انواع سیمان پرتلند

سیمان از مفیدترین و پرکاربردترین مصالح در صنعت ساخت‌وساز به شمار می‌آید و شناخت آن بسیار ضروری است. به‌طورکلی در صنعت ساختمان‌سازی دو دسته سیمان داریم: سیمان پرتلند و سیمان غیرپرتلند. انواع سیمان پرتلند از مواد اولیه و ترکیب‌های ثابتی مانند سیلیس، آهک، آلومین و اکسید آهن ساخته می‌شوند. این سیمان جزو محصولاتی است که ویژگی‌ها و کاربردهای متنوعی در صنعت ساخت‌وساز دارد. ما در این مقاله سعی داریم تا در خصوص انواع سیمان پرتلند و کاربردهای آن اطلاعات مفیدی در اختیارتان قرار دهیم. اگر مهندس ساختمان هستید یا در صنعت ساخت‌وساز فعالیت می‌کنید، این مقاله برای شما نوشته شده است.

1. سیمان پرتلند تیپ 1؛ سیمان پرتلند معمولی

 سیمان پرتلند تیپ 1 یا معمولی از ترکیب گچ و کلینکر ساخته می‌شود که به آن سیمان همه‌کاره یا همه‌منظوره نیز می‌گویند. سیمان پرتلند معمولی در سه رده 325-1، 425-1 و 525-1 تولید می‌شود که 525-1 و 425-1 رده‌های با مقاومت بالا هستند و باید بااحتیاط مصرف شوند.

از مزایای این سیمان در مقاوم سازی سازه ها می‌توان به زمان گیرش کوتاه و مقاومت اولیه حدوداً یک‌هفته‌ای آن اشاره کرد. از سیمان پرتلند نوع یک نباید در محیط‌های اسیدی و قلیایی و محیط‌هایی که یون‌های مهاجم دارد و موجب خوردگی می‌شود استفاده کرد. این سیمان در ساخت‌وسازهای معمولی و بتن‌هایی که در معرض حمله سولفات‌ها نباشند به کار می‌رود. 

2. سیمان پرتلند تیپ ۲؛ سیمان پرتلند اصلاح شده

سیمان پرتلند نوع دوم که به سیمان پرتلند اصلاح‌شده مشهور است، در برابر فرسایش و خوردگی مقاومت قابل‌قبولی دارد و از این نظر نیازی به تعمیر و نگهداری مداوم ندارد؛ به همین خاطر سیمان مناسبی برای محیط‌هایی است که به‌اصطلاح کمی سولفاته هستند. در نظر داشته باشید که استفاده از سیمان پرتلند اصلاح‌شده در مکانی که یون‌های کلر و سولفات هم‌زمان وجود داشته باشد یا به‌شدت سولفاته باشند، توصیه نمی‌شود.

زمان گیرش سیمان پرتلند تیپ 2 از تیپ 1 کمتر و حرارت ناشی از هیدراتاسیون آن در حد متوسط است؛ به همین خاطر در طراحی و اجرای انواع سازه‌ حجیم که نیاز به بتن‌ریزی گسترده دارند از سیمان پرتلند اصلاح‌شده استفاده می‌شود تا هنگام سفت شدن بتن، گرمای کمتری آزاد شود. استفاده از این سیمان در آب‌وهوای گرم توصیه می‌شود ولی مناسب اجرا در مکان‌های سرد نیست. 

مقاومت فشاری سیمان پرتلند تیپ 2 نسبت به سیمان پرتلند تیپ کمتر است. این سیمان اغلب در سازه‌های بزرگ و حجیم آبی مانند سدها، کانال‌ها، پل‌ها و غیره به کار می‌رود.

3. سیمان پرتلند تیپ ۳؛ سیمان پرتلند زودگیر

سیمان پرتلند زودگیر یا تیپ 3 شباهت‌های بسیاری با سیمان پرتلند تیپ 1 دارد؛ عمده تفاوت‌ بینشان در این است که ذرات سیمان زودگیر ریزتر محسوب می‌شود و مقاومت نهایی آن 28 روز طول می‌کشد.

مقاومت اولیه سیمان پرتلند زودگیر بسیار بالا است و حتی به‌مرورزمان بیشتر هم می‌شود. میزان چسبندگی و گیرش آن نیز بسیار سریع صورت می‌گیرد و کارایی این سیمان آزمایش های غیر مخرب اثبات شده است؛ برای همین از آن در ساخت‌وسازهای اضطراری که باید سریعاً به اتمام برسند استفاده می‌شود. همچنین سازه‌های پیش‌ساخته نیز اغلب با این نوع از سیمان ساخته می‌شود. 

 4. سیمان پرتلند تیپ ۴؛ سیمان پرتلند کم حرارت

سیمان پرتلند تیپ 4 در فرآیند هیدراتاسیون گرما و حرارت کمی ایجاد می‌کند و به همین خاطر گزینه مناسبی برای سازه‌هایی است که نیازی به مقاومت اولیه ندارند و افزایش دما باعث ایجاد آسیب و خرابی در آن‌ها می‌شود. توجه داشته باشید که از این سیمان نمی‌توانید در مناطق سردسیر استفاده کنید و بیشتر مناسب اقلیم‌های گرم است.

 بااینکه مدت‌زمان گیرش این نوع سیمان طولانی است، اما به‌مرورزمان سرعتش بیشتر و همین امر باعث می‌شود محصول نهایی از استحکام و مقاومت خوبی برخوردار باشد. مقاومت نهایی سیمان پرتلند تیپ 4 حدود یک ماه طول می‌کشد.

در سراسر جهان، میزان تولید سیمان پرتلند تیپ 4 بسیار کم است و اغلب سیمان پرتلند تیپ 5 جایگزین آن می‌شود؛ چراکه موارد مصرف این سیمان که عمدتاً در سازه‌های بتنی بسیار بزرگ است، بسیار نادر و محدود به شمار می‌آید و هزینه تولید و نگهداری آن برای کارخانه‌ها مقرون‌به‌صرفه نیست. همچنین ممکن است تاریخ انقضای این سیمان در انبار به اتمام برسد و فاسد شود. به طور کلی این سیمان از سیمان‌های معمولی بسیار گران‌تر است.

5. سیمان پرتلند تیپ ۵؛ سیمان پرتلند ضد سولفات

در سیمان پرتلند تیپ 5، تری کلسیم آلومینات کمتری استفاده می‌شود تا محصول در برابر سولفات‌ها و مواد قلیایی مقاوم شود. به طور کلی سیمان پرتلند ضدسولفات همان‌طور که از نامش پیدا است، مناسب مکان‌ها و ساخت‌وسازهایی محسوب می‌شود که در معرض مواد قلیایی و سولفاته از جمله فاضلاب‌ها و زیرساخت‌های مجاور دریاها قرار دارند.

6. سیمان پرتلند پوزولانی

پوزولان ماده‌ای از جنس سیلیکات است که ویژگی‌های متنوعی دارد. از ترکیب سیمان پرتلند با این ماده، سیمان پرتلند پوزولانی به دست می‌آید. حدود 15% از سیمان پوزولانی را پوزولان تشکیل می‌دهد و میزان سیمان پرتلند در این ترکیب بسیار بیشتر است؛ به همین دلیل به آن سیمان پرتلند پوزولانی گفته می‌شود.

بر اساس ویژگی پوزولان افزوده‌شده، سیمان پرتلند پوزولانی خواصی مانند هیدراتاسیون با دمای پایین، دیرگیری، نفوذناپذیری، ضدسولفاته و غیره دارد و برای استفاده در مناطق گرمسیر و بتن‌ریزی‌های حجیم مناسب است. در مکان‌هایی که یون‌های کلر و سولفات هم‌زمان موجود باشد نیز می‌توان این سیمان را به کار برد. توصیه می‌کنیم وقتی سنگ‌ریزه‌های بتن بی‌کیفیت هستند و به‌راحتی با مواد قلیایی ترکیب می‌شوند، از سیمان پرتلند پوزولانی استفاده کنید.

عکسی از سیمان پرتلند پوزولانی 

7. سیمان پرتلند سرباره ای

در کارخانه‌های ذوب‌آهن، در فرآیند تولید آهن یک محصول فرعی نیز به دست می‌آید که به آن سرباره گفته می‌شود. این محصول فرعی، حجم بسیاری دارد و حدود 30 درصد از حجم آهن تولیدی کارخانه را سرباره تشکیل می‌دهد. این سرباره معمولاً حاوی 40 الی 50 درصد آهک، 8 الی 20 درصد آلومین، 30 الی 40 درصد سیلیس و مقادیری اکسید آهن و منیزیم است.

از ترکیب سیمان پرتلند معمولی با 25 الی 70 درصد از سرباره کوره آهن‌گدازی، سیمان پرتلند سرباره‌ای (Slug Cement) به دست می‌آید. سرباره را باید در دستگاهی جداگانه نرم‌تر از سیمان پرتلند آسیاب و سپس در مخلوط‌کن‌های مخصوص آن‌ها را مخلوط کرد.

از ویژگی‌های این سیمان، دیرگیری و تولید گرمای کم هنگام هیدراتاسیون و تا حدی ضدسولفاته بودن است. در ابتدا مقاومت بتن ساخته‌شده با این سیمان نسبت به مقاومت بتن ساخته‌شده با سیمان پرتلند تیپ 1 کمتر به شمار می‌آید اما اگر از سرباره مرغوب استفاده شود، مقاومت نهایی آن نسبت به مقاومت نهایی بتنی که با سیمان پرتلند تیپ یک ساخته شده است بیشتر خواهد بود.

 جدول کاربرد انواع سیمان پرتلند

در جدول زیر بعضی از موارد متنوع کاربرد انواع سیمان پرتلند را مشاهده می‌کنید:

انواع سیمان پرتلند	کاربرد
سیمان پرتلند تیپ 1 (معمولی)	ساخت پل ساخت تونل ساخت تیرچه راه‌سازی انواع سازه‌های بتنی در ساختمان‌ها سازه‌های بتنی پیش‌ساخته ساخت جاده‌ها و پیاده‌روها ساخت لوله‌ها و مخازن آب ساخت ملات بنایی و بلوک سنگفرش و کف‌سازی بتن آرمه راه‌آهن
سیمان پرتلند تیپ 2 (اصلاح‌شده)	بتن ضدآب سازه‌های آبی تونل‌های نزدیک به دریا بتن ضد سولفات کانال‌های آبیاری بتن‌ریزی در هوای گرم لوله‌های آب استفاده در فاضلاب‌ها فونداسیون‌های مجاور آب سازه‌های پیش‌ساخته بتنی
سیمان پرتلند تیپ 3 (زودگیر)	اندودکاری و بنایی صف ‌کشی  سطح پیاده‌روها اصلاح شکستگی‌ها بتن‌آرمه انواع سازه‌ها در ساختمان‌ها پایه‌های توربین دوغاب بتن‌ریزی در مناطق سردسیر انواع سازه‌های بتنی پیش‌ساخته
سیمان پرتلند تیپ 4 (کم‌حرارت)	ساخت تونل   ساخت سد و آب‌بند بتن‌ریزی در مناطق گرمسیر ساخت پایه‌های پل مخازن آب   استفاده در استخرها بتن دریایی بتن هیدرولیک بتن توده‌ای
سیمان پرتلند تیپ 5 (ضدسولفات)	سازه‌های آبی و دریایی     ساخت تونل‌ها   ساخت‌وسازهای ساحلی    سازه‌های مجاور آب‌های زیرزمینی  تصفیه‌خانه‌ها    استخر آب‌های صنعتی   مخازن ذخیره آب  کانال‌های زه‌کشی  فاضلاب‌ها سازه‌های حائل بین محیط‌های گچی و خاکی بتن‌ریزی‌های حجیم و گسترده
سیمان پرتلند پوزولانی	ساخت‌وساز در مناطق گم و مرطوب سازه‌های دریایی ساخت‌وساز در سواحل سدسازی نمای ساختمان سازه‌های داخلی ساختمان ملات گچ‌کاری ملات سنگ‌تراشی سازه‌های پیش‌ساخته بتنی
سیمان پرتلند سرباره‌ای	بتن‌ریزی‌های حجیم در محیطی که هم‌زمان سولفاته و کلریدی باشد. ساخت‌وساز مجاور دریاها ساخت‌وساز در مناطق گرمسیری ساخت‌وساز در محیط قلیایی

جدولی از انواع سیمان پرتلند 

کاربرد انواع سیمان های پرتلند در صنعت ساخت و ساز

در این مقاله با 7 نوع از انواع سیمان‌ پرتلند و کاربردهایشان آشنا شدیم. سیمان پرتلند تیپ ا، سیمان پرتلند تیپ 2، سیمان پرتلند تیپ 3، سیمان پرتلند پوزولانی و سیمان پرتلند سرباره‌ای برخی از انواع سیمان‌های پرتلند هستند. استفاده درست و به‌جا از این سیمان‌های پرکاربرد و محبوب، بسیار ضروری است و به شما کمک می‌کند تا بر اساس نوع کاربرد مدنظرتان بهترین استفاده را از آن ببرید و استحکام و کارایی سازه خود را تضمین کنید.

اگر شما نیز تجربه یا نکته خاصی دارید، خوشحال می‌شویم که در قسمت نظرات با ما و سایر مخاطبان این مقاله در میان بگذارید.

سؤالات متداول

1. چگالی انواع سیمان پرتلند چقدر است؟

معمولاً چگالی تیپ‌های 1 تا 5 حدود 3.15 تن بر مترمکعب و چگالی پرتلند پوزولانی و روباره‌ای، حدود 2.9 تن بر مترمکعب است.

2. ترکیب های اولیه سیمان پرتلند از چه مواد معدنی به دست می آید؟

ترکیب‌های شیمیایی لازم برای ساخت سیمان پرتلند از موادی مانند آهک زنده (اکسید کلسیم)، اکسید سیلیسیم، اکسید فریت و اکسید آلومینیوم استخراج می‌شود.

سیمان پرتلند پوزولانی ویژه چیست؟

در نوع ویژه از سیمان پرتلند پوزولانی، حدود 40% الی50% از وزن سیمان را مواد پوزولانی تشکیل می‌دهد و از این سیمان در بتن‌ریزی‌های گستره که در معرض مواد شیمیایی مضر هستند استفاده می‌شود.