Cement - glavni materijal u građevinarstvu. Koristi se zajedno s pijeskom u obliku morta ili s drugim inertnim materijalima kao što je drobljeni kamen. Kvaliteta cementa i izvedenih proizvoda ovisi o sirovinama i udjelima sastojaka, posebno kao postotak vode. Omjer vode /cementa važan je kako bi se izbjeglo pogoršanje otpornosti i mehaničkih svojstava mase.
Cement se može poboljšati u smislu tehnoloških svojstava, a to nije samo zbog otpornosti na vlagu. Pomoću aditiva cement postaje fluidniji, što je posebno dobro pri završnoj obradi ili za punjenje betonskih oblika. Ako trebate koristiti cement kao ljepilo - upotrijebite specijalne materijale koji čine da izgleda kao pasta. Aditiv je vrsta smole koja se, kada se pomiješa s cementom u malim količinama, pretvara u potpuno drugačiji materijal. Cement je vrlo velikodušan materijal, jeftin i jednostavan za korištenje.
Definicija portland cementa
Portland cement je široko korištena vrsta cementa, koja se koristi kao vezna podloga za pripremu morta.
Izumio ga je 1824. u Engleskoj zidar Joseph Aspdin, a ime je dobio po sličnosti i izgledu vapnenca Portlanda, otoka u Dorsetu (Engleska).
Portland cement se dobiva mljevenjem klinkera s dodatkom krede u potrebnoj količini za racionalizaciju procesa hidratacije. Nakon mikroskopske analize na komaduCement može detektirati prisutnost četiri glavne komponente: L alite (trikalcijev silikat), belite (dikalcijev silikat), celita (trikalcijev aluminat) i brownmillerite (feritni aluminat).
Proizvodnja portland cementa odvija se u tri faze:
- Priprema sirovine iz sirovina.
- Proizvodnja klinkera.
- Priprema cementa.
Minerali koji sadrže okside koriste se kao sirovine za proizvodnju Portland materijala:
- Kalcijev CaO (44%)
- Silicij SiO 2 (14,5%)
- Aluminij Al2O3 (3,5%)
- Željezo Fe2O3 (2%)
- Magnezij MgO (1.6%)
Rudarstvo se odvija u rudnicima, podzemnim ili otvorenim prostorima u neposrednoj blizini postrojenja, koje u pravilu već imaju željeni sastav, au nekim slučajevima potrebno je dodati glinu, vapnenac, željeznu rudu, boksit ili ostatke ljevaonica.
Mješavina se zagrijava u posebnoj cilindričnoj peći koja se nalazi vodoravno s blagim nagibom i polako se okreće. Temperatura raste duž cilindra na oko 1480 ° C.
Stupanj zagrijavanja određuje se na takav način da se minerali agregiraju, ali se ne tale. U donjem dijelu kalcijev karbonat (vapnenac) razgrađuje se na kalcijev oksid i ugljični dioksid (CO2).
U zoni visoke temperature, kalcijev oksid reagira sa silikatima u obliku kalcijevog silikata (CaSiO3 i Ca2Si2O5), male količine trikalcijeva aluminata (Ca3Al2O6) i ferita aluminata (C4AF, rezultat reakcije 4CaO + Al2O3 + Fe2O3).
Nastali materijal se nazivaklinkera. Klinker se može skladištiti mnogo godina prije nego što se uključi u proizvodnju, pod uvjetom da se izbjegne kontakt s vodom.
Teoretska energija potrebna za proizvodnju klinkera je oko 1.700 jula po gramu, varijanca je mnogo veća i može doseći i do 3.000 džula po gramu. To podrazumijeva veću potrebu za energijom i značajno oslobađanje ugljičnog dioksida u atmosferu - staklenički plinovi.
Količina ugljičnog dioksida u atmosferi je u prosjeku jednaka 1,05 kg CO2 na 1 kg klinkera portland cementa.
Da bi se poboljšao učinak gotovog proizvoda, u klinker se dodaje oko 2% gipsa ili kalcijevog sulfata i smjesa se fino melje. Dobiveni prah se pakira i spreman je za uporabu.
Sastav cementa:
- 64% kalcijevog oksida.
- 21% silicija.
- 6.5% glinice.
- 4,5% željeznog oksida.
- 1,5% magnezijevog oksida.
- 1,6% sulfat.
- 1% ostalih materijala, uključujući vodu.
Portland cement se miješa s vodom, smjesa stvrdnjava u roku od nekoliko sati. Početno stvrdnjavanje je posljedica reakcije između vode, gipsa i trikalcijeva aluminata, tvoreći kristalnu strukturu kalcijevog aluminat hidrata (CAH), etringita (AFT) i monosulfata (AFM).
Naknadno otvrdnjavanje i razvoj unutarnjih sila napetosti dobiva se iz sporog reagiranja vode s tri kalcijevog silikata kako bi se formirao kalcijev silikat amorfne strukture zvanog hidrat (CSH gel). U oba slučaja, strukture obuhvaćaju ivežu se pojedinačne granule prisutnog materijala.
Završna reakcija proizvodi silikagel (Si02). Sve tri reakcije proizvode toplinu.
Dodavanjem betonskih materijala cementu (vapnencu i vapnu) dobiva se plastični beton uz brzu ugradnju i visoku mogućnost obrade. Malter s mješavinom portland cementa i vapna poznat je kao vapnena žbuka. Ovaj materijal se koristi za pokrivanje vanjskih površina zgrada (gips). Konvencionalni beton je praktički neuništiv.
Što razlikuje ove vrste cementa
Portlandski cementnajčešći je tip cementaopće uporabe, koji se koristi kao glavni sastojak - beton, mort, žbuka, gladilica. Nastala je na temelju drugih vrsta hidrauličnog vapna u Engleskoj sredinom 19. stoljeća. Dolazi iz vapnenca.
Prah se dobiva zagrijavanjem materijala u peći kako bi se stvorilo ono što se naziva klinker, uz dodatak male količine drugih aditiva.
Za i protiv:
- Portland cement može uzrokovati kemijske opekline, iritacije, a produljeni kontakt može uzrokovati rak pluća. Sadrži neke štetne sastojke, kao što su kristalni silicijev dioksid i šestvalentni krom.
- Problemi okoliša povezani su s visokom potrošnjom energije potrebne za rudnik, proizvodnjom i transportom cementa, onečišćenjem zraka dioksidom i česticama.
- Niska cijena i široka dostupnostvapnenac, škriljac i drugi prirodni materijali koji se koriste u portland cementu čine ga jednim od najjeftinijih materijala širom svijeta. Beton se proizvodi od portland cementa i poznat je kao univerzalni građevinski materijal.
