با توجه به واکنش های سخت شوندگی، سیمان به دو نوع هیدرولیک و غیر هیدرولیک تقسیم بندی می‌شود. همانطوری که مشخص است سیمان های هیدرولیک در اثر واکنش با آب (هیدراتاسیون) سخت می‌شوند. استفاده از سیمان به عنوان ماده چسباننده سابقه چند هزار ساله دارد. ترکیب اصلی سیمان آهک، خاک رس و گچ است. طرح سیمان به این شکل، اولین بار توسط ژوزف اسپین معمار بریتانیایی مطرح شده است. اسپین در سال ۱۸۲۴ طرح اولیه خود را اصلاح نموده و محصول خاک رس و آهک هیدرولیک را تحت عنوان سیمان پرتلند ثبت کرد. به علت تشابه رنگ سیمان سخت شده با رنگ سنگ های آهکی جزیره پرتلند در انگلستان، نام پرتلند برای آن انتخاب شده است.
این نوع سیمان که سیمان پرتلند معمولی نیز گفته می‌شود، براي مصارف عمومی که ویژگی خاصی برای بتن در نظر گرفته نشده است، استفاده می‌شود. از این نوع سیمان در ساختن پیاده روها، روسازي جادهها، پلهاي بتن مسلح، راه‌آهن، مخازن، لوله‌هاي آب و ملات براي بنایی استفاده می‌شود. به طور کلی بهتر است از این سیمان در مواردي که به خواص ویژه دیگر سیمان‌ها نیازی نیست استفاده شود. این نوع سیمان در سه رده مقاومتی ۳۲۵-۱، ۴۲۵-۱ و ۵۲۵ -۱ تولید می‌شود. رده‌های با مقاومت بالا (۴۳۵-۱) و (۵۲۵-۱) گرمای هیداراتاسیون بیشتری دارند. مصرف این رده از سیمان ها در مناطق گرمسیر و در بتن‌ریزي های حجیم، باید با احتیاط انجام شود.
این نوع سیمان از نظر حرارت هیدراتاسیون و مقاومت در برابر حمله سولفاتهاي در حد متوسط قرار دارد. مقاومت فشاري (اولیه و نهایی) سیمان نوع ۲ کمتر از سیمان نوع ۱ است. سیمان تیپ ۲ معمولاً کندتر از سیمان تیپ ۱ سخت می‌شود. این سیمان در زمان گیرش حرارت کمتري تولید می‌کند.
از این سیمان می‌توان در بتن‌ریزي های حجیم استفاده نمود تا هنگام گرفتن بتن حرارت کمتري ایجاد شود و حجم بتن‌ریزي محدود نشود. این سیمان در محیط‌هاي آبی و خاكی که غلظت یون سولفات در حد متوسط است و براي بتن‌ریزي در هواي نسبتاً گرم، نیز استفاده می‌شود. مصرف این سیمان براي محیط‌هاي حاوي یون کلر و سولفات به طور همزمان و در محیط‌هاي حاوي غلظت زیاد سولفات توصیه نمی‌شود. به علت سرعت پایین هیدراتاسیون این سیمان برای بتن‌ریزي در هواي سردنباید استفاده شود.
این سیمان تقریباً اجزاء اولیه سیمان نوع ۱ را دارد، با این تفاوت که بسیار ریزتر آسیاب شده و به همین جهت گیرش سریعتري دارد. سیمان نوع ۳ در مدت کوتاهی یعنی معمولاً در عرض ۱ هفته یا کمتر مقاومت زیادي به دست می‌آورد و مقاومت ۷ روزه آن در حدود مقاومت ۲۸ روزه سیمان نوع ۱ است. این نوع سیمان نسبت به سیمان نوع ۱ در هنگام گیرش حرارت بیشتري تولید می‌کند. زمانی که قالب برداری و بارگذاري زود تر از موعد نیاز باشد این سیمان استفاده گسترده‌ای دارد. در شرایط آب و هوایی سرد نیز برای کاهش مدت زمان عمل آوری می‌توان از این سیمان استفاده کرد.
برای بدست آوردن بتنی با مقاومت بالا به جای استفاده از سیمان نوع ۱ با عیار بالا استفاده از سیمان نوع ۳ با عیار متوسط و استاندارد راهکار مناسب و با صرفه تری است. اصلی ترین نکته در مورد سیمان نوع ۳ سرعت واکنش هیداراتاسیون در بتن تولید شده از آن است. این سرعت بالا در نهایت منجر به گیرش سریعتر و افزایش دمای بتن در ساعات اولیه می‌شود. سیمان نوع ۳ زودگیر و دارای دمای اولیه بالایی است و از این رو برای بتن ریزی در هوای سرد مناسبتر است. باید توجه داشت که در هواي سرد (حدود ۴ درجه سانتیگراد) و در دماي زیر صفر درجه سانتیگراد، استفاده از این سیمان به تنهایی کافی نیست. در یخبندان علاوه بر مصرف این سیمان استفاده از ضدیخ نیز ضروری به نظر می‌رسد.
سیمان نوع ۴ کندگیر بوده و به هنگام بتن ریزی حرارت کمتري تولید می‌کند. در جایی است که شدت و مقدار حرارت تولید شده اهمیت دارد، این نوع سیمان استفاده فراوانی دارد. رشد مقاومت بتنی که با این سیمان ساخته می‌شود، آهسته تر است. کاربرد اصلی این نوع سیمان در ساخت بتن های حجیم است. در ساختمان‌هاي حجیم بتنی، مانند سدهاي بتنی، به علت حجم زیاد بتن، افزایش درجه حرارت ناشی از گیرش بتن می‌تواند بسیار خطرناك باشد. براي پایین نگه داشتن درجه حرارت واکنش، سیمان نوع ۴ استفاده می‌شود. این نوع سیمان، براي تسهیل در مراقبت از بتن تازه، در هواي گرم و دماي بالاي ۴۰ درجه سانتیگراد، به صورت گسترده‌ای مصرف می‌شود.
در برخی از سازه‌ها مانند دیوارها برای کاهش فشار وارده بر قالب قبل از گیرش بتن، بتن ریزی با سرعت کمتر و به صورت لایه لایه انجام می‌شود. برای جلوگیری از ایجاد اتصال سرد در این قبیل بتن ریزی ها، استفاده از خاصیت دیرگیر بودن سیمان نوع ۴ فرصت کافی براي اجرای عملیات را فراهم می‌کند.
در بتن‌ریزي‌هاي حجیم برای کاهش تنش‌هاي حرارتی می‌توان از این سیمان استفاده کرد. از اشکالات بتن‌ریزی‌های حجیم از قبیل سدها و یا پایه هاي پل، این است که تبادل حرارتی عمق بتن با محیط بیرونی، کندتر صورت می‌گیرد. بنابراین هنگامی که بتن سفت شد، هنوز دماي قسمتهاي مرکزي آن با محیط اطراف، یکنواخت نشده است. استفاده از سیمان نوع ۴ سبب می‌شود که اولاً دماي قسمتهاي میانی بتن حجیم کمتر از بتن مشابه ساخته شده با سیمان نوع ۱ باشد و ثانیاً فرآیند سفت شدن بتن طولانی تر بوده و در این مدت قسمت اعظمی از تبادل حرارتی با محیط اطراف صورت می پذیرد. اگر خطر کاهش دماي بتن به کمتر از ۵ درجه سانتیگراد وجود دارد، بهتر است از سیمان نوع ۴ استفاده نشود.
این سیمان براي مصرف در بتن‌هایی که در معرض حمله سولفاتها قرار دارد، مناسب است و به همین جهت به آن سیمان ضدسولفات نیز گفته می‌شود. اگر آب زیرزمینی یا خاكی که در تماس با ساختمان بتنی قرار دارد، مقدار زیادي املاح سولفات داشته باشد، از این سیمان استفاده می‌شود. طبق آیین‌نامه بتن ایران (آبا) برای کلیه سازه‌هاي بتنی که در محیط‌هاي آب و خاك سولفاتی شدید قرار گرفته‌اند، باید از سیمان نوع ۵ استفاده شود. اگر در محیطی یون کلر همراه یون سولفات باشد، کاربرد این سیمان باید با احتیاط و با آزمایش‌هاي لازم صورت گیرد. سیمان نوع ۵ دیرتر از سیمان معمولی می‌گیرد و حد مقاومت ۷،۳ و ۲۸ روزه براي این سیمان کمتر از سایر سیمان‌هاي پرتلند است، از اینرو براي سازه‌هایی که در آنها نیاز به مقاومت‌هاي بالاتری باشد، محدودیت استفاده دارد.
پوزولان از جنس سیلیکات و تقریباً شبیه سیمان است. در سیمان پوزولانی حداکثر ۱۵ درصد سیمان را ماده پوزولانی تشکیل می‌دهد. این نوع سیمان براي مصارف عمومی در ساخت ملات یا بتن به کار می‌رود. سیمان پورتلند پوزولانی، متناسب با نوع و ویژگی پوزولان مورد استفاده، خواص ویژه‌اي دارد.
پایین بودن حرارت هیدراسیون، کاهش نفوذپذیري بتن و ایجاد دوام قابل توجه در محیط‌هاي حاوي املاح خورنده، از جمله خواصی است که سبب کاربرد گسترده این نوع سیمان شده است. در مناطق گرمسیري و بتن‌ریزي های حجیم، در محیط‌هاي حاوي یون‌هاي سولفات و کلر، از سیمان پوزولانی استفاده فراوانی می‌شود. در سیمان پوزولانی ویژه، ماده پوزولانی تا ۴۰ درصد وزن سیمان مزبور را نیز تشکیل می‌دهد. زمانی که سنگدانه‌هاي بتن نامرغوب بوده و با قلیایی‌ها واکنش انجام می‌دهند، استفاده از این سیمان توصیه می‌شود.
سنجش کیفیت سیمان از مواردی است که باید به صورت مستمر انجام شود. با توجه به نحوه عرضه و انبار کردن سیمان، نمونه برداری ها باید طبق اصول استاندارد صورت پذیرد. مقدار و نحوه نمونه برداری از سیمان در موقعیت های مختلف به شرح زیر است.
از هر ۴۰ تن سیمان (یا بخشی از آن) که به وسیله نقاله یا لوله در حال انتقال به سیلو است، مقدار ۵ کیلوگرم نمونه برداشت می‌شود. این نمونه را می‌توان به صورت پیوسته یا ناپیوسته برداشت کرد.
در این نمونه‌برداري، از جریان سیمان در لوله تخلیه و به فاصله‌هاي زمانی معین به ازاي هر یکصد تن سیمان داخل سیلو، مقدار ۵ کیلوگرم سیمان به عنوان نمونه برداشت می‌شود.
در این نمونه‌برداري، چنانچه عمق انباشته سیمان موجود در انبار از ۲ متر کمتر باشد، نمونه را می‌توان با ابزار ویژه نمونه‌برداري تهیه کرد.
در این نمونه‌برداري، به ازاي هر ۵ تن یا بخشی از آن، یک کیسه سیمان انتخاب می‌شود و مقدار لازم براي نمونه، توسط ابزار ویژه نمونه‌برداري تهیه می‌شود.
در این مورد نمونه از سه نقطه مختلف محموله برداشت می‌شود و چنانچه در چندین کامیون باشد، به شرط آنکه محموله ها از سیلوي مشخص و در یک روز بارگیري شده باشند، نمونه‌هاي برداشت شده از کامیون‌ها را می‌توان مخلوط نمود.
هر یک نمونه تهیه شده به یکی از روش‌هاي بالا، باید به سه بخش تقسیم شود. یک بخش براي آزمون و بررسی به آزمایشگاه موسسه استاندارد و یک بخش به آزمایشگاه کارخانه تحویل شود. بخش سوم نیز به عنوان نمونه شاهد در بسته بندي محکم و مقاوم نسبت به رطوبت، لاك و مهر شده و در یک مکان مورد اعتماد نگهداري شود. بسته بندي سیمان پرتلند باید در کیسه هاي مناسب، مقاوم و قابل انعطاف بارگیري شود. به طوریکه رطوبت و مواد خارجی به داخل آن نفوذ نکند و به هنگام حمل و نقل پاره نشود.
بسته بندی و نشانه گذاری سیمان پرتلند
در صورت استفاده از کیسه هاي کاغذي باید مشخصات پاکتها مطابق با استاندارد ملی ایران به شماره ۴۵۴۳ باشد. نشانه‌گذاري روي هر کیسه محتوي سیمان پرتلند باید موارد مندرج زیر به وضوح و با رنگ سیاه نوشته شده باشند. نشانه «پ-۱» براي سیمان پرتلند نوع یک باید با خط درشت و بالاي محل نشانه‌گذاري روي هر کیسه نوشته شود. ضمناً مقاومت سیمان نیز مثلا (۱-۳۲۵)،(۱-۴۲۵)،(۱-۵۲۵)، قید شود.
نشانه «پ-۲ » براي سیمان پرتلند نوع دو، نشانه «پ-۳» براي سیمان پرتلند نوع سه، نشانه «پ-۴» براي سیمان پرتلند نوع چهارم و نشانه «پ-۵» براي سیمان پرتلند نوع پنج باید با خط درشت و بالاي محل نشانه‌گذاري روي هر کیسه نوشته شود.
جمله «سیمان پرتلند» با ذکر نوع آن، نام کارخانه سازنده و نشان بازرگانی آن، وزن خالص سیمان پرتلند داخل کیسه به کیلوگرم، تاریخ تولید سیمان پرتلند باید روي هر کیسه بطور واضح نوشته شود.
در مواردي که سیمان به صورت فله تحویل می‌شود، باید اطلاعات فوق به اضافه تاریخ تحویل، شماره سفارش و همچنین مشخصات دریافت کننده کالا در بارنامه منعکس شود و همراه محموله ارسال گردد.
چنانچه ویژگی‌هاي نمونه‌هاي آزمون شده هر محموله سیمان با هر یک از ضوابط این استاندارد مطابقت نداشته باشد آن محموله مردود است. چنانچه هر محموله سیمان پرتلند قبل از حمل به صورت فله بیش از شش ماه در سیلوي کارخانه مانده باشد و یا پس از انجام آزمونها به صورت بسته‌بندي (کیسه) بیش از سه ماه در اختیار فروشنده مانده باشد، باید قبل از مصرف، دوباره مورد آزمون و انطباق با استاندارد قرار گیرد.
وزن اسمی هر کیسه سیمان پرتلند ۵۰ کیلوکرم است. چنانچه وزن هر کیسه کمتر از ۴۹ کیلوگرم باشد، می‌تواند از سوي خریدار پذیرفته نشود و چنانچه وزن میانگین هر کیسه از ۵۰ کیسه که به طور تصادفی از یک محموله انتخاب و توزین می‌شود، کمتر از ۵۰ کیلوگرم باشد، کل محموله مردود و غیرقابل پذیرش است.
نگهداري سیمان پرتلند در کیسه و یا به صورت فله در سیلو، باید مطابق با استاندارد ملی شماره ۲۷۶۱ ایران باشد. به طوریکه تشخیص محموله‌ها از یکدیگر، بازرسی و نمونه‌برداري از هر یک به آسانی امکان پذیر باشد. محل نگهداري سیمان باید کاملاً خشک باشد و رطوبت به داخل آن نفوذ ننماید.
بنا به درخواست خریدار، چنانچه در قرارداد خرید سیمان پرتلند نیز قید گردیده شده باشد، فروشنده باید تاییدیه‌اي مبنی بر مطابقت کامل هر محموله با ویژگی‌هاي این استاندارد همراه با یک برگ از نتایج آزمون‌هاي فیزیکی و شیمیایی هنگام تحویل به خریدار ارائه نماید.