Egenskapene til sement er egenskapene og ingrediensene som gjør den til et av de mest allsidige og verdifulle byggematerialene som finnes. Egenskapene inkluderer de fysiske egenskapene så vel som de kjemiske egenskapene til sement.
Fysiske egenskaper inkluderer elementer som sementens trykkstyrke og bindeevne som gjør det mulig for byggherrer å lage sterke og varige strukturer. De kjemiske egenskapene er relatert til hvordan ingrediensene i sement bidrar til dens imponerende fysiske kvaliteter.
Sementens fysiske egenskaper
De kjemiske komponentene i sement spiller en betydelig rolle i dens fysiske egenskaper. Sementselskaper gjør visse justeringer av ingrediensene i sement når de ønsker å lage spesialiserte sementtyper som har unike egenskaper.
Finhet
Finheten til en sementblanding refererer til partikkelstørrelsesfordelingen til sementpulveret. Denne egenskapen påvirker sementens ytelse og bearbeidbarhet. Finheten måles i kvadratmeter per kilogram (m2/kg) eller kvadratcentimeter per gram (cm2/g). Et høyere spesifikt overflateareal indikerer finere partikler og et lavere spesifikt overflateareal indikerer grovere partikler.
Jo finere sementpartiklene er, jo større er interaksjonen mellom vann og sementpartiklene. Dette øker den kjemiske reaktiviteten og påfølgende produksjon av kalsiumsilikathydrat (CSH) gel. CSH gel danner matrisen som skaper herdingen og styrken til sement.
Sundhet
Sementens soliditet refererer til dens evne til å beholde strukturen når den har stivnet og herdet. Den måler motstanden til sement mot volumendringer som krymping og ekspansjon som kan oppstå på grunn av forsinket hydrering eller ustabile kjemiske forbindelser. Noen ustabile kjemiske forbindelser inkluderer overflødig kalk eller magnesia som kan reagere med vann over tid og forårsake ekspansjon.
Produsenter sikrer soliditeten til sement ved å velge riktig blanding av råingredienser for å opprettholde en balansert kjemisk sammensetning. Dette gjør at de kan sikre riktige ovnstemperaturer i klinkerproduksjonsfasen og male partiklene til et akseptabelt nivå uten overdreven varmeutvikling.
Konsistens
Konsistensen til sement refererer til dens evne til å flyte og opprettholde bearbeidbarheten når den blandes med vann. Denne egenskapen er relatert til plastisiteten og fluiditeten til sementpastaen. Ulike kjemiske forbindelser i sementblandingen påvirker konsistensen til sementen på grunn av deres hydratiseringshastighet og reologiske egenskaper. For eksempel er trikalsiumsilikat ganske reaktivt og krever mye vann for god konsistens. Dikalsiumsilikat har lavere reaksjonstid og krever ikke mye vann for å oppnå optimal konsistens.
Styrke
Styrken til en type sement refererer til dens evne til å motstå press fra ytre krefter samtidig som den opprettholder dens strukturelle integritet. Denne kritiske egenskapen beskriver sementens bæreevne og holdbarhet. Eksperter bestemmer styrken til sement ved å utsette sylindriske prøver av sement eller betong for en trykkbelastning inntil en feil oppstår. Trikalsiumsilikat gir en sement tidlig styrkeøkning og dikalsiumsilikat støtter langsiktig styrke.
Setter tid
Herdetiden for sement beskriver hvor lang tid det tar før nyblandet sementpasta oppnår en fast, fast tilstand. Sementprodusenter måler herdetiden i to kategorier: den første settetiden og den siste herdetiden. Den innledende innstilte tiden bør ikke være for rask fordi dette hemmer god bearbeidbarhet. Den endelige fastsatte tiden bør ikke være for lang, da dette kan bremse fremdriften på prosjekter.
Innledende gjennomsnittlige setttider er mellom 30-45 minutter. Gjennomsnittlig sluttinnstillingstid varierer mellom 7-10 timer. Disse tidene vil være forskjellige for spesialisert sement som hurtigherdende sement eller lavvarmesement. Tilstedeværelsen av trikalsiumsilikat fører til raskere faste tider. Tilsetning av dikalsiumsilikat kan forsinke herdetidene.
Hydreringsvarme
Hydratiseringsvarmen refererer til mengden varme som frigjøres under hydreringsprosessen. Under denne prosessen oppstår eksoterme kjemiske reaksjoner som kan påvirke bearbeidbarheten til sementen. Varmeproduksjon i sement er gunstig i kaldt klima, men ikke i varmt klima der for mye varmeutvikling kan forårsake sprekker og/eller krymping som vil påvirke strukturens styrke og holdbarhet.
Det er vanlig for sementprodusenter å liste den potensielle varmehydreringen for sementen deres, selv om disse grensene vil variere i henhold til miljøforhold.
Tap av tenning
Tap av tenning (LOI) egenskap refererer til mengden vekt tapt når sementen utsettes for høye temperaturer. Denne egenskapen måler mengden av flyktige forbindelser og organiske materialer i sementblandingen. For å gjennomføre denne testen utsetter produsenter en mengde sement for en spesifisert temperatur, vanligvis rundt 900o-1000o C. Etter at alle de flyktige forbindelsene har brent, forblir de uorganiske materialene. Vekttapet bestemmes som en prosentandel av vekten av den første sementprøven.
Denne egenskapen hjelper sementprodusenter med å evaluere renheten og kvaliteten til sementsammensetningen som påvirker styrkeutviklingen, holdbarheten og motstanden til sementen mot kjemiske angrep.
Romvekt
Bulkdensitetsegenskapen refererer til massen av sement per volumenhet. Dette uttrykkes i kilogram per kubikkmeter (kg/m3) eller gram per kubikkcentimeter (g/cm3). Dette måler tettheten til sement når den er løst pakket uten komprimering. Gjennomsnittlig bulkdensitetsområde for vanlig sement er fra 1000-1600 kg/m3.
Egenvekt
Denne egenskapen måler tettheten av sement til tettheten til vann ved en bestemt temperatur. Egenvekten til vanlig sement er i gjennomsnitt mellom 3,1-3,16. Egenvektmålingen hjelper ingeniører til å måle sementen nøyaktig med de riktige proporsjonene av tilslag og vann for å oppnå den betongtettheten de krever.
Sementens kjemiske egenskaper
De kjemiske egenskapene til sement bestemmes av dens sammensetning. De fire viktigste kjemiske forbindelsene i sement er trikalsiumaluminat, trikalsiumsilikat, dikalsiumsilikat og ferritt. Disse forbindelsene gjennomgår kjemiske endringer under hydrering som påvirker sementens fysiske egenskaper.
Trikalsiumaluminat (C3A) – Denne forbindelsen reagerer med vann for å starte hydreringsprosessen. C3A fører også til styrkeutvikling i sement. Tricalcium Silicate (C3S) – C3S er ansvarlig for rask hydrering og herding. Dikalsiumsilikat (C2S) – Denne kjemiske forbindelsen hjelper sement med å få langsiktig styrke. Ferritt (C4AF) – Ferritt er et flussmiddel som bidrar til å redusere smeltetemperaturen til råvarene i ovnen, noe som hjelper til med produksjonsprosessen. Magnesia (MgO) – En liten mengde magnesia hjelper sement med å få styrke. For mye magnesia i blandingen vil gjøre sement ekspansiv og usund. Svoveltrioksider (SO3) – Svoveltrioksid finnes i sement i form av gips. Den kan fungere som en innstillingstidsakselerator. For mye SO3 kan gjøre sementen ekspansiv og usund. Jernoksider (Fe203) – Denne forbindelsen gir styrke og hardhet til sementen. Det gir også sementen farge. Alkalier – Tilstedeværelsen av alkalier kan bidra til å øke hydreringshastigheten, men også redusere herdetiden for sement. Alumina – Sement med høyt aluminainnhold tåler svært kalde temperaturer. Silica røyk – Silica røyk bidrar til å forbedre trykkstyrken, slitestyrken og bindestyrken til sement. En for stor mengde silikadamper kan forsinke sementets herdetid.
Hvis du liker siden vår, del gjerne med vennene dine & Facebook
