أنواع الإسمنت
يطلق اسم "الإسمنت" (Cement) على جميع المواد اللاصقة بجميع أنواعها ولكنه وبشكل خاص يطلق على المواد التي تستخدم في تشييد المباني والهندسة المدنية والتي تتكون من مساحيق مطحونة ناعماً تخلط بالماء ثم تصبح صلبة وبالتالي تصبح مادة للتثبيت، والإسمنت عبارة عن مزيج كيميائي لمركبات الأسمنت مع الماء ينتج عنه بلورات دون مجهرية أو مادة شبيهة بالهلام ذات مساحة سطح عالية وبخصائص مرطبة ويطلق عليه الإسمنت الإنشائي.
أنواع الإسمنت
يُقسم الإسمنت بناءً على آلية التصلب والضبط إلى فئتين رئيسيتين، هما الإسمنت الهيدروليكي (Hydraulic Cement) والإسمنت غير الهيدروليكي (Non-hydraulic Cement)، كما يتم تصنيف أنواعه بالاعتماد على التكوين والخصائص، وأبرز أنواع الإسمنت هي:
الإسمنت البورتلاندي العادي (Ordinary Portland Cement)
الإسمنت البورتلاندي العادي (OPC) هو النوع الأكثر استخداماً في أعمال البناء المعتادة، ويتكون من Argillaceous أو سيليكات الألومينا (الطين والصخر الزيتي) وكربونات الكالسيوم أو الجيرية (الحجر الجيري والطباشير والمارل).
الإسمنت المعدل (Modified Cement)
يتميز هذا النوع من الأسمنت بأن له حرارة ترطيب أقل من الأسمنت العادي ومعدل أعلى لتطور الحرارة من "الأسمنت منخفض الحرارة" مع معدل تصلب مقارب للإسمنت العادي، وعادةً ما يتم استخدامه في الهياكل التي يكون فيها توليد الحرارة المنخفضة بشكل معتدل أو في الهياكل التي يحتمل فيها حدوث هجوم كبريتات معتدل، والدولة الأكثر استخداماً للإسمنت المعدل هي الولايات المتحدة.
الإسمنت البورتلاندي السريع التصلب (Rapid Hardening Portland Cement)
يتميز هذا النوع بأنه يقوم بالتصلب بشكل أسرع من الأسمنت البورتلاندي العادي أي أن قوة تصلبه في 3 أيام تساوي قوة الإسمنت العادي في 7 أيام على الرغم من أن النوعين يحتاجان إلى نفس وقت التحضير والضبط، وله معدل تطور الحرارة أعلى من الأسمنت البورتلاندي العادي بسبب احتوائه على C3S و C3A بشكل أكبر بالإضافة إلى ارتفاع درجة نقاوتها، ويتم استخدامه بشكل رئيسي في الإنشاءات التي تحتاج لتصلب سريع مثل إزالة القوالب لإعادة استخدامها أو إتمام البناء بأسرع وقت ممكن مثل بناء الأرصفة أو الأماكن كثيرة الاستعمال التي لا يمكن إغلاقها لفترة طويلة، كما يفضل استخدامه عند البناء في مناطق ذات درجات حرارة منخفضة لمنع التلف بفعل الصقيع
إسمنت منخفض الحرارة (Low Heat Cement)
يتميز هذا النوع من الإسمنت بأنه "مكاني" ( spatial ) ويقوم بإنتاج حرارة منخفضة للترطيب أثناء إعداداه، وتم إنتاج هذا النوع من الإسمنت عبر تعديل نسب بعض المركبات الكيميائي في الإسمنت البورتلاندي العادي لتقليل حرارة الماء، وتركيبه الكيميائي الأساسي يحتوي على نسبة منخفضة (5%) من ألومينات الكالسيوم الثلاثية (C3A) ونسبة أعلى (46%) من مادة السيليكات المتحللة (C2S)، ويستخدم في بناء قواعد السد الكبيرة وألواح الطوافة الكبيرة وقواعد توربينات الرياح وفي بناء المصانع الكيماوية.
إسمنت بورتلاند بوزولانا (Portland Pozzolana Cement)
البوزولان (PPC) نوع من أنواع الإسمنت الذي يتكون من مواد طبيعية أو اصطناعية تحتوي على السيليكا في أشكال تفاعلية، حيث يتفاعل مع هيدروكسيد الكالسيوم الناتج عن الأسمنت المرطب لتشكيل مواد تدعيم إضافية عندما ينقسم بشكل جيد، ويتكون بشكل أساسي من OPC الكلنكر والجبس والمواد البوزولانية وهي الرماد المتطاير والرماد البركاني والطين المكلس أو أبخرة السيليكا، ويتم استخدام هذا النوع من الإسمنت في بناء الهياكل الهيدروليكية والهياكل البحرية والأبنية القريبة من شاطئ البحر وبناء السدود و في تصنيع أنابيب الصرف الصحي سابقة الصب.
إسمنت سريع الإعداد (Quick Setting Cement)
من أهم خصائص النوع أنه سريع الإعداد حيث يستغرق الإعداد الأولي له 5 دقائق و30 دقيقة للإعداد النهائي، ويتكون من كلنكر وكبريتات الألومنيوم بنسبة تتراوح من 1% إلى 3% بوزن الكلنكر، ويحتوي على كبريتات الألومنيوم التي تزيد من معدل ترطيب السيليكات، ويتم استخدامه بشكل رئيسي في البناء تحت الماء وفي الظروف الجوية الممطرة والباردة بالإضافة إلى استخدامه لأغراض ا لتثبيت أو التعدين الصخري وحفر الأنفاق.
الإسمنت المقاوم للكبريتات (Sulphate Resisting Cement)
يستخدم هذا النوع من الإسمنت لمقاومة هجمات الكبريتات في الخرسانة التي تحدث بسبب انخفاض النسبة المئوية لألومينات الكالسيوم الثلاثية (Tricalcium aluminate) عبر تقليل إنتاج كبريتات الكالسيوم، ويستخدم في الأعمال الإنشائية الملامسة للتربة التي تحتوي على نسبة أكثر من 0.2% جم/لتر من أملاح الكبريتات أو المياه الجوفية التي تحتوي على نسبة 0.3% جم/ لتر من هذه الأملاح، والأسطح الخرسانية المعرضة للتبديل والتجفيف بالتبادل مثل أرصفة الجسر أو تلك التي تبنى بالقرب من ساحل البحر.
إسمنت فرن الانفجار (Blast Furnace Cement)
يتم صناعة هذا النوع عبر دمج بقايا الأسمنت البورتلاندي وبقايا أفران الصهر التي تكون بنسبة 65 في المائة كحد أقصى، وهو نوع شديد المقاومة للكبريتات وكثيراً ما يتم استخدامه في البناء داخل مياه البحر.
إسمنت عالي الألومينا (High Alumina Cement)
يتم الحصول على الإسمنت عالي الألومينا من مخلوط تكليس البوكسيت أحد خامات الألمنيوم مع الجير العادي والكلنكر أثناء تصنيع الإسمنت البورتلاندي العادي، بنسبة لا تقل عن 32% من الألومينا، ويتم استخدامه في الأماكن التي تتعرض فيها الهياكل الخرسانية لدرجات حرارة عالية مثل ورش العمل والحراريات والمسابك و الأماكن التي تتعرض فيها الخرسانة للتجمد والظروف الحمضية.
الإسمنت الأبيض (White Cement)
يصنع الإسمنت الأبيض من مواد خام تحتوي على كمية قليلة جدًا من الحديد أكسيد (أقل من 0.3% من كتلة الكلنكر) وأكسيد المغنيسيوم وهما العنصران المسببان للون الرمادي في الإسمنت العادي وبوجود درجة حرارة حرق مرتفعة جداً كبديل لعنصر الحديد الذي يعمل كعامل مساعد في عملية تكوين الكلنكر، ويستخدم بشكل عام مع الحجر الجيري أو كبديل له، وهو باهظ الثمن وذو تكلفة طحن عالية.
الإسمنت الملون (Colored Cement)
يتم تحضيره باستخدام أنواع خاصة من الأصباغ تتم إضافتها إلى الإسمنت العادي، وللحصول على لون فاتح تتم إضافة الأصباغ إلى الإسمنت الأبيض بنسبة 2-10% من وزن الإسمنت أما للحصول على لون غامق تتم إضافة هذه الأصباغ إلى الإسمنت البورتلاند العادي، ويجب ألا تقل قوة الضغط لمدة 28 يومًا عن 90% من قوة مزيج التحكم الخالي من الصبغات وأن لا تزيد نسبة المياه عن 110% من مزيج التحكم وأن تكون الأصباغ غير قابلة للذوبان وخاملة كيميائياً وألا يحتوي على الجبس الذي يسبب الضرر للخرسانة.
