חומרי בניה/חומרי מליטה/צמנטים מיוחדים

מרבית הצמנט בשימוש הוא צמנט פורטלנד וצמנט פורטלנד מעורב. על-מנת לתת מענה לצרכים מיוחדים, פותחו צמנטים לשימושים ספציפיים. צמנטים אלו לרוב יקרים יותר מצמנט פורטלנד, או שיש להם מגבלות שימוש.

צמנט חסין סולפטים

צמנט זה מכיל תכולה נמוכה של טריקלציום אלומינט, שהוא הרכיב הרגיש לסולפטים בצמנט פורטלנד. צמנט זה מיועד לשימוש במקומות חשופים למים עם ריכוז סולפט גבוה. למעשה, בבטון שמיוצר עם יחס מים לצמנט נמוך, צמנט חסין סולפטים לא נותן עמידות טובה יותר מצמנט פורטלנד רגיל או מעורב. מסיבות אלו ואחרות, צמנט חסין סולפטים אינו מיוצר ונמכר בישראל.

צמנט לבן

צמנט זה משמש ליצור של אלמנטים ארכיטקטונים בצבע לבן, או בצבע אחר על ידי הוספת פיגמנט מתאים.

צמנט לבן הוא למעשה צמנט פורטלנד, שאינו מכיל צליט. הצליט הוא המינרל שמקנה לצמנט את צבעו האפור האופייני. הצליט הוא תרכובת של תחמוצות סידן, אלומניום וברזל. כדי למנוע את היווצרות הצליט בתהליך יצור הצמנט יש להשתמש בחומרי גלם בעלי דרגת ניקיון גבוהה. טמפרטורת הבציקה בהיעדר תחמוצות הברזל גבוהה יותר, ולכן יש לקלות את הצמנט בטמפרטורה גבוהה יותר. גם הטחינה של הקלינקר נעשית על ידי מתחנת כדורים הבנויה מחלקים שאינם מכילים ברזל.

צמנט לבן מכיל תכולה גבוהה של טריקלציום אלומינט (על-חשבון הצליט), ולכן הוא רגיש במיוחד להתקפת סולפטים. ניתן להבחין הכך בטיילות אבן משתלבת על שפת הים. לרוב אבן משתלבת לבנה (מצמנט לבן) עוברת בליה רבה יותר מאבנים אדומות ושחורות שנמצאות בסמיכות.

צמנט בעל חוזק מוקדם גבוה

צמנט בעל חוזק מוקדם גבוה משמש כשיש צורך בפרוק מוקדם של הטפסות, מסיבות שקשורות בניהול פרויקט הבניה. צמנט בעל חוזק מוקדם גבוה מסומן באות R. חוזק מוקדם גבוה, מביא בדרך כלל לחוזק מאוחר נמוך יחסית ממה שהיה מתקבל מצמנט בעל הרכב כימי זהה, אבל בעל חוזק מוקדם רגיל.

צמנט מהיר התקשרות מיוצר לרוב מקלינקר רגיל, כדי להאיץ את קצב ההיתקשרות, טוחנים את הקלינקר לגרגרים דקים יותר מהצמנט הרגיל. ניתן ליצור צמנט בעל חוזק מוקדם גבוה גם על ידי הגדלת תכולת האליט על חשבון הבליט בקלינקר. שינוי כימי כזה דורש טמפרטורת קליה גבוהה יותר ומיקר את הצמנט.

צמנט אלומיניום

צמנט אלומיניום הוא למעשה צמנט המורכב בעיקר מתחמוצות חמרן וסידן (36 עד 90 אחוז תחמוצות חמרן). צמנט אלומיניום מיוצר על ידי קליה של באוקסיט עם גיר.

תוצרי ההדרציה של צמנט אלומיניום תלויים בטמפרטורת ההידרציה. בהמשך תוצרי ההידרציה עוברים מעבר פאזה לפאזה יציבה יותר, בתהליך ממושך, שתלוי בטמפרטורת הסביבה. צמנט אלומיניום עובר הידרציה מהירה גם בטמפרטורות נמוכות (עד טמפרטורת הקיפאון של המים). בניגוד לצמנט פורטלנד, זמן תחילת ההתקשרות של צמנט אלומיניום מתארך כאשר הטמפרטורה עולה, עד ל- 25 מעלות צלזיוס לערך. כאשר מעלים את הטמפרטורה מעל ל- 40 מע"צ, זמן תחילת היתקשרות חוזר ומתקצר. שינויי הפאזות בצמנט אלומיניום גורמים למספר תופעות. ראשית, צמנט האלומיניום מקבל את חוזק גבוה תוך מספר שעות, גם אם יוצקים אותו בטמפרטורות נמוכות. לאחר מספר ימים, חוזקו יורד, והוא מגיע לחוזק די יציב. כאשר טמפרטורת הסביבה מעל 27 מע"צ, והלחות היחסית גבוהה, צמנט אלומיניום מאבד את חוזקו תוך מספר שנים מועטות (בהתאם לתנאי הסביבה). מסיבות אלו, שימושיו של צמנט אלומיניום מוגבלים.

צמנט אלומיניום משמש בעיקר להכנת מלט לכבשנים, שכן בניגוד לצמנט פורטלנד, הוא עמיד בחום. בכבשנים המגיעים לטמפרטורות גבוהות, צמנט אלומיניום הופך לחומר קרמי, ושומר על חוזקו המבני. שימושים נפוצים אחרים של צמנט אלומיניום הם כצמנט מהיר התקשרות וחוזק מוקדם גבוה לתיקונים דחופים, וכמוסף לצמנט פורטלנד. צמנט אלומיניום משמש כמוסף ע"מ לקבל חוזק מוקדם גבוה, או כתוסף מקזז הצטמקות.

צמנטים פוצלנים משופעלים על ידי אלקלים

צמנטים מסוג זה מפותחים על-מנת להוריד את מחירי הצמנט, ולפתור בעיות סביבתיות. הם נקראים גם "גיאופולימרים" בצמנטים אלו מתבצע שפעול של חומר פוצולני, בדרך-כלל עשיר בסידן, כגון סיגים או אפר-פחם בעל תכולת סידן גבוהה, על ידי סודה קאוסטית. צמנטים מסוג זה מתקשרים, בדרך-כלל, תוך זמן קצר מכדי שניתן יהיה לעשות בהם שימוש ליצור בטון מובא, ועדיין אינם נמצאים בשימוש מסחרי.

צמנט מגנזיום

קיימים מספר צמנטים מבוססי מגנזיום. הפשוט מביניהם הוא תחמוצת המגנזיום (MgO) הנקראת גם מגנזיה, שבמגע עם מים מגיב ליצירת מימת המגנזיום (Mg(OH)₂).

צמנטים אחרים על-בסיס מגנזיום הם:
צמנט מגנזיה פוספאט, המשמש בכבשנים להתכת מתכות.
צמנט מגנזיה אמוניום פוספאט, וצמנט מגנזיה טרי-פולי-פוספאט.

צמנט לבארות נפט

צמנט לבארות נפט וגז משמש כדי ליצור בוצה (דייס), שניתן לשאוב אותה לעומק רב, ושמתקשה לאחר שהגיעה למקומה. התפקוד של החומר המתקבל הוא אטימת המרווח בין צינור השאיבה לבין שכבות הסלע בהן הוא עובר. בתקינה האמריקאית, יש תקן לצמנטים לבארות נפט, המסווג אותם ע"פ צרכי השימוש. מרבית הצמנטים לבארות נפט מורכבים בעיקר מקלינקר.

צמנטים לבארות נפט צריכים לתפקד בתנאים שונים מהותית מצמנטים רגילים, בעיקר טמפרטורה ולחץ גבוהים, בעומק הבאר. מצד שני, לצורך קידוחים באזורים הארקטים, הבוצה המיוצרת מהצמנט צריכה לשמור על תכונות ריאולוגיות מספקות כדי שניתן יהיה לשאוב אותה למקומה. מסיבות אילו ואחרות, התקנים לצמנטים לבארות נפט כוללים מספר רב של דרישות תפקודיות הכוללות בין היתר: הפסד סומך בטמפרטורות גבוהות, תכונות ראולוגיות, התנגדות למעבר נוזלים של העיסה הקשויה, סגרגציה ועוד..

צמנט סיגים

צמנט סיגים מכיל אחוז גבוהה של סיגים ואחוז נמוך של קלינקר. הקלינקר משמש לקבלת חוזק מוקדם, וכמשפעל של הסיגים. מכיוון שהמינרלים בסיגים עוברים הידרציה לאט יותר מהמינרלי הקלינקר, צמנט סיגים טחון דק יותר מצמנט פורטלנד. צמנט סיגים מפתח את חוזקו לאט יותר מצמנט פורטלנד. צמנט סיגים יוצר בטון בעל עמידות גבוהה לסולפטים וחדירות נמוכה לכלוריד. תכונות אלו הופכות אותו לצמנט מועדף בעבודות תשתית לחוף הים.