بتن از مخلوط کردن سیمان و شن و ماسه وآب ساخته می شود و می توان مواد اضافی خاصی نیز به آن اضافه نمود تفاوتهائی در انواع مختلف سیمان و حتی در سیمان های از نوع خاص وجود دارد که به علت گوناگونی مواد اولیه آن می باشد همچنین تفاوت های زیادی در کیفیت شیمیایی شن و ماسه های مختلف وجود دارد که غالبا قابل بررسی دقیق نیستند به این ترتیب بتن همواره محصولی است نامتجانس و دارای خواص متغییر
سیمان
سیمان پرتلند معمولی از پر استعمال ترین انواع سیمان در سراسر جهان است و قریب 90درصد از تولیدات سیمان در دنیا به این نوع اختصاص دارد طرز تهیه آن با حرارت دادن سنگ آهک با خاک رس یا ماده مشابه در کوره است ونتیجه حاصل مخلوطی است حاوی مقادیر زیادی سیلیکات کلسیم این مخلوط که اصطلاحا سرباره نامیده می شود سپس در آسیاب به پودر نرمی تبدیل می گردد درصد اندکی گچ (سولفات کلسیم ) نیز به آن افزوده می شود تا سفت شدن آن در ترکیب با آب تحت زمان بندی قرار گیرد طی سالهای متمادی انواع مختلفی از سیمان پرتلند تهیه گردیده است که مهمترین آن عبارتند از : سیمان پرتلند زود گیر –سیمان پرتلند مقاوم در برابر سولفاتها-سیمان پرتلند سفید - وسیمان پرتلند کم حرارت همانطور که از اسامی آنها پیداست هر یک از این گونه ها دارای خواص وخصوصیاتی است که نسبت به شرایط و محل استعمال از ارزش بسیاری برخوردار می باشد مواد تشکیل دهنده این انواع همان مواد تشکیل دهنده سیمان پرتندمعمولی است و تنها نسبت ترکیبات آنها در گونه های مختلف متفاوتند با اضافه نمودن مواد دیگر در موقع تهیه سیمان بخصوص در آسیاب نمودن سرباره می توان انواع دیگری از سیمان را به وجود آورد که مهمترین آن عبارتند از سیمان پرتلند بلاست فورنیس – سیمان پرتلند بنایی- رنگین – روغنی – واترپروف – و سیمان هیدروفوبیک
علاوه بر انواعی که ذکر گردید گونه های دیگری از سیمان نیز با استفاده از مواد اولیه دیگر قابل تهیه است و به عنوان سیمان غیر پرتلند مشهورند و دارای مصارف غیر ساختمانی می باشند که از چارچوب بررسی های این پروژه خارج است
سفت شدن سیمان پدیده ای است شیمیایی بین سیمان و آب و نباید آن را با خشک شدن اشتباه کرد این پدیده شیمیایی هیدراتاسیون نامیده می شود هیدراتاسیون پدیده ای است حرارت زا و غیر قابل بازگشت . سفت شدن سیمان تدریجی صورت می پذیرد و حدود آن در آیین نامه هامشخص شده است این سفت شدن که منجر به ایجاد مقاومت فشاری در سیمان می گردد ممکن است تا سالها س ترکیب سیمان با آب ادامه یابد
سیمان های پرتلند
سیمان پرتلند معمولی و سیمان پرتلند زودگیر
سیمان پرتلند زودگیر که به طور مخفف(RHPC) نامیده می شود از سیمان پرتلند معمولی (OPC) نرم تر آسیاب می شود هر قدر سیمان نرم تر آسیاب شود نسبت بالا رفتن مقاومت فشاری آن سریع تر می گردد هر چند پس از گذشت چندین ماه نتایج مقاومت فشاری مشابه خواهد بود به این ترتیب تنها اختلاف موجود بین سیمان پرتلند معمولی و زودگیر همان سرعت کسب مقاومت فشاری در سیمان (RHPC ) می باشد هر چند این سرعت پس از چند روز افت کرده و نتیجه مقاومت فشاری در سیمان (RHPC ) با سیمان پرتلند معمولی برابر می گردد
سیمان پرتلند مقاوم در برابر سولفات ها
سیمان پرتلند مقاوم در برابر سولفات (SRPC) گونه ای از سیمان پرتلند است که تنها مقدار اندکی آلومینیم تری کلیسک با فرمول (Ca3Al2O6 ) و همچنین مقداری تترا کلسیم آلومینوفریت به فرمول (2Ca2AlFeO5 ) را محتوی است لازم به توضیح است که تتراکلسیم آلومینوفریت در تمام انواعسیمان پرتلند به مقدار کم وجود دارد وجود اضافه این ماده در ( SRPC) باعث بروز رنگ تیره تری در این نوع سیمان می گردد آلومینیم تری کلسیک نیز در تمام انواع سیمان پرتلند موجود است که مقدار آن در سیمان (SRPC) کاهش داده شده است از آنجا که سولفا ت ها با آلومینیم تری کلیسیک ترکیب شده و در بتن ایجاد ضعف می نماید لذا بتن هایی که با این نوع سیمان ساخته می شوند دارای مقاومت بیشتری در مجاورت زمین های سولفات دار و همچنین در مجاورت دریا و برکه های حاوی سولفات می باشند
بتن های ساخته شده از سیمان (SRPC) در شرایط غیر عادی بسیار مقاوم بوده و استفاده از آن در بتن ریزی های پایین تر از سطح زمین رضایت بخش خواهد بود بدیهی است درجه مقاومت این بتن در مقابل حملات املاح سولفات دار بستگی به مقدار سیمان مصرفی و صحت روش بتن ریزی و همچنین مقدار سولفات موجود در خاک خواهد داشت
سیمان (SRPC ) نظیر سایر انواع سیمان پرتلند در اسید ها غیر مقاوم می باشد همچنین این سیمان در مقابل بعضی املاح نمک ها از قبیل املاح نمک منیزیم غیر مقاوم است این گونه نمک ها در برخی آب های طبیعی و روان یافت می شوند آیین نامه (BS4027 ) در خصوصسیمان (SRPC) تهیه شده است و شامل جزییات بیشتری درباره این نوع سیمان می باشد
سیمان پرتلند سفید
سیمان پرتلند سفید داری مقدار کمتری تتراکلسیم آلومینو فریت می باشد این ماده مولد رنگ خاکستری مایل به سبز در سیمان های پرتلند است بخشی از آیین نامه BS12)) به جزییاتی درباره سیمان پرتلند سفید اختصاص یافته است برای تهیه سیمان پرتلند سفید علاوه بر سنگ آهک از خاک رس چینی نیز بجای خاک رس معمولی استفاده میشود که خود مولد رنگ سفید در این گونه سیمان است
برای کنترل و زمانبندی سفت شدن سیمان اندکی سولفات کلسیم (گچ) به آن اضافه می گردد بدیهی است در تهیه سیمان اعمال دقت زیاد کاملا ضروری می باشد سیمان پرتلند سفید و بتن تهیه شده از آن بیشتر مصرف دکوراسیون دارد و در صورت لزوم می توانبا اضافه نمودن سایر مواد مخصوص رنگین به بتن تهیه شده از سیمان آن را به رنگ های مختلف تهیه نمود
سیمان پرتلند کم حرارت
سیمان پرتلند کم حرارت(LHPC) گونهای از سیمان است که در آن پدیده ایجاد مقاومت فشاریبا سرعت کمتری صورت می گیرد و لذا نسبت به انواع دیگر سیمان های پرتلند حرارت کمتری نیز تولید می نماید وجود سرعت کمتر در کسب مقاومت فشاری به هیچ وجه موجب ضعف دربتن های تهیه شده از این نوع سیمان نبوده و تنها مدت لازم برای کسب مقاومت نهایی بیشتر خواهد بود شرایط ایدآل برای استفاده از این گونه سیمان مواقعی است که حجم بتن ریزی ها زیاد بوده و بروز حرارت هیدراتاسیون شدید باعث فشارهای داخلی به بتن شده و مستوجب ظهور ترکیده گی می گردد نسبت مقدار مواد اولیه در این گونه سیمان با سیمان پرتلند معمولی متفاوت بوده مقادیر دقیق آن در آیین نامه( BS1370) توضیح داده شده است این آیین نامه متذکر می گردد که حرارت حاصله از هیدراتاسیون نباید از60 کیلو کالری در هر کیلو گرم برای مدت هفت روز از 70کیلو کالری بر کیلو گرم برای مدت 28روز تجاوز نماید حال آنکه ارقام حاصل از هیدراتاسیون سیمان پرتلند معمولی در همین مدت ها به ترتیب 84و88کیلو کالری بر کیلو گرم است همان طور که قبلا نیز اشاره شد استفاده از این گونه سیمان تنها در حجم های بسیار زیاد بتن ریزی ضروری است در شرایطی که حجم بتن ریزی بسیار زیاد نیست و تنها امکان بروز حرارت هیدراتاسیون اضافی وجود دارد می توان از سیمان پرتلند مقاوم در برابر سولفات استفاده نمود چه اینگونه سیمان نیز در مقایسه با سیمان پرتلند معمولی زاینده حرارت هیدراتاسیون کمتری است لازم به تذکر است که مجموع حرارت تولید شده در تمام گونه های سیمان پرتلند ثابت بوده و تنها شدت و ضعف ایجاد آن در مراحل اولیه متفاوت می باشند
سیمان های پرتلند سرباره ای
این دسته سیمان هایی هستند که علاوه بر مواد اولیه که در سیمان های پرتلند مورد استفاده قرار می گیرد در مرحله پخته شدن در سرباره نیز مقادیر مواد شیمیایی جدید بر آنها اضافه می گردد بر اساس آیین نامه BS12در سیمان های پرتلند نباید هیچگونه ماده شیمیایی بجز مواد اولیه ای که قبلا اشاره شد وجود داشته باشد و لذا سیمان های این دسته را باید از سیمان های پرتلند مجزا نمود
سیمان بنایی
از آنجا که ملات هایی که از سیمان پرتلند معمولی و ماسه تهیه میگردد و جهت آجر چینی و بلوک چینی مورد استفاده قرار میگیردبیش از حد لزوم قوی و خشن می باشد غالبا قدری آهک به ملات اضافه می نمایند اما امروزه به جای این مخلوط از سیمان مخصوص بنایی می توان استفاده نمود سیمان بنایی عبارتست از سیمان پرتلند به انضمام قدری مواد ژلاتینی (PLASTICIZERS ) بدیهی است این نوع مواد تنها برای تهیه سیمان و ملات بنایی اضافه می گردد و استفاده از آن در بتن های ساختمانی جایز نمی باشد و باعث ضعف شدید در مقاومت فشاری بتن می گردد
سیمان هیدرو فوبیک
در این نوع سیمان که تنها به صورت سفارشی تهیه می گردد ذرات سیمان به وسیله غشایی از اسیدوالئیک که ماده ای واتر پروف است (یا مواد مشابه ) پوشیده می گردد (در زمان تهیه) این گونه سیمان قابلیت مقاومت در برابر هوای مرطوب را خواهد داشت و می تواند و می تواند مدت ها در شرایط رطوبتی ذخیره گرددماده غشایی روی ذرات سیمان بر اثر اصطکاک حاصل در مخلوط کن ها از سطح خارجی ذرات سیمان جدا شده و امکان عملکرد طبیعی سیمان ایجاد خواهد گردیددر بیشتر مواقع کمتر از 5درصد از ماده واترپروف جهت ایجاد مقاومت مورد نظر کافی خواهد بود این ماده پس از جدا شدن از ذرات سیمان به عنوان ماده ای ژلاتینی در بتن باقی خواهد ماند و تاثیر سوء قابل ملاحظه نخواهد داشت
سیمان پرتلند بلاست فورنیس
در بریتانیا این گونه سیمان تنها در اسکاتلند و به مقدار بسیار محدود تهیه می گردد در این گونه سیمان نسبتی معادل 2به1 از سیمان پرتلند با سرباره کوره (بلاست فورنیس) مخلوط و به صورت پودر در خواهد آمد آیین نامه BS146 ترکیبات دقیق مواد فوق را متذکر گردیده است خواص مکانیکی این گونه با سیمان پرتلند معمولی مشابه بوده و اما کیفیات فیزیکی آن به سیمان پرتلند کم حرارت شبیه است
تهیه کنندگان این سیمان مدعی مقاوم بودن این نوع سیمان در مقابل حملات سولفات ها نیز می باشند آیین نامه(BS4246 ) جزییات بیشتری را درباره این گونه سیمان عرضه می نماید این سیمان در مواردی می تواند جایگزین سیمان پرتلند کم حرارت گردد
سیمان واترپروف
اگر به سیمان محلول های صابونی فلزی اضافه گردد بتن تهیه شده از این سیمان مقاومت بیشتری در مقابل نفوذ آب می آورد که اصطلاحا آن را واترپروف می نامیم این پدیده باعث می گردد اجرام موجود در آب باران و سایر آب ها با سادگی بیشتری از سطح بتن عبور نموده و اثر کمتری باقی بگذارند استفاده از این نوع سیمان در محل هایی که بتن جنبه دکوراسیون داشته باشد مفید بوده از کثیف شدن آن در مقابل باران تا حد محسوسی جلوگیری به عمل خواهد آورد این گونه سیمان در انواع سفید رنگ و خاکستری رنگ تهیه می گردد و بیشتر در قطعات پیش ساخته بتنی مورد استفاده قرار می گیرد لازم به تذکر است که سیمان واترپروف و سیمان هیدروفوبیک را در موقع لزوم می توان با هم مخلوط کرده و از خواص هر دو بهرمند شد