سیمان پرتلند، یک ماده اتصال‌دهنده است که در فرآیند ساخت و ساز استفاده می‌شود و با افزودن آن به مواد دیگر، منجر به محکم شدن، سخت شدن، و چسبیدن مواد به هم می‌شود. اغلب سیمان به تنهایی استفاده نمی‌شود، بلکه برای اتصال موادی مانند ماسه و شن (سنگدانه) به یکدیگر استفاده می‌شود. سیمان مخلوط با سنگدانه‌های ریز، ملات بنایی یا با شن و ماسه، باعث تولید بتن می‌شود که یکی از پرمصرف‌ترین مصالح ساختمانی و پس از آب، پرمصرف‌ترین منبع جهان است.
این نوع از مصالح ساختمانی از طریق ترکیب کنترل‌شده شیمیایی از موادی مانند کلسیم، سیلیکون، آلومینیوم، آهن و سایر عناصر تشکیل می‌شود. مواد شایع برای تولید سیمان شامل سنگ آهک و گچ یا مارن است که با شیل، خاک رس، سنگ، سرباره کوره بلند، ماسه سیلیس و سنگ آهن ترکیب می‌شود.
تعیین مقدار سیمان، ماسه و سنگدانه برای مخلوط بتن به مقاومت مورد نظر بستگی دارد. بنابراین، طراحی مخلوط بتن فرآیندی است برای تعیین مصالح با کیفیت مناسب و نسبت مقادیر آن‌ها برای تولید بتن با خواص مورد نظر مانند کارایی، استحکام، زمان تنش و دوام. طراحی مخلوط بتن نسبت سنگدانه، ماسه، سیمان و آب را به ترتیب مشخص می‌کند. بنابراین، طراحی مخلوط ۱:۲:۴ به معنای (سنگدانه: ماسه: سیمان) است. به طور معمول، یک مخلوط حدود ۱۰ تا ۱۵ درصد سیمان، ۶۰ تا ۷۵ درصد سنگدانه و ۱۵ تا ۲۰ درصد آب دارد. هوای موجود در مخلوط بتن نیز ممکن است ۵ تا ۸ درصد دیگر را اشغال کند.
سیمان پرتلند
سیمان پرتلند نامگذاری شد زیرا هنگامی که برای اولین بار در اوایل قرن نوزدهم در انگلستان تولید شد و به کار رفت، محصول نهایی به شکلی شبیه به سنگ ساختمانی از جزیره پورتلند در سواحل بریتانیا بود. این نام اشاره به هماندوران ویژگی‌های هیدراتاسیون سیمان بود که شبیه به آن سنگ بود.
اختراع اولین نسخه از این محصول در سال ۱۸۲۴ توسط جوزف آسپدین، یک ماسون انگلیسی، صورت گرفت. وزن مخصوص ذرات سیمان پرتلند حدود ۳.۱۵ است.
سیمان پرتلند چهار فاز اصلی دارد: سیلیکات تری کلسیم (C3A)، سیلیکات دی کلسیم (C2A)، آلومینات تری کلسیم (C3A) و آلومینوفریت تترا کلسیم (C4AF). استحکام و سایر ویژگی‌های بتن اغلب از هیدراتاسیون سیلیکات‌های تری کلسیم و دی کلسیم ناشی می‌شود.
هر کیسه از این نوع محصول حدود ۴.۵ فوت مکعب بتن تولید می‌کند. برای ضخامت کمتر از ۲ اینچ و روکش، معمولاً از نسبت یک قسمت سیمان پرتلند به ۳-۴ قسمت ماسه استفاده می‌شود.