Les propietats del ciment són les qualitats i ingredients que el converteixen en un dels materials de construcció més versàtils i valuosos que existeixen. Les propietats inclouen les propietats físiques i les propietats químiques del ciment.
Les propietats físiques inclouen elements com la resistència a la compressió del ciment i la capacitat d'unió que permeten als constructors crear estructures fortes i duradores. Les propietats químiques estan relacionades amb com els ingredients del ciment contribueixen a les seves impressionants qualitats físiques.
Propietats físiques del ciment
Els components químics del ciment tenen un paper important en les seves propietats físiques. Les empreses de ciment fan certs ajustaments als ingredients del ciment quan volen crear tipus especialitzats de ciment que tinguin propietats úniques.
Finesa
La finesa d'una barreja de ciment es refereix a la distribució de la mida de les partícules de la pols de ciment. Aquesta propietat afecta el rendiment i la treballabilitat del ciment. La finesa es mesura en metres quadrats per quilogram (m2/kg) o centímetres quadrats per gram (cm2/g). Una àrea de superfície específica més alta indica partícules més fines i una àrea de superfície específica més baixa indica partícules més gruixudes.
Com més fines siguin les partícules de ciment, més gran serà la interacció entre l'aigua i les partícules de ciment. Això millora la reactivitat química i la posterior producció de gel de silicat de calci hidrat (CSH). El gel CSH forma la matriu que crea l'enduriment i la resistència del ciment.
Solidesa
La solidesa del ciment es refereix a la seva capacitat per retenir la seva estructura un cop s'ha endurit i endurit. Mesura la resistència del ciment als canvis de volum com la contracció i l'expansió que es poden produir a causa d'una hidratació retardada o de compostos químics inestables. Alguns compostos químics inestables inclouen l'excés de calç o magnesia que pot reaccionar amb l'aigua amb el pas del temps provocant l'expansió.
Els fabricants asseguren la solidesa del ciment seleccionant la barreja adequada de matèries primeres per mantenir una composició química equilibrada. Això els permet garantir unes temperatures de forn adequades en la fase de producció de clínker i triturar les partícules fins a un nivell acceptable sense una generació excessiva de calor.
Coherència
La consistència del ciment fa referència a la seva capacitat de fluir i mantenir la treballabilitat quan es barreja amb aigua. Aquesta propietat es relaciona amb la plasticitat i fluïdesa de la pasta de ciment. Els diferents compostos químics de la mescla de ciment afecten la consistència del ciment a causa de la seva taxa d'hidratació i propietats reològiques. Per exemple, el silicat tricálcic és bastant reactiu i requereix una gran quantitat d'aigua per a una bona consistència. El silicat dicàlcic té un temps de reacció més baix i no requereix molta aigua per aconseguir una consistència òptima.
Força
La resistència d'un tipus de ciment es refereix a la seva capacitat de suportar la pressió de forces externes mantenint la seva integritat estructural. Aquesta propietat crítica detalla la capacitat de càrrega i la durabilitat del ciment. Els experts determinen la resistència del ciment sotmetent mostres cilíndriques de ciment o formigó a una càrrega de compressió fins que es produeix una fallada. El silicat tricàlcic proporciona un guany de força primerenca del ciment i el silicat dicàlcic admet la resistència a llarg termini.
Configuració de l'hora
El temps de presa del ciment descriu quant de temps triga el ciment perquè la pasta de ciment acabada de barrejar arribi a un estat sòlid i ferm. Els fabricants de ciment mesuren el temps de presa en dues categories: el temps de presa inicial i el temps de presa final. El temps de fixació inicial no ha de ser massa ràpid perquè això inhibeix una bona treballabilitat. El temps definitiu final no hauria de ser massa llarg, ja que això pot retardar el progrés dels projectes.
Els temps de fixació mitjans inicials són d'entre 30 i 45 minuts. El temps mitjà de fixació final oscil·la entre 7 i 10 hores. Aquests temps seran diferents per al ciment especialitzat com el ciment d'enduriment ràpid o el ciment de baixa calor. La presència de silicat tricálcic condueix a temps de presa més ràpids. L'addició de silicat dicàlcic pot retardar els temps de presa.
Calor d'hidratació
La propietat de calor d'hidratació fa referència a la quantitat de calor que s'allibera durant el procés d'hidratació. Durant aquest procés, es produeixen reaccions químiques exotèrmiques que poden afectar la treballabilitat del ciment. La producció de calor en el ciment és beneficiosa en climes freds, però no en climes càlids, on la generació excessiva de calor pot provocar esquerdes i/o contracció que afectaran la resistència i la durabilitat de l'estructura.
És habitual que els fabricants de ciment enumeren la possible hidratació tèrmica del seu ciment, tot i que aquests límits variaran segons les condicions ambientals.
Pèrdua d'Ignició
La propietat de pèrdua d'ignició (LOI) es refereix a la quantitat de pes perdut quan el ciment està subjecte a altes temperatures. Aquesta propietat mesura la quantitat de compostos volàtils i materials orgànics a la mescla de ciment. Per dur a terme aquesta prova, els fabricants exposen una quantitat de ciment a una temperatura especificada, normalment al voltant de 900o-1000o C. Després de cremar tots els compostos volàtils, els materials inorgànics romanen. La pèrdua de pes es determina com a percentatge del pes de la mostra inicial de ciment.
Aquesta propietat ajuda els fabricants de ciment a avaluar la puresa i la qualitat de la composició del ciment, que afecta el desenvolupament de la resistència, la durabilitat i la resistència del ciment als atacs químics.
Densitat a granel
La propietat de densitat aparent es refereix a la massa de ciment per unitat de volum. S'expressa en quilograms per metre cúbic (kg/m3) o grams per centímetre cúbic (g/cm3). Això mesura la densitat del ciment quan s'empaqueta sense compactació. El rang mitjà de densitat a granel per al ciment normal és de 1000-1600 kg/m3.
Gravetat específica
Aquesta propietat mesura la densitat del ciment a la densitat de l'aigua a una temperatura específica. La gravetat específica del ciment normal oscil·la entre 3,1 i 3,16. La mesura de gravetat específica ajuda els enginyers a mesurar amb precisió el ciment amb les proporcions correctes d'àrid i aigua per aconseguir la densitat de formigó que necessiten.
Propietats químiques del ciment
Les propietats químiques del ciment estan determinades per la seva composició. Els quatre compostos químics principals del ciment són l'aluminat tricàlcic, el silicat tricàlcic, el silicat dicàlcic i la ferrita. Aquests compostos experimenten canvis químics durant la hidratació que afecten les propietats físiques del ciment.
Aluminat tricálcic (C3A): aquest compost reacciona amb l'aigua per iniciar el procés d'hidratació. C3A també condueix al desenvolupament de la força del ciment. Silicat tricálcic (C3S): C3S és responsable de la hidratació i l'enduriment ràpids. Silicat dicàlcic (C2S): aquest compost químic ajuda el ciment a guanyar força a llarg termini. Ferrita (C4AF): la ferrita és un agent de flux que ajuda a reduir la temperatura de fusió de les matèries primeres al forn que ajuda al procés de fabricació. Magnèsia (MgO): una petita quantitat de magnesia ajuda el ciment a guanyar força. Massa magnesia a la barreja farà que el ciment sigui expansiu i poc sòlid. Triòxids de sofre (SO3): el triòxid de sofre està present al ciment en forma de guix. Pot actuar com a accelerador del temps de fixació. Massa SO3 pot fer que el ciment sigui expansiu i poc sòlid. Òxids de ferro (Fe203): aquest compost afegeix força i duresa al ciment. També dóna el color del ciment. Àlcalis: la presència d'àlcalis pot ajudar a augmentar la velocitat d'hidratació, però també alentir el temps de presa del ciment. Alúmina: el ciment amb un alt contingut d'alúmina pot suportar temperatures molt fredes. Fums de sílice: els fums de sílice ajuden a millorar la resistència a la compressió, la resistència a l'abrasió i la força d'unió del ciment. Una quantitat excessiva de fums de sílice pot retardar el temps de presa del ciment.
Si t'agrada la nostra pàgina, comparteix-la amb els teus amics & Facebook
