التركيب الكيميائي للأسمنت: C3S، C2S، C3A، C4AF — شرح حسب نوع

الأسمنت هو مادة رابطة هيدروليكية، أي مادة غير عضوية وغير معدنية ومطحونة ناعماً، والتي، بعد خلطها بالماء، تتصلب وتصلب بشكل مستقل نتيجة لتفاعلات كيميائية مع ماء الخلط، وتحتفظ بقوتها واستقرارها حتى تحت الماء بعد التصلب. ولذلك، فإن أهم مجال لتطبيقه هو إنتاج الملاط والخرسانة، أي ربط الركام الطبيعي أو الاصطناعي لتشكيل مادة بناء قوية ومتينة في مواجهة التأثيرات البيئية العادية.
يُطلق اسم «أسمنت بورتلاند» على الأسمنت الذي يتم الحصول عليه عن طريق الخلط الدقيق بين المواد الجيرية والطينية، أو غيرها من المواد التي تحتوي على السيليكا والألومينا وأكسيد الحديد، وحرقها عند درجة حرارة تكوين الكلنكر، وطحن الكلنكر الناتج. ومع ذلك، يمكن اعتبار الأسمنت في حالة توازن متجمد، أي يُفترض أن المنتجات المبردة تعيد إنتاج التوازن الموجود عند درجة حرارة التكلس.
المركبات الرئيسية في الأسمنت: توجد أربعة مركبات رئيسية في جميع أنواع أسمنت بورتلاند. ويؤثر التباين في النسب المئوية لتركيب هذه المركبات على خصائص الأسمنت. وترد هذه المركبات في الجدول 1.1 أدناه:

الجدول 1.1
تكوين الأسمنت

صيغة الأسمنت — ملخص التركيب

صيغة الأسمنت هي مصطلح مختصر لتركيبة أكاسيد كلنكر بورتلاند. تُعبَّر عن الصيغة الكيميائية
للأسمنت التي تعمل بها معظم المختبرات بعبارات الأكاسيد:

CaO ~60-67٪، SiO2 ~17-25٪، Al2O3 ~3-8٪، Fe2O3 ~0.5-6٪، SO₃ ~2-3٪، MgO ~1-3٪، والقلويات (Na₂O، K₂O) أقل من 1٪.
باختصار، صيغة الأسمنت هي CaO·SiO₂·Al₂O₃·Fe₂O₃ — وهي الأكاسيد الأربعة التي تشكل المراحل الأربع
الرئيسية التالية. ثم يقوم حساب «بوغ» بتحويل تلك الأكاسيد إلى صيغة المراحل: C₃S بواسطة 4.071 CaO – 7.600
SiO₂ – 6.718 Al₂O₃ – 1.430 Fe₂O₃ – 2.852 SO₃، مع حساب C₂S وC₃A وC₄AF وفقًا لنفس القواعد الحسابية البسيطة
(انظر مقالة «صيغ التصنيع» للاطلاع على المجموعة الكاملة).

تذكر: الصيغة الكيميائية للأسمنت ليست جزيءًا واحدًا مثل H₂O؛ بل هي تركيبة من الأكاسيد
تختلف حسب العلامة التجارية والفئة. الجدول الموجود في هذه الصفحة، بالإضافة إلى مؤشرات LSF/SR/AR، هو الطريقة التي يقارن بها المهندسون المصانع بأكملها.