الأسمنت..أنواعه و خواصه

خلال إطلاعي ( كشخص عادي غير متخصص ) علي عدة مواقع و بعض الكتب للبحث عن معرفة أنواع الأسمنت المختلفة و إستخداماتها وجدت بعضها يسطح الموضوع بشكل مخل و بعضها يسهب في التفاصيل بما يناسب المهندسين و المتخصصين و لا يلائم من هو مثلي ومن يبحث عن معلومة وافية و شبه كاملة وبسيطة بدون التطرق للتفاصيل الفنية للمختصين.
و بصدق هذا المنتدي قدم هذا الموضوع بشكل رائع في عدة روابط مختلفة و خاصة ما تفضل بتقديمه engineer_q8 و المهندسة أسماء
و لقد رأيت أن أقوم بدمج ما حصلت عليه من كافة معلومات لغرض أن تكون المعلومة "وافية" و إختصار التفاصيل الفنية لغرض أن تكون العلومة "ميسرة" لغير المختص. ثم عرضت بعض "التفاصيل" لاحقا لمن يرغب في الإستزادة.
و أدعو الله أن يكون الطرح هذا مفيدا لكل من يقرأه

د. طه ابو المجد

أنواع الاسمنت

تعريف الأسمنت: الاسمنت البورتلاندي هو مسحوق رمادي اللون و المكون الأساسي لتصنيع الخرسانة وهو عبارة عن سيليكات الكالسيوم ( الكالسيوم والسليكون والألمونيوم والحديد ). وعند خلط الإسمنت بالماء لبعض الوقـت يتصلد ( يصبح كالحجـر ) من خلال عمليات كيميائية يمثل الماء فيها العامل الاساس لحدوثها ( ولذلك تسمي هذه العمليات التميّه نسبة الي الماء أو Hydration ) . وهذا يفسر الاهمية القصوي لعملية معالجة ( رش ) الخرسانات بالماء لعدة أيام بعد صبها لضمان استمرار عملية التصلد.

هناك عدة انواع من الأسمنت منها ( أشهرها الاول و الثاني ):

1-اسمنت بورتلاندى عادى وهو عادة يستخدم للخرسانة المسلحة (بها حديد تسليح)
و للخرسانة العادية ( بدون حديد تسليح ) و للبياض واعمال الياسة او المحارة والتبليط وخلافه
2-اسمنت مقاوم للكبريتات والاملاح و يطلق عليه (سى ووتر) و يستخدم للقواعد و الأساسات (الأجزاء الخرسانية المدفونة تحت سطح الارض أو المعرضة للمياه و الاملاح)
3- اسمنت سريع التصلد (سوبر كريت)
4- اسمنت ابيض ( يستخدم لأعمال التشطيبات و الديكور التي تحتاج للون الابيض ).
5-اسمنت منخفض الحرارة
6-اسمنت مخلوط وهو ما يطلق عليه اسم اسمنت الكرنك

و خلاصة القول بالنسبة للمستخدم العادي و بالنسبة للاعمال الانشائية التقليدية: يستخدم الاسمنت البوتلاندي العادي ( النوع الاول ) مع معظم الاعمال الانشائية و يستعمل الاسمنت المقاوم للكبريتات ( النوع الثاني ) للاعمال المدفونة تحت سطح الارض والمياه

المصطلحات: مصطلح "بورتلاندي" بحد ذاته لا يدل علي نوع محدد من الأسمنت... و إنما أطلق هذا الاسم بسبب التشابه الكبير بين الاسمنت بعد تصلبه و الاحجار الرماية المنتشرة في جزيرة "بورتلاند" على السواحل البريطانية. أما مصطلح "عادي" فيدل علي أن هذا الأسمنت يستخدم في الاغراض العامة الشائعة أو “General Purpose” .

التفاصيل:

هناك عدة أنواع من الاسمنت البورتلاندي يتم تصنيعها لتلاءم أنواع مختلفة من المتطلبات سواء كانت متطلبات فيزيائية أو كيميائية. الجمعية الأمريكية للاختبارات والمواد (ASTM) قررت وجود 8 أنواع من الاسمنت البورتلاندي وهى :
1- النوع (I) وهو العادي ويستخدم للاحتياجات الأسمنتية التقليدية في المشاريع الإنشائية مثل المباني والجسور والأرضيات والطرق وأنواع الخرسانة المنتجة (OPC).
2- النوع (IA) هو قريب الشبه من النوع الأول بالإضافة إلى حمله لخاصية حفظ الهواء بداخل الخلطة الخرسانية.
3- النوع (II) ينتج اقل كمية من الحرارة (الامهه) في اقل معدل للتصلد وله قدرة متوسطة على مقاومة هجوم الكبريتات (SRC).
4- النوع (IIA) وهو شبيه بالنوع الثاني وينتج منه الخرسانة الحافظة لفقاعات الهواء بداخلها.
5- النوع (III) هو الاسمنت سريع التصلد وهو يسبب تصلد الخرسانة السريع واكتسابها لقوة بوقت قصير. هذا النوع شبيه من الناحية الكيميائية والفيزيائية للنوع الأول إلا أن الفرق أن حبيباته اقل صغر وأكثر دقة.
6- النوع (IIIA) وهو اسمنت يجمع بين صفتين وهما حافظ لفقاعات الهواء ومكتسب سريع لقوة مبكرة للخرسانة.
7- النوع (IV) وهو منتج للقليل جدا من الحرارة أثناء عملية الامهه ويكسب الخرسانة قوة بمعدلات بطيئة نتيجة حرارة الامهه القليلة التي ينتجها مما يعني أن التفاعل بداخله يتم بصورة بطيئة للغاية وتحتاج إلى وقت طويل ولربما يصل إلى 80% من القوة المطلوبة منه بعد خمس سنوات من الصب وهو أسمنت نموذجي للاستخدام في السدود وفي المنشآت التي يتطلب إنشائها كميات كبيرة من الخرسانة التي قد تسبب حارة الامهه فيها إلى تشققات تؤثر على كفاءة المنشأة وطريقة عملها وفائدتها كالسدود مثلا.
8- النوع (V) وهو يستخدم فقط في الخرسانة التي ستتعرض لهجوم قاسي من تفاعلات الكبريتات وبشكل خاص يقصد بها قواعد المباني التي تتعرض مباشرة للتربة والمياه الجوفية التي تحوي نسبة عالية من الكبريتات.

الاسمنت البورتلاندي الأبيض

بالإضافة إلى الأنواع 8 التي تم ذكرها يوجد عدد من الاسمنت الخاص الذي يتم إنتاجه وتصنيعه من بين هذه الأنواع الخاص يوجد الاسمنت البورتلاندي الأبيض وهو مماثل للاسمنت الرمادي فقط اللون هو الفرق ويتم تصنيعه بان يتم اختيار المواد الخام ( في مرحلة التقسيم) التي لا تحتوي أو بها نسبة ضئيلة جدا من اكاسيد الحديد والمغنيسيوم وهما المادتين اللتين يعطيان اللون الرمادي للاسمنت ويمكن أن يستخدم كما يستخدم الاسمنت البورتلادي تمام في خلطات الخرسانة ولصنع المورتر وكل شيء يمكن تصنيعه بالاسمنت الرمادية يمكن صنعه بالاسمنت الأبيض إلا أن متطلبات الإنتاج من حيث اختيار المواد الخالية من اكاسيد الحديد والمغنسيوم والاختبارات ووفرة هذه المواد المحتوية على الاكاسيد بشكل اكبر اتفقت على استخدام الاسمنت الرمادي بشكل عام والاسمنت الأبيض بشكل خاص للمشاريع التي يحتاج شكلها وديكورها إلى اللون الأبيض في الخرسانة أو في التشطيبات.

الاسمنت المخلوط

يتم إنتاج هذا النوع من الاسمنت بخلط الاسمنت بنوع أو اثنين من المواد الأسمنتية مثل ( الرماد المتطاير أو غبار السيليكا أو خبث الأفران) مما يكسب الاسمنت صفة إضافية لا يمكن أن تكون به لولا هذه الإضافات والمخاليط مثل إمكانية صنع خرسانة اقل مسامية وأكثر متانة واقل إنتاج للحرارة وأكثر قوة عند التصلد. يتم إنتاج هذا النوع من الاسمنت بنفس طرق إنتاج الأنواع الأخرى من الاسمنت. يجب أن تضاف هذه المواد الأسمنتية بنسب معينة إلى حجم أو كتلة الاسمنت الأساسية لتعطي النتائج المطلوبة وقد اسهب الكود الأمريكي في شرح طرق استخدام هذه المواد الأسمنتية وطرق إنتاجها وكميات الإضافات إلا أنها قليلة الاستخدام في البلدان العربية لقلة المصانع التي تنتجها ولارتفاع سعرها سواء بالاستيراد أو التصنيع لقلة الطلب عليها لعدم الاهتمام بفوائدها من ناحية ولصغر المنشآت الخرسانية العربية مقارنة بمثيلاتها الأمريكية في الحجم والقوة والمواصفات .