Proprietățile cimentului sunt calitățile și ingredientele care îl fac unul dintre cele mai versatile și valoroase materiale de construcție existente. Proprietățile includ proprietățile fizice, precum și proprietățile chimice ale cimentului.
Proprietățile fizice includ elemente precum rezistența la compresiune a cimentului și capacitatea de legare care permit constructorilor să creeze structuri puternice și durabile. Proprietățile chimice sunt legate de modul în care ingredientele din ciment contribuie la calitățile sale fizice impresionante.
Proprietățile fizice ale cimentului
Componentele chimice ale cimentului joacă un rol semnificativ în proprietățile sale fizice. Companiile de ciment fac anumite ajustări la ingredientele cimentului atunci când doresc să creeze tipuri specializate de ciment care au proprietăți unice.
Fineţe
Finețea unui amestec de ciment se referă la distribuția dimensiunii particulelor pulberii de ciment. Această proprietate afectează performanța și lucrabilitatea cimentului. Finețea se măsoară în metri pătrați pe kilogram (m2/kg) sau centimetri pătrați pe gram (cm2/g). O suprafață specifică mai mare indică particule mai fine, iar o suprafață specifică mai mică indică particule mai grosiere.
Cu cât particulele de ciment sunt mai fine, cu atât este mai mare interacțiunea dintre apă și particulele de ciment. Acest lucru îmbunătățește reactivitatea chimică și producția ulterioară de gel de silicat de calciu hidrat (CSH). Gelul CSH formează matricea care creează întărirea și rezistența cimentului.
Soliditatea
Soliditatea cimentului se referă la capacitatea sa de a-și păstra structura odată ce s-a întărit și s-a întărit. Măsoară rezistența cimentului la modificări de volum, cum ar fi contracția și expansiunea, care pot apărea din cauza hidratării întârziate sau a compușilor chimici instabili. Unii compuși chimici instabili includ excesul de var sau magnezia care poate reacționa cu apa în timp provocând expansiune.
Producătorii asigură soliditatea cimentului prin selectarea amestecului adecvat de ingrediente brute pentru a menține o compoziție chimică echilibrată. Acest lucru le permite să asigure temperaturi adecvate ale cuptorului în faza de producție a clincherului și să măcine particulele la un nivel acceptabil fără generare excesivă de căldură.
Consecvență
Consistența cimentului se referă la capacitatea sa de a curge și de a menține lucrabilitatea atunci când este amestecat cu apă. Această proprietate se referă la plasticitatea și fluiditatea pastei de ciment. Diferiții compuși chimici din amestecul de ciment afectează consistența cimentului datorită ratei de hidratare și proprietăților reologice. De exemplu, silicatul tricalcic este destul de reactiv și necesită o cantitate mare de apă pentru o consistență bună. Silicatul dicalcic are un timp de reacție mai mic și nu necesită multă apă pentru a obține consistența optimă.
Putere
Rezistența unui tip de ciment se referă la capacitatea sa de a rezista la presiunea forțelor externe, menținând în același timp integritatea structurală. Această proprietate critică detaliază capacitatea portantă și durabilitatea cimentului. Experții determină rezistența cimentului prin supunerea probelor cilindrice de ciment sau beton la o sarcină de compresiune până când apare o defecțiune. Silicatul tricalcic oferă cimentului un câștig de rezistență timpuriu, iar silicatul dicalcic susține rezistența pe termen lung.
Setarea timpului
Timpul de priză al cimentului descrie cât timp durează cimentul pentru ca pasta de ciment proaspăt amestecată să ajungă la o stare solidă și fermă. Producătorii de ciment măsoară timpul de priză în două categorii: timpul de priză inițial și timpul de priză finală. Timpul de setare inițial nu ar trebui să fie prea rapid, deoarece acest lucru inhibă o bună lucrabilitate. Timpul final stabilit nu ar trebui să fie prea lung, deoarece acest lucru poate încetini progresul proiectelor.
Timpul mediu inițial de setare este între 30-45 de minute. Durata medie de setare finală variază între 7-10 ore. Aceste perioade vor fi diferite pentru cimentul specializat, cum ar fi cimentul cu întărire rapidă sau cimentul cu căldură scăzută. Prezența silicatului tricalcic duce la timpi de priză mai rapidi. Adăugarea de silicat dicalcic poate întârzia timpii de priză.
Căldura de hidratare
Proprietatea căldurii de hidratare se referă la cantitatea de căldură care este eliberată în timpul procesului de hidratare. În timpul acestui proces, apar reacții chimice exoterme care pot afecta lucrabilitatea cimentului. Producția de căldură în ciment este benefică în climatele reci, dar nu și în climatele calde, unde generarea prea mare de căldură poate provoca fisuri și/sau contracție care vor afecta rezistența și durabilitatea structurii.
Este obișnuit ca producătorii de ciment să enumere potențiala hidratare termică pentru cimentul lor, deși aceste limite vor varia în funcție de condițiile de mediu.
Pierderea aprinderii
Proprietatea de pierdere a aprinderii (LOI) se referă la cantitatea de greutate pierdută atunci când cimentul este supus la temperaturi ridicate. Această proprietate măsoară cantitatea de compuși volatili și materiale organice din amestecul de ciment. Pentru a efectua acest test, producătorii expun o cantitate de ciment la o temperatură specificată, de obicei în jur de 900o-1000o C. După ce toți compușii volatili au ars, materialele anorganice rămân. Pierderea în greutate se determină ca procent din greutatea probei inițiale de ciment.
Această proprietate ajută producătorii de ciment să evalueze puritatea și calitatea compoziției cimentului, care afectează dezvoltarea rezistenței, durabilitatea și rezistența cimentului la atacurile chimice.
Densitate în vrac
Proprietatea densității în vrac se referă la masa de ciment pe unitatea de volum. Aceasta este exprimată în kilograme pe metru cub (kg/m3) sau grame pe centimetru cub (g/cm3). Aceasta măsoară densitatea cimentului atunci când este împachetat slab, fără compactare. Intervalul mediu de densitate în vrac pentru cimentul obișnuit este de la 1000-1600 kg/m3.
Gravitație specifică
Această proprietate măsoară densitatea cimentului față de densitatea apei la o anumită temperatură. Greutatea specifică a cimentului obișnuit este în medie între 3,1-3,16. Măsurarea gravitației specifice ajută inginerii să măsoare cu precizie cimentul cu proporțiile corecte de agregat și apă pentru a obține densitatea betonului de care au nevoie.
Proprietățile chimice ale cimentului
Proprietățile chimice ale cimentului sunt determinate de compoziția sa. Cei patru compuși chimici principali din ciment sunt aluminatul tricalcic, silicatul tricalcic, silicatul dicalcic și ferita. Acești compuși suferă modificări chimice în timpul hidratării care afectează proprietățile fizice ale cimentului.
Aluminat tricalcic (C3A) – Acest compus reacţionează cu apa pentru a începe procesul de hidratare. C3A duce, de asemenea, la dezvoltarea rezistenței în ciment. Silicatul tricalcic (C3S) – C3S este responsabil pentru hidratarea și întărirea rapidă. Silicat dicalcic (C2S) – Acest compus chimic ajută cimentul să câștige rezistență pe termen lung. Ferită (C4AF) – Ferita este un agent de flux care ajută la reducerea temperaturii de topire a materiilor prime din cuptor, ceea ce ajută procesul de fabricație. Magnezia (MgO) – O cantitate mică de magnezie ajută cimentul să câștige rezistență. Prea multă magnezie în amestec va face cimentul expansiv și nesănătos. Trioxizi de sulf (SO3) – Trioxidul de sulf este prezent în ciment sub formă de gips. Poate acționa ca un accelerator al timpului de setare. Prea mult SO3 poate face cimentul expansiv și nesolidar. Oxizi de fier (Fe203) – Acest compus adaugă rezistență și duritate cimentului. Dă și culoarea cimentului. Alcaline – Prezența alcaline poate ajuta la creșterea vitezei de hidratare dar și la încetinirea timpului de priză a cimentului. Alumină – Cimentul cu conținut ridicat de alumină poate rezista la temperaturi foarte scăzute. Fumi de siliciu – Aburii de siliciu ajută la îmbunătățirea rezistenței la compresiune, rezistenței la abraziune și rezistenței de lipire a cimentului. O cantitate excesivă de fum de silice poate întârzia timpul de priză a cimentului.
Dacă vă place pagina noastră, vă rugăm să distribuiți prietenilor tăi & Facebook
