De eigenschappen van cement zijn de kwaliteiten en ingrediënten die het tot een van de meest veelzijdige en waardevolle bouwmaterialen maken die er bestaan. De eigenschappen omvatten zowel de fysische eigenschappen als de chemische eigenschappen van cement.
Fysische eigenschappen omvatten elementen zoals de druksterkte en het bindvermogen van cement, waardoor bouwers sterke en duurzame structuren kunnen creëren. De chemische eigenschappen houden verband met hoe de ingrediënten in cement bijdragen aan de indrukwekkende fysieke eigenschappen ervan.
Fysische eigenschappen van cement
De chemische componenten van cement spelen een belangrijke rol in de fysische eigenschappen ervan. Cementbedrijven maken bepaalde aanpassingen aan de ingrediënten van cement wanneer ze gespecialiseerde cementsoorten willen maken met unieke eigenschappen.
Fijnheid
De fijnheid van een cementmengsel verwijst naar de deeltjesgrootteverdeling van het cementpoeder. Deze eigenschap beïnvloedt de prestaties en verwerkbaarheid van het cement. De fijnheid wordt gemeten in vierkante meter per kilogram (m2/kg) of vierkante centimeter per gram (cm2/g). Een hoger specifiek oppervlak duidt op fijnere deeltjes en een lager specifiek oppervlak duidt op grovere deeltjes.
Hoe fijner de cementdeeltjes, hoe groter de interactie tussen water en de cementdeeltjes. Dit verbetert de chemische reactiviteit en de daaropvolgende productie van calciumsilicaathydraat (CSH) gel. CSH-gel vormt de matrix die de verharding en sterkte van cement creëert.
Deugdelijkheid
De stevigheid van cement verwijst naar het vermogen om zijn structuur te behouden nadat het is uitgehard en uitgehard. Het meet de weerstand van cement tegen volumeveranderingen zoals krimp en uitzetting die kunnen optreden als gevolg van vertraagde hydratatie of onstabiele chemische verbindingen. Sommige onstabiele chemische verbindingen bevatten overtollige kalk of magnesiumoxide, die na verloop van tijd met water kunnen reageren, waardoor uitzetting ontstaat.
Fabrikanten garanderen de stevigheid van cement door de juiste mix van grondstoffen te selecteren om een evenwichtige chemische samenstelling te behouden. Hierdoor kunnen ze tijdens de productiefase van de klinker de juiste oventemperaturen garanderen en de deeltjes tot een acceptabel niveau malen zonder overmatige warmteontwikkeling.
Samenhang
De consistentie van cement verwijst naar het vermogen om te vloeien en de verwerkbaarheid te behouden wanneer het met water wordt gemengd. Deze eigenschap heeft betrekking op de plasticiteit en vloeibaarheid van de cementpasta. Verschillende chemische verbindingen in het cementmengsel beïnvloeden de consistentie van het cement vanwege hun hydratatiesnelheid en reologische eigenschappen. Tricalciumsilicaat is bijvoorbeeld behoorlijk reactief en vereist een grote hoeveelheid water voor een goede consistentie. Dicalciumsilicaat heeft een lagere reactietijd en vereist niet veel water om een optimale consistentie te bereiken.
Kracht
De sterkte van een type cement verwijst naar het vermogen om de druk van externe krachten te weerstaan en tegelijkertijd de structurele integriteit ervan te behouden. Deze kritische eigenschap beschrijft het draagvermogen en de duurzaamheid van het cement. Deskundigen bepalen de sterkte van cement door cilindrische exemplaren van cement of beton aan een drukbelasting te onderwerpen totdat er een breuk optreedt. Tricalciumsilicaat zorgt voor een vroegtijdige sterktewinst van het cement en dicalciumsilicaat ondersteunt de sterkte op lange termijn.
Tijd zetten
De hardingstijd van cement beschrijft hoe lang het duurt voordat vers gemengde cementpasta een vaste, stevige toestand bereikt. Cementmakers meten de uithardingstijd in twee categorieën: de initiële uithardingstijd en de uiteindelijke uithardingstijd. De initiële uithardingstijd mag niet te snel zijn, omdat dit een goede verwerkbaarheid belemmert. De uiteindelijke ingestelde tijd mag niet te lang zijn, omdat dit de voortgang van projecten kan vertragen.
De initiële gemiddelde insteltijden liggen tussen 30-45 minuten. De gemiddelde uiteindelijke uithardingstijd ligt tussen de 7 en 10 uur. Deze tijden zullen anders zijn voor gespecialiseerd cement, zoals snelhardend cement of cement met lage temperaturen. De aanwezigheid van tricalciumsilicaat leidt tot snellere uithardingstijden. De toevoeging van dicalciumsilicaat kan de uithardingstijd vertragen.
Warmte van hydratatie
De eigenschap van hydratatiewarmte verwijst naar de hoeveelheid warmte die vrijkomt tijdens het hydratatieproces. Tijdens dit proces treden exotherme chemische reacties op die de verwerkbaarheid van het cement kunnen beïnvloeden. Warmteproductie in cement is gunstig in koude klimaten, maar niet in warme klimaten waar te veel warmteontwikkeling scheuren en/of krimp kan veroorzaken die de sterkte en duurzaamheid van de constructie beïnvloeden.
Het is gebruikelijk dat cementfabrikanten de potentiële warmtehydratatie voor hun cement opsommen, hoewel deze limieten zullen variëren afhankelijk van de omgevingsomstandigheden.
Verlies van ontsteking
De eigenschap van ontstekingsverlies (LOI) verwijst naar de hoeveelheid gewicht die verloren gaat wanneer het cement wordt blootgesteld aan hoge temperaturen. Deze eigenschap meet de hoeveelheid vluchtige stoffen en organische materialen in het cementmengsel. Om deze test uit te voeren, stellen fabrikanten een hoeveelheid cement bloot aan een bepaalde temperatuur, meestal rond de 900o-1000o C. Nadat alle vluchtige verbindingen zijn verbrand, blijven de anorganische materialen achter. Het gewichtsverlies wordt bepaald als een percentage van het gewicht van het initiële cementmonster.
Deze eigenschap helpt cementmakers om de zuiverheid en kwaliteit van de cementsamenstelling te beoordelen, wat de sterkteontwikkeling, duurzaamheid en weerstand van het cement tegen chemische aanvallen beïnvloedt.
Bulkdichtheid
De eigenschap bulkdichtheid verwijst naar de massa cement per volume-eenheid. Dit wordt uitgedrukt in kilogram per kubieke meter (kg/m3) of gram per kubieke centimeter (g/cm3). Dit meet de dichtheid van cement wanneer het losjes is verpakt zonder verdichting. Het gemiddelde stortdichtheidsbereik voor gewoon cement bedraagt 1000-1600 kg/m3.
Soortelijk gewicht
Deze eigenschap meet de dichtheid van cement ten opzichte van de dichtheid van water bij een specifieke temperatuur. Het soortelijk gewicht van gewoon cement ligt gemiddeld tussen 3,1 en 3,16. De specifieke zwaartekrachtmeting helpt ingenieurs het cement nauwkeurig te meten met de juiste verhoudingen aggregaat en water om de betondichtheid te bereiken die ze nodig hebben.
Chemische eigenschappen van cement
De chemische eigenschappen van cement worden bepaald door de samenstelling ervan. De vier belangrijkste chemische verbindingen in cement zijn tricalciumaluminaat, tricalciumsilicaat, dicalciumsilicaat en ferriet. Deze verbindingen ondergaan tijdens de hydratatie chemische veranderingen die de fysische eigenschappen van cement beïnvloeden.
Tricalciumaluminaat (C3A) – Deze verbinding reageert met water om het hydratatieproces te starten. C3A leidt ook tot sterkteontwikkeling in cement. Tricalciumsilicaat (C3S) – C3S is verantwoordelijk voor snelle hydratatie en verharding. Dicalciumsilicaat (C2S) – Deze chemische verbinding helpt cement op lange termijn sterker te worden. Ferriet (C4AF) – Ferriet is een vloeimiddel dat helpt de smelttemperatuur van de grondstoffen in de oven te verlagen, wat het productieproces ondersteunt. Magnesia (MgO) – Een kleine hoeveelheid magnesiumoxide helpt cement sterker te worden. Te veel magnesiumoxide in het mengsel zal cement expansief en ondeugdelijk maken. Zwaveltrioxide (SO3) – Zwaveltrioxide is in cement aanwezig in de vorm van gips. Het kan fungeren als een versneller voor de uithardingstijd. Te veel SO3 kan cement expansief en ondeugdelijk maken. IJzeroxiden (Fe203) – Deze verbinding voegt sterkte en hardheid toe aan het cement. Het geeft ook de cementkleur. Alkaliën – De aanwezigheid van alkaliën kan de hydratatiesnelheid helpen verhogen, maar ook de uithardingstijd van cement vertragen. Alumina – Cement met een hoog aluminiumoxidegehalte is bestand tegen zeer koude temperaturen. Silicadampen – Silicadampen helpen de druksterkte, slijtvastheid en hechtsterkte van cement te verbeteren. Een overmatige hoeveelheid silicadampen kan de uithardingstijd van cement vertragen.
Als je onze pagina leuk vindt, deel hem dan met je vrienden & Facebook
