Cement portlandzki

https://pl.wikipedia.org/wiki/Cement_portlandzki

Cement portlandzki "CEM I" – rodzaj cementu. Jest to szary, sypki materiał, otrzymywany ze zmielenia klinkieru cementowego z gipsem w ilości do 5%. Wynalezienie cementu portlandzkiego przypisywane jest Anglikowi Josephowi Aspdinowi, który w 1824 uzyskał patent na jego wyrób. Nazwa pochodzi od koloru otrzymanego cementu, który przypominał wynalazcy kolor skał z wyspy Portland – wówczas jednego z najlepszych i najdroższych materiałów budowlanych w Wielkiej Brytanii.

Klinkier cementowy otrzymuje się przez wypalenie w temperaturze 1450 °C mieszaniny zmielonych surowców zawierających wapień i glinokrzemiany. Podstawowe składniki klinkieru to:

• • alit, krzemian trójwapniowy (50–65% masy klinkieru) – 3CaO·SiO2

  • belit, krzemian dwuwapniowy (ok. 20% masy klinkieru) – 2CaO·SiO2

  • brownmilleryt, związek tlenku wapnia, tlenku glinu i tlenku żelaza(III) (ok. 10% masy klinkieru) – 4CaO·Al2O3·Fe2O3

  • glinian trójwapniowy (ok. 10% masy klinkieru) – 3CaO·Al2O3

  • inne związki glinu, wapnia, magnezu

Do wypalonego klinkieru dodaje się gips lub mieszaninę gipsu i anhydrytu jako regulatora czasu wiązania oraz do 5% innych składników (wapień, żużel, pył pucolanowy), a następnie całość miele się w młynie do cementu.

W procesie wiązania powstają związki, które ulegając krystalizacji tworzą zwartą, twardą masę. Sam proces wiązania to reakcje chemiczne, z których dwie najważniejsze to:

6 CaO·SiO2 + 9 H2O → 6 CaO·SiO2·9 H2O

3 CaO·Al2O3 + 12 H2O → 3 CaO·Al2O3·12 H2O

Produkowane cementy różnią się między sobą wytrzymałością mechaniczną oraz tempem jej przyrastania. Na tej podstawie wyróżnia się trzy klasy wytrzymałościowe cementu portlandzkiego:

• • 32,5 (wytrzymałość próbek po 28 dniach: 32,5–52,5 MPa)[1]

  • 42,5 (wytrzymałość próbek po 28 dniach: 42,5–62,5 MPa)[1]

  • 52,5 (wytrzymałość próbek po 28 dniach: >52,5 MPa)

Liczba określająca klasę cementu informuje o minimalnej wytrzymałości normowej zaprawy na ściskanie, wyrażonej w MPa po 28 dniach twardnienia. Ze względu na tempo przyrastania wytrzymałości cementy dzieli się następująco:

• • z normalną wytrzymałością wczesną – oznaczenie N

  • z wysoką wytrzymałością wczesną – oznaczenie R

Do grupy cementów portlandzkich należy także cement portlandzki biały, nie zawierający domieszek związków żelaza, oraz cement murarski i cement portlandzki szybkotwardniejący.

Produkowane są także cementy portlandzkie o innych składach, np.[1]:

cement portlandzki żużlowy CEM II/B-S

Cement klasy wytrzymałościowej 32,5 o wysokiej wytrzymałości wczesnej. Głównymi składnikami są:

• • klinkier portlandzki (65÷79%)

  • granulowany żużel wielkopiecowy (21÷35%)

  • siarczan wapnia – regulator czasu wiązania

cement portlandzki wieloskładnikowy CEM II/B-M

Powstaje z wymieszania klinkieru portlandzkiego z dodatkami mineralnymi takimi jak:

• • żużel wielkopiecowy S

  • popiół lotny krzemionkowy V

  • popiół lotny wapniowy W

  • pył krzemionkowy D

  • pucolana naturalna P

  • pucolana wypalana Q

  • wapień L, LL

Oznaczenie ilości dodatku (odmiany):

• • A 6-20%

  • B 21-35%

Cementy CEM II podobnie jak CEM I dzieli się na klasy, w zależności od wytrzymałości na ściskanie zaprawy normowej:

• • 32,5 (wytrzymałość próbek po 28 dniach 32,5 -52,5MPa)

  • 42,5 (wytrzymałość próbek po 28 dniach 42,5 -62,5MPa)

  • 52,5 (wytrzymałość próbek po 28 dniach >52,5MPa)

Ponadto można wyróżnić cementy o wysokiej wytrzymałości wczesnej R i normalnej wytrzymałości wczesnej N

Przykład oznaczenia cementu: CEMII/A-V 32,5 R (cement portlandzki popiołowy klasy 32,5 o wysokiej wytrzymałości wczesnej). Ze względu na bardzo dużą różnorodność cementów z tej grupy każdy z nich może się cechować odmiennymi właściwościami. W większości przypadków są to obniżone ciepło hydratacji, spowolniony przyrost wytrzymałości, podwyższona odporność na agresje chemiczną.

• • Właściwości fizyczne:

    • • gęstość: ρ = 3,05 kg/dm³

      • gęstość nasypowa: w stanie luźnym ρ = 0,9-1,2 kg/dm³, w stanie zagęszczonym ρ = 1,6-1,9 kg/dm³

cement portlandzki wapienny CEM II/A-LL

Cement klasy wytrzymałościowej 42,5 o wysokiej wytrzymałości wczesnej. Skład:

• • klinkier portlandzki

  • kamień wapienny

  • regulator czasu wiązania