A cement-összetevők különböző összetevők, amelyek egymással keveredve erős és tartós építőanyagot alkotnak. A gondosan kiválasztott és különböző hatások és cementtípusok előállításához kombinált nyersanyagok a mész, a szilícium-dioxid, a timföld, a vasérc, az adalékanyagok, a gipsz és a kiegészítő cementkötésű anyagok.
A cement ezen összetevőinek mindegyike egyedülálló szerepet játszik a kémiai reakciókban és a cement sajátos tulajdonságaiban. Ez a kombináció egy sokoldalú és tartós anyagot eredményez, amelyet az építők évszázadok óta használnak és használnak ma is.
Cement összetevők: Miből készül a cement?
A cement olyan nyers összetevők keveréke, amelyeket meghatározott típusú cement előállítására terveztek. Minden cement-összetevő különleges tulajdonságokat kölcsönöz a cementnek. De egy adott összetevő bevezetése olyan korlátokat is tartalmaz, amelyek a cementet eltérő módon működnek.
Mész
A mészkő üledékes kőzet, amely elsősorban kalcium-karbonátból áll, kalcit formájában. A mészkő bőséges természeti erőforrás, sokoldalúsága, bősége és esztétikai tulajdonságai értékes erőforrássá tették. Az emberek évszázadok óta használták a mészkövet építőanyagként, talajjavítóként és más termékek alapanyagaként.
A mészkő a cement értékes nyersanyaga, mert kalciumot biztosít. Ez elengedhetetlen a kémiai reakciókban, amelyek a cementben a hidratációs folyamat során lejátszódnak. A kalcium vízzel reagálva kalcium-szilikát-hidrát gélt képez, amely elősegíti a cement megkeményedését és szilárdságát. A mész késleltetőként is szolgál, lelassítja a cement kötési idejét.
A mész minősége forrásonként eltérő lehet. Néhány mész túlzott mennyiségű szennyeződést tartalmaz, ami befolyásolja a cementtermék minőségét. Ugyancsak létfontosságú a megfelelő mészmennyiség meghatározása a cementkeverékben. A túl sok mész növeli a kötési időt és csökkenti a szilárdságot. A túl kevés mész gyors kötési időt okoz, és növelheti a szulfátos támadásokra való hajlamot.
Szilícium-dioxid
A szilícium-dioxid egy természetben előforduló vegyület, és az egyik legnagyobb mennyiségben előforduló vegyület a földkéregben. A cementgyártók a szilícium-dioxidot olyan természeti erőforrásokból nyerik, mint az agyag és az agyagpala.
A szilícium-dioxid reakcióba lép a mészkővel, és olyan vegyületeket képez, amelyek felelősek a cement szilárdságáért. A szilícium-dioxid szintén hozzájárul a cement hidraulikus tulajdonságaihoz, és vízzel keverve segíti annak megkeményedését.
A cement előállítása során a gyártóknak ellenőrizniük kell a szilícium-dioxid mennyiségét, hogy a cement a kívánt eredménnyel járjon. A feleslegben lévő szilícium-dioxid késleltetheti a szilárdság kialakulását, és további kikeményedési időt igényel. A túl sok szilícium-dioxid növelheti a cement zsugorodását is, ami a száradás során keletkező repedésekhez vezet.
Alumínium-oxid
Az alumínium-oxid vagy alumínium-oxid bauxitból származik. A bauxit egy agyagszerű ásvány, amely alumíniumban gazdag.
Az alumínium-oxid elősegíti a cement gyorsabb megkötését és javítja a szulfátállóságot. Ezenkívül elősegíti a cement hőtermelését a hidratáció során, ami fontos a cement megkötésében hideg időjárási körülmények között
A túl sok timföld a cement túl gyors megkötését okozhatja, ami megnehezíti a használatát. A túlzott mennyiségű alumínium-oxid gyors rövid távú szilárdságot, de csökkenti a cement hosszú távú tartósságát.
Vasérc
A vasérc olyan kőzet vagy ásvány, amely fémvasat tartalmaz. A vasérc vas-oxidokat, például hematitot és magnetitot tartalmaz, amelyek a cement fontos összetevői.
A vasérc színezőanyagként működik a cementben. Vörös, barna és fekete cement árnyalatait hozhatja létre, hozzájárulva az esztétikai megjelenéshez. A vasérc folyasztószerként is működik, csökkentve a nyersanyagok olvadáspontját. Ez segíti őket a hatékonyabb összeolvadásban.
A vasércben jelenlévő szennyeződések, például a kén vagy a foszfor rontják a cement szilárdságát, tartósságát és megmunkálhatóságát.
Aggregátumok
Az adalékanyagok szemcsés anyagok, amelyeket a cementgyártók adnak a cementkeverékhez. Ezek adják a keverék térfogatának nagy részét, és biztosítják a térfogatot, a szilárdságot és a stabilitást. A cementben elterjedt adalékok a homok, kavics, zúzott kő, újrahasznosított beton adalékanyag (RCA) és könnyű adalékanyagok, például duzzasztott agyag, agyagpala vagy pala.
Az adalékanyagok egymásba illeszkedő jellege hozzájárul a cement általános szilárdságához és teherbíró képességéhez. Segítenek szabályozni a cement zsugorodását a szárítási és térhálósodási folyamat során. Az adalékanyagok hozzáadása a cementköltséget is alacsonyabb szinten tartja.
Az adalékanyagok növelik a többlet víz szükségességét, hogy biztosítsák a cement jó bedolgozhatóságát. Bizonyos adalékanyagok alkáli-szilícium-dioxid reakciót is okozhatnak a cementpaszta lúgos komponenseivel, ami a cement repedését, tágulását és idővel károsodását okozhatja.
Gipsz
A gipsz kalcium-szulfát-dihidrátból álló ásványi anyag, és a cement gyakori adalékanyaga. A gipsz késleltetőként működik a cementben, lelassítva a kezdeti kötési időt. Ez a minőség lehetővé teszi a dolgozók jobb feldolgozhatóságát és hosszabb elhelyezkedését. A gipsz hozzáadása segít megelőzni a cement gyors megszilárdulását, amikor az vízzel érintkezik, és megvédi a cementet a károsodástól kénben gazdag környezetben.
A túl sok gipsz késleltetett erőfejlődéshez vezethet. A gyártóknak figyelembe kell venniük konkrét cementösszetevőik pontos kémiai összetételét is, mivel a gipsz reakcióba léphet a keverékben lévő bizonyos vegyi anyagokkal, és ronthatja a cement teljesítményét és tulajdonságait.
Kiegészítő cementtartalmú anyagok (SCM)
A cement szabványos összetevői mellett vannak olyan cementkötésű anyagok, amelyeket egyes cementek tartalmaznak. Ezek az anyagok közé tartozik a pernye, a szilícium-dioxid füst, a puccolánok és a salak.
Az SCM-ek számos előnnyel rendelkeznek a cementben. Hozzájárulnak a bedolgozhatóság, a kohézió, a szilárdság és a tartósság javításához, valamint csökkentik a cement permeabilitását és a hőmérséklet alakulását. Az SCM-ek bevezetése egy bizonyos típusú cement környezeti előnyeit is javítja. Sok SCM a cementipar mellékterméke, amely hulladéklerakókba kerül, hacsak nem törik össze, hogy a cement részévé váljanak. Segítenek csökkenteni a nyerscement előállítási igényt is.
Egyes esetekben az SCM-ek késleltetett szilárdságfejlődéssel járnak a cementben. Az SCM-ek különböző összetételben és részecskeméretben állnak rendelkezésre, így az általuk előállított minőségtől függően változhatnak. A cementgyártóknak gondosan kell kiválasztaniuk az SCM-eket a kívánt minőségű cement előállításához.
