Ўзбекистон республикаси олий ва ўрта махсус таълим вазирлиги тошкент архитектура қурилиш институти

compounds according to Beaudoin and 
Ramachandran (reprinted from ref. 
1.87 
by 
kind permission of Elsevier Science Ltd, Kidlington, 
U.K.) 
As mentioned on p. 
14
, the calcium silicates 
appear in commercial cements in ‘impure’ form. 
These impurities may strongly affect the rate of 
reaction and of strength development of the hydrates. 
For instance, the addition of 1 per cent of 
A12O3 to pure C3S increases the early strength 
of the hydrated paste, as shown in 
Fig. 1.20
. According 
to Verbeck,
1.55 
this increase in strength 
probably results from activation of the silicate 
crystal lattice due to introduction of the alumina 
(or magnesia) into the crystal lattice with resultant 
activating structural distortions. 

---

159 
Fig. 1.20. Development of strength of pure 
C3S and C3S with 1 per cent of Al2O3 
1.55 
The rate of hydration of C2S is also accelerated 
by the presence of other compounds in cement 
but, within the usual range of the C2S content 
in modern Portland cements (up to 30 per 
cent) the effect is not large. 
The influence of the other major compounds 
on the strength development of cement has been 
established less clearly. C3A contributes to the 
strength of the cement paste at one to three days, 
and possibly longer, but causes retrogression at 
an advanced age, particularly in cements with a 
high C3A or (C3A + C4AF) content. The role of 
C3A is still controversial, but is not important 
with respect to strength in practice. 
The role of C4AF in the development of 
strength of cement is also debatable, but there 
certainly is no appreciable positive contribution. 
It is likely that colloidal hydrated CaO.Fe2O3 is 
deposited on the cement grains, thus delaying the 
progress of hydration of other compounds.
1.7 
From the knowledge of the contribution to 
strength of the individual compounds present, it 
might be thought possible to predict the strength 
of cement on the basis of its compound composition. 
This would be in the form of an expression 
of the type: 
strength = 
a
(C3S) + 
b
(C2S) + 
c
(C3A) + 

---

160 
d
(C4AF), 
where the symbols in brackets represent the percentage 
by mass of the compound, and 
a
, 
b
, etc. 
are constants representing the contribution of 1 
per cent of the corresponding compound to the 
strength of the hydrated cement paste. 
The use of such an expression would make it 
easy to forecast, at the time of manufacture, the 
strength of cement and would reduce the need for 
conventional testing. Such a relation does indeed 
exist in laboratory tests using cements prepared 
from the pure four main compounds. In practice, 
however, the contribution of different compounds 
is not simply additive and has been found to depend 
on age and on the curing conditions. 
All that can be said is that, in general terms, 
an increase in the C3S content increases strength 
up to 28 days;
1.56 Figure 1.21 
shows the 7-day 
strength of standard mortars made with cements 
of different composition and obtained from different 
plants.
1.37 
The C2S content has a positive 
influence on strength at 5 and 10 years only, and 
C3A a positive influence up to 7 or 28 days but a 
negative influence later on.
1.56
,
1.57 
The influence 
of the alkalis is considered on p. 
46
. Prediction of 
the effects of compounds other than silicates on 
strength is unreliable According to Lea,
1.38 
these 
discrepancies may be due to the presence of glass 
in clinker, discussed more fully in the succeeding 
section. 

---

161