تتكون المواد الرابطة المستخدمة في صناعة العقار من مواد إما عضوية كالبتيومين (الأسفلت) أو مواد رابطة غير عضوية كالإسمنت والجير والجبس. وسنركز في هذه الحلقة على الإسمنت الذي يعرف بالإسمنت البورتلاندي والذي بدأ إستخدامه كمادة رابطة لحبيبات الركام منذ بداية القرن التاسع عشر ومنذ أن إكتشفه الإنجليزي جوزيف أسبدين Joseph Aspdin. وقد أطلق عليه إسم البورتلاندي للتشابه بين لون المادة الإسمنتية المتحجرة ولون الصخور الرملية الموجودة في منطقة بورتلاند بانجلترا.
والإسمنت هو مركب ناعم ودقيق على شكل بودرة يحتاج لتجهيزه إلى كل من الكالسيوم المستخرج من الحجر الجيري والسيليكون المأخوذ من الرمل أو الطين والألمنيوم والحديد المشتق من البوكسايت وخام الحديد. ويتم تجهيز الإسمنت في أفران خاصة تحت درجات حرارة عالية وتعبأ في أكياس لتورد إلى ورش البناء. وتتحول هذه البودرة عند مزجها بالماء إلى مادة رابطة قوية. وهناك ثلاث مجموعات أساسية من الاسمنت تطرحها المصانع المختلفة ومن أهمها:
أولا: الإسمنت البورتلاندي العادي Portland Cement
عبارة عن بودرة ناعمة تنتج عن تفتيت الكلنكر ويكون بقطر (3-25) ملم المستخرج من الحجر الجيري CaCO3 ممزوجاً مع مادة ثانية تحتوي على الطين Clay كمصدر لسيليكات الألمنيوم. واعتماداً على درجة نقاوة الحجر الجيري يتم إضافة مادة ثانية مثل الطفل الصفحي Shale أو الرمل أو خام الحديد أو البوكسيت الذي يستخرج منه الألمنيوم أو الرماد المتطاير Fly Ash ويتم التفتيت بواسطة الحرارة العالية جداً sintering process عند (1450) درجة مئوية.
ثانيا: الإسمنت المخلوط Portland Cement Blends
تنتج مصانع الإسمنت مخاليط الإسمنت البورتلاندي بأشكال متعددة مثل:
• الإسمنت الانفجاري Blast Furance Cement والمكون من خليط حمأة الحديد المنصهر والكلنكر وقليل من الجبس ويعطي الإسمنت المنتج صلابة عالية قصوى ويستخدم أيضاً كإسمنت مقاوم للكبريتات.
• إسمنت الرماد المتطاير Fly Ash ويسمح للخرسانة استعمال كمية ماء منخفضة ويمكن من التصلب السريع ويمتاز أيضاً برخص السعر.
• إسمنت البوزولانا Pozzolan والذي يحتوي أيضاً على إسمنت الرماد المتطاير، والذي يكثر إستخدامه في البلدان التي يتوفر فيها رماد بركاني مثل إيطاليا وتشيلي والمكسيك والفلبين، ويسمح هذا النوع للخرسانة باستهلاك نسبة منخفضة من الماء وبالتصلب السريع والصيانة الأفضل وبسعر أقل.
• إسمنت دخان السيليكا البورتلاندي Silica Fume والذي يعطي قوة فوق العادة عند زيادة نسبة دخان السيليكا.
• إسمنت التشييد Masonry Cement والمستخدم في العادة كملاط لبناء الطوب.
• الإسمنت المتمدد Expansive Cements والمصمم لتلافي الجفاف الانقباضي ويستخدم في العادة في بلاطات الأسقف الكبيرة حتى (60) م2.
• الإسمنت الأبيض والمصنع من الكلنكر الأبيض ومواد بديلة مثل الميتاكولين عالي النقاء، ويستخدم هذا الإسمنت لتكحيل الحجر وروبة البلاط وفي أعمال الزينة والديكور.
• الإسمنت الملون والمستخدم في أعمال الديكور، وهذا النوع غير مسموح أن يباع كإسمنت في بعض البلدان وإنما كمزيج إسمنت هيدروليكي.
• إسمنت شديد النعومة والمصنوع من خليط من الإسمنت والرمل أو أنواع أخرى من البوزولانا، والذي يمكّن من تقليص الكمية المستخدمة إلى النصف بسبب زيادة مساحة أسطح مكوناته.
ثالثا: الإسمنت غير البورتلاندي Non-Portland Hydraulic Cements
• الإسمنت البوزولاني-الكلسي وهو خليط استخدم قديماً من قبل الرومان في البانثانون في روما واكتسب القساوة بالتدريج.
• إسمنت الخبث الكلسي Slag-lime Cement والمحفز بإضافة القلويات.
• إسمنت السوبرسولفيت Supersulfated Cements والذي يحتوي على 15% جبس وقليلاً من بودرة الكلنكر والذي يبدي مقاومة جيدة للكبريتات.
• إسمنت كالسيوم المينيت والمصنوع من الحجر الجيري والبوكسايت ويصلح للإستخدام كإسمنت مقاوم للحرارة العالية كبطانة للأفران مثلاً.
• إسمنت الكالسيوم السلفو الومينيت ويستخدم كإسمنت تمددي expansive ويصنع غالباً في الصين ويحتاج إلى طاقة قليلة لإنتاجه ويتسبب في إنبعاث غازات ضارة في الجو.
• الإسمنت الطبيعي Natural Cement ويصنع تحت درجات حرارة معتدلة.