أنواع مختلفة من الإسمنت واستخداماتها

أنواع الإسمنت

يستخدم مصطلح “الإسمنت” (Cement) للإشارة إلى جميع المواد اللاصقة بمختلف أنواعها، إلا أنه يختص بشكل أكبر بالمواد المستخدمة في بناء المنشآت والهندسة المدنية. وتتكون هذه المواد من مساحيق مطحونة ناعماً تخلط بالماء حتى تتحول إلى مادة صلبة تستخدم في عمليات التثبيت. ويعد الإسمنت مزيجاً كيميائياً لمركبات الأسمنت مع الماء، مما يؤدى إلى تكوين بلورات دقيقة أو مادة هلامية ذات مساحة سطح عالية وخصائص مرطبة ويُعرف بالإسمنت الإنشائي.

أنواع الإسمنت

تنقسم أنواع الإسمنت إلى فئتين رئيسيتين بناءً على آلية التصلب: الإسمنت الهيدروليكي (Hydraulic Cement) والإسمنت غير الهيدروليكي (Non-hydraulic Cement). إضافةً إلى ذلك، يمكن تصنيف الأنواع بناءً على التركيب الكيميائي والخصائص، وأهم هذه الأنواع تشمل:

الإسمنت البورتلاندي العادي (Ordinary Portland Cement)

يُعتبر الإسمنت البورتلاندي العادي (OPC) الأكثر شيوعاً في أعمال البناء التقليدية، ويتكون من مواد مثل السيليكات الألومينية (الطين والصخر الزيتي) وكربونات الكالسيوم (الحجر الجيري والطباشير والمارل).

الإسمنت المعدل (Modified Cement)

يتميز هذا النوع من الإسمنت بانخفاض درجة حرارة الترطيب مقارنةً بالإسمنت العادي، بالإضافة إلى سرعة أعلى في تطور الحرارة مقارنةً بـ”الإسمنت منخفض الحرارة”، بينما يمتاز بمعدل تصلب مشابه للإسمنت العادي. يُستخدم عادة في المشاريع التي تحتاج إلى توليد حرارة منخفضة أو في البيئات المهددة بهجمات الكبريتات، والدولة الرائدة في استخدامه هي الولايات المتحدة.

الإسمنت البورتلاندي السريع التصلب (Rapid Hardening Portland Cement)

يتميز الإسمنت البورتلاندي السريع التصلب بسرعة تصلبه مقارنةً بالإسمنت العادي، حيث تساوي قوة تصلبه بعد ثلاثة أيام قوة الإسمنت العادي بعد سبعة أيام. ومع أن كلا النوعين يحتاجان نفس زمن التحضير، إلا أن الإسمنت السريع له معدل تطور حرارة أعلى بسبب وجود C3S و C3A بنسب أعلى، ويُستخدم بشكل أساسي في المشاريع التي تتطلب سرعة إنجاز مثل إعادة استخدام القوالب أو بناء الأرصفة.

الإسمنت منخفض الحرارة (Low Heat Cement)

يتميز هذا النوع من الإسمنت بإنتاج حرارة منخفضة أثناء التحضير، ويصنع عبر تعديل نسب بعض المركبات الكيميائية في الإسمنت البورتلاندي العادي. تركيبه الكيميائي يتضمن نسبة منخفضة (5%) من ألومينات الكالسيوم الثلاثية (C3A) ونسبة أعلى (46%) من السيليكات المتحللة (C2S). يُستخدم في بناء السدود الكبيرة وألواح الطوافة وقواعد توربينات الرياح والمصانع الكيماوية.

إسمنت بورتلاند بوزولانا (Portland Pozzolana Cement)

الإسمنت البوزولاني (PPC) هو نوع من الإسمنت الذي يتكون من مواد طبيعية أو اصطناعية تحتوي على السيليكا التفاعلية، مما يجعلها تتفاعل مع هيدروكسيد الكالسيوم الناتج عن الأسمنت المرطب. ويتكون أساسياً من كلنكر OPC والجبس والمواد البوزولانية مثل الرماد المتطاير والرماد البركاني. يُستخدم في بناء الهياكل الهيدروليكية والسدود وغيرها.

إسمنت سريع الإعداد (Quick Setting Cement)

من الخصائص الهامة للإسمنت السريع الإعداد أنه يستغرق 5 دقائق للبدء و30 دقيقة للإعداد النهائي. يتكون من كلنكر وكبريتات الألومنيوم بنسب ما بين 1% إلى 3% من وزن الكلنكر، ويُستخدم في البناء تحت الماء وفي الظروف المناخية القاسية.

الإسمنت المقاوم للكبريتات (Sulphate Resisting Cement)

يُستخدم هذا النوع لمقاومة هجمات الكبريتات من خلال تقليل نسبة ألومينات الكالسيوم الثلاثية، مما يجعله مناسباً للأعمال الإنشائية التي تتعرض لتربة تحتوي على نسبة مرتفعة من الكبريتات.

إسمنت فرن الانفجار (Blast Furnace Cement)

يتكون هذا النوع من الإسمنت من مزيج من بقايا الأسمنت البورتلاندي وبقايا أفران الصهر بنسبة تصل إلى 65%. يُعتبر قوياً ومقاوماً للكبريتات، ويستخدم في الأعمال البحرية.

إسمنت عالي الألومينا (High Alumina Cement)

يُصنع الإسمنت عالي الألومينا من خليط من البوكسيت وكربونات الكالسيوم، مع نسبة عالية من الألومينا، مما يجعله مثاليًا للاستخدام في البيئات ذات درجات الحرارة العالية.

الإسمنت الأبيض (White Cement)

يُنتج الإسمنت الأبيض من مواد خام تحتوي على نسب منخفضة جداً من الحديد وأكسيد المغنيسيوم، الأمر الذي يضمن لونه الأبيض النقي. يُستخدم عادةً في مجالات تحتاج إلى جماليات عالية.

الإسمنت الملون (Colored Cement)

يتم تحضير هذا النوع من الإسمنت عبر إضافة أصباغ خاصة لتغيير لونه. تتطلب الأصباغ أن تكون غير قابلة للذوبان وخاملة كيميائياً، ويجب أن يكون الإسمنت قادرًا على تحقيق مستوى معين من القوة خلال 28 يوماً.