2 összetétel
Portland cement áll négy fő klinker vegyületek, C3S, C2S, C3A, és C4AF együtt a gipsz hozzáadott csiszolás során. Ezeknek a vegyületeknek a relatív részei megváltoztathatók a cement specifikus tulajdonságainak optimalizálása érdekében (az alábbiakban részletesebben tárgyaljuk). A 2. táblázat tipikus összetett összetételeket mutat, amelyek kiszámítása (helytelenül) ideális sztoichiometria és kémiai egyensúly alapján történik a kemencében (a Bogue-számítás).
2. táblázat., A Portland cement átlagos összetett összetétele (wt.%).,
Note: *This cement is usually ground more finely: ∼550 m2kg−1 compared to 380 m2kg−1
All the clinker compounds form solid solutions with small amounts of every element that is in a clinker., A négy fő oxid mellett az MgO, a K2o és a Na2O mindenütt jelen lévő szennyeződések a legtöbb nyersanyagban. A tisztátalan C3S-t alitnak nevezik: gyorsabban reagál vízzel, mint a tiszta C2S.C2S, mint négy fő polimorf: γ, β, α’ És α. Környezeti hőmérsékleten a nem hidraulikus γ polimorf termodinamikailag stabil, de cementben a szennyeződések stabilizálják a hidraulikus β polimorfot. A tisztátalan C3A jelentős mennyiségeket tartalmaz (∼10 mol.% ) a vas, ami lehet, hogy kevésbé reaktív, mint a tiszta vegyület., A nátrium-szubsztitúció magas szintje megváltoztatja kristályszerkezetét ortorombról köbösre, a reaktivitás megfelelő csökkenésével.
a c4af nem rendelkezik pontos sztöchiometriával; az A és F közötti folyamatos szilárd oldat lehetővé teszi, hogy összetétele körülbelül C6A2F-től C6AF2-ig terjedjen. Ezért a c4af-ot általában ferritfázisnak nevezik. Bár sok cementben a ferritfázis összetétele közel van a c4af-hoz, azokban, amelyek nagyon alacsony C3A tartalommal rendelkeznek, a készítmény közelebb áll a C6AF2-hez. A vastartalom növekedésével a ferritfázis reaktivitása csökken., A ferrit fázis adja a cement színét: amikor az MgO jelen van a ferrit fázisban, fekete lesz, a cement pedig Szürke.
Ha az MgO-tartalom alacsony, vagy ha a ferritfázis észrevehető vasat tartalmaz (a kemence légkörének csökkenése miatt), a cement Barnító. Ezenkívül a kristályos MgO (perikláz) a legtöbb klinkerben jelen van, jellemzően a 2-4 wt tartományban.%. Az MgO mennyiségére korlátozások vannak érvényben, mivel lassú hidratációja zavaró kiterjedést okozhat az edzett pasztában., A klinkereknél, amelyeket magas kéntartalmú szén felhasználásával állítanak elő üzemanyagként, alkáli-szulfátok, például KS vagy C2KS3 néha előfordulnak; ezek a vegyületek befolyásolhatják a beállítási viselkedést, és csökkenthetik a 28 napos szilárdságot.
A cementeket a 2.táblázatban megadott ASTM típusok szerint lehet besorolni. Ezek az osztályozások többnyire a teljesítményen alapulnak, nem pedig az összetételen, bár általában az azonos típusú cementeknek nagyjából hasonló összetételük van. Az USA-ban gyártott összes Portlandcement több mint 90% – a I. típusú. ha korai életkorban (1-3 nap) nagyobb szilárdságra van szükség, III-as típus használható., Ez finoman őrölt, hogy teljes hidratációja gyorsabb legyen. A IV. típusú cement felhasználható a termikus repedés elkerülésére a tömegbetonban, a hidratáció hőjének csökkentésével, így a tömeg belső hőmérsékletével, de már nem gyártják az Egyesült Államokban. A talajvízben vagy a talajban lévő szulfátok magas koncentrációjának jelenlétében a C3A hidratációs termékei további reakciókon mennek keresztül, amelyek bomlasztó terjeszkedést eredményeznek. A beton szulfát-támadással szembeni ellenállása javítható a C3A-tartalom csökkentésével egy v típusú cementben., A II. típusú cementnek az I. és a V. típusú cementek között köztes tulajdonságai vannak.
Az öt ASTM típusú Portlandcement mellett más speciális cementek is rendelkezésre állnak. Kevert cementeket, amelyek reaktív szilikátos anyagokat (pozzolánokat) vagy az I. típusú hidraulikus salakokat tartalmaznak, a legtöbb országban a IV.és V. típus alternatívájaként használják. hidratáció esetén több C–S–H-t és kevesebb kalcium-hidroxidot képeznek. Expanzív cementek módosított Portland cementek, amelyek ellensúlyozzák a hatását szárítás zsugorodás alkotó nagy mennyiségű etringit generálni visszafogott terjeszkedés., Néhány speciális cementek használja ettringite, hogy nagy korai szilárdságú. A kőműves cementek és olajkút cementek Portland cementek, amelyek ezen alkalmazások speciális követelményeinek optimalizálására lettek átalakítva. A kalcium-aluminátokat (magas alumínium-oxid cementeket) elsősorban tűzálló betonokhoz használják. Ezek nem használhatók szerkezeti célokra, mert a potenciális erő veszteség a szolgáltatás során. A magnézium-oxiklorid (Sorel) cementeket csak belső alkalmazásokhoz lehet használni, mert nem ellenállnak a nedvességnek.