الاستخدامات والاقتصاديات للاسمنت :

 كان استخدام البيتون ، قبل عام 1900 ، قليلاً نسبيا في الولايات المتحدة لان كلفة تصنيع الاسمنت البورتلاندي كانت مرتفعة . وبفضل اختراع الالا التي توفر الجهد ، انخفضت كلفة انتاج الاسمنت وراح يستخدم في كل مكان في بناء المنازل ، والمباني العامة ، والطرق ، والمنشآت الصناعية ، والسدود ، والجسور وغيرها. ويشير الجدول 1 ‏- 1 ‏الى الحجم الكبير لهذه الصناعات . وفي عام 1980 ‏كان في الولايات المتحدة 142 ‏مصنعاً لإنتاج الاسمنت ‏البورتلاندي . ومن الطريف ان عشرة من المصانع الكبرى من بينها تنتج 48 ‏% من اجمالي الانتاج وتنتج المصانع العشرين الكبرى 72 ‏% .

‏نماذج الاسمنت البورتلاندي : عرفوا الاسمنت البورتلاندي على انه " الناتج المتحصل من سحن الخبث الذي يحتوي ، بصورة اساسية ، على سليكات الكلسيوم المائية ، والتي تحتوي بدورها عادة على واحد او اكثر من اشكال كبريتات الكلسيوم كإضافة داخلية " . تتضمن سليكات الكلسيوم المائية بالقدرة على التصلب من غير تجفف او بالتفاعل مع ثاني اكسيد الكربون الجوي ، الامر الذى يميزها عن الاربطة اللاعضوية كجص باريس . والتفاعلات المشتركة في تصليب الاسمنت هي الاماهة

‏والحلمأة . هناك خمسا نماذج معروفة ( الجدول 2 ‏-1 ‏) من الاسمنت في الولايات المتحدة :

‏النموذج 1 : الاسمنتات البورتلاندية النظامية وهي التي تستعمل للمباني العامة . وهناك نماذج اخرى من هذ الاسمنت ، كالاسمنت الابيض ، الذي يحتوي على كمية اقل من اكسيد الحديد ، واسمنت ابار النفط ، والاسمنت السريع التصلب ، والاسمنتات غيرها لاستخدامات اخرى .

‏النموذج 2 ‏: الاسمنتات البورتلاندية التي تتصلب عند درجات الحرارة المعتدلة والمقاومة للكبريتات وتستخدم حيث نحتاج الى الاماهة عند درجات حرارة معتدلة او لبناء عام بيتوني مكشوف ، ولتخفيف تأثير الكبريتات . لا ينبغي للحرارة المنبعثة من هذه الاسمنتات ان تتجاوز 295 ‏و 335 ‏J / g بعد 7 ‏و 28 ‏يوما ، على التوالي .

‏النموذح 3 ‏: إسمنتات المتانة العالية المبكرة " High- early- cements ‏تصنع من مواد خام نسبة الجير الى السليكا فيها اعلى مما هي عليه في الاسمنت من النموذج 1 وتطحن ناعمة اكثر منها ايضا. وهي تحتوي على نسبة من سليكات ثلاثي الكلسيوم (C₃S) اعلى من الاسمنتات البورتلاندية النظامية. وتسبب سليكات الكلسيوم الثلاثية هذه، مع الطحن الناعم، تسريع التصلب ونشر الحرارة. وبمكن للطرق التي تصنع من هذه الاسمنتات ان تستخدم بعد فترة اقصر مما هي عليه في الاسمنتات العادية .

‏النموذج 4 ‏: الاسمنتات البورتلاندية المنخفضة الحرارة . وتحتوي على نسبة ادنى من سليكات ثلاثي كلسيوم C3S وألومينات نلاثي الكلسيوم (C₃A) ، وهكذا ينخفض توليد الحرارة . وبناء عليه ، يزداد رباعي ألومينوفريت رباعي الكلسيوم )

(C₄AF بسبب إضافة Fe₂O₃ ‏لخفض كمية C3A (الجدول 10-2) . لا ينبغي للحرارة المنطلقة ان تتجاوز 295 J / g بعد 7 ‏و 28 ‏موما ، على التوالي ، واقل بمقدار 15 ‏-  35 % ‏من حرارة اماهة اسمنتات المتانة العالية العادية .

‏النموذج 5 ‏: الاسمنتات البورتلاندية المقاومة للكبريتات وهي تلك التي تقاوم للكبريتات بتركيبها او معالجتها اكثر من مقاومة النماذج الاربعة الاخرى . ويستخدم النموذج 5 ‏. عند الحاجة الى مقاومة عالية للكبريتات . ويكون محتواها من C₃A اقل منه في الإسمنتات العادية . ونتيجة لذلك ، مكون محتوى C₄AF اعلى .

‏الجدول 1 ‏- 1 ‏. شحنات الاسمنت البورتلاندي بنماذج 1981 ‏( آلاف الاطنان المترية وآلاف الدولارات) .

‏

‏سحب الهواء :

‏من المهم استخدام عوامل سحب الهواء ( كميات صغيرة جدا من المواد الراتينية ، والشحوم الحيوانية ، والدهون ) . لان هذه المواد تزيد من مقاومة البيتون ‏المصلد للتقشر الذي ينجم عن تعاقب التجمد والذوبان واستخدام مزيلات الجليد مثل (CaCl₂) . تسمح المواصفات الفيدرالية بإضافة مادة مزيلة للهواء لكل من النماذج الثلاثة ، والتي تسمى بعد ذلك A1 ، A2 ، A3 .

‏الجدول 2 ‏- 1 ‏. المواصفات الكيميائية للإسمنت البورتلاندي .