Быстротвердеющий портландцемент,  получается в основном за счет повышенного содержания в клинкере быстротвердеющих минералов C ₃ S и С₃А, т. е. чтобы цемент был алитоалюминатным. Желательное содержание этих минералов находится в пределах: C ₃ S — 50…60%, С₃А — 8…12%, а сумма их — не менее 65%. Для ускорения процессов твердения необходим более тонкий и однородный помол сырьевой смеси, использование исходных материалов по возможности с аморфной структурой, поддержание повышенных температур при обжиге с добавлением в смесь минерализаторов (например, плавикового шпата), более быстрое охлаждение клинкера, выходящего из зоны спекания, более тонкий помол клинкера (до 3500…4000 см²/г). Скорость нарастания прочности цементного камня можно увеличить также путем введения химической добавки — хлористого кальция, соляной кислоты или других веществ аналогичного действия, вводимых в малых дозах.

Производство быстротвердеющего портландцемента началось в нашей стране с 1955г., что позволило снизить расход цемента в бетоне и уменьшить энергозатраты на теплообработку изделий в связи с укороченной ее продолжительностью.

Сверхбыстротвердеющий высокопрочный портландцемент (СБТЦ) отличается от быстротвердеющего (БТЦ) значительно более высокой ранней прочностью. Так, например, через 6 ч после затворения водой фиксируется прочность в 10 МПа, что в два раза больше получаемой при твердении теста на основе СБТЦ. При использовании СБТЦ можно через 1…4 ч получать прочность бетона, достаточную для распалубки изделий, расход цемента снизить до 20%, значительно сократить энергозатраты на теплообработку изделий.

В технологический период при изготовлении СБТЦ в сырьевую смесь вводят галогеносодержащие вещества, например фторид кальция, увеличивают в смеси содержание алюминатов.

В ряду быстротвердеющих и сверхбыстротвердеющих цементов возможно по своим свойствам расположить еще особобыстротвердеющий цемент. Он является высокопрочным и в возрасте 1 сутки имеет предел прочности при сжатии 20…25 МПа. Его удельная поверхность — свыше 4000…4500 см²/г.

Сулъфатостойкий портландцемент получают при совместном тонком помоле клинкера специального состава (с малым содержанием алюминатов кальция) с гипсом до 8%. Сульфатостойкий портландцемент имеет марку 400, не должен содержать минеральных добавок, если они снижают морозостойкость бетонов на основе этих вяжущих веществ. Разновидности этого цемента: сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками марок 400 и 500, сульфатостойкий шлакопортландцемент марок 300 и 400 и пуццолановый портландцемент марок 300 и 400. Их применяют при строительстве подземных и подводных частей сооружений, подвергающихся сульфатной коррозии.

Обычный сульфатостойкий портландцемент применяют для изготовления бетонов, работающих в условиях сульфатной среды, например в морской воде, а также для бетонов повышенной морозостойкости.

Портландцементы с поверхностно-активными добавками. К ним относятся пластифицированный и гидрофобный.

Пластифицированный портландцемент — продукт тонкого измельчения портландцементного клинкера с двуводным гипсом (3…5%) и с добавлением при помоле около 0,25% сульфидно-дрожжевой бражки (СДБ) или другой пластифицирующей добавки. Эти добавки, адсорбируясь на поверхности частиц цемента, повышают смачиваемость цемента водой, не препятствуя их взаимодействию. Добавки уменьшают трение между зернами цемента, а в бетонных смесях — и между зернами заполнителя, вследствие чего повышают их подвижность, позволяют уменьшить расход цемента в бетоне на 5…10%.

Гидрофобный портландцемент — продукт тонкого измельчения портландцементного клинкера с двуводным гипсом (3…5%) и с добавлением при помоле 0,1…0,2% гидрофобизирующих добавок — мылонафта, синтетических жирных кислот, асидола. Синтетические жирные кислоты, их соли (мыла) и другие частицы, адсорбируясь на поверхности зерен цемента, образуют тончайшие водоотталкивающие пленки, уменьшающие смачиваемость цемента водой. В результате гидрофобные цементы могут длительное время пребывать на воздухе с повышенной влажностью без потери своей активности.

Пластифицированный и гидрофобный портландцементы применяют наравне с обычным портландцементом для бетонных и железобетонных наземных, подземных и подводных конструкций, в том числе работающих в условиях циклического замораживания или увлажнения.

Белый и цветные портландцементы. Сырьем для заводского производства белого портландцемента служат чистые известняки и белые глины. Сырьевую смесь обжигают на беззольном (газовом) топливе. Для повышения белизны клинкер обжигают в восстановительной среде и отбеливают путем быстрого охлаждения водой. Белый цемент должен содержать Fe₂O₃ не более 0,35…0,5%. При помоле особенно тщательно предохраняют цемент от попадания в него частиц железа или оксидов железа, которые нарушают его белизну, по степени белизны белый портландцемент делится на три сорта: цемент 1-го сорта имеет коэффициент отражения не ниже 80%; 2-го сорта — не ниже 75% и 3-го сорта — не ниже 68%. Степень белизны определяют фотометром типа ФМ-58. За эталон принимают сернокислый барий BaS 0₄: он имеет коэффициент отражения не менее 95%. Следует отметить, что коэффициент отражения портландцемента обычного составляет 40%.

Цветные цементы получают путем совместного помола клинкера белого портландцемента со щелочестойкими и светостойкими пигментами. Пигментов добавляют не более 15% минеральных и не более 0,3% органических. Для получения цветных цементов желтого, розового, красного, коричневого, зеленого, голубого и черного цветов используют пигменты природные (охру, железный сурик и др.) и искусственные (оксид хрома, мумию, оксид марганца — пиролюзит).

Белый и цветные портландцементы выпускают марок М 400 и М 500. Их применяют для архитектурно-отделочных работ, облицовочного слоя панелей и блоков, скульптурных работ, цветных разделительных полос на автомагистралях и т. п.

Портландцемент дорожный получают совместным помолом портландцементного клинкера, в котором повышенное содержание 3 C аО* SiO ₂

(C ₃ S), но ограниченное 3 C аО* Al ₂ O ₃ (С₃А) — до 8%, а также гипса — до 3,5% по SO₃. Пластифицирующих добавок при помоле добавляют не более 0,3%. Присутствие гранулированного доменного шлака допускается до 15% массы цемента. Выпускается этот цемент двух марок: 400 и 500. Начало схватывания не ранее 2 ч после затворения водой. Предназначен для устройства бетонных покрытий автомагистралей, придавая им повышенную морозостойкость, деформативность, прочность при изгибе и ударной нагрузке, а также низкие показатели истираемости и усадки.

Расширяющийся портландцемент (РПЦ) — гидравлическое вяжущее вещество, получаемое в процессе тонкого измельчения смеси, состоящей из портландцементного клинкера (60%), глиноземистого клинкера или шлака (6%), доменного гранулированного шлака или lругой активной минеральной добавки (25%) и гипса (9%). РПЦ характеризуется высокой плотностью, быстрым твердением при кратковременном пропаривании, водонепроницаемостью до 1,2 МПа и более, а также повышенной морозостойкостью цементного камня. Главным достоинством этого цемента служит способность цементного теста в начальный период твердения переходить в цементный камень с линейным расширением 0,3…0,4% при постоянном увлажнении (в течение трех суток).

Применяют РПЦ, как и другие цементы с аналогичным качеством, при заделке в целях гидроизоляции швов тюбингов, раструбных труб, стыков и трещин в бетонных и железобетонных конструкциях, в производстве сборных бетонных изделий с сокращением времени их тепловой обработки.

Алинитовый цемент — одна из новых разновидностей быстротвердеющих портландцементов. В качестве сырьевых материалов для его производства применяют смесь известняка, глинистого компонента и добавки раствора хлористого кальция. Для получения клинкера сырьевую смесь обжигают при температуре 1050…1150°С. Полученный клинкер измельчают совместно с добавкой двуводного гипса в количестве 2,5…3,5% массы цемента. Допускается введение 10…30% активных минеральных добавок или 30…50% доменного гранулированного шлака.

В составе клинкера преобладают минералы — алинит (хлорсиликат кальция), являющийся основным, поскольку его содержится 60…80% по массе, а также хлоралюминат кальция. Активность алинитового цемента составляет 40…60 МПа.

При производстве алинитового цемента обеспечивается по сравнению с портландцементом более низкий (на 15…20%) расход топлива при обжиге сырьевой смеси. Но имеются и недостатки: бетоны, приготовленные на алинитовом цементе, имеют пониженную морозостойкость, а стальная арматура в железобетоне на основе такого цемента коррозирует под влиянием ионов хлора. Отрицательные явления в значительной мере устраняются различными мероприятиями.

Механоактивированный портландцемент начали выпускать на отдельных заводах по своеобразной технологии с целью улучшения его строительно-технических характеристик, а также увеличения его массы при сохранении исходной активности. В результате механохимической активации повышается не только дисперсность материала, но и реакционная способность, выражаемая в приросте гидравлической активности на 30…40 МПа. Последнее означает возможную экономию до 70% цементного клинкера в связи с его заменой минеральными добавками, например горной кремнесодержащей породой, песком, золошлаковым отходом и др. Обычно реализуется одна из двух возможных технологических схем производства меха-ноактивированного портландцемента: по 1-му варианту — 1т цемента марки 500, добавка с получением после активации 1…4 т золошлаковых отходов, песка или другого минерального вещества с выходом на конечной операции 2…5 т вяжущего вещества марки 300…500 и возможного получения широкой номенклатуры сухих смесей для строительных и отделочных работ; по 2-му варианту — 1 т цемента марки 500 с добавкой механохимической обработки вещества, с получением 1 т цемента марки 700…800, и, соответственно, качественно новых технических свойств цемента в бетонах и растворах, в том числе при получении искусственного литого камня (фундаментного, тротуарной, декоративного и др.).

Глиноземистый цемент и его разновидности. Этот цемент является быстротвердеющим вяжущим веществом, набирающим через сутки твердения прочность, которая составляет свыше 85% его марочной прочности. Он получается обжигом до плавления, и тогда сырьевая смесь в виде брикетов обжигается в электропечах или вагранках при температуре 1400…1500°С. За обжигом следует тонкий помол продукта обжига — сплава или клинкера. К основным видам сырья для получения глиноземистого цемента относятся боксит и известняк. Но боксит — сравнительно редко встречающаяся горная порода и, к тому же, весьма ценная для получения металлического алюминия. Поэтому используют некоторые промышленные отходы, богатые глиноземом. В нашей стране разработан способ производства этого цемента путем плавки в доменной печи бокситовой железной руды с добавлением известняка или извести и металлической стружки или лома. В такой домне кроме чугуна получают шлам температурой 1550…1600°С, который и является глиноземистым клинкером, поступающим на помол его в цемент.

Расширяющийся водонепроницаемый цемент получают способом тщательного перемешивания (или совместного помола) глиноземистого цемента (около 70%), гипса (около 20%) и молотого высокоосновного гидроалюмината кальция примерно 10%). Он является быстросхватывающимся и быстротвердеющим гидравлическим вяжущим веществом. Важный его компонент — высокоосновный гидроалюминат кальция — изготовляют отдельно путем совместного помола смеси глиноземистого цемента и извести-пушонки, взятых в равных отношениях. Полученную смесь обрабатывают в гипсоварочном котле и высушивают. Готовый продукт — требуемый компонент (10…11%) данного цемента.

Начало схватывания — не ранее 4 мин, конец — не позднее 15 мин от начала затворения теста. Эти сроки можно замедлять добавкой ССБ, буры и др. Данный цемент используют при восстановлении железобетонных конструкций, для гидроизоляции подземных сооружений, заделки трещин разного рода, зачеканки стыков водопроводных труб и т. п.

Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент (ГГРЦ) — гидравлическое быстротвердеющее вещество, получаемое совместным помолом высокоглиноземистого шлака с двуводным сернокислым кальцием (не более 30%). Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент имеет начало схватывания не ранее 20 мин и конец схватывания не позднее 4 ч от начала затворения, что выгодно отличает его от водонепроницаемого расширяющегося цемента. При необходимости могут использоваться замедлители сроков схватывания — ССБ, бура, уксусная кислота и другие добавки. Он предназначен для получения безусадочных и расширяющихся водонепроницаемых бетонов, гидроизоляционных штукатурных растворов, для заделки стыков сборных бетонных и железобетонных конструкций, при бурении скважин и т. п. Обладает морозостойкостью, атмосфероустойчивостью в растворах и бетонах, изготовляемых на его основе; нельзя применять его при работе конструкций при температурах выше 80°С, так как постепенно разрушается важный кристалический компонент цементного камня — эттрингит, содержащий в себе много кристаллизационной воды.

Напрягающий цемент (НЦ) — быстросхватывающееся, быстрот-вердеющее, расширяющееся вяжущее вещество, получаемое тщательным смешением в определенной дозировке при совместном помоле силикатного, алюминатного и сульфатного компонентов. Начало схватывания должно быть не ранее 2 мин и конец схватывания не ранее 6 мин. При использовании в качестве сульфатного компонента природного гипсового камня начало схватывания НЦ наступает не ранее 8 мин и конец — не менее 15 мин. С помощью добавок можно замедлить сроки схватывания. Удельная поверхность НЦ — не менее 3500 см²/г.

НЦ обладает способностью к значительному расширению (до 4%) при твердении в состоянии цементного теста нормальной густоты. В железобетоне НЦ создает после отвердевания в арматуре (независимо от ее расположения) предварительное напряжение. Этим свойством как функцией химической энергии цемента пользуются при изготовлении предварительно напряженных железобетонных конструкций вместо более сложного механического или термического напряжения арматуры. С учетом величины достигаемой энергии самонапряжения, т. е. удельного давления в МПа, развиваемого при твердении НЦ в условиях ограничения свободного расширения, выделяют его разновидности НЦ-2, НЦ-4 и НЦ-6. Напрягающий цемент отличается также повышенными показателями водо- и газонепроницаемости, морозостойкости, прочности при растяжении и изгибе. Марки цемента — 400 и 500; определяются испытанием образцов-балочек из цементно-песчаного раствора 1:1 в возрасте 28 суток.

Напрягающий цемент применяют для изготовления конструкций из самонапряженного железобетона, а также для гидроизоляции шахт, подвалов, зачеканки швов, в спортивных сооружениях, подземных гаражах, полах общественных и производственных зданий и других объектах.