Cement jest głównym materiałem w budownictwie. Stosuje się go razem z piaskiem do utworzenia roztworu lub z innymi obojętnymi materiałami, takimi jak kruszony kamień. Jakość cementu i pochodnych zależy od surowców i proporcji składników, zwłaszcza jako procent wody. Stosunek woda / cement jest ważny, aby uniknąć pogorszenia odporności i właściwości mechanicznych masy.
Cement można ulepszyć pod względem technologicznym, a wynika to nie tylko z odporności na wilgoć. Dzięki dodatkom cement staje się bardziej płynny, co jest szczególnie dobre podczas prac wykończeniowych lub wypełniania określonych form. Jeśli konieczne jest użycie zaprawy cementowej jako kleju, stosuje się specjalne materiały, aby wyglądała jak pasta. Dodatek jest rodzajem żywicy, po zmieszaniu z cementem w małych ilościach przekształca go w zupełnie inny materiał. Cement jest materiałem bardzo hojnym, tanim i łatwym w użyciu..
Definicja cementu portlandzkiego
Cement portlandzki - powszechnie stosowany rodzaj cementu, służy jako baza łącząca zaprawę..
Został wynaleziony w 1824 roku w Anglii przez murarza Josepha Aspdina, a jego nazwa jest podobna i wyglądająca do wapienia Portland, wyspy w hrabstwie Dorset (Anglia)..
Cement portlandzki otrzymuje się przez zmielenie klinkieru z dodatkiem kredy w wymaganej ilości w celu usprawnienia procesu hydratacji. Analiza mikroskopowa kawałka cementu ujawnia obecność czterech głównych składników, a mianowicie L alite (krzemian triwapniowy), belite (krzemian diwapniowy), celite (glinian triwapniowy) i brownmillerite (glinian ferrytu).
Produkcja cementu portlandzkiego odbywa się w trzech etapach:
- Przygotowanie surowej mieszanki z surowców.
- Produkcja klinkieru.
- Przygotowanie cementu.
Jako surowce do produkcji materiałów portlandzkich stosuje się minerały zawierające tlenki:
- CaO wapnia (44%)
- Krzem SiO 2 (14,5%)
- Aluminiowy Al2O3 (3,5%)
- Żelazo Fe2O3 (2%)
- Magnez MgO (1,6%)
Wydobycie odbywa się w kopalniach, pod ziemią lub na wolnym powietrzu w bezpośrednim sąsiedztwie zakładu, które z reguły mają już wymagany skład, aw niektórych przypadkach konieczne jest dodanie gliny, wapienia, rudy żelaza, boksytu lub pozostałości materiałów odlewniczych.
Mieszaninę ogrzewa się w specjalnym cylindrycznym piecu usytuowanym poziomo z lekkim nachyleniem i powoli obracającym się. Temperatura rośnie wzdłuż cylindra do około 1480 ° C.
Stopień ogrzewania określa się tak, aby minerały agregowały, ale nie topiły się. W dolnej części węglan wapnia (wapień) rozkłada się na tlenek wapnia i dwutlenek węgla (CO2).
W strefie wysokotemperaturowej tlenek wapnia reaguje z krzemianami, tworząc krzemian wapnia (CaSiO3 i Ca2Si2O5), niewielką ilość glinianu triwapniowego (Ca3Al2O6) i glinianu ferrytu (C4AF, wynik reakcji 4CaO + Al2O3 + Fe2O3).
Powstały materiał nazywa się klinkierem. Klinkier może być przechowywany przez wiele lat, zanim trafi do produkcji pod warunkiem - unikaj kontaktu z wodą.
Teoretyczna energia wymagana do produkcji klinkieru wynosi około 1700 dżuli na gram, dyspersja jest znacznie wyższa i może osiągnąć nawet 3000 dżuli na gram. Oznacza to duże zapotrzebowanie na energię i znaczne uwalnianie dwutlenku węgla do atmosfery - gazów cieplarnianych..Ilość dwutlenku węgla w atmosferze wynosi średnio 1,05 kg CO2 na 1 kg klinkieru cementu portlandzkiego.
Aby poprawić właściwości gotowego produktu, do klinkieru dodaje się około 2% gipsu lub siarczanu wapnia i mieszaninę miele się drobno. Otrzymany proszek jest pakowany i gotowy do użycia..
Skład cementu:
- 64% tlenek wapnia.
- 21% krzemionki.
- 6,5% tlenku glinu.
- 4,5% tlenek żelaza.
- 1,5% tlenek magnezu.
- 1,6% siarczan.
- 1% innych materiałów, w tym wody.
Cement portlandzki miesza się z wodą, otrzymana mieszanina twardnieje w ciągu kilku godzin. Początkowe utwardzenie jest spowodowane reakcją wody, gipsu i glinianu triwapniowego z utworzeniem krystalicznej struktury wodzianu glinianu wapnia (CAH), ettringitu (AFT) i monosiarczanu (AFM).
Późniejsze utwardzanie i rozwój sił napięcia wewnętrznego uzyskano w wyniku powolnej reakcji wody z trzema krzemianami wapnia, z wytworzeniem krzemianu wapnia o amorficznej strukturze zwanej hydratem (żel CSH). W obu przypadkach struktury otaczają i wiążą poszczególne granulki obecnego materiału.
W końcowej reakcji powstaje żel krzemionkowy (SiO2). Wszystkie trzy reakcje generują ciepło..
Dodając do cementu określone materiały (wapień i wapno), beton z tworzywa sztucznego jest wytwarzany z szybką instalacją i wysoką efektywnością technologiczną. Zaprawa wykorzystująca mieszaninę cementu portlandzkiego i wapna jest znana jako zaprawa. Materiał ten służy do pokrywania zewnętrznych powierzchni budynków (gips). Konwencjonalny beton praktycznie nie ma smug.Jaka jest różnica między tymi rodzajami cementu
Cement portlandzki najczęstszy rodzaj cementu użytek publiczny, jest stosowany jako główny składnik - beton, zaprawa, tynk, zaprawa. Został stworzony na podstawie innych rodzajów wapna hydraulicznego w Anglii w połowie XIX wieku. Pochodzi z wapienia.
Proszek otrzymuje się przez podgrzanie materiałów w piecu z wytworzeniem tak zwanego klinkieru, przy jednoczesnym dodaniu niewielkiej ilości innych dodatków.
Plusy i minusy:
- Cement portlandzki może powodować oparzenia chemiczne, podrażnienia, przy przedłużonym kontakcie - rak płuc. Zawiera niektóre szkodliwe składniki, takie jak krystaliczny dwutlenek krzemu i sześciowartościowy chrom..
- Problemy środowiskowe są związane z wysokim zużyciem energii potrzebnej do kopalni, produkcją i transportem cementu, zanieczyszczeniem powietrza dwutlenkiem i pyłem.
- Niski koszt i szeroka dostępność wapienia, łupków i innych naturalnych materiałów stosowanych w cemencie portlandzkim sprawiają, że jest to jeden z najtańszych materiałów powszechnie stosowanych na całym świecie. Beton wykonany jest z cementu portlandzkiego i jest znany jako uniwersalny materiał budowlany..
