Vlastnosti cementu jsou vlastnosti a přísady, které z něj dělají jeden z nejvšestrannějších a nejcennějších stavebních materiálů, které existují. Vlastnosti zahrnují fyzikální vlastnosti i chemické vlastnosti cementu.
Fyzikální vlastnosti zahrnují prvky, jako je pevnost cementu v tlaku a vazebná schopnost, které umožňují stavebníkům vytvářet pevné a odolné struktury. Chemické vlastnosti souvisí s tím, jak přísady v cementu přispívají k jeho působivým fyzikálním vlastnostem.
Fyzikální vlastnosti cementu
Chemické složky cementu hrají významnou roli v jeho fyzikálních vlastnostech. Cementářské společnosti provádějí určité úpravy složek cementu, když chtějí vytvořit specializované typy cementu, které mají jedinečné vlastnosti.
Jemnost
Jemnost cementové směsi se vztahuje k distribuci velikosti částic cementového prášku. Tato vlastnost ovlivňuje výkon a zpracovatelnost cementu. Jemnost se měří v metrech čtverečních na kilogram (m2/kg) nebo centimetrech čtverečních na gram (cm2/g). Vyšší specifický povrch znamená jemnější částice a nižší specifický povrch znamená hrubší částice.
Čím jemnější jsou částice cementu, tím větší je interakce mezi vodou a částicemi cementu. To zvyšuje chemickou reaktivitu a následnou produkci gelu hydrátu křemičitanu vápenatého (CSH). CSH gel tvoří matrici, která vytváří tvrdnutí a pevnost cementu.
Zdravost
Pevnost cementu se vztahuje k jeho schopnosti zachovat si strukturu, jakmile ztuhne a vytvrdne. Měří odolnost cementu vůči objemovým změnám, jako je smršťování a roztahování, ke kterým může dojít v důsledku opožděné hydratace nebo nestabilních chemických sloučenin. Některé nestabilní chemické sloučeniny zahrnují přebytek vápna nebo hořčíku, které mohou časem reagovat s vodou a způsobit expanzi.
Výrobci zajišťují nezávadnost cementu výběrem správné směsi surovin pro udržení vyváženého chemického složení. To jim umožňuje zajistit správné teploty pece ve fázi výroby slínku a rozemlít částice na přijatelnou úroveň bez nadměrného vývinu tepla.
Konzistence
Konzistence cementu se vztahuje k jeho tekutosti a zachování zpracovatelnosti při smíchání s vodou. Tato vlastnost souvisí s plasticitou a tekutostí cementové pasty. Různé chemické sloučeniny v cementové směsi ovlivňují konzistenci cementu z důvodu jejich rychlosti hydratace a reologických vlastností. Například trikalciumsilikát je docela reaktivní a vyžaduje velké množství vody pro dobrou konzistenci. Dikalciumsilikát má nižší reakční dobu a pro dosažení optimální konzistence nepotřebuje mnoho vody.
Síla
Pevnost určitého typu cementu se vztahuje k jeho schopnosti odolávat tlaku z vnějších sil při zachování jeho strukturální integrity. Tato kritická vlastnost podrobně popisuje nosnost a trvanlivost cementu. Odborníci určují pevnost cementu vystavením válcových vzorků cementu nebo betonu tlakovému zatížení, dokud nedojde k porušení. Trikalciumsilikát poskytuje cementu počáteční nárůst pevnosti a dikalciumsilikát podporuje dlouhodobou pevnost.
Nastavení času
Doba tuhnutí cementu popisuje, jak dlouho cementu trvá, než čerstvě namíchaná cementová pasta dosáhne pevného, pevného stavu. Cementáři měří dobu tuhnutí ve dvou kategoriích: počáteční doba tuhnutí a konečná doba tuhnutí. Počáteční doba tuhnutí by neměla být příliš rychlá, protože to brání dobré zpracovatelnosti. Konečná doba nastavení by neměla být příliš dlouhá, protože to může zpomalit postup projektů.
Počáteční průměrné časy nastavení jsou mezi 30-45 minutami. Průměrná konečná doba tuhnutí se pohybuje mezi 7-10 hodinami. Tyto časy se budou lišit pro specializovaný cement, jako je rychle tvrdnoucí cement nebo nízkoteplotní cement. Přítomnost trikalciumsilikátu vede k rychlejším dobám tuhnutí. Přídavek dikalciumsilikátu může prodloužit dobu tuhnutí.
Teplo hydratace
Vlastnost hydratační teplo se týká množství tepla, které se uvolňuje během hydratačního procesu. Během tohoto procesu dochází k exotermickým chemickým reakcím, které mohou ovlivnit zpracovatelnost cementu. Produkce tepla v cementu je prospěšná v chladném podnebí, ale ne v teplých podnebích, kde příliš velké množství tepla může způsobit praskliny a/nebo smrštění, které ovlivní pevnost a trvanlivost konstrukce.
Je běžné, že výrobci cementu uvádějí potenciální tepelnou hydrataci svého cementu, i když se tyto limity budou lišit podle podmínek prostředí.
Ztráta zapalování
Vlastnost ztráty žíháním (LOI) se týká množství ztráty hmotnosti, když je cement vystaven vysokým teplotám. Tato vlastnost měří množství těkavých sloučenin a organických látek v cementové směsi. K provedení tohoto testu výrobci vystaví určité množství cementu stanovené teplotě, obvykle kolem 900o-1000oC. Po shoření všech těkavých sloučenin zůstávají anorganické materiály. Ztráta hmotnosti se stanoví jako procento hmotnosti výchozího vzorku cementu.
Tato vlastnost pomáhá výrobcům cementu vyhodnotit čistotu a kvalitu cementového složení, které ovlivňuje vývoj pevnosti, trvanlivost a odolnost cementu vůči chemickým útokům.
Objemová hustota
Vlastnost objemové hmotnosti se týká hmotnosti cementu na jednotku objemu. To se vyjadřuje v kilogramech na metr krychlový (kg/m3) nebo gramech na centimetr krychlový (g/cm3). Tím se měří hustota cementu, když je volně zabalený bez zhutnění. Průměrná objemová hmotnost běžného cementu je od 1000-1600 kg/m3.
Specifická gravitace
Tato vlastnost měří hustotu cementu k hustotě vody při určité teplotě. Měrná hmotnost běžného cementu se pohybuje v průměru mezi 3,1-3,16. Měření měrné hmotnosti pomáhá inženýrům přesně změřit cement se správným poměrem kameniva a vody k dosažení požadované hustoty betonu.
Chemické vlastnosti cementu
Chemické vlastnosti cementu jsou dány jeho složením. Čtyři hlavní chemické sloučeniny v cementu jsou trikalciumhlinitan, trikalciumsilikát, dikalciumsilikát a ferit. Tyto sloučeniny procházejí během hydratace chemickými změnami, které ovlivňují fyzikální vlastnosti cementu.
Trikalcium aluminát (C3A) – Tato sloučenina reaguje s vodou a nastartuje proces hydratace. C3A také vede k rozvoji pevnosti v cementu. Trikalcium silikát (C3S) – C3S je zodpovědný za rychlou hydrataci a vytvrzení. Dikalciumsilikát (C2S) – Tato chemická sloučenina pomáhá cementu získat dlouhodobou pevnost. Ferit (C4AF) – Ferit je tavidlo, které pomáhá snižovat teplotu tavení surovin v peci, což napomáhá výrobnímu procesu. Magnesia (MgO) – Malé množství magnesia pomáhá cementu získat pevnost. Příliš mnoho hořčíku ve směsi způsobí, že cement bude expanzivní a nezdravý. Oxid sírový (SO3) – Oxid sírový je v cementu přítomen ve formě sádry. Může fungovat jako urychlovač času nastavení. Příliš mnoho SO3 může způsobit, že cement bude expanzivní a nezdravý. Oxidy železa (Fe203) – Tato sloučenina dodává cementu pevnost a tvrdost. Dává také barvu cementu. Alkálie – Přítomnost alkálií může pomoci zvýšit rychlost hydratace, ale také zpomalit dobu tuhnutí cementu. Alumina – Cement s vysokým obsahem oxidu hlinitého snese velmi nízké teploty. Křemičité výpary – Křemičité výpary pomáhají zlepšit pevnost v tlaku, otěruvzdornost a přilnavost cementu. Nadměrné množství křemičitých par může zpozdit dobu tuhnutí cementu.
Pokud se vám naše stránka líbí, sdílejte ji se svými přáteli & Facebook
