Οι ιδιότητες του τσιμέντου είναι οι ιδιότητες και τα συστατικά που το καθιστούν ένα από τα πιο ευέλικτα και πολύτιμα δομικά υλικά που υπάρχουν. Οι ιδιότητες περιλαμβάνουν τις φυσικές ιδιότητες καθώς και τις χημικές ιδιότητες του τσιμέντου.
Οι φυσικές ιδιότητες περιλαμβάνουν στοιχεία όπως η αντοχή σε θλίψη και η συνδετική ικανότητα του τσιμέντου που επιτρέπουν στους κατασκευαστές να δημιουργούν ισχυρές και ανθεκτικές δομές. Οι χημικές ιδιότητες σχετίζονται με το πώς τα συστατικά του τσιμέντου συμβάλλουν στις εντυπωσιακές φυσικές του ιδιότητες.
Φυσικές Ιδιότητες Τσιμέντου
Τα χημικά συστατικά του τσιμέντου παίζουν σημαντικό ρόλο στις φυσικές του ιδιότητες. Οι εταιρείες τσιμέντου κάνουν ορισμένες προσαρμογές στα συστατικά του τσιμέντου όταν θέλουν να δημιουργήσουν εξειδικευμένους τύπους τσιμέντου που έχουν μοναδικές ιδιότητες.
Λεπτότητα
Η λεπτότητα ενός μίγματος τσιμέντου αναφέρεται στην κατανομή μεγέθους σωματιδίων της σκόνης τσιμέντου. Αυτή η ιδιότητα επηρεάζει την απόδοση και την εργασιμότητα του τσιμέντου. Η λεπτότητα μετριέται σε τετραγωνικά μέτρα ανά χιλιόγραμμο (m2/kg) ή τετραγωνικά εκατοστά ανά γραμμάριο (cm2/g). Μια υψηλότερη ειδική επιφάνεια υποδηλώνει λεπτότερα σωματίδια και μια χαμηλότερη ειδική επιφάνεια υποδηλώνει πιο χονδροειδή σωματίδια.
Όσο πιο λεπτά είναι τα σωματίδια τσιμέντου, τόσο μεγαλύτερη είναι η αλληλεπίδραση μεταξύ του νερού και των σωματιδίων τσιμέντου. Αυτό ενισχύει τη χημική αντιδραστικότητα και την επακόλουθη παραγωγή της γέλης ένυδρου πυριτικού ασβεστίου (CSH). Η γέλη CSH σχηματίζει τη μήτρα που δημιουργεί τη σκλήρυνση και την αντοχή του τσιμέντου.
Ορθότητα
Η σταθερότητα του τσιμέντου αναφέρεται στην ικανότητά του να διατηρεί τη δομή του αφού πήξει και σκληρυνθεί. Μετρά την αντίσταση του τσιμέντου σε αλλαγές όγκου όπως συρρίκνωση και διαστολή που μπορεί να προκύψει λόγω καθυστερημένης ενυδάτωσης ή ασταθών χημικών ενώσεων. Ορισμένες ασταθείς χημικές ενώσεις περιλαμβάνουν περίσσεια ασβέστη ή μαγνησίας που μπορεί να αντιδράσει με το νερό με την πάροδο του χρόνου προκαλώντας διαστολή.
Οι κατασκευαστές διασφαλίζουν την ακεραιότητα του τσιμέντου επιλέγοντας το κατάλληλο μείγμα πρώτων συστατικών για τη διατήρηση μιας ισορροπημένης χημικής σύνθεσης. Αυτό τους επιτρέπει να εξασφαλίζουν σωστές θερμοκρασίες κλιβάνου στη φάση παραγωγής κλίνκερ και να αλέθουν τα σωματίδια σε αποδεκτό επίπεδο χωρίς υπερβολική παραγωγή θερμότητας.
Συνοχή
Η συνοχή του τσιμέντου αναφέρεται στην ικανότητά του να ρέει και να διατηρεί την εργασιμότητα όταν αναμιγνύεται με νερό. Αυτή η ιδιότητα σχετίζεται με την πλαστικότητα και τη ρευστότητα της πάστας τσιμέντου. Διαφορετικές χημικές ενώσεις μέσα στο μείγμα τσιμέντου επηρεάζουν τη συνοχή του τσιμέντου λόγω του ρυθμού ενυδάτωσης και των ρεολογικών ιδιοτήτων τους. Για παράδειγμα, το πυριτικό τριασβέστιο είναι αρκετά αντιδραστικό και απαιτεί υψηλή ποσότητα νερού για καλή συνοχή. Το πυριτικό όξινο ασβέστιο έχει χαμηλότερο χρόνο αντίδρασης και δεν απαιτεί πολύ νερό για να επιτευχθεί η βέλτιστη συνοχή.
Δύναμη
Η αντοχή ενός τύπου τσιμέντου αναφέρεται στην ικανότητά του να αντέχει την πίεση από εξωτερικές δυνάμεις διατηρώντας παράλληλα τη δομική του ακεραιότητα. Αυτή η κρίσιμη ιδιότητα περιγράφει λεπτομερώς τη φέρουσα ικανότητα και την αντοχή του τσιμέντου. Οι ειδικοί προσδιορίζουν την αντοχή του τσιμέντου υποβάλλοντας κυλινδρικά δείγματα τσιμέντου ή σκυροδέματος σε συμπιεστικό φορτίο μέχρι να εμφανιστεί αστοχία. Το πυριτικό τριασβέστιο δίνει στο τσιμέντο κέρδος πρώιμης αντοχής και το πυριτικό όξινο ασβέστιο υποστηρίζει τη μακροπρόθεσμη αντοχή.
Ρύθμιση ώρας
Ο χρόνος πήξης του τσιμέντου περιγράφει πόσο χρόνο χρειάζεται το τσιμέντο για να φτάσει η πρόσφατα αναμεμειγμένη πάστα τσιμέντου σε στερεή, σταθερή κατάσταση. Οι τσιμεντοβιομηχανίες μετρούν τον χρόνο πήξης σε δύο κατηγορίες: τον αρχικό χρόνο πήξης και τον χρόνο τελικής πήξης. Ο αρχικός χρόνος ρύθμισης δεν πρέπει να είναι πολύ γρήγορος γιατί αυτό εμποδίζει την καλή εργασιμότητα. Ο τελικός καθορισμένος χρόνος δεν πρέπει να είναι πολύ μεγάλος, καθώς αυτό μπορεί να επιβραδύνει την πρόοδο των έργων.
Οι αρχικοί μέσοι χρόνοι ρύθμισης είναι μεταξύ 30-45 λεπτών. Ο μέσος χρόνος τελικής ρύθμισης κυμαίνεται μεταξύ 7-10 ωρών. Αυτοί οι χρόνοι θα είναι διαφορετικοί για εξειδικευμένο τσιμέντο όπως τσιμέντο ταχείας σκλήρυνσης ή τσιμέντο χαμηλής θερμότητας. Η παρουσία πυριτικού τριασβεστίου οδηγεί σε ταχύτερους χρόνους καθορισμού. Η προσθήκη πυριτικού διασβεστίου μπορεί να καθυστερήσει τους χρόνους πήξης.
Θερμότητα Ενυδάτωσης
Η ιδιότητα θερμότητας ενυδάτωσης αναφέρεται στην ποσότητα θερμότητας που απελευθερώνεται κατά τη διαδικασία ενυδάτωσης. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, συμβαίνουν εξώθερμες χημικές αντιδράσεις που μπορούν να επηρεάσουν την εργασιμότητα του τσιμέντου. Η παραγωγή θερμότητας σε τσιμέντο είναι ευεργετική σε ψυχρά κλίματα αλλά όχι σε θερμά κλίματα όπου η υπερβολική παραγωγή θερμότητας μπορεί να προκαλέσει ρωγμές ή/και συρρίκνωση που θα επηρεάσει την αντοχή και την ανθεκτικότητα της κατασκευής.
Είναι σύνηθες για τους κατασκευαστές τσιμέντου να αναφέρουν την πιθανή θερμική ενυδάτωση για το τσιμέντο τους, αν και αυτά τα όρια ποικίλλουν ανάλογα με τις περιβαλλοντικές συνθήκες.
Απώλεια ανάφλεξης
Η ιδιότητα απώλειας ανάφλεξης (LOI) αναφέρεται στην ποσότητα βάρους που χάνεται όταν το τσιμέντο υπόκειται σε υψηλές θερμοκρασίες. Αυτή η ιδιότητα μετρά την ποσότητα πτητικών ενώσεων και οργανικών υλικών στο μίγμα τσιμέντου. Για τη διεξαγωγή αυτής της δοκιμής, οι κατασκευαστές εκθέτουν μια ποσότητα τσιμέντου σε μια καθορισμένη θερμοκρασία, συνήθως γύρω στους 900ο-1000ο C. Αφού καούν όλες οι πτητικές ενώσεις, τα ανόργανα υλικά παραμένουν. Η απώλεια βάρους προσδιορίζεται ως ποσοστό του βάρους του αρχικού δείγματος τσιμέντου.
Αυτή η ιδιότητα βοηθά τους κατασκευαστές τσιμέντου να αξιολογήσουν την καθαρότητα και την ποιότητα της σύνθεσης του τσιμέντου, η οποία επηρεάζει την ανάπτυξη αντοχής, την ανθεκτικότητα και την αντοχή του τσιμέντου σε χημικές επιθέσεις.
Χύδην πυκνότητα
Η ιδιότητα χύδην πυκνότητας αναφέρεται στη μάζα του τσιμέντου ανά μονάδα όγκου. Αυτό εκφράζεται σε χιλιόγραμμα ανά κυβικό μέτρο (kg/m3) ή γραμμάρια ανά κυβικό εκατοστό (g/cm3). Αυτό μετρά την πυκνότητα του τσιμέντου όταν συσκευάζεται χαλαρά χωρίς συμπίεση. Το μέσο εύρος χύδην πυκνότητας για το κανονικό τσιμέντο είναι από 1000-1600 kg/m3.
Ειδικό Βάρος
Αυτή η ιδιότητα μετρά την πυκνότητα του τσιμέντου προς την πυκνότητα του νερού σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία. Το ειδικό βάρος του κανονικού τσιμέντου κυμαίνεται μεταξύ 3,1-3,16. Η μέτρηση ειδικού βάρους βοηθά τους μηχανικούς να μετρήσουν με ακρίβεια το τσιμέντο με τις σωστές αναλογίες αδρανών και νερού για να επιτύχουν την απαιτούμενη πυκνότητα σκυροδέματος.
Χημικές ιδιότητες του τσιμέντου
Οι χημικές ιδιότητες του τσιμέντου καθορίζονται από τη σύνθεσή του. Οι τέσσερις κύριες χημικές ενώσεις του τσιμέντου είναι το αργιλικό ασβέστιο, το πυριτικό τριασβέστιο, το πυριτικό όξινο ασβέστιο και ο φερρίτης. Αυτές οι ενώσεις υφίστανται χημικές αλλαγές κατά την ενυδάτωση που επηρεάζουν τις φυσικές ιδιότητες του τσιμέντου.
Αλουμινικό τριασβέστιο (C3A) – Αυτή η ένωση αντιδρά με το νερό για να ξεκινήσει η διαδικασία ενυδάτωσης. Το C3A οδηγεί επίσης σε ανάπτυξη αντοχής στο τσιμέντο. Πυριτικό τριασβέστιο (C3S) – Το C3S είναι υπεύθυνο για την ταχεία ενυδάτωση και σκλήρυνση. Πυριτικό διασβέστιο (C2S) – Αυτή η χημική ένωση βοηθά το τσιμέντο να αποκτήσει μακροπρόθεσμη αντοχή. Φερρίτης (C4AF) – Ο φερρίτης είναι ένας παράγοντας ροής που συμβάλλει στη μείωση της θερμοκρασίας τήξης των πρώτων υλών στον κλίβανο που βοηθά στη διαδικασία παραγωγής. Μαγνησία (MgO) – Μια μικρή ποσότητα μαγνησίας βοηθά το τσιμέντο να αποκτήσει αντοχή. Η υπερβολική ποσότητα μαγνησίας στο μείγμα θα κάνει το τσιμέντο διογκωμένο και αβλαβές. Τριοξείδια του θείου (SO3) – Το τριοξείδιο του θείου υπάρχει στο τσιμέντο με τη μορφή γύψου. Μπορεί να λειτουργήσει ως επιταχυντής ρύθμισης του χρόνου. Η υπερβολική ποσότητα SO3 μπορεί να κάνει το τσιμέντο διαστελλόμενο και αβλαβές. Οξείδια σιδήρου (Fe203) – Αυτή η ένωση προσθέτει αντοχή και σκληρότητα στο τσιμέντο. Δίνει και το χρώμα του τσιμέντου. Αλκάλια – Η παρουσία αλκαλίων μπορεί να βοηθήσει στην αύξηση της ταχύτητας ενυδάτωσης αλλά και στην επιβράδυνση του χρόνου πήξης του τσιμέντου. Αλουμίνα – Το τσιμέντο με υψηλή περιεκτικότητα σε αλουμίνα μπορεί να αντέξει σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες. Ατμοί πυριτίου – Οι ατμοί πυριτίου βοηθούν στη βελτίωση της αντοχής σε θλίψη, της αντοχής στην τριβή και της αντοχής συγκόλλησης του τσιμέντου. Η υπερβολική ποσότητα αναθυμιάσεων πυριτίου μπορεί να καθυστερήσει το χρόνο πήξης του τσιμέντου.
Αν σας αρέσει η σελίδα μας παρακαλούμε μοιραστείτε με τους φίλους σας & Facebook
