Spoiwo jest to ten składnik, który w wyniku przemian fizycznych, chemicznych bądź fizykochemicznych twardnieje łącząc się w monolityczną całość ze składnikiem stałym. Spoiwa dzieli się na mineralne
i organiczne.
Spoiwa mineralne (zaliczamy tu spoiwa powietrzne) to np. wapno palone i gaszone, gips i magnezja, anhydryt i spoiwa hydrauliczne (cement, wapno hydratyzowane, żużel, spoiwa popiołowo-wapienne, popiołowo-gipsowe, spoiwa żużlowo-siarczanowe, żużlowo-alkaliczne).
Spoiwa powietrzne to takie, które mogą wiązać się w powietrzu i pod wodą. Wykonane betony z takich spoiw są odporne na wodę. Woda powoduje wzrost ich wytrzymałości. Dotyczy to wody nieagresywnej.
Cement to spoiwo hydrauliczne z drobno zmielonego materiału nieorganicznego, który po zmieszaniu z wodą wiąże i po stwardnieniu pozostaje trwały pod wodą nieagresywną.
Podstawowe surowce stosowane do produkcji cementu to: wapienie (CaCO3) i gliny lub margle – otrzymywany na drodze przeróbki termicznej (otrzymywanie klinkieru-półprodukt).
Moduł hydrauliczny jest to stosunek procentowej zawartości CaO do sumy procentowych zawartości SiO2, Al2O3 i Fe2O3.
$$MH = \ \frac{\%\ CaO}{\% SiO_{2} + \% Al_{2}O_{3} + \% Fe_{2}O_{3}}$$
Wartość modułu hydraulicznego cementów portlandzkich zawarta jest w granicach 1,9-2,2.
$$MH = \ \frac{\%\ SiO_{2}}{\% Al_{2}O_{3} + \% Fe_{2}O_{3}}$$
Moduł glinowy jest to stosunek procentowej zawartości tlenku glinowego do procentowej zawartości tlenku żelazowego
$$MG = \ \frac{\% Al_{2}O_{3}}{\% Fe_{2}O_{3}}$$
Mechanizm wiązania faz krzemianowych można przedstawić jako procesy hydratacyjno-hydrolityczne, a więc reakcje tworzenia się hydroksykrzemianów z jednoczesnym wydzieleniem wolnej zasady wapniowej. Stechiometryczne modele hydratacji alitu i belitu wskazują na jakościową identyczność powstających produktów, różna jest jednak ilość Ca(OH)2 wydzielanego w reakcji z wodą:
2[3CaO*SiO2] + 6H2O → 3CaO + 2SiO2 * 3H2O + 3Ca(OH)2
2[2CaO*SiO2] + 4H2O → 3CaO + 2SiO2 * 3H2O + Ca(OH)2
Fazy klinkieru: Alit (3CaO*SiO2) Belit (2CaO*SiO2)
Brownmileryt (4CaO; Al2O3;Fe2O3) Glinian trójwapniowy (3CaO; Al2O3)