شناخت سیمان پرتلند :

سیمان پرتلند ، سيمان آبی است که از آسياب کردن کلينکر، به همراه مقدار مناسبی سنگ گچ یا سولفات کلسيم متبلور خام به دست می آید .

در ادامه علت اضافه کردن سولفات کلسیم به کلینکر توضیح داده خواهد شد.
کلينکر:

فرآورده ای است مرکب، که به طور عمده از سيليکات های کلسيم و آلومينیم و آهن تشکيل می شود، و از واکنش حرارتی- شيميایی مواد آهکی و رسی در کوره پخت سیمان ، در دمای 1300 تا 1500 درجه سانتی گراد، به دست می آید

سیمان پرتلند یک چسباننده هيدروليکی یا آبی است، یعنی براثر مخلوط شدن با آب و واکنش شيميایی با آن، سخت
می شود. این عمل هيدراتاسيون نام دارد و توام با توليد حرارت است.

به طور کلی سیمان پرتلند از چهار ترکيب اصلی شامل  Fe₂O اکسيد آهن 3 ،  Al₂O اکسيد آلومينيوم 3 ، SiO₂  اکسيد سيليسيم  و CaO اکسيد کلسيم بدست می آید. که به ترتيب با نمادهای ، F و A و S و C نشان داده می شوند.

قلیایی ها شامل اکسید های سدیم و پتاسیم می باشند که اغلب همراه با ترکیبات رسی وارد سیمان می شوند. و به دلیل ایجاد واکنش آلکالی – سیلیسی ( ASR ) و تخریب بتن در دراز مدت باید مقدار آنها کنترل شود و اصولا اجازه نمی دهند که مقادیر آنها بالای 1 درصد برود.

فازهای اصلی تشکیل دهنده سیمان پرتلند

دی‌کلسیم سیلیکات  (C₂S)

یکی از اجزا اصلی سیمان می باشد و دارای سرعت هیدارسیون پایینی می باشد. و نقش مهمی در مقاومت فشاری بتن بعد از هفته اول دارد. به همین دلیل در سیمان های دیرگیر نسبت به تیپ های دیگر سیمان این فاز بیشتر وجود دارد.

تری‌ کلسیم سیلیکات (C₃S) ‏

یکی دیگر از اجزای اصلی سیمان های پرتلند و دارای سرعت هیدراسیون بالایی می باشد و نقش مهمی در مقاومت فشاری بتن در هفته اول دارد.

تری‌ کلسیم آلومینات (C₃A)

این جز سیمان های پرتلند نیز دارای سرعت هیدارسیون بالایی بوده و به همراه تری کلسیم سیلیکات دارای نقش مهمی در گیرایش اولیه بتن دارد. یکی از نقاط ضعف این فاز این هست که بعد از هیدراته شدن به راحتی میتواند سولفاته شود و اگر در معرض سولفات ها قرار بگیرید کلسیم سولفو آلومینات میدهد که باعث افزایش حجم و خراب شدن بتن می گردد.

تتراکلسیم آلومینوفریت (C₄AF)

این فاز دارای کمترین مقدار در سیمان می باشد و اثر آن بر روی بتن کمتر از بقیه فازها می باشد.

نسبت این فازها بسته به نوع و کاربرد سیمان متغیر است.

دلیل اضافه کردن سنگ گچ به کلینکر و آسیاب کردن آن همراه با کلینکر:

به دلیل سرعت بالای هیدراتاسیون فازهای تری‌کلسیم سیلیکات (C₃S) ‏ و تری‌کلسیم آلومینات (C₃A) سولفات کلیسم ( گچ ) به آنها اضافه می شود تا سرعت هیدراتاسیون آنها کاهش یابد و نرخ آزاد شدن گرمای هیدراتاسیون کاهش یابد.