Cement je hlavním materiálem ve stavebnictví. Používá se společně s pískem k vytvoření roztoku nebo s jinými inertními materiály, jako je drcený kámen. Kvalita cementu a derivátů závisí na surovinách a podílech složek, zejména v procentech vody. Poměr voda / cement je důležitý, aby nedošlo ke zhoršení odolnosti a mechanických vlastností hmoty.
Technologie cementu lze vylepšit, a to nejen díky odolnosti vůči vlhkosti. Při použití přísad se cement stává tekutějším, což je zvláště dobré při dokončovacích pracích nebo při plnění specifických forem. Pokud je nutné použít jako lepidlo cementovou maltu, používají se speciální materiály, aby vypadala jako pasta. Aditivum je druh pryskyřice, když se smíchá s cementem v malém množství, přemění jej na úplně jiný materiál. Cement je velmi štědrý materiál, levný a snadno použitelný..
Definice portlandského cementu
Portlandský cement - široce používaný typ cementu, se používá jako pojivo pro maltu..
To bylo vynalezeno v 1824 v Anglii zedníkem Joseph Aspdin a dostal jeho jméno v podobnosti a vzhledu s vápencem Portland, ostrov v hrabství Dorset (Anglie).
Portlandský cement se získává mletím slínku s přídavkem křídy v požadovaném množství pro zefektivnění hydratačního procesu. Mikroskopická analýza kusu cementu odhaluje přítomnost čtyř hlavních složek, jmenovitě L alite (křemičitan vápenatý), belite (dikalciumsilikát), celit (trikalciumaluminát) a brownmillerit (ferit hlinitan).
Výroba portlandského cementu probíhá ve třech fázích:
- Příprava surové směsi ze surovin.
- Výroba slínku.
- Příprava cementu.
Jako suroviny pro výrobu portlandských materiálů se používají minerály obsahující oxidy:
- Vápník CaO (44%)
- Křemík SiO 2 (14,5%)
- Hliník Al2O3 (3,5%)
- Železo Fe2O3 (2%)
- Hořčík MgO (1,6%)
Těžba probíhá v dolech, pod zemí nebo na volném prostranství v bezprostřední blízkosti závodu, které zpravidla již mají požadované složení, a v některých případech je nutné přidat jíl, vápenec, železnou rudu, bauxit nebo zbytky slévárenských materiálů..
Směs se zahřívá ve speciální válcové peci umístěné vodorovně s mírným sklonem a pomalu se točí. Teplota stoupá podél válce na asi 1480 ° C.
Stupeň zahřívání je stanoven tak, aby se minerály agregovaly, ale netavily. Ve spodní části se uhličitan vápenatý (vápenec) rozkládá na oxid vápenatý a oxid uhličitý (CO2).
V zóně s vysokou teplotou reaguje oxid vápenatý s křemičitany a vytváří křemičitan vápenatý (CaSiO3 a Ca2Si2O5), malé množství hlinitanu vápenatého (Ca3Al2O6) a hlinitanu feritu (C4AF, výsledek reakce 4CaO + Al2O3 + Fe2O3)..
Výsledný materiál se nazývá slínku. Slínek může být skladován po mnoho let, než se dostane do výroby pod podmínkou - vyhněte se kontaktu s vodou.
Teoretická energie potřebná pro výrobu slínku je asi 1700 joul na gram, disperze je mnohem vyšší a může dosáhnout až 3000 joul na gram. To znamená velkou poptávku po energii a významné uvolňování oxidu uhličitého do atmosféry - skleníkových plynů..Množství oxidu uhličitého v atmosféře je v průměru 1,05 kg CO2 na 1 kg slínku z portlandského cementu.
Ke zlepšení vlastností konečného produktu se do slínku přidá asi 2% sádry nebo síranu vápenatého a směs se jemně rozemele. Výsledný prášek je zabalen a připraven k použití..
Složení cementu:
- 64% oxidu vápenatého.
- 21% siliky.
- 6,5% aluminy.
- 4,5% oxidu železa.
- 1,5% oxidu hořečnatého.
- 1,6% síranu.
- 1% jiných materiálů, včetně vody.
Portlandský cement se smíchá s vodou a výsledná směs ztuhne za několik hodin. Počáteční vytvrzení je způsobeno reakcí mezi vodou, sádrovcem a hlinitanem vápenatým za vzniku krystalické struktury hydrátu hlinitanu vápenatého (CAH), ettringitu (AFT) a monosulfátu (AFM).
Následné ztvrdnutí a vývoj sil vnitřního napětí bylo dosaženo pomalou reakcí vody se třemi křemičitany vápenatými za vzniku křemičitanu vápenatého amorfní struktury zvané hydrát (CSH gel). V obou případech struktury obklopují a vážou jednotlivé přítomné granule materiálu.
Výslednou reakcí se získá silikagel (Si02). Všechny tři reakce vytvářejí teplo..
Přidáním specifických materiálů do cementu (vápence a vápna) se vyrábí plastový beton s rychlou instalací a vysokou technologickou účinností. Malta používající směs portlandského cementu a vápna je známá jako malta. Tento materiál se používá k pokrytí vnějších povrchů budov (sádra). Konvenční beton je prakticky ne rozmazaný.Jaký je rozdíl mezi těmito typy cementu?
Portlandský cement nejběžnější typ cementu veřejné použití, se používá jako hlavní složka - beton, malta, sádra, zálivka. Byl vytvořen na základě jiných typů hydraulického vápna v Anglii v polovině 19. století. Pochází z vápence.
Prášek se získává zahříváním materiálů v peci za vzniku tzv. Slínku, přičemž se přidává malé množství dalších přísad.
Klady a zápory:
- Portlandský cement může při dlouhodobém kontaktu s rakovinou plic způsobit chemické popáleniny, podráždění. Obsahuje některé škodlivé složky, jako je krystalický oxid křemičitý a šestimocný chrom..
- Problémy životního prostředí jsou spojeny s vysokou spotřebou energie potřebné pro důl, výrobu a přepravu cementu, znečištění ovzduší oxidem uhličitým a částicemi.
- Nízké náklady a široká dostupnost vápence, břidlic a dalších přírodních materiálů používaných v portlandském cementu z něj činí jeden z nejlevnějších materiálů používaných na celém světě. Beton je vyroben z portlandského cementu a je známý jako univerzální stavební materiál..
