سیمان
سیمان‌ها فرآورده‌هایی می‌باشند که بخش اعظم مصالح اولیه‌ی آن‌ها از آهک تشکیل شده است. سیمان وقتی با آب مخلوط گردد، در برابر هوا و یا جایی که هوا نیست مثل زیر آب، سخت و محکم می‌شود و می‌تواند موجب اتصال دانه‌های شن و ماسه یا مصالح دیگر مانند سنگ، آجر و کاشی به یکدیگر گردد.
قبل از قرن 19 میلادی که هنوز سیمان ابداع نشده بود، از سال‌ها قبل در ایران و در نقاظ مرطوب و پی‌سازی‌ها، از شکفته آهک بهره می‌گرفتند و از ملات ساروج برای آب‌بندی کردن استفاده می‌نمودند. ملات ساروج از ترکیب و کوبش گرد آهک شکفته، به همراه مقدار کمی ماسه‌ی بادی، خاک رُس و لویی (الیاف نی) ساخته می‌شد. در سال 1756 میلادی، فردی به نام «اسمیتون» مأموریت یافت تا به جای ساختمان فانوس دریایی که بر اثر آتش‌سوری از بین رفته بود، ساختمان نویی بسازد. وی پس از انجام آزمایش‌های متعدد دریافت که ملات آهک‌هایی که از 2 پیمانه تراس (پوکه طبیعی) و 1 پیمانه آهک شکفته با مقدار کمی آب درست شده باشد، به طور کامل سفت و سخت می‌شود و او را به هدف مدنظرش می‌رساند.
در سال 1824 میلادی یک بنّای انگلیسی به «آسپدین» موفق شد تا اختراع سیمان را به ثبت برساند. وی سنگ آهک و خاک رس را با یکدیگر ترکیب نمود، سپس به روش تر آسیاب کرد و لجن حاصل را در کوره‌های آهک‌پزی معمولی پخت. در ادامه جسم به دست آمده را آسیاب کرد و در نهایت سیمان حاصل گردید. از آنجایی که رنگ سیمان شباهت زیادی به رنگ سنگ‌های جزیره‌ی پرتلند داشت، آن را «سیمان پرتلند» نام‌گذاری کردند.
اجزای تشکیل‌دهنده‌ی سیمان پرتلند: مواد اصلی سیمان پرتلند شامل سنگ آهک و خاک رس به نسبت وزنی 3 به 1 می‌باشد که پس از آسیاب کردن آن‌ها با روش تر یا خشک، جهت پخته شدن به کوره هدایت می‌گردند. حرارت در کوره تا حدی به این مواد داده می‌شود که دانه‌ها عرق کنند (30 درصد دانه‌ها ذوب گردد) و به هم بچسبند شکل دانه‌های فندقی را به خود بگیرند که به آن‌ها «کلینکر» می‌گویند. پس از سرد کردن و آسیاب نمودن کلینکر به همراه اندکی سنگ گچ، سیمان پرتلند حاصل می‌شود. افزون بر سنگ آهک و خاک رس مواد دیگری همچون سیلیس، اکسید آلومینیوم، اکسید آهن بایستی به نسبت مشخصی در مواد اصلی موجود باشد.
پختن سیمان: منظور از پختن سیمان، ایجاد کردن واکنش‌هایی بین دانه‌های ریز مواد خام از طریق حرارت به مدت و شدت مشخص است. به منظور اینکه واکنش‌ها رخ بدهند، بایستی به مواد خام تا اندازه‌ای حرارت داد که عرق کنند و به یکدیگر بچسبند تا در نهایت به کلینکر تبدیل شوند. واکنش‌های انجام شده، واکنش‌های کندی می‌باشند که با افزایش گرما از رویه به درون دانه‌ها پیش‌روی می‌کنند و هر چقدر دانه‌های مواد خام ریزتر باشند این پیش‌روی با سرعت بیشتری صورت می‌گیرد. کوره‌های آزمایشی سیمان‌پزی در طول‌های 8/1 تا 7/3 متر و قطر 13 تا 36 سانتی‌متر ساخته می‌شوند.
واکشن‌های انجام شده در حرارت‌های مختلف کوره عبارتند از:
- در حرارت 100 درجه‌ی سانتی‌گراد، آب فیزیکی مواد خام گرفته می‌شود.
- از حرارت 350 درجه‌ی سانتی‌گراد به بعد، CO2 از کربنات منیزیم MgCO3 تفکیک می‌گردد.
- در گرمای 500 درجه‌ی سانتی‌گراد، آب شیمیایی خاک رس جدا می‌شود.
- از حرارت 894 درجه‌ی سانتی‌گراد به بعد، CO2 از CaCO3 خارج می‌گردد.
پس از وقوع این واکنش‌ها، ترکیبات CaO با سایر اجسام آغاز می‌شود. در شروع فعل و انفعالات، ترکیب یک کلسیم سیلیکات تشکیل می‌گردد. در درجه حرارت بیشتر از 1000 درجه‌ی سانتی‌گراد هم ترکیبات دو کلسیم سیلیکات و سه کلسیم سیلیکات و سایر ترکیبات کلسیم با جسم‌های دیگر به وجود می‌آید.
جسم‌های گدازآور نظیر اکسید آهم و اکسید آلومینیوم در مواد خام موجب می‌گردند که واکنش‌ها در درجه حرارت کمتر و با سرعت بیشتر به وجود بیایند. برساس آزمایش‌های متعدد صورت گرفته، مشاهده شده است که واکنش‌ها در درجه حرارت‌های گوناگون این واکنش‌ها حاصل می‌شوند:
در ساخت سیمان‌های امروزی عمدتاً از کوره‌ی گردنده‌ی افقی بهره می‌گیرند. این کوره یک استوانه‌ی فولادی طویل با شیب تقریباً 3 درصد است که پیرامون محور افقی خود با سرعت بسیار کمی چرخش می‌کند. از بخش انتهایی کوره، شعله و حرارت به داخل کوره دمیده می‌شود و مواد خام هم به صورت گرد خشک و یا لجن خمیری از دهانه‌ی کوره وارد می‌گردند. در ابتدای کوره رشته‌های زنجیر آویزان می‌باشد تا گرمای گاز کوره را جذب نمایند و به مواد خام پس دهند. در ادامه مواد خام در انتهای کوره پس از عرق کردن به یکدیگر می‌چسبند و به شکل گلوله‌هایی به قطر 16 تا 30 میلی‌متر با نام «کلینکر» تبدیل می‌گردند. سپس این کلینکرها روی خنک‌کننده ریخته می‌شوند و در آنجا بر روی آن‌ها هوای سرد می‌دمند و کلینکر سرد شده را با نوار نقاله به انبار انتقال می‌دهند.
طول‌های کوره‌های گردنده، بین 60 تا 100 متر و قطرشان نیز 5 تا 6 متر است. قطر کوره‌های گردنده‌ی افقی را از 6 متر نمی‌توان بیشتر کرد زیرا در این صورت میزان بهره‌وری کوره کاهش می‌یابد. همچنین آستر نسوز داخل کوره فرو می‌ریزد که مشکلات عدیده‌ای را به دنبال دارد؛ اما طول کوره‌ی افقی گردنده تا 250 متر هم قابل افزایش است. چنانچه پختن سنگ آهک در قسمت پیش‌داغ‌کن انجام شود، بازدهی کوره‌ی به قطر 6 متر تا 2 برابر افزایش می‌یابد. ضخامت جداره‌ی کوره‌ی 18 تا 24 میلی‌متر است که البته در قسمت انتهایی آن تا 36 میلی‌متر هم می‌رسد. جدار داخلی کوره را با نسوز های مختلف آستر می‌کنند تا از رسیدن گرما به بدنه‌ی فولادی کوره جلوگیری شود. این آسترها بایستی در مقابل تأثیرات مکانیکی و شیمیایی مواد خام و همچنین گرمای شدید داخل کروه از مقاومت بسیار بالایی برخوردار باشند. نوع نسوز بسته به قسمت‌های مختلف کوره متغیر است. در ابتدای کوره تا وسط از نسوزهای سیلی و در انتهای کوره که حرارت زیادی دارد، از نسوزهای سیلیسی و یا دولومیتی استفاده می‌کنند. بعد از اینکه کلینکر از کوره خارج شد، با دمیدن هوا سرد می‌شود و در رویه‌اش پوسته و شیشه‌ای لعابی ایجاد می‌گردد که کلینکر ار از نفوذ رطوبت به داخلش محافظت می‌نماید. این پوسته‌ی لعابی زمانی که کلینکر را آسیاب می‌کنند، خرد شده و از بین می‌رود. در اشکال بعدی می‌توانید تولید سیمان پرتلند به شیوهی خشک و تر را مشاهده نمایید.
تأثیر مواد در جنس سیمان
- آهک: درصورتی که CaO در سیمان به صورت ترکیب تبدیل شده باشد، کلسیم سیلیکات سیمان افزایش می‌یابد و این موضوع بالا رفتن مقاومت اولیه‌ی سیمان را به دنبال دارد. افزایش کلسیم سیلیکات در سیمان مقاومت آن را در مقابل آب دریا و آب‌های سولفات‌دار کاهش می‌دهد و همچنین گرمادهی ملات سیمان را در زمان ترکیب با آب زیاد می‌کند. چنانچه آهک به صورت آزاد بیش از اندازه باشد، پس از گرفتن ملات سیمان آهک آزاد، آب مکیده و شکفته می‌گردد که نتیجه‌ی این اتفاق ترکیدن ملات است.
- سیلیس: سیلیس با آهک ترکیب می‌شود و سیلیکات کلسیم را تشکیل می‌دهد. در صورتی که سیلیس در سیمان به جای اکسید آلومینیوم و اکسیدن آهن استفاده شود، مواد خام داخل کوره در زمان دیرتری عرق می‌کنند و اگر هم سیلیس به جای آهک به کار رود، مقاومت ملات سیمان به کندی افزایش می‌یابد.
- اکسید آلومینیوم: اکسید آلومینیوم و اکسید نقش گدازآور را در سیمان ایفا می‌کنند؛ به عبارت دیگر درجه‌ی ذوب شدن مواد خام را کاهش می‌دهند و ترکیبات سه کلسیم آلومینات C3A و چهار کلسیم آلومینوفریت C4AF را ایجاد می‌کنند. در صورتی که اکسید آهن در سیمان افزایش یابد، آن را «کندگیر» کرده و اگر اکسید آلومینیوم آن زیاد شود آن را «تندگیر» می‌نماید؛ زیرا در ملات سیمان، آلومینات‌ها در زمان کوتاه‌تری نسبت به سیلیکات‌ها با آب ترکیب می‌شوند. افزایش اکسید آهن موجب تولید چهار کلسیم آلومینوفریت می‌گردد که کندگیر می‌باشد ولی مقاومت ملات سیمان را در مقابل آب دریا و آب‌های سولفات‌دار افزایش می‌دهد و همچنین گرمادهی سیمان را در زمان ترکیب با آب کم می‌کند. لذا سیمان‌های ضد سولفات دارای اکسید آهن بسیار زیادی هستند. افزایش اکسید آلومینیوم موجب گرمادهی بالای ملات سیمان گردیده و همچنین جمع‌شدگی آن را هم زیاد می‌نماید. البته افزایش هر دو اکسید موجب ترکیب شدن آهک با سیلیس می‌گردد؛ به عبارت دیگر سه کلسیم سیلیکات زیادی به وجود می‌آید و آهک آزاد موجود در سیمان کم می‌شود.
- منیزی MgO: منیزی در سیمان دارای اثر گدازآوری می‌باشد و مقدار آن هرچقدر کمتر باشد، بهتر است زیرا در سیمان ترکیب نمی‌شود و مثل آهک آزاد پس از آب گرفتن ملات شکفته شده مقاومت آن را کاهش می‌دهد. افزایش منیزی در سیمان باعث کاهش جمع شدن ملات می‌گردد. در نتیجه می‌توان اذعان داشت که مقدار منیزیت نباید از 5 درصد بیشتر شود.
- قلیایی‌ها (Na،K): قلیایی‌ها در سیمان دارای نقش گدازآور هستند و میزانشان نباید از 1 درصد وزنی سیمان بیشتر شود زیرا در غیر این صورت باعث تخریب ملات و بتن می‌گردند. در جدول بعد می‌توانید مواد اصلی تشکیل‌دهنده‌ی سیمان و خواص هرکدامشان را ملاحظه کنید.
جدول مواد اصلی تشکیل‌دهنده‌ی سیمان و خواص هر یک
ترکیب سیمان با آب: ترکیب سیمان با آب به همراه دو عمل هیدراته شدن و هیدرولیز شدن به طور همزمان صورت می‌گیرد. واکنشی که سیمان در مجاورت آب انجام می‌دهد شباهت زیادی به واکنش آب آهک در مجاورت خاک رس دارد، با این تفاوت که از آنجایی که آب آهک با خاک رس به روش سرد ترکیب می‌گردد، واکنش کند می‌باشد اما در مورد سیمان چون آهک با خاک رس در حرارت زیاد ترکیب می‌شود، سرعت واکنش زیاد خواهد بود. البته اساس این دو واکنش یکی می‌باشد و آن هم ترکیب شدن آهک با سیلیس در مجاورت آب است که فرمول کلی آن 3H2O، 2SiO2 و 3CaO می‌باشد. لازم به ذکر است که در ملات‌های سیمانی بایستی اثر اکسید آلومینیوم و اکسید آهن هم به آن اضافه شود. زمانی که به سه کلسیم سیلیکات، آب افزوده گردد، واکنشی نیمه سریع رخ می‌دهد که نتیجه‌ی آن هیدراته و هیدرولیز شدن و همچنین به وجودآمدن ترکیبی شبیه به ژل است.
گرفتن و مقاومت اولیه‌ی ملات سیمان در 28 روز ابتدایی در اثر ترکیب همین C3S به وجود می‌آید که با آزاد مقداری حرارت در حدود cal/gr 120 همراه می‌باشد. این ترکیب دارای خاصیت چسبندگی چشمگیری است و در مقابل تأثیر آب دریا و آب‌های سولفات‌دار مقاومت بسیار کمی از خود نشان خواهد داد. دو کلسیم سیلیکات نیز با آب هیدارته می‌شود که مقدار اندکی از مقاومت سیمان در 28 روز اول به مربوط به این ترکیب است، اما پس از گذشت 28 روز، مقاومت عمده‌ی سیمان به خود سیمان مربوط می‌شود و بعد از سپری شدن حدود 1 سال تقریباً هر دو ترکیب C2S و C3S به یک میزان در مقاومت سیمان تأثیرگذارند. واکنش C2S با آب کند بوده و تحت تأثیر هیدارته شدن تقریباً cal/gr 60 گرما آزاد می‌کند. سه کلسیم آلومینات (C3A) با سرعت زیاد با آب هیدراته شده و مقدار بسیار زیادی در حدود cal/gr 207 حرارت آزاد می‌نماید و با سرعت بسیار زیادی شروع به گرفتن می‌کند. این عمل عمدتاً در روز نخست انجام می‌شود. به منظور جلوگیری از این گیرایی سریع، هنگام آسیاب کردن کلینکر برحسب مقدار C3A حدود 1 تا 3 درصد سنگ گچ به مخلوط افزوده می‌شود. لذا سنگ گچ در تنظیم زمان گرفتنِ سیمان، نقش دارد.
چهار کلسیم آلومینوفریت (C4AF) هم با آب هیدراته شده یک ترکیب غیرمشخصی را ایجاد می‌نماید که افزایش آن کندگیری سیمان را به دنبال دارد. هیدراته شدن C4AF حدود cal/gr 100 حرارت آزاد می‌کند. این ترکیب غالباً در پخت سیمان نقش روان‌ساز را ایفا می‌کند. تمام آب مصرفی در سیمان صرف فعل و انفعال نمی‌شود و بخشی از آن در سوراخ‌های ریز ملات سیمان باقی می‌ماند که بعدها موجب پوکی ملات سیمان یا بتن می‌گردد؛ بنابراین نباید در ساخت سیمان از آب زیادی استفاده کرد. هرچقدر نسبت وزنی آب به سیمان کمتر باشد، ملات سیمان توپرتر شده و مقاومت آن هم افزایش می‌یابد. زمانی که سیمان با آب مخلوط می‌شود، آب با سطح جانبی دانه‌های سیمان تماس برقرار کرده و فرآیند هیدراته شدن انجام می‌شود. لذا هرچقدر سطح جانبی واحد وزن سیمان افزایش یابد، فعل و انفعال سیمان با سرعت بیشتری صورت می‌پذیرد و مقاومت روزهای اولیه‌ی ملات بیشتر خواهد بود. براساس تعریف به سطح جانبی دانه‌های واحد وزن سیمان، «سطح مخصوص سیمان» می‌گویند. در حقیقت سطح مخصوص، مقدار سطح جانبی دانه‌هایی است که در یک گرم سیمان موجود است. برای اندازه‌گیری سطح مخصوص از دستگاه «Blain» استفاده می‌کنند.
سیمان‌های ریزدانه از سطح مخصوص بزرگی برخوردارند. سیمان‌ها را از لحاظ ریزی دانه به 3 گروه می‌توان طبقه‌بندی کرد:
الف سیمان‌های درشت دانه با سطح مخصوص 2000 تا 2500 gr/cm2
ب سیمان‌های معمولی با دانه‌های متوسط با سطح مخصوص 2500 تا 3500 gr/cm2
ج سیمان‌های ریزدانه با سطح مخصوص حدود 3500 تا 4500 gr/cm2
در نتیجه برای تهیه‌ی سیمان عالی می‌بایست کلینکر آن را خیلی ریز آسیاب کنند. سیمان در زمان گرفتن، حرارت آزاد می‌کند. این حرارت به خصوص وقتی که حجم بتن‌ریزی بالا باشد، زیان‌آور است، زیرا حرارت در داخل حجم بتن افزایش می‌یابد. در عین حالی که سطح بتن تحت تأثیر مجاورت با هوا به سرعت سرد می‌شود، به دلیل اختلاف درجه حرارت، ترک‌هایی هم در سطح ملات سیمان یا بتن ایجاد می‌گردد. این حرارت تولید شده در هوای سرد از یخ زدن آب در سوراخ‌های ریز بتن جلوگیری می‌کند. لذا براساس نوع مصرف و جای مصرف سیملن باید در انتخاب آن از لحاظ هیدراته شدن دقت زیادی به خرج داد.
همان‌طور که پیش‌تر بیان کردیم، حداکثر حرارت حاصل با هیدراته شدن C3A و C3S به وجود می‌آید و اگر به طریقی گرفتن این دو جسم دیر انجام شود (به عنوان مثال با افزودن گچ) حرارت اولیه در ملات و بتن کاهش پیدا می‌کند. برخلاف این موضوع هر عاملی که موجب افزایش C3A یا گیرایی سریع سیمان شود (به عنوان مثال با ریزتر آسیاب کردن) افزایش حرارت اولیه را به دنبال دارد.
ملات سیمان در گرما تندتر و در سرما کندتر می‌گیرد و در زمان طولانی‌تری سفت می‌شود. به عنوان مثال بتنی که در دمای 20 درجه‌ی سانتی‌گراد به مدت 28 روز بماند، میزان گرفتن و سفت شدن آن با بتنی که در جرارت 5 درجه‌ی سانتی‌گراد 56 روز بماند، برابر است.
انواع سیمان‌های پرتلند
- سیمان پرتلند نوع 1: از این سیمان در کارهای عمومی و همچنین جاهای مخصوص استفاده می‌کنند؛ مانند ساختمان‌های بتنی معمولی، کف‌سازی، پل‌سازی، راه و راه‌آهن، کارهای کانال‌کشی، مخازن، آب و لوله‌های آب، آجرهای بتنی (موزاییک) و تمامی مصارف سیمانی و بتنی که در معرض حمله‌ی سولفات‌ها نیستند و گرمازایی بتن هم دارای اهمیت چندانی نباشد.
- سیمان پرتلند نوع 2: این نوع سیمان پرتلند در زمان گرفتن، حرارت کمتری در مقایسه با نوع 1 آزاد می‌کند و در برابر سولفات‌ها هم مقاوم می‌باشد. موارد کاربرد این نوع سیمان در سازه‌های بتنی نسبتاً حجیم مثل پایه‌های پل و دیوارهای حائل است.
- سیمان پرتلند نوع 3: این گونه از سیمان زودگیر بوده و از مقاومت اولیه‌ی بسیار زیادی برخوردار است به طوری که مقاومت سه روزه‌ی آن معادل 7 روزه‌ی نوع اول می‌باشد. در جاهایی که قصد بهره‌برداری زودهنگام از ساختمان داشته باشند و نیاز به قالب‌برداری زودتر از موعد مقرر احساس شود، از این نوع سیمان استفاده می‌کنند. همچنین از سیمان پرتلند نوع 3 برای بتن‌ریزی در هوای سرد هم استفاده می‌شود، زیرا سیمان مذکور در هنگام گرفتن، گرمای به مراتب بیشتر در مقایسه با نوع 1 آزاد می‌کند.
- سیمان پرتلند نوع 4: این نوع سیمان به نام «سیمان کندگیر» شهرت دارد و حتی از نوع دوم هم حرارت کمتری آزاد می‌کند و دیرگیرتر از تمامی انواع دیگر است. از این سیمان در بتن‌ریزی‌های حجیم مثل سدهای وزنی استفاده می‌کنند.
- سیمان پرتلند نوع 5: به این سیمان، «سیمان ضد سولفات» هم می‌گویند و از آن در سازه‌های دریایی و زمین‌های سولفات‌دار استفاده می‌شود. مقاومت این سیمان در زمان طولانی‌تری در مقایسه با نوع اول حاصل می‌گردد و گرمازایی آن هم کمتر است.
سیمان ممتاز: روش ساخت این سیمان مشابه سیمان معمولی است، با این تفاوت که دقت بیشتری را در ساخت آن به خرج می‌دهند. در ساخت سیمان ممتاز، درصد مواد خام را دقیق‌تر انتخاب و ریزتر آسیاب می‌کنند تا واکنش سیمان، آهک و سیلیس در کوره سیمان‌پزی با سرعت بیشتر و به طرز بهتری صورت بپذیرد. کلینکر آن را هم ریزتر آسیاب می‌کنند و گاهی آن را مجدداً می‌پزند. به معنایی دیگر پس از پخت اول آن را آسیاب می‌کنند و دومرتبه می‌پزند تا همه‌ی CaO ترکیب گردد و در آن آهک آزاد باقی نماند.
مقاومت روزهای اولیه‌ی ملات این سیمان بسیار زیادی است و گرمای زیادی را در هنگام هیدارته شدن آزاد می‌کند. لذا طبیعتاً قیمت آن هم گران‌تر می‌باشد.
سیمان سفید: اکسید منیزیم و اکسید آهن موجب تیره شدن رنگ سیمان پرتلند می‌گردند. در صورتی که مواد اولیه‌ی سیمان این دو اکسید نباشد و یا اکسید آن‌ها بسیار ناچیز در حد 008/0 باشد، سیمان سفید از کوره بیرون می‌آید. سوخت کوره را حتماً روغنی انتخاب می‌کنند تا خاکستر زغال آن را تیره نکند. از سیمان سفید جهت نماسازی و ساختن آجرهای موزاییک و همچنین کارهای زینتی بهره می‌گیرند. برای بی‌رنگ نمودن سیمان، حدود 3 درصد وزن مواد خام به آن کلرور کلسیم یا کلرور کالیم اضافه می‌کنند. مقاومت این سیمان کمتر از سیمان‌های معمولی می‌باشد؛ و چون دارای گدازآور نیست، در حرارت بالاتر پخته می‌شود و قیمت آن هم بیشتر است. در جدول بعدی می‌توانید چند نوع سیمان پرتلند را مشاهده نمایید.
ترکیبات چند نوع سیمان پرتلند
سیمان رنگی: چنانچه 2 تا 10 درصد وزنِ کلینکر سیمان سفید رنگ‌های معدنی یا سنگ‌های رنگی آسیاب کنند، سیمان رنگی حاصل می‌شود. برای رنگ‌های زرد، قرمز، قهوه‌ای و سیاه از اکسید آهن بهره می‌گیرند. اکسید کُرُم را برای رنگ سبز و کبالت را برای رنگ آبی استفاده می‌نمایند. برای رنگ سیاه زغال را هم می‌توان مصرف کرد. همچنین اکسید منگنز هم برای رنگ‌های قهوه‌ای و سیاه قابل استفاده است. با بهره‌گیری از سیمان پرتلند معمولی صرفاً می‌توان به سیمان با رنگ‌های قرمز، قهوه‌ای و سیاه دست پیدا کرد. مابقی رنگ‌ها را بایستی با سیمان سفید به‌دست آورد. رنگ سیمان باید در مقابل نور و پدیده‌های جوّی دارای پایداری مناسبی باشد. لازم به ذکر است که سیمان و جسم رنگی نباید بر هم اثر بگذارند. از این سیمان‌ها برای نماسازی و کارهای زینتی و ساختن موزاییک بهره می‌گیرند.
سیمان برقی: در صورتی که در مواد اولیه سیمان، اکسید آلومینیوم افزایش و آهک کاهش یابد، سیمان حاصل از خواص ممتازی برخوردار می‌شود. لذا از ذوب کردن مخلوط بوکسیت و سنگ آهک در کوره‌ی برقی در درجه حرارت 1500 تا 1600 سانتی‌گراد به دست می‌آید که مدتی آن را به حالت ذوب نگه داشته و به تدریج سرد نموده‌اند. این عمل صرفاً با نیروی برق میسر است. ملات سیمان برقی باد نمی‌کند، زیرا دارای آهک آزاد نیست؛ در نتیجه در برابر آب‌های سولفات‌دار و زمین‌های گچ‌دار مقاوم بوده برای سازه‌های دریایی هم بسیار مناسب می‌باشد. میزان آب مورد نیاز جهت هیدارته شدن آن، حدوداً 2 برابر آبی است که برای سیمان پرتلند لازم می‌باشد و دلیل این موضوع زودگیر بودن سیمان برقی است. سیمان برقی با سرعت بسیار زیادی گرما آزاد می‌کند و حرارت ملات آن به حد جوش آمدن آب نزدیک می‌شود و به همین خاطر سرما دارای تأثیر به‌خصوصی در آن نیست.
سیمان طبیعی: ماده‌ی اصلی این سیمان، خاکسترها و پوکه‌ی آتش‌فشانی می‌باشد که سیلیس آن‌ها به دلیل زود سرد شدن به حالت پوک و غیربلوری تبدیل شده است. سیمان طبیعی از مخلوط نمودن سیمان پرتلند با آهک شکفته با پوکه‌های معدنی حاصل می‌گردد. این سیمان‌ها در رُم با نام «پوزولانی» و در شمال اروپا «تراس» می‌شناسند.
با مخلوط کردن نسبت وزنی 1 به 4 این سیمان با مواد مناسب، بهترین مقاومت ممکن حاصل می‌گردد. این سیمان در زمان هیدراته شدن حرارت کمتری رها می‌نماید. لذا در بتن‌ریزی‌های حجیم و جاهایی که بتن مورد حمله‌ی سولفات‌ها قرار می‌گیرد، استفاده می‌شود. در جدول بعدی می‌توانید سیمان‌های مناسب را برای مصارف مختلف ملاحظه کنید. البته توجه داشته باشید که جدول صرفاً جنبه‌ی راهنما دارد و قبل از تصمیم قطعی در هر زمینه باید آزمایش‌های مورد نیاز تحت نظر دستگاه نظارت انجام شود.
جدول سیمان مناسب برای مصارف مختلف
حمل‌ونقل و نگهداری
سیمان‌ها به دو صورت قله و پاکتی فروخته می‌شوند. در هر دو مدل، مشخصات انواع سیمان به صورت برچسب روی محموله درج می‌شود. بارگیری، حمل و تخلیه‌ی انواع سیمان باید با دقت زیادی انجام شود و از تماس باران و رطوبت با آن ممانعت به عمل آید. ظروف حمل سیمان فله (بونکرها) بایستی پس از تخلیه تمیز شوند تا برای محموله بعدی آلودگی به وجود نیاورند. برچسب مشخصات سیمان باید روی سیلوی سیمان در کارگاه نصب گردند. انبار کردن سیمان فرآیندی بسیار مهم و حساس می‌باشد؛ لذا رعایت نکاتی خاص در انبار کردن سیمان در کارخانه پیش از فروش و در کارگاه‌ها پیشار مصرف، الزامی است. رطوبت، عامل بسیار خطرناکی برای سیمان به‌شمار می‌آید.. باید سیمان را در مقابل آن محافظت کرد. رطوبت داخل هوا به مرور باعث گرفتن سیمان و تولید کلوخه‌های کوچک و بزرگ می‌شود و برخی اوقات کلوخه‌ها تا حدی سخت می‌شوند که حتی با فشار انگشت نمی‌توان آن‌ها را خرد نمود. سیمان‌های حاوی این کلوخه‌ها قابل استفاده برای کارهای ساختمانی نیستند، زیرا افزون بر دیرگیر شدن موجب کاهش مقاومت بتن و ملات نیز می‌گردند.
در کارگاه‌هایی که مقادیر کم سیمان در نقاط گوناگون مدنظر می‌باشد، کیسه‌های سیمان ناچاراً در فضای باز انبار می‌شوند. در این صورت کف محلی که سیمان روی آن چیده می‌شود بایستی خشک بوده و حداقل 10 سانتی‌متر از اطراف خود بالاتر باشد. بهره‌گیری از تخته و آجر جهت بالا آوردن بستر و ورقه‌های پلاستیکی برای خشک نگه داشتن کف مفید می‌باشد. کیسه‌های چیده شده بر روی هم بایستی مطابق شکلی باشد که برای کیسه‌های گچ تعیین شده است. در کارهای بزرگتر که استفاده از سیمان پاکتی مدنظر می‌باشد، کیسه‌های سیمان بایستی در انبارهای مخصوص نگهداری گردند و دقیقاً مطابق شکلی باشد که برای پاکت‌های گچ درج شده است.
نگهداری و ذخیره‌ی سیمان در جاهایی که رطوبت نسبی هوا از 90 درصد بیشتر نباشد، نبایستی در کیسه‌ها بیش از 6 هفته و در سیلوهای مناسب بیشتر از 3 ماه نگهداری نمود. در غیر این صورت، سیمان حتماً باید پیش از استفاده آزمایش گردد. اگر سیمان برای طولانی‌مدت انبار شود، احتمال دارد به صورت کلوخه‌های فشرده درآید. این گونه سیمان را می‌توان با غلتاندن کیسه‌ها روی کف اصلاح کرد. اگر با یک بار غلتاندن کلوخه‌ها باز شوند، سیمان قابل مصرف می‌باشد. در غیر این صورت باید آزمایش‌های مقاومت استاندارد یا آزمایش اُفت ناشی از گرما دادن با هدف اطمینان حاصل کردن از مرغوبیت سیمان انجام بگیرد. چنانچه سیمانی آزمایش شود و یژگی‌های آن براساس استاندارد نباشد، دستگاه نظارت مکلف است که مصرف آن را ممنوع کرده و خروج آن را کارگاه درخواست نماید.