Cement je hlavným materiálom v stavebníctve. Používa sa spolu s pieskom na vytvorenie roztoku alebo s inými inertnými materiálmi, ako je drvený kameň. Kvalita cementu a derivátov závisí od surovín a pomerov zložiek, najmä ako percento vody. Pomer voda / cement je dôležitý, aby sa zabránilo zhoršeniu odolnosti a mechanických vlastností hmoty.
Technicky možno vylepšiť cement, a to nielen kvôli odolnosti voči vlhkosti. Pri použití prísad sa cement stáva tekutejším, čo je obzvlášť dobré pri dokončovacích prácach alebo pri vypĺňaní konkrétnych foriem. Ak je potrebné použiť ako lepidlo cementovú maltu, používajú sa špeciálne materiály, aby vyzerala ako pasta. Prísada je druh živice, keď sa zmieša s cementom v malom množstve, premení ju na úplne iný materiál. Cement je veľmi štedrý materiál, lacný a ľahko použiteľný..
Definícia portlandského cementu
Portlandský cement - bežne používaný druh cementu sa používa ako spojovací základ pre maltu..
Vynašiel ho v roku 1824 v Anglicku murár Joseph Aspdin a jeho meno sa podobalo a objavilo s vápencom Portlandu, ostrovu v grófstve Dorset (Anglicko)..
Portlandský cement sa získa mletím slinku s pridaním kriedy v požadovanom množstve na zefektívnenie hydratačného procesu. Mikroskopická analýza kusu cementu odhaľuje prítomnosť štyroch hlavných zložiek, a to L alit (kremičitan vápenatý), belit (kremičitan vápenatý), celit (hlinitan vápenatý) a brownmillerit (hlinitan feritu).
Výroba portlandského cementu prebieha v troch etapách:
- Príprava surovej zmesi zo surovín.
- Výroba slinku.
- Príprava cementu.
Ako suroviny na výrobu portlandských materiálov sa používajú minerály obsahujúce oxidy:
- Vápnik CaO (44%)
- Kremík Si02 (14,5%)
- Hliník Al2O3 (3,5%)
- Fe2O3 železa (2%)
- Horčík MgO (1,6%)
Ťažba prebieha v baniach, pod zemou alebo na čerstvom vzduchu v bezprostrednej blízkosti zariadenia, ktoré spravidla už majú požadované zloženie, av niektorých prípadoch je potrebné pridať hlinu, vápenec, železnú rudu, bauxit alebo zvyšky zlievárenských materiálov..
Zmes sa zahrieva v špeciálnej valcovej peci umiestnenej horizontálne s miernym sklonom a pomaly rotujúcej. Teplota stúpa pozdĺž valca na asi 1480 ° C.
Stupeň zahrievania je určený tak, aby sa minerály agregovali, ale neroztopili sa. V spodnej časti sa uhličitan vápenatý (vápenec) rozkladá na oxid vápenatý a oxid uhličitý (CO2)..
V zóne vysokej teploty oxid vápenatý reaguje s kremičitanmi, pričom vytvára kremičitan vápenatý (CaSiO3 a Ca2Si2O5), malé množstvo hlinitanu trivápenatého (Ca3Al2O6) a hlinitan železitý (C4AF, výsledok reakcie 4CaO + Al2O3 + Fe2O3)..
Výsledný materiál sa nazýva slinok. Slínok je možné skladovať po dobu mnohých rokov, kým sa dostane do výroby pod podmienkou, že nedôjde ku kontaktu s vodou.
Teoretická energia potrebná na výrobu slinku je asi 1700 joulov na gram, disperzia je omnoho vyššia a môže dosiahnuť až 3 000 joulov na gram. To znamená veľký dopyt po energii a značné uvoľňovanie oxidu uhličitého do atmosféry - skleníkové plyny..Množstvo oxidu uhličitého v atmosfére je v priemere 1,05 kg CO2 na 1 kg slinku portlandského cementu.
Na zlepšenie vlastností hotového produktu sa do slinku pridá asi 2% sadry alebo síranu vápenatého a zmes sa jemne rozomelie. Výsledný prášok je zabalený a pripravený na použitie..
Zloženie cementu:
- 64% oxidu vápenatého.
- 21% siliky.
- 6,5% aluminy.
- 4,5% oxidu železa.
- 1,5% oxidu horečnatého.
- 1,6% síranu.
- 1% iných materiálov vrátane vody.
Portlandský cement sa zmieša s vodou a výsledná zmes stuhne za niekoľko hodín. Počiatočné vytvrdenie je spôsobené reakciou medzi vodou, sadrou a hlinitanom vápenatým za vzniku kryštalickej štruktúry hydrátu hlinitanu vápenatého (CAH), ettringitu (AFT) a monosulfátu (AFM)..
Následné vytvrdenie a vývoj síl vnútorného napätia sa získali pomalou reakciou vody s tromi kremičitanmi vápenatými za vzniku kremičitanu vápenatého amorfnej štruktúry nazývaného hydrát (CSH gél). V oboch prípadoch štruktúry obklopujú a viažu jednotlivé prítomné granule materiálu.
Konečnou reakciou sa získa silikagél (Si02). Všetky tri reakcie generujú teplo..
Pridaním špecifických materiálov do cementu (vápenec a vápno) sa plastový betón vyrába s rýchlou inštaláciou a vysokou technologickou účinnosťou. Malta sa používa ako zmes portlandského cementu a vápna. Tento materiál sa používa na zakrytie vonkajších povrchov budov (sadra). Konvenčný betón je prakticky nešpiniaci.Aký je rozdiel medzi týmito druhmi cementu
Portlandský cement najbežnejší typ cementu na verejné použitie sa používa ako hlavná zložka - betón, malta, omietka, zálievka. Bola vytvorená na základe iných typov hydraulického vápna v Anglicku v polovici 19. storočia. Pochádza z vápenca.
Prášok sa získava zahrievaním materiálov v peci za vzniku tzv. Slinku, pričom sa pridá malé množstvo ďalších prísad.
Výhody a nevýhody:
- Portlandský cement môže pri dlhodobom kontakte - rakovine pľúc spôsobiť chemické popáleniny, podráždenie. Obsahuje niektoré škodlivé zložky, ako napríklad kryštalický oxid kremičitý a šesťmocný chróm..
- Environmentálne problémy sú spojené s vysokou spotrebou energie potrebnou pre baňu, výrobu a prepravu cementu, znečistenie ovzdušia oxidom uhličitým a časticami..
- Nízka cena a široká dostupnosť vápenca, bridlice a iných prírodných materiálov používaných v portlandskom cemente z neho robí jeden z najlacnejších materiálov používaných na celom svete. Betón je vyrobený z portlandského cementu a je známy ako univerzálny stavebný materiál..
