Sementtiainesosat ovat erilaisia komponentteja, jotka sekoittuvat yhteen muodostaen vahvan ja kestävän rakennusmateriaalin. Raaka-aineita, jotka on valittu huolellisesti ja yhdistelty erilaisten efektien ja sementtityyppien aikaansaamiseksi, ovat kalkki, piidioksidi, alumiinioksidi, rautamalmi, kiviainekset, kipsi ja lisäsementtimateriaalit.
Jokaisella näistä sementin ainesosista on ainutlaatuinen rooli kemiallisissa reaktioissa ja sementin erityisissä ominaisuuksissa. Tämä yhdistelmä tuottaa monipuolisen ja kestävän aineen, jota rakentajat ovat käyttäneet vuosisatojen ajan ja käyttävät edelleen.
Sementin ainesosat: Mistä sementti on valmistettu?
Sementti on seos raaka-aineista, jotka on suunniteltu tuottamaan tietyntyyppistä sementtiä. Jokainen sementin ainesosa tuo sementille erityisiä ominaisuuksia. Mutta tietyn ainesosan käyttöönotossa on myös rajoituksia, jotka saavat sementin toimimaan erillisellä tavalla.
Lime
Kalkkikivi on sedimenttikivi, joka koostuu pääasiassa kalsiumkarbonaatista kalsiitin muodossa. Kalkkikivi on runsas luonnonvara ja sen monipuolisuus, runsaus ja esteettiset ominaisuudet ovat tehneet siitä arvokkaan luonnonvaran. Kalkkikiveä on käytetty vuosisatojen ajan rakennusmateriaalina, maanparannusaineena ja muiden tuotteiden raaka-aineena.
Kalkkikivi on arvokas sementin raaka-aine, koska se tarjoaa kalsiumia. Tämä on välttämätöntä kemiallisissa reaktioissa, jotka tapahtuvat sementin hydraatioprosessin aikana. Kalsium reagoi veden kanssa muodostaen kalsiumsilikaattihydraattigeeliä, joka auttaa sementtiä kovettumaan ja vahvistamaan. Kalkki toimii myös hidastimena, mikä hidastaa sementin kovettumisaikaa.
Kalkin laatu vaihtelee lähteestä toiseen. Joissakin kalkissa on liikaa epäpuhtauksia, mikä vaikuttaa sementtituotteen laatuun. On myös tärkeää määrittää oikea kalkin määrä sementtiseoksessa. Liian paljon kalkkia pidentää kovettumisaikaa ja heikentää lujuutta. Liian vähän kalkkia aiheuttaa nopeita kovettumisaikoja ja voi lisätä sulfaattihyökkäyksiä.
Piidioksidi
Piidioksidi on luonnossa esiintyvä yhdiste ja yksi maankuoren runsaimmista. Sementinvalmistajat saavat piidioksidia luonnonvaroista, kuten savesta ja liuskeesta.
Piidioksidi reagoi kalkkikiven kanssa muodostaen yhdisteitä, jotka ovat vastuussa sementin lujuudesta. Piidioksidi edistää myös sementin hydraulisia ominaisuuksia ja auttaa sitä kovettumaan veteen sekoitettuna.
Sementtiä valmistettaessa valmistajien on valvottava piidioksidin määriä tuottaakseen sementtiä halutuilla tuloksilla. Ylimäärä piidioksidia voi viivästyttää lujuuden kehittymistä ja vaatii lisää kovettumisaikaa. Liiallinen piidioksidi voi myös lisätä sementin kutistumista, mikä johtaa halkeamiin, jotka kehittyvät kuivumistilan aikana.
Alumiinioksidi
Alumiinioksidia tai alumiinioksidia saadaan bauksiitista. Bauksiitti on saven kaltainen mineraali, jossa on runsaasti alumiinia.
Alumiinioksidi auttaa sementtiä kovettumaan nopeammin ja parantaa sulfaatin kestävyyttä. Se auttaa myös sementtiä tuottamaan lämpöä hydratoinnin aikana, mikä on tärkeää sementin kovettumisen edistämisessä kylmissä sääolosuhteissa
Liian paljon alumiinioksidia voi saada sementin jähmettymään liian nopeasti, mikä tekee sen käytöstä haastavaa. Liialliset alumiinioksidimäärät voivat aiheuttaa sementin nopean lyhytaikaisen lujuuden, mutta heikentää sementin pitkän aikavälin kestävyyttä.
Rautamalmi
Rautamalmi on kiveä tai mineraaleja, jotka sisältävät metallista rautaa. Rautamalmi sisältää rautaoksideja, kuten hematiittia ja magnetiittia, jotka ovat tärkeitä ainesosia sementissä.
Rautamalmi toimii sementin väriaineena. Se voi luoda punaisen, ruskean ja mustan sementin sävyjä, mikä edistää esteettistä vetovoimaa. Rautamalmi toimii myös sulatteena alentavana raaka-aineiden sulamispistettä. Tämä auttaa niitä sulautumaan tehokkaammin.
Rautamalmissa olevat epäpuhtaudet, kuten rikki tai fosfori, heikentävät sementin lujuutta, kestävyyttä ja työstettävyyttä.
Aggregaatit
Kiviainekset ovat rakeisia materiaaleja, joita sementin valmistajat lisäävät sementtiseokseen. Ne muodostavat suurimman osan seoksen tilavuudesta ja tarjoavat bulkin, lujuuden ja stabiilisuuden. Yleisiä kiviaineksia sementissä ovat hiekka, sora, murskattu kivi, kierrätysbetonikiviaines (RCA) ja kevyet kiviainekset, kuten paisutettu savi, liuske tai liuskekivi.
Kiviainesten lukitsevuus lisää sementin kokonaislujuutta ja kantavuutta. Ne auttavat hallitsemaan sementin kutistumista kuivaus- ja kovettumisprosessin aikana. Kiviainesten lisääminen auttaa myös pitämään sementin hintaa alhaisempana.
Kiviainekset lisäävät ylimääräisen veden tarvetta varmistaakseen sementin hyvän työstettävyyden. Tietyt kiviainekset voivat myös aiheuttaa alkali-piidioksidireaktion sementtipastan alkalisten komponenttien kanssa, mikä voi aiheuttaa sementin halkeilua, laajenemista ja huononemista ajan myötä.
Kipsi
Kipsi on kalsiumsulfaattidihydraatista koostuva mineraali ja sementin yleinen lisäaine. Kipsi toimii sementissä hidastimena, mikä hidastaa alkukovettumisaikaa. Tämä laatu mahdollistaa työntekijöiden paremman työstettävyyden ja laajemman työskentelyn. Kipsin lisäys auttaa estämään sementin nopean kovettumisen sen joutuessa kosketuksiin veden kanssa ja suojaa sementtiä pilaantumiselta rikkirikkaissa ympäristöissä.
Liian paljon kipsiä voi hidastaa lujuuden kehittymistä. Valmistajien on myös otettava huomioon tiettyjen sementin aineosien tarkka kemiallinen koostumus, koska kipsi voi reagoida tiettyjen seoksen kemikaalien kanssa ja heikentää sementin suorituskykyä ja ominaisuuksia.
Täydentävät sementtimateriaalit (SCM)
Sementin standardiaineosien lisäksi on sementtipitoisia materiaaleja, joita jotkut sementit sisältävät. Näitä materiaaleja ovat lentotuhka, piidioksidihöyry, pozzolaanit ja kuona.
SCM:t tarjoavat monia etuja sementissä. Ne auttavat parantamaan työstettävyyttä, koheesiota, lujuutta ja kestävyyttä sekä vähentävät sementin läpäisevyyttä ja lämpötilan kehitystä. SCM:ien käyttöönotto auttaa myös parantamaan tietyntyyppisen sementin ympäristöhyötyjä. Monet SCM:t ovat sementtiteollisuuden sivutuotteita, jotka päätyvät kaatopaikoille, ellei niitä murskata osaksi sementtiä. Ne auttavat myös vähentämään raakasementin tuotannon tarvetta.
Joissakin tapauksissa SCM:t liittyvät sementin lujuuden kehittymisen viivästymiseen. SCM:itä on saatavana eri koostumuksina ja hiukkaskokoina, joten ne voivat vaihdella niiden tuottamien ominaisuuksien mukaan. Sementin tuottajien on valittava SCM:t huolellisesti tuottaakseen sementtiä, jolla on halutut ominaisuudet.
