Egenskaberne ved cement er de kvaliteter og ingredienser, der gør det til et af de mest alsidige og værdifulde byggematerialer, der findes. Egenskaberne omfatter cementens fysiske egenskaber såvel som de kemiske egenskaber.
Fysiske egenskaber omfatter elementer som cements trykstyrke og bindingsevne, der tillader bygherrer at skabe stærke og varige strukturer. De kemiske egenskaber er relateret til, hvordan ingredienserne i cement bidrager til dets imponerende fysiske kvaliteter.
Cements fysiske egenskaber
De kemiske komponenter i cement spiller en væsentlig rolle i dets fysiske egenskaber. Cementvirksomheder foretager visse justeringer af indholdsstofferne i cement, når de ønsker at skabe specialiserede typer cement, der har unikke egenskaber.
Finhed
Finheden af en cementblanding refererer til partikelstørrelsesfordelingen af cementpulveret. Denne egenskab påvirker cementens ydeevne og bearbejdelighed. Finheden måles i kvadratmeter per kilogram (m2/kg) eller kvadratcentimeter per gram (cm2/g). Et højere specifikt overfladeareal indikerer finere partikler og et lavere specifikt overfladeareal indikerer grovere partikler.
Jo finere cementpartiklerne er, jo større er interaktionen mellem vand og cementpartiklerne. Dette øger den kemiske reaktivitet og den efterfølgende produktion af calciumsilikathydrat (CSH) gel. CSH gel danner den matrix, der skaber hærdningen og styrken af cement.
Sundhed
Cementens soliditet refererer til dens evne til at bevare sin struktur, når den er størknet og hærdet. Den måler cementens modstand mod volumenændringer som krympning og ekspansion, der kan opstå på grund af forsinket hydrering eller ustabile kemiske forbindelser. Nogle ustabile kemiske forbindelser omfatter overskydende kalk eller magnesia, der kan reagere med vand over tid og forårsage ekspansion.
Producenter sikrer cementens soliditet ved at vælge den rigtige blanding af råingredienser for at opretholde en afbalanceret kemisk sammensætning. Dette giver dem mulighed for at sikre korrekte ovntemperaturer i klinkerproduktionsfasen og male partiklerne til et acceptabelt niveau uden overdreven varmeudvikling.
Konsistens
Konsistensen af cement refererer til dens evne til at flyde og opretholde bearbejdeligheden, når den blandes med vand. Denne egenskab relaterer sig til cementpastaens plasticitet og fluiditet. Forskellige kemiske forbindelser i cementblandingen påvirker cementens konsistens på grund af deres hydreringshastighed og rheologiske egenskaber. For eksempel er tricalciumsilikat ret reaktivt og kræver en høj mængde vand for god konsistens. Dicalciumsilikat har en lavere reaktionstid og kræver ikke meget vand for at opnå optimal konsistens.
Styrke
Styrken af en type cement refererer til dens evne til at modstå tryk fra eksterne kræfter og samtidig bevare dens strukturelle integritet. Denne kritiske egenskab beskriver cementens bæreevne og holdbarhed. Eksperter bestemmer cementstyrken ved at udsætte cylindriske prøver af cement eller beton for en trykbelastning, indtil der opstår en fejl. Tricalciumsilikat giver en tidlig styrkeforøgelse af cement, og dicalciumsilikat understøtter langtidsstyrke.
Indstilling af tid
Hærdningstiden for cement beskriver, hvor lang tid cementen tager for nyblandet cementpasta at nå en fast, fast tilstand. Cementproducenter måler hærdningstiden i to kategorier: den indledende hærdetid og den endelige hærdningstid. Den indledende indstillede tid bør ikke være for hurtig, fordi dette hæmmer god bearbejdelighed. Den endelige fastsatte tid bør ikke være for lang, da dette kan bremse fremskridtene på projekter.
Indledende gennemsnitlige indstillede tider er mellem 30-45 minutter. Den gennemsnitlige endelige indstillingstid varierer mellem 7-10 timer. Disse tider vil være anderledes for specialiseret cement som hurtighærdende cement eller lavvarme cement. Tilstedeværelsen af tricalciumsilikat fører til hurtigere afbindingstider. Tilsætning af dicalciumsilikat kan forsinke hærdningstider.
Hydrationsvarme
Hydratiseringsvarmeegenskaben refererer til mængden af varme, der frigives under hydreringsprocessen. Under denne proces opstår der eksoterme kemiske reaktioner, der kan påvirke cementens bearbejdelighed. Varmeproduktion i cement er gavnlig i kolde klimaer, men ikke i varme klimaer, hvor for meget varmeudvikling kan forårsage revner og/eller krympning, som vil påvirke strukturens styrke og holdbarhed.
Det er almindeligt for cementproducenter at angive den potentielle varmehydrering for deres cement, selvom disse grænser vil variere afhængigt af miljøforhold.
Tab af tænding
Tab af ignition (LOI) egenskab refererer til mængden af vægttab, når cementen udsættes for høje temperaturer. Denne egenskab måler mængden af flygtige forbindelser og organiske materialer i cementblandingen. For at udføre denne test udsætter fabrikanter en mængde cement for en specificeret temperatur, normalt omkring 900o-1000o C. Efter at alle de flygtige forbindelser er brændt, forbliver de uorganiske materialer. Vægttabet bestemmes som en procentdel af vægten af den indledende cementprøve.
Denne egenskab hjælper cementproducenter med at evaluere renheden og kvaliteten af cementsammensætningen, hvilket påvirker cementens styrkeudvikling, holdbarhed og modstandsdygtighed over for kemiske angreb.
Bulkdensitet
Bulkdensitetsegenskaben refererer til massen af cement pr. volumenenhed. Dette udtrykkes i kilogram per kubikmeter (kg/m3) eller gram per kubikcentimeter (g/cm3). Dette måler tætheden af cement, når det er løst pakket uden komprimering. Det gennemsnitlige rumvægtsområde for almindelig cement er fra 1000-1600 kg/m3.
Specifik vægtfylde
Denne egenskab måler tætheden af cement til densiteten af vand ved en bestemt temperatur. Den specifikke vægt af almindelig cement ligger i gennemsnit mellem 3,1-3,16. Den specifikke tyngdemåling hjælper ingeniører til nøjagtigt at måle cementen med de korrekte proportioner af tilslag og vand for at opnå den betondensitet, de kræver.
Cements kemiske egenskaber
Cementens kemiske egenskaber bestemmes af dets sammensætning. De fire vigtigste kemiske forbindelser i cement er tricalciumaluminat, tricalciumsilikat, dicalciumsilicat og ferrit. Disse forbindelser undergår kemiske ændringer under hydrering, som påvirker cementens fysiske egenskaber.
Tricalciumaluminat (C3A) – Denne forbindelse reagerer med vand for at starte hydreringsprocessen. C3A fører også til styrkeudvikling i cement. Tricalciumsilikat (C3S) – C3S er ansvarlig for hurtig hydrering og hærdning. Dicalciumsilikat (C2S) – Denne kemiske forbindelse hjælper cement med at få langsigtet styrke. Ferrit (C4AF) – Ferrit er et flusmiddel, som hjælper med at reducere smeltetemperaturen af råmaterialerne i ovnen, hvilket hjælper fremstillingsprocessen. Magnesia (MgO) – En lille mængde magnesia hjælper cement med at få styrke. For meget magnesium i blandingen vil gøre cementen ekspansiv og usund. Svovltrioxider (SO3) – Svovltrioxid findes i cement i form af gips. Det kan fungere som en indstillingstidsaccelerator. For meget SO3 kan gøre cement ekspansivt og usundt. Jernoxider (Fe203) – Denne forbindelse tilføjer styrke og hårdhed til cementen. Det giver også cementen farve. Alkalier – Tilstedeværelsen af alkalier kan hjælpe med at øge hydreringshastigheden, men også sænke cementens hærdningstid. Alumina – Cement med højt aluminiumoxidindhold kan modstå meget kolde temperaturer. Silicadampe – Silicadampe hjælper med at forbedre cementens trykstyrke, slidstyrke og bindingsstyrke. En for stor mængde silicadampe kan forsinke cementens hærdetid.
Hvis du synes godt om vores side, så del gerne med dine venner & Facebook
