الأولى : بعد خلط الأسمنت بالماء مباشرة تتكون عجينة أسمنتية بحالتها اللدنة، وفيها تنتشر حبيبات الأسمنت في ماء الخلط وتظهر على مسافات من بعضها يتخللها الماء، وتمدد تلك المسافات طبقا لنسبة الماء الأسمنت بالخليط (w/c) ، حيث أن نسبة الماء الأسمنت تلعب دوراً هاماً في عملية الإماهة للأسمنت وكذلك في التأثير على خواص الخرسانات الناتجة. ويطلق على هذه المرحلة الحالة الطازجة للعجينة الأسمنتية.

المرحلة الثانية:  وفى هذه المرحلة تتحول العجينة الأسمنتية إلى درجة أقل من السيولة ولكن العجينة ما زالت قابلة للتشغيل، وهنا تبدأ منتجات تفاعلات مركبات الأسمنت المماهة مثل الإترنجيت (من الألومينات وسيليكات الكالسيوم المماهة من السيليكات فى التكوين حول وعلى سطح حبيبات الأسمنت المنتشرة، ويصبح الماء في هذه المرحلة مشبع بالجير. وهذه المرحلة تتم بعد ساعتين تقريبا من بداية الخلط.

المرحلة الثالثة: تبدأ البنية الداخلية ( من سيليكات الكالسيوم المماهة والاترنجیت و هیدروکسید الألمونيوم) تظهر وتنمو على سطح حبيبات الأسمنت مكونة جسوراً بين الحبيبات في الفجوات والثغرات الموجودة بين الحبيبات,  وهنا تكون العجينة قـــد تصلدت ووصلت إلى الشك النهائي بعد يوم واحد ولكن لم تصل إلى مقاومتها الكلية النهائية (على الرغم من أنه أحياناً يتم فك الفرم والشدات بعد يوم واحد فقط لأغراض كثيرة) وتظهر البنية الداخلية والمكونة من سيليكات الكالسيوم المماهة وبلورات هيدروكسيد الكالسيوم والاترنجيت بكثافة عالية فى هذه المرحلة

المرحلة الرابعة:  وهذه المرحلة بعد ٧ أيام وما بعدها تكون منتجات عملية الهدرجة من سيليكات الكالسيوم المماهة والاترنجيت و هيدروكسيد الكالسيوم قد ملأت المسام الدقيقة بين الحبيبات ومستمرة فى ذلك مع زيادة الأيام مكونة كتلة أكثر كثافة قليلة المسام، عند السبعة أيام قد تصل مقاومة العجينة للضغط إلى حوالى ۷۰%. من مقاومتها المطلوبة.