ما هو الإسمنت؟
تصغير|مصنع أسمنت بين أسوان وأبو سمبل في الصحراء الغربية مصر. الإسمنت[1] أو الأسمنت هو المادة الرابطة الناعمة التي تتصلب وتقسي فتملك بذلك خواصاً تماسكية وتلاصقية بوجود الماء مما يجعله قادراً على ربط مكونات الخرسانة بعضها ببعض. وأهم استخدام للأسمنت هو الملاط والخرسانة حيث يربط المواد الاصطناعية أو الطبيعية لتشكل مواد بناء قوية مقاومة للتأثيرات البيئية العادية. يجب عدم الخلط بين الخرسانة والأسمنت، فالأسمنت يشير إلى المسحوق الجاف المستخدم في ربط المواد الكلية للخرسانة. وللأسمنت المستخدم في البناء نوعين هما الأسمنت المائي والأسمنت غير المائي.
هو تلك المادة التي تمتلك خواص تماسكية ((Cohesive وتلاصقيه (Adhesive) بوجود الماء، وهذه الخواص تجعله قادراً على ربط الأجزاء المعدنية مع بعضها البعض وتحوله إلى وحدة كاملة متراصة.
وهذا التعريف يشمل أنواع كثيرة من المواد الاسمنتية وللأغراض الإنشائية يقتصر معنى مصطلح الاسمنت على المواد المستعملة مع الحصى أو الحجارة أو الرمل أو الطابوق أو ألواح البناء وما شابه ذلك.
أما الاسمنت الذي يهمنا في عمل الخرسانة فله خاصتي التجمد(Setting) والتصلب(بفعل التفاعلات الكيمياوية بوجود الماء ،ولهذا السبب يعرف بالاسمنت الهيدروليكي. 
وترجع تسمية الاسمنت البورتلاندي إلى تشابه لون وجودة الاسمنت البورتلاندي المتجمد مع بعض أحجار البناء المسماة بأحجار بورتلاند الموجودة في جزيرة بورتلاند بإنكلترا.
بقيت هذه التسمية سائدة إلى الآن حيث تطلق على الاسمنت الناتج من خلط المواد الكلسية والطينية وحرقها إلى درجة الحرارة التي يتم عندها تكون الكلنكر ومن ثم طحن الكلنكر المبرد الناتج من الحرق مع كبريتات الكالسيوم المائية المعروفة بالجبس وذلك لغرض السيطرة على عملية تجد الاسمنت.
وقد اكتشف لإسمنت البورتلاندي من قبل البناء الإنكليزي جوزيف اسبيدن في عام 1824 وذلك بحرق خليط من الطين والحجر الجيري الصلب المسحوق ناعماً في الفرن إلى أن يتم توليد غز ثنائي أوكسيد الكاربون حيث تكون درجات الحرارة أقل من تلك اللازمة لإنتاج الكلنكر.
صناعة الاسمنت
إن المواد الأولية المستعملة في صناعة الاسمنت البورتلاندي يجب أن تحتوي على كميات مناسبة من المركبات الحاوية على الجير (الكلس) ،السليكا، الألومينا والحديد.
ويتم ذلك بخلط مواد كلسية (Calcareous Materials) مثل الحجر الجيري (Limestone) أو الحجر الجيري الطباشيري (Chalk) مع مواد طينية (Argillaceous) مثل الأحجار الطينية الرخوة (Shale) أو الطين (Clay) والتي تعتبر كمصدر للسليكا والألومينا.
وفي بعض الأحيان قد تعاني المواد الأولية الرئيسية نقصاً أو زيادة في واحد أو أكثر من المركبات الرئيسية وفي هذه الحالة يجب استعمال مواد إضافية ذات تركيب مناسب لتعديل الخليط الخام (Raw Mix) بحيث هناك طريقتين رئيسيتين لصناعة الاسمنت وهما: 
أولاً: الطريقة الرطبة Wet Process /
ويتم فيها طحن المواد الأولية المستخرجة من المحجر بوجود الماء بعد أن تنقل إلى المعمل، ففي حالة استعمال الحجر الطباشيري كمادة كلسية ألأولية يتم تكسيره إلى قطع صغيرة بواسطة كسارات خاصة لهذا الغرض ومن ثم يشتت في الماء بداخل طاحونة غسل (Wash Mill) حيث يتم فيها تفتيت كتل المواد الصلبة.
أما الطين الذي يستعمل كمادة طينية أولية فيهشم أيضاً ويمزج مع الماء بطاحونة مشابه للطاحونة الأولى وبعد ذلك يضخ مطحون المواد الأولية ليمتزج بنسب محددة ويمرر الخليط خلال سلسلة من الشبكات (Screens) لغرض ترشيحه ويخزن الناتج النهائي والذي يكون بشكل ملاط رقيق القوام في خزانات خاصة تسمى خزانات الملاط (Slurry Tanks).
ثانياً : الطريقة الجافة Dry Process /
وبعد ذلك ينخل دقيق الخام المضغوط ويوضع في صحن دوار (Rotating Dish) ويضاف له في الوقت ذاته ماء بمقدار (%12) من وزنه وبهذه الطريقة ستتكون كرات صغيرة صلبة قطرها حوالي (15mm) ثم تحمص هذه الكرات داخل شبكة قضبان حديدية مسخنة مسبقاً بواسطة الغازات الساخنة من الفرن ثم تدخل الكرات الصلبة في الفرن الدوار وتجرى عليه نفس العمليات التي تجرى في الطريقة الرطبة.
وهناك طريقة أخرى غير رئيسية لصناعة الاسمنت البورتلاندي وهي طريقة النصف جافة. وهناك أربعة مركبات رئيسية للإسمنت البورتلاندي وهي :
1. سلكيات ثلاثي الكالسيوم C3S.
2. سلكيات ثنائي الكالسيوم C2S.
3. ألومينات ثلاثي الكالسيوم C3A.
4. ألومينات حديد رباعي الكالسيوم C4AF.
تشكل هذه المركبات الثانوية نسبة قليلة من وزن الاسمنت ويعتبر أوكسيدي البوتاسيوم والصوديوم من المركبات المهمة حيث تعرف بالقلويات (Alkalis) ويتراوح وزنها بين (0.4-1.3)% في الاسمنت البورتلاندي.
بإمكان هذه القلويات التفاعل مع بعض أجزاء السليكا الفعالة الموجودة في الركام ضمن الخرسانة المتصلبة ونواتج التفاعل تكون مصحوبة بزيادة في الحجم فتسبب تشقق وتلف الخرسانة، ومن الممكن تقليل تأثير هذا التفاعل باستعمال اسمنت حاوي على نسب قليلة من القلويات لا تزيد على (0.6) % أو بإضافة مواد من السليكا المسحوقة سحقاً ناعماً حيث تتفاعل مع القلويات قبل تصلب الخرسانة.
إضافة إلى ذلك فإن احتواء الاسمنت على نسب عالية من القلويات يؤثر على الوقت اللازم لتجمد الاسمنت ومن هذا يتضح أن مصطلح المركبات الثانوية يشير إلى كمية هذه المركبات وليس إلى أهميتها.