۱۵ نوع سیمان و کاربرد آن‌ها که باید بدانید!

ماده چسبانند‏ه دانه‌های سنگی در بتن، سیمان هیدرولیکی یا سیمان نام دارد. سیمان پس از ترکیب شدن با آب به صورت خمیر درآمده و مانند چسبی، دور سنگدانه‏‌ها را گرفته و آن‏‌ها را به یکدیگر می‏‌چسباند. هر چند سیمان به خودی خود نقشی در مقاومت بتن ندارد، اما وظیفه چسباندن سنگدانه‏‌ها به یکدیگر و انتقال مناسب تنش بر عهده سیمان است. از این رو شناخت انواع سیمان و انتخاب سیمان مناسب برای بتن، نقش عمده‌‏ای در عملکرد بتن خواهد داشت. در این مقاله از بلاگ رامکا به بررسی ۱۵ نوع سیمان و کاربرد و ویژگی‏‌های هر یک خواهیم پرداخت. پس با ما همراه باشید.

نقش سیمان در بتن

همان‌گونه که گفته شد نقش سیمان در بتن، تنها اتصال سنگدانه‌ها به یکدیگر بوده و به طور مستقیم نقشی در مقاومت بتن ندارد. از این جهت بتن خوب، بتنی است که سنگدانه‌های آن در آزمایشگاه و تحت فشار دستگاه بتن‌شکن شکسته شوند و گسیختگی فقط در سیمان رخ ندهد.

به صورت عمده، سیمان‏‏‌هایی که در کارهای ساختمانی استفاده می‌شوند، به دو دسته سیمان‏‏‌های پرتلند و سیمان‏‏‌های غیرپرتلند تقسیم می‌شوند. در گذشته، سیمان‏‏‌های غیرپرتلند از قیر، آهک و گچ ساخته می‌شدند، اما امروزه مواد پلیمری به عنوان سیمان‏‏‌های غیرپرتلند شناخته می‌شوند. هر چند مواد پلیمری تنوع بالا و خواص گوناگون بسیاری در اختیار کاربران قرار می‌دهند، اما یکسری معایب مانند عدم مقاومت در برابر حریق، تغییر خصوصیات در طولانی مدت و قیمت بسیار بالاتر نیز دارند. در ادامه به معرفی انواع سیمان‏‏ پرتلند و سیمان ویژه خواهیم پرداخت.

انواع سیمان‏‏ پرتلند استاندارد

سیمان‏‏‌های پرتلند استاندارد، به ۵ گروه تیپ I، تیپ II، تیپ III، تیپIV و تیپ V تقسیم می‌‏‏شوند. در کارخانه سیمان، برای تولید هر یک از این تیپ سیمان‌‏‏ها، مقدار مواد خام اولیه تغییر داده می‌‏‏شود. به عبارت دیگر، تفاوت تیپ‏‏‌های پنجگانه سیمان، در مقدار ترکیبات اصلی آن‏‏هاست. در جدول زیر مقدار متوسط ترکیبات اصلی سیمان‏‏‌های پرتلند آمده است:

CaSO4	C4AF	C3A	C2S	C3S	نوع سیمان
۲٫۹	۸	۱۲	۲۰	۵۵	تیپ I
2.8	12	6 (حداکثر۸)	۳۰	۴۵	تیپ II
3.9	8	10 (حداکثر۱۵)	۱۵	۶۰	تیپ III
2.9	12	5 (حداکثر۷)	۵۰ (حداقل ۴۰)	۲۸ (حداقل ۳۵)	تیپ IV
2.7	10	4 (حداکثر۵)	۴۰	۴۰	تیپ V

بیشتر بخوانید: سیمان چیست و چگونه تشکیل می‌شود؟

لازم به ذکر است که گرچه مقادیر نشان داده شده در جدول فوق برای تولید نوع خاصی از سیمان، به طور متوسط و پیشنهادی بوده و رعایت دقیق آن الزامی نیست، ولی تولیدکنندگان سیمان باید بکوشند جهت اطمینان از تطابق خصوصیات سیمان با نوع مورد نظر، تا حد امکان ترکیبات اصلی را نزدیک به اعداد این جدول تنظیم کنند.

توجه شود مقادیر داخل پرانتز به صورت حداقل و حداکثر، الزامات استاندارد ASTM C150 و آیین‌نامه‏‏‌ی ایران را مشخص می‌کند. در ادامه، خصوصیات و موارد کاربرد عملی سیمان‌های پرتلند استاندارد تبیین خواهد شد.

سیمان نوع ۱؛ سیمان معمولی

سیمان تیپ I، یکی از متداول‏‏‌ترین انواع سیمان است که در خارج با نام Ordinary Portland Cement یا OPC نیز شناخته می‌شود. این نوع سیمان برای استفاده در شرایط محیطی معمولی، یعنی در محیط‏‏‌هایی که مشکلات ناشی از ورود یون سولفات و کلرید مطرح نیست و همچنین از نظر سرعت گیرش و مقدار حرارت‌زایی شرایط ویژه‏‏‌ای مورد نیاز نیست، قابل استفاده است.

در استاندارد ملی ایران، سه نوع سیمان پرتلند تیپ I با کدهای ۳۲۵-۱، ۴۲۵-۱ و ۵۲۵-۱ معرفی شده است. علت این کدگذاری آن است که مقاومت ۲۸ روزه ملات استاندارد ساخته شده با این سیمان‏‏‌ها به ترتیب ۳۲٫۵، ۴۲٫۵ و ۵۲٫۵ مگاپاسکال است. گفتنی است سیمان‏‏‌های پرتلند تیپ I در بیشتر کارخانه‏‏‌های کشور از نوع ۴۲۵-۱ هستند. بر اساس استاندارد ۳۸۹ ویرایش ۹۹، سیمان تیپ یک به ۲ گروه تقسیم می‌شود:

• سیمان پرتلند نوع یک (پ ۱): برای کاربردهای عمومی، هنگامی که مشخصات ویژه‌ای مطابق آنچه برای دیگر انواع سیمان مشخص شده است، مورد نیاز نباشد.
• سیمان پرتلند نوع یک هوازا (پ اه): برای کاربرد مشابه نوع یک و در جایی که ایجاد هوای عمدی مورد نظر است.

سیمان نوع ۲: سیمان اصلاح شده

خصوصیات سیمان تیپ II  در مقایسه با تیپ I اصلاح شده است. در واقع سیمان تیپ II، مقداری کندگیر است و تا حدی حرارت‌زایی پایینی دارد. همچنین این نوع سیمان تا اندازه‏‏‌ای در برابر حملات یون‏‏‌های سولفات‏‏‌ها مقاوم است. با توجه به جدول فوق، واضح است که برای تولید سیمان تیپ II مقدار C3S به میزان ۸۰% کاهش و میزان C2S تا ۱٫۵ برابر افزایش داشته است.

تغییرات میزان این مواد سبب تغییر در خصوصیات سیمان تیپ II شده و موجب می‌‏‏شود این نوع سیمان تا حدی کم‌حرارت و کندگیر شود. لازم به ذکر است با وجود ایجاد تغییر در ترکیبات سیمان تیپ II، مقاومت بتن ساخته شده با آن در دراز مدت نسبت به بتن ساخته شده با سیمان معمولی کاهش نمی‏‏‌یابد.

علاوه بر این در سیمان نوع ۲، مقدار C3A به مقدار یک سوم و حداکثر تا دو سوم کاهش داده می‌شود که این کاهش سبب افزایش مقاومت بتن ساخته شده در برابر حملات سولفات‌ها می‌شود. استاندارد ملی ۳۸۹ ویرایش ۹۹، سیمان پرتلند نوع دو را به ۵ دسته تقسیم می‌کند:

• سیمان پرتلند نوع دو (پ ۲): برای کاربردهای عمومی، بخصوص در مواردی که مقاومت متوسط در برابر سولفات‌ها مورد نظر است.
• سیمان پرتلند نوع دو هوازا (پ ۲ ه): برای کاربرد مشابه نوع دو و در جایی که ایجاد هوای عمدی مورد نظر است.
• سیمان پرتلند نوع دو با گرمای هیدراته شدن متوسط (پ ک ک): برای کاربرد عمومی و به طور خاص هنگامی که گرمای هیدراته شدن متوسط و مقاومت متوسط در برابر حمله سولفات‌ها مورد نیاز است.
• سیمان پرتلند نوع دو هوازا با گرمای هیدراته شدن متوسط (پ ۲ هـ گ): برای کاربرد مشابه سیمان نوع دو با گرمای هیدراته شدن متوسط، در جایی که ایجاد هوای عمدی مورد نظر است.
• سیمان پرتلند نوع دو دریایی (پ ۲ د): برای کاربردهای عمومی و دریایی، بخصوص در مواردی که مقاومت شیمیایی همزمان در برابر یون‌های کلرید و سولفات مورد نظر است.

سیمان نوع ۳: سیمان زود گیر

سیمان تیپ III، در مقایسه با سیمان تیپ I، سرعت گیرش بالاتری دارد. دلیل گیرش سریع این نوع سیمان دو چیز است:

الف) این سیمان تقریبا ۵% C3S و متناسب با آن C2S کمتری دارد.

ب) در کارخانه سیمان، تیپ III بیشتر آسیاب می‌شود و ریزدانه‌تر است. از این رو سطح ویژه بیشتری دارد و سرعت واکنش آن با آب بالاتر خواهد بود. با توجه به زودگیر بودن این نوع سیمان، بیشترین حرارت هیدراتاسیون را نسبت به انواع دیگر سیمان پرتلند آزاد می‌کند.

سیمان نوع ۳ متناسب با زود گیر بودن، سیمانی پر حرارت بوده و در مقایسه با انواع دیگر سیمان پرتلند، بیشترین حرارت هیدراسیون را آزاد می‌کند. کاربرد سیمان نوع ۳ در بتن‌ریزی حجیم و در مقاطع ضخیم به دلیل افزایش حرارت در عمق مقطع و ایجاد تنش‌های حرارتی صحیح نیست. تقسیم‌بندی سیمان تیپ سه بر اساس استاندارد ملی ۳۸۹ به صورت زیر است:

• سیمان پرتلند نوع سه (پ ۳): برای کاربرد در مواردی که مقاومت فشاری اولیه زیادی مورد نظر است.
• سیمان پرتلند نوع سه هوازا (پ ۳ ه): برای کاربرد مشابه سیمان نوع سد، در صورتی که ایجاد هوای عمدی نیز مورد نظر باشد.

این سیمان موارد استفاده و کاربردهای متنوعی دارد که در ذیل به آن اشاره خواهد شد:

• شرایط آب و هوای سرد: استفاده از سیمان تیپ ۳ در هوای سرد از دو جهت مناسب است؛ اول اینکه، سیمان نوع ۳ در ساعات اولیه پس از مصرف، حرارت‌زایی قابل توجهی دارد و سبب گرم شدن بتن می‌‌شود و دوم اینکه، در سیمان زودگیر بخش عمده واکنش هیدراتاسیون در روزهای اول عمر بتن انجام شده و این سبب می‌شود بتن مدت زمان کمتری نیاز به مراقبت داشته باشد و هزینه نگهداری بتن در هوای سرد کاهش یابد.
• ترمیم و تعمیر بتن: اگر از این نوع سیمان در ترمیم بتن استفاده شود، این قابلیت وجود دارد که بتن به سرعت به مقاومت برسد و مورد استفاده قرار گیرد. علاوه بر این، هزینه‏‏‌های نگهداری قسمت‏‏‌های ترمیم شده نیز کاهش می‏‏‌یابد.
• باز کردن سریع قالب: اگر محدودیت در تأمین قالب وجود داشته باشد، استفاده از سیمان تیپ III سبب می‌شود بتن سریع‏‏‌تر به مقاومت برسد و این امکان را فراهم می‌کند که بتوان قالب را زودتر باز کرد و مجدداً از قالب استفاده نمود.

سیمان نوع ۴: سیمان کم حرارت

سیمان تیپ VI نوعی سیمان کندگیر است که در هنگام گیرش، حرارات‌زایی پایینی دارد. مطابق آنچه در جدول فوق مشاهده کردید، برای تولید سیمان تیپ ۴، مقدار C3S در مقایسه با سیمان تیپ ۱، حدود ۵۰% کاهش داده می‌‏‏شود و در عوض مقدار C2S بیشتر از ۲ برابر می‌شود. از آن‌جایی که این سیمان حاوی مقادیر بسیار کم C3S است، مقاومت خوبی در برابر یون سولفات از خود نشان می‏‏‌دهد. از جمله شرایط استفاده و کاربردهای سیمان تیپ IV می‌توان به موارد ذیل اشاره نمود:

• شرایط آب و هوای گرم: هوای گرم بخصوص دمای بالای ۴۰ درجه سانتی‏‏‌گراد سبب تبخیر شدید آب بتن و محدود شدن آب مورد نیاز سیمان برای هیدراتاسیون می‌شود. علاوه بر این، حرارت حاصل از هیدراتاسیون در روزهای اول عمر بتن سبب تشدید این فرایند می‌گردد. سیمان تیپ IV از دو منظر برای استفاده در هوای گرم مناسب است:
  اول اینکه این سیمان حرارت‌زایی پایینی دارد و به دلیل دیرگیر بودن، واکنش‌های هیدراتاسیون در زمان طولانی‌‏‏تری انجام می‌شود و در نتیجه، حرارت هیدراتاسیون نیز در زمان طولانی‌تری آزاد می‌شود. از این رو شدت تبخیر آب کاهش می‌یابد. علاوه بر این با استفاده از این نوع سیمان، مراقبت مرطوب و تأمین آب مورد نیاز در سطح بتن آسان‌تر می‌شود.

• جلوگیری از اتصال سرد: اگر حین عملیات بتن‌ریزی، دو بخش یک قطعه بتنی در دو زمان مجزا بتن‌ریزی شود، موجب عدم پیوستگی کامل بین دو قسمت و ایجاد اتصال سرد می‌شود. در بتن‌ریزی دیوارهای مخازن آب و استخرها، وقفه در بتن‌ریزی امری اجتناب‌ناپذیر است. این فاصله‌ی زمانی بین بتن‌ریزی بخش‌های جدید و قبلی موجب می‌شود لایه قبلی مقداری سخت شده و اتصال مناسبی با لایه جدید ایجاد نکند. چنانچه بتن‌ریزی در شرایط هوای گرم صورت گیرد، این مشکل تشدید می‌شود.
  هر چند اتصال سرد مشکل عمده‌ای در عملکرد سازه‌ای مقاطع بتنی ایجاد نمی‌کند، اما در سازه‌هایی که نیاز است بتن آب‌بند و کم نفوذ باشد، اتصال سرد محل مناسبی برای نشت آب خواهد بود. علاوه بر این، وجود این درز سرد استعداد وقوع ترک در بتن را بالا برده و در صورت وقوع ترک، یون‌های مخرب بتن از میان ترک، امکان ورود به بتن را پیدا می‌کنند.
  در چنین شرایطی با استفاده از سیمان تیپ IV می‌توان با کاهش سرعت گیرش بتن، فرصت بیشتری برای بتن‌ریزی لایه‌های جدید ایجاد نمود؛ به گونه‌ای که هنگام بتن‌ریزی لایه جدید، بتنِ لایه قبلی هنوز سفت نشده باشد و امکان اتصال مناسب این دو لایه فراهم شود.
• بتن‌ریزی حجیم: در بتن‌ریزی‌های حجیم مانند بتن‌ریزی سدها و پایه‌های پل، به دلیل عمیق‌تر بودن مقاطع، بتن امکان تبادل حرارتی مناسب با هوای آزاد را ندارد. علاوه بر این به دلیل حجم بالای سیمان مورد استفاده در بتن‌ریزی‌های حجیم، گرمای ناشی از واکنش‌های هیدراتاسیون بسیار بالاست.
  در این شرایط، گاه اختلاف دمای عمق بتن و سطح بیرونی بتن به بیش از ۵۰ درجه سیلسیوس می‌رسد. معمولاً این اختلاف دما طی چندین هفته یا ماه برطرف می‌شود، اما چون حین این تبادل گرمایی بتن سخت شده است، تنش‌های حرارتی در بتن ایجاد می‌شود.
  در این شرایط اگر از سیمان تیپ IV استفاده شود، به دلیل حرارت‌زایی پایین آن می‌توان اختلاف دمای بین قسمت‌های میانی بتن و سطح بتن را نسبت به زمانی که از سیمان تیپ I استفاده می‌شود، کاهش داد. علاوه بر این با تکیه بر خاصیت دیرگیری سیمان نوع ۴، مدت زمان سخت شدن بتن بیشتر شده و می‌توان زمان بیشتری برای تبادل حرارتی بتن با محیط پیرامون فراهم آورد.

سیمان نوع ۵: سیمان مقاوم در مقابل سولفات

وجود C₃A در ترکیبات سیمان، از عوامل اصلی حمله سولفات‌ها به بتن است. از این رو در تولید سیمان تیپ V، مقدار آلومین در مواد اولیه را به نحوی کاهش می‌دهند که پس از پخت سیمان، مقدار C₃A نسبت به سیمان‌‌های دیگر کمتر و حدود ۴% و حداکثر ۵% باشد.

البته برای ممانعت از نفوذ یون کلرید به بتن، بایستی سیمان حاوی مقداری C₃A باشد و در این مورد، سیمان تیپ V کفایت لازم را ندارد. از این رو در مواردی که احتمال نفوذ یون سولفات و یون کلرید در بتن وجود دارد (مانند سازه‌های بتنی دریایی)، باید از سیمان تیپ II به جای سیمان تیپ V استفاده کرد یا از سیمان تیپ II و مواد پوزولانی استفاده نمود.

سیمان‌های نوع IA، IIA و IIIA: انواع سیمان‌های حباب‌زا

سیمان‌های نوع IA، IIA و IIIA، با اضافه کردن موادی که خاصیت حباب‌زایی دارند به سیمان‌های تیپ I، II و III حاصل می‌شوند. از این رو با استفاده از این سیمان‌ها ضمن خواص مربوط به سیمان‌های نوع ۱، ۲ و ۳، حباب‌های هوای بسیار ریز و میکروسکوپی در بتن ایجاد می‌شود که سبب افزایش قوام و دوام بتن در برابر سیکل‌های ذوب و یخبندان می‌شود.

دیگر انواع سیمان

به جز سیمان‌های پرتلند استاندارد که تبیین شد، انواع دیگری از سیمان در دنیا و نیز در کشور ما تولید می‌شود که در ادامه به معرفی برخی از آن‌ها خواهیم پرداخت.

انواع سیمان سفید و سیمان‌های رنگی

اصولاً رنگ تیره سیمان به دلایل ذیل ایجاد می‌شود:

الف) وجود اکسیدهای آهن و منیزیم در مواد خام اولیه سیمان

ب) دوده‌ی سوخت کوره

ج) وارد شدن اجزای ساییده شده‌ی ساچمه‌های فلزی آسیاب گلوله‌ای در مرحله‌ی آسیاب

از این رو در تولید سیمان سفید از خاک رس چینی یا کائولن یا خاک‌های رسی دیگر که درصد اکسید آهن و اکسید منیزیم پایین‌تر از ۰٫۸% دارند، استفاده می‌کنند. همچنین سنگ آهک سست و دارای مقادیر کم آهن نیز استفاده می‌شود.

به منظور جلوگیری از ورود اجزای ساییده شده ساچمه فلزی آسیاب گلوله‌ای به سیمان، از گلوله‌های سنگی یا گلوله‌های فلزی غیر آهنی (که معمولاً از جنس آلیاژ نیکل و مولیبدن هستند) استفاده می‌شود. تمام این موارد به انضمام افزایش مختصر حرارت در کوره پخت سیمان سفید، باعث می‌شود قیمت تمام شده این سیمان نسبت به سیمان خاکستریتا دو برابر افزایش یابد.

همه انواع سیمان پرتلند استاندارد، قابلیت تولید به رنگ سفید را دارند، اما سیمان سفید معمولاً دارای خصوصیاتی همانند سیمان تیپ I و II است.

علاوه بر این، از آن‌جا که سیمان سفید معمولاً در تولید قطعات بتنی پیش‌ساخته و قطعات نما کاربرد دارد، این نوع سیمان در بیشتر موارد با خاصیت زودگیری و شبیه سیمان تیپ III تولید می‌شود تا هم تولید قطعات بتنی پیش‌ساخته با سرعت بیشتری انجام شود و هم در عمر ۲۸ روزه، مقاومت بیشتری به دست آید.

برای تولید سیمان‌های رنگی، سیمان‌های خاکستری یا سفید با پودر سنگ‌های رنگی در مرحله آسیب مخلوط می‌شوند. بدیهی است برای تولید سیمان‌ با رنگ روشن، باید سیمان سفید و در تولید سیمان‌های رنگی تیره، سیمان خاکستری مورد استفاده قرار گیرد. در جدول زیر تعدادی از سنگ‌های معدنی که برای ایجاد رنگ‌های مختلف در سیمان استفاده می‌شود، آمده است.

نوع پودر سنگ	رنگ
سنگ‌های معدنی کُرُم دار	سبز
سنگ‌های کبالت دار	آبی
سنگ‌های آهن دار به صورت هیدروکسید آهن یا هماتیت Fe(oH)2	زرد
سنگ‌های حاوی اکسید آهن به صورت فریت Fe2O3	قرمز
سنگ‌های حاوی اکسید آهن به صورت پیریت FeO	سیاه

سیمان پرتلند سرباره‌ای

سیمان پرتلند سرباره‌‌ای یا Slug Cement نوعی سیمان است که از اختلاط سیمان پرتلند معمولی و ۲۵% تا ۷۰% سرباره کوره آهن گدازی حاصل می‌شود. سرباره باید در یک آسیاب جدا با نرمی بیشتر از سیمان به پودر تبدیل شده و سپس در یک مخلوط‌کن ویژه با پودر سیمان مخلوط شود.

سرباره محصول فرعی کارخانه‌های ذوب آهن است که در هنگام تولید آهن، در داخل کوره به همراه آهن خام تشکیل می‌شود. تولید سرباره به میزان قابل توجه بوده و وزن آن معادل ۳۰٪ آهن تولیدی است. ترکیبات شیمیایی سرباره مشابه سیمان پرتلند بوده، اما درصد ترکیبات دقیقاً مشابه سیمان نیست.

سرباره معمولاً ۴۰ تا ۵۰% آهک، ۳۰ تا ۴۰% سیلیس، ۸ تا ۲۰% آلومین و مقدار کمی اکسید منیزیم و اکسید آهن دارد. بدین‌ترتیب سرباره‌ کوره ذوب آهن به دلیل داشتن سیلیکات‌های کلسیم که ماده‌ی اصلی تشکیل دهنده‌ی سیمان است، خاصیت سیمانی داشته و می‌تواند به عنوان ماده‌ی سیمانی ایفای نقش کند.

سیمان پرتلند سرباره‌ای، اصولاً سیمانی کم حرارت و دیرگیر و تا حدودی در مقابل سولفات نیز مقاوم است. اگر چه مقاومت کوتاه مدت بتن ساخته شده با سیمان سرباره‌ای در مقایسه با بتن ساخته شده با سیمان تیپ ۱ کمتر است، ولی مقاومت ۲۸ روزه‌ی آن به شرط آنکه سرباره مرغوب باشد، می‌تواند از مقاومت ۲۸ روزه‌ی بتن ساخته شده با سیمان تیپ ۱ بیشتر باشد.

سیمان سرباره‌ای مرغوب را می‌توان در مصارف عمومی، بتن‌ریزی حجیم، محیط‌های سولفاتی و کلریدی و نیز در مجاورت آب دریا استفاده کرد. اگر چه در هوای سرد بهتر است از به کار بردن آن پرهیز کرد. در صورتی که میزان قلیایی‌ها در سرباره خیلی کم باشد، سیمان سرباره‌ای را می‌توان در هر جا که استعداد واکنش قلیایی دانه‌ها بالاست نیز استفاده نمود.

بیشتر بخوانید: سیمان

سیمان پرتلند پوزولانی

با مخلوط کردن سیمان پرتلند استاندارد و مقادیر ۱۵ تا ۴۰% مواد پوزولانی، سیمان پرتلند پوزولانی حاصل می‌شود. افزودن پوزولان به سیمان، ممکن است در هنگام آسیاب در کلینکر انجام شود. علاوه بر این می‌توان مواد پوزولانی را به صورت نرم به پودر سیمان اضافه نمود.

سیمان پرتلند پوزولانی داری خواص دیرگیری است و حرارت‌زایی کمی دارد. مقاومت بتن ساخته شده با سیمان پوزولانی در درازمدت تفاوتی با بتن ساخته شده با سیمان معمولی ندارد. این نوع سیمان از مقاومت نسبی در برابر سولفات‌ها و دوام بیشتری در شرایط نامساعد مانند مجاورت با آب دریا برخوردار است. گفتنی است شدت این خواص به درصد پوزولان استفاده شده در سیمان پوزولانی وابسته است.

سیمان انبساطی

سیمان انبساطی یا Expansive Cement مشابه سیمان پرتلند معمولی است؛ با این تفاوت که در زمان‌های اولیه‌ی پس از گیرش، مقداری انبساط یافته و افزایش حجم می‌دهد. مزیت عمده‌ی کاربرد این سیمان در بتن، جبران کردن جمع شدگی بتن است که در اثر پدیده انقباض (یا افت) صورت می‌گیرد.

از سیمان انبساطی می‌توان برای جلوگیری از ترک خوردگی و نشت آب در سازه‌های آبی استفاده نمود. همچنین از این سیمان برای تولید ملات خاصی به نام گروت استفاده می‌شود. گروت که مخلوطی از سیمان انبساطی و ریزدانه‌های مرغوب سیلیسی است، برای پر کردن درزها و شکاف‌ها در بتن، تنظیم و پر کردن زیر صفحات کف ستون، کار گذاشتن میل مهارها و کاشتن میلگرد در بتن مورد استفاده قرار می‌گیرد.

انواع سیمان آلومیناتی یا پر آلومین

سیمان آلومیناتی (پر آلومین) یا HAC: High Alumina Cement که به نام سیمان برقی یا Lightrning Cement نیز شناخته می‌شود، نوعی سیمان بسیار زودگیر است که در اوایل قرن بیستم توسط جولز بید در فرانسه جهت مقابله با آب‌های سولفات‌دار ساخته شد. ترکیبات این سیمان پر آلومین در جدول زیر آمده است:

گوگرد تری اکسید SO3	اکسید منیزیم MgO	اکسید تیتانیم TiO2	آهن به صورت پریت FeO	آهن به صورت فریت Fe2O3	سیلیس SiO2	آهک Ca(OH)₂	آلومین Al2O3	نوع سیمان
۰٫۱ درصد	۱ درصد	۲ درصد	۵ درصد	۱۰ درصد	۵ درصد	حدود ۴۰ درصد	حدود ۴۰ درصد	سیمان پر آلومین

تولید سیمان آلومیناتی به دلایل زیر نسبت به سایر سیمان‌‌ها پرهزینه‌تر است:

• هزینه بالای تأمین ماده اولیه بوکسیت
• حرارت بالای کوره پخت
• استهلاک بالای گلوله‌های آسیاب، به دلیل سختی بسیار بالای کلینکرهای این نوع سیمان

در واکنش‌های هیدراتاسیون سیمان پرآلومین، هیدروکسید کلسیم تولید نمی‌شود. از این رو این نوع سیمان مقاومت بسیار بالایی در برابر یون سولفات دارد. همچنین این نوع سیمان، از سرعت رشد مقاومت بالایی برخوردار است، به گونه‌ای که حدود ۸۰% مقاومت نهایی این سیمان در همان ۲۴ ساعت اول کسب می‌شود. در صورت استفاده از این نوع سیمان، می‌توان پس از ۶ تا ۸ ساعت قالب‌برداری کرد.

علاوه بر این، مقدار گرمای ناشی از هیدراتاسیون سیمان پر آلومین در روزهای اول حدود ۳٫۵ برابر سیمان تیپ III است، اما کل گرمای آزاد شده ناشی از هیدراتاسیون این دو نوع سیمان تقریباً با هم برابر است.

بتن ساخته شده با سیمان پر آلومین، ماده‌ی نسوز بسیار خوب، بخصوص در دمای بالای۱۰۰۰ درجه سانتی‌گراد محسوب می‌شود. البته در بتن نسوز، علاوه بر سیمان باید به جنس سنگدانه‌ها توجه کرد و بهتر است به جای سنگدانه آهکی، از سنگدانه‌های سیلیسی استفاده نمود. در آیین‌نامه آبا ۱۴۰۰، دسته‌ای از سیمان‌ها تحت عنوان سیمان‌های آمیخته معرفی شده‌‌اند که در جدول زیر به آن‌ها پرداخته‌ایم.

نوع	توضیح	رده مقاومتی
نوع IS	سیمان پرتلند حاوی حداکثر ۷۰% سرباره‌ای کوره آهنگدازی	۲۲٫۵، ۳۲٫۵، ۴۲٫۵
نوع IP	سیمان پرتلند حاوی حداکثر ۴۰% انواع پوزولان	۲۲٫۵، ۳۲٫۵، ۴۲٫۵
نوع IL	سیمان پرتلند حاوی حداکثر ۱۵% سنگ آهک	۳۲٫۵ و ۴۲٫۵
نوع IT	سیمان آمیخته حاوی حداکثر ۹۵% مواد جایگزین (۷۰% آن باید سرباره باشد)	۲۲٫۵ و ۳۲٫۵

سیمان بنایی

سیمان بنایی یا Masonary Cement، سیمانی کم مقاومت و ارزان قیمت است که در ساخت ملات با کارایی خوب در سازه‌های بنایی و در کارهایی نظیر آجر چینی یا اتصال سنگ و بلوک ساختمانی مورد استفاده قرار می‌گیرد. جهت تولید سیمان بنایی، کلینکر سیمان معمولی همراه با مصالح پرکننده‌ای نظیر آهک هیدراته، سنگ آهک، تالک، سرباره و یا حتی رس آسیاب می‌شود. مصالح پرکننده ممکن است حتی ۴۰ تا ۵۰% وزن کلینکر سیمان را تشکیل دهد. در سیمان بنایی ممکن است از یک ماده‌ی حباب‌زا نیز استفاده شود.

سیمان چاه نفت

سیمان چاه نفت یا Oil-Well Cement، سیمانی مقاوم در مقابل درجه حرارت بالا و فشار بالا بوده و برای پر کردن فضای بین لوله‌های فولادی و دیواره چاه نفت و پر کردن شکاف‌ها و حفره‌ها در لایه‌های متخلخل و جلوگیری از نفوذ آب یا گاز آن‌ها به لایه‌های حاوی نفت استفاده می‌شود.

این نوع سیمان تا عمق ۶۰۰۰ متری و در فشارهای تا ۱۴۰ مگاپاسکال، دمای تا ۱۵ درجه سلیسیوس قابل استفاده بوده و تا حدود ۳ ساعت قابل پمپاژ است و پس از استفاده به سرعت سخت می‌شود. بر اساس استاندارد A10 مؤسسه‌ی نفت آمریکا API ، سیمان‌های چاه نفت بر اساس مشخصات (میزان فشار مجاز، دما و میزان سولفات مجاز در محیط) به ۸ گروه از A تا H تقسیم می‌شوند. در این مقاله از بلاگ رامکا، ۱۵ نوع سیمان (۸ نوع سیمان پرتلند و ۷ نوع سیمان ویژه) معرفی شد تا از این رهگذر، نه تنها با پرکاربردترین انواع سیمان آشنا شوید، بلکه با شناخت ویژگی‌های انواع سیمان، متناسب با نیازهای پروژه‌تان سیمانی مناسب را انتخاب نمایید.