اگر گزارش مکانیک خاک برای خاک یا آب زیرزمینی محل پروژه سولفات زیاد نشان نداده، سیمان تیپ ۲ انتخاب درست است و تیپ ۵ فقط پول بیشتر و صبر بیشتر می‌خواهد. هر دو سیمان پرتلندند و هر دو در استاندارد ملی ایران ۳۸۹ تعریف شده‌اند. فرقشان در مقدار یکی از ترکیب‌های کلینکر است که تعیین می‌کند بتن در برابر سولفات تا کجا دوام بیاورد.
تفاوت سیمان تیپ ۲ و تیپ ۵ در استاندارد ۳۸۹ چیست؟
تفاوت اصلی سیمان تیپ ۲ و تیپ ۵ سقف آلومینات سه‌کلسیمی (C₃A) است؛ استاندارد ملی ۳۸۹ در تجدیدنظر پنجم (۱۴۰۴) این ترکیب را در تیپ ۲ حداکثر ۸ درصد و در تیپ ۵ حداکثر ۵ درصد وزن سیمان می‌خواهد. تیپ ۵ یک سقف دیگر هم دارد؛ مجموع C₄AF و دو برابر C₃A در آن نباید از ۲۵ درصد بیشتر شود.
تعریف خود استاندارد همین فرق را می‌گوید. نوع دو «برای کاربردهای عمومی، به خصوص در مواردی که مقاومت متوسط در برابر سولفات‌ها مورد نظر است» و نوع پنج «برای کاربرد در مواردی که به مقدار زیاد در برابر حمله سولفات‌ها مقاوم است، مورد نظر می‌باشد». پس تیپ ۲ هم در برابر سولفات بی‌دفاع نیست؛ ظرفیتش متوسط است.
راه دیگری هم برای اثبات مقاومت سولفاتی هست. اگر خریدار آزمون انبساط ملات در محلول سولفات (ASTM C452) را بخواهد، برای تیپ ۵ انبساط ۱۴ روزه حداکثر ۰.۰۴۰ درصد پذیرفته می‌شود و این نتیجه جای سقف‌های شیمیایی را می‌گیرد. استاندارد ۳۸۹ اضافه می‌کند سیمانی که شرط مقاومت زیاد تیپ ۵ را برآورده کند، مقاومت متوسط تیپ ۲ را هم دارد.
چرا C₃A کمتر یعنی دوام بیشتر در برابر سولفات؟
C₃A کمتر یعنی مادهٔ کمتری در خمیر سیمان که با سولفات واکنش بدهد و منبسط شود. سولفاتی که از خاک یا آب زیرزمینی وارد بتن می‌شود با ترکیب‌های آلومیناتی خمیر سیمان واکنش می‌دهد و محصولی می‌سازد که حجمش از مواد اولیه بیشتر است. همین انبساط از درون ترک می‌اندازد و لبه‌های بتن را پوسته‌پوسته می‌کند.
سیمان مقاوم به سولفات به‌تنهایی کافی نیست. انجمن سیمان آمریکا در راهنمای انواع سیمان می‌نویسد: «Even high sulfate resistant cement concrete cannot withstand a severe sulfate exposure if the concrete has a high water-cementitious materials ratio.» یعنی بتنی که با تیپ ۵ ساخته شده ولی برای روان شدن آب اضافه گرفته، در خاک شور باز هم آسیب می‌بیند. نسبت آب به سیمان پایین همان‌قدر مهم است که شمارهٔ تیپ.
سیمان تیپ ۵ برای چه کارهایی لازم است؟
سیمان تیپ ۵ جایی لازم است که بتن مدت طولانی با خاک یا آب سولفاتدار تماس دارد و مهندس طراح بر پایهٔ آزمایش خاک آن را خواسته است. نمونه‌های رایج:
- پی، شناژ و دیوار حائل در زمینی که آزمایش خاک سولفات محلول زیاد نشان داده
- سازه‌های زیر تراز آب زیرزمینی شور
- کانال فاضلاب، حوضچه و تصفیه‌خانه
- مخزن و لوله‌ای که در خاک دفن می‌شود
برای سازهٔ ساحلی که هم کلرید آب دریا و هم سولفات به آن میرسد، ویرایش ۱۴۰۴ استاندارد ۳۸۹ نوع جداگانه‌ای دارد. «نوع دو دریایی» با نماد پ۲د برای «مقاومت شیمیایی همزمان در برابر یون‌های کلرید و سولفات» تعریف شده است. پس برای اسکله و سازهٔ کنار دریا هم تیپ ۵ تنها گزینه نیست و انتخاب با طراح است.
کجا سیمان تیپ ۲ کافی است و تیپ ۵ خرج اضافه است؟
برای پی و اسکلت ساختمان‌های معمولی شهری که گزارش خاکشان سولفات زیاد نشان نداده، تیپ ۲ کافی است و استاندارد هم آن را برای کاربرد عمومی آورده است. بیشتر بتن سقف، ستون و تیر و ملات دیوارچینی اصلاً با خاک تماس ندارد.
خرید تیپ ۵ برای این کارها چند هزینه دارد. نرخش در بیشتر کارخانهها بالاتر است. کارخانه‌های کمتری آن را عرضه می‌کنند، پس پیدا کردنش سخت‌تر و کرایهٔ حمل آن معمولاً بیشتر است. کندتر هم به مقاومت میرسد؛ انجمن سیمان آمریکا دربارهٔ سیمان پرمقاوم در برابر سولفات می‌نویسد که دیرتر از تیپ ۱ مقاومت می‌گیرد. روی سقفی که باید زود قالب‌برداری شود، این کندی برنامهٔ کارگاه را عقب می‌اندازد.
سیمان تیپ ۵ چقدر از تیپ ۲ گرانتر است؟
در معاملات بورس کالا از ۲۸ شهریور تا ۱۱ مهر ۱۴۰۵، سیمان تیپ ۵ فلهٔ هر کارخانه بین ۴ درصد ارزان‌تر تا ۱۲ درصد گرانتر از تیپ ۲ فلهٔ هم‌ردهٔ همان کارخانه معامله شد و میانهٔ این فاصله در ۱۲ مقایسه حدود ۶ درصد بود. یعنی برخلاف تصور رایج، تیپ ۵ همیشه خیلی گرانتر نیست؛ گرفتاری اصلی‌اش کمیابی است.
در همان دو هفته، تیپ ۲ از ۶۵ کارخانه و تیپ ۵ فقط از ۱۸ کارخانه در بورس کالا معامله شد و سهم تیپ ۵ از کل حجم معامله‌شدهٔ سیمان حدود ۳.۶ درصد بود. برای خریداری که نزدیک‌ترین کارخانهٔ تیپ ۵ چند استان آن‌طرف‌تر است، کرایه می‌تواند از خود اختلاف نرخ بیشتر شود. نرخ امروز هر دو را در قیمت‌های تفکیکی کارخانهها ببینید و فاصله را با کرایه کنار هم بگذارید.
یک پی ۴۰ متر مکعبی با تیپ ۵ چقدر گرانتر تمام می‌شود؟
فرض کنید طرح اختلاط پی ۳۵۰ کیلو سیمان در هر متر مکعب بتن است و حجم پی ۴۰ متر مکعب. سیمان لازم ۱۴ تن می‌شود (۴۰ × ۰.۳۵)؛ عدد پروژهٔ خودتان را با محاسبه‌گر سیمان بگیرید. اگر تیپ ۵ کارخانهٔ نزدیک شما ۶ درصد گرانتر از تیپ ۲ همان کارخانه باشد، تفاوت برابر قیمت حدود ۰.۸۴ تن سیمان است، یعنی کمتر از ۱۷ پاکت ۵۰ کیلویی.
این رقم در برابر هزینهٔ تخریب و ترمیم پیای که در خاک سولفاته ترک خورده ناچیز است. ولی برای پیای که در خاک معمولی ریخته می‌شود، همان ۱۷ پاکت پولی است که هیچ دوامی نمی‌خرد.
تصمیم بین تیپ ۲ و تیپ ۵ را با چه مدرکی بگیریم؟
تصمیم را گزارش مکانیک خاک و نقشهٔ سازه می‌گیرند، نه فروشنده. «سولفات زیاد» با چشم تشخیص داده نمی‌شود؛ آزمایشگاه مقدار سولفات محلول خاک و آب زیرزمینی را اندازه می‌گیرد و مهندس طراح نوع سیمان را در مشخصات فنی می‌نویسد. پیش از سفارش این‌ها را وارسی کنید:
- نوع سیمانی که در نقشه یا دفترچهٔ مشخصات فنی آمده، با شمارهٔ تیپ و رده
- نتیجهٔ آزمایش سولفات خاک و آب زیرزمینی در گزارش مکانیک خاک
- ردهٔ تیپ ۵ عرضه‌شده؛ در بورس کالا تیپ ۵ با ردهٔ ۲۲.۵ هم معامله می‌شود که جای ردهٔ ۴۲.۵ را در طرح اختلاط نمی‌گیرد
- نام نوع و رده روی کیسه یا بارنامهٔ فله، که استاندارد ۳۸۹ درجشان را الزامی کرده است
- فاصلهٔ نزدیک‌ترین کارخانهٔ عرضه‌کنندهٔ تیپ ۵ تا کارگاه
فروشنده‌ای که بی دیدن گزارش خاک تیپ ۵ پیشنهاد می‌کند، جنس گرانتر و کمیاب‌تر می‌فروشد. فروشنده‌ای هم که بی دیدن همان گزارش می‌گوید «تیپ ۲ فرقی ندارد»، ریسک را به گردن شما می‌اندازد.
آیا تیپ ۲ با پوزولان یا سرباره جای تیپ ۵ را می‌گیرد؟
گاهی بله، ولی فقط با آزمایش و تأیید طراح. در جدول انجمن سیمان آمریکا، سیمان‌های آمیخته‌ای که آزمون مقاومت سولفاتی ASTM C1012 را گذرانده‌اند با نشان MS و HS در همان ستون‌های مقاومت سولفاتی متوسط و زیاد آمده‌اند که تیپ ۲ و تیپ ۵. در ایران سیمان‌های آمیخته مثل پوزولانی و سرباره‌ای در استاندارد ملی ۱۷۵۱۸-۱ تعریف شده‌اند.
آنچه جواب نمی‌دهد، افزودن خودسرانهٔ پودر یا افزودنی به تیپ ۲ در کارگاه است. بی طرح اختلاط آزموده و نتیجهٔ آزمایشگاه، هیچ ترکیب دستی‌ای جای سیمان مقاوم به سولفات را نمی‌گیرد. اگر می‌خواهید بدانید انواع سیمان دیگر کجا به کار می‌آیند، مقایسهٔ کامل‌ترشان را جداگانه بخوانید.
