Cementens egenskaper är de egenskaper och ingredienser som gör det till ett av de mest mångsidiga och värdefulla byggmaterialen som finns. Egenskaperna inkluderar cementens fysikaliska egenskaper och kemiska egenskaper.
Fysiska egenskaper inkluderar element som cements tryckhållfasthet och bindningsförmåga som gör att byggare kan skapa starka och varaktiga strukturer. De kemiska egenskaperna är relaterade till hur ingredienserna i cement bidrar till dess imponerande fysikaliska egenskaper.
Fysiska egenskaper hos cement
De kemiska komponenterna i cement spelar en betydande roll för dess fysikaliska egenskaper. Cementföretag gör vissa justeringar av ingredienserna i cement när de vill skapa specialiserade typer av cement som har unika egenskaper.
Finhet
Finheten hos en cementblandning hänvisar till cementpulvrets partikelstorleksfördelning. Denna egenskap påverkar cementens prestanda och bearbetbarhet. Finheten mäts i kvadratmeter per kilogram (m2/kg) eller kvadratcentimeter per gram (cm2/g). En högre specifik yta indikerar finare partiklar och en lägre specifik yta indikerar grövre partiklar.
Ju finare cementpartiklar desto större interaktion mellan vatten och cementpartiklarna. Detta förbättrar den kemiska reaktiviteten och efterföljande produktion av kalciumsilikathydrat (CSH) gel. CSH gel bildar matrisen som skapar cementens härdning och styrka.
Sundhet
Cementens sundhet hänvisar till dess förmåga att behålla sin struktur när den har stelnat och härdat. Den mäter cementens motståndskraft mot volymförändringar som krympning och expansion som kan uppstå på grund av fördröjd hydratisering eller instabila kemiska föreningar. Vissa instabila kemiska föreningar inkluderar överskott av kalk eller magnesia som kan reagera med vatten över tid och orsaka expansion.
Tillverkare säkerställer cementens sundhet genom att välja rätt blandning av råvaror för att bibehålla en balanserad kemisk sammansättning. Detta gör att de kan säkerställa korrekta ugnstemperaturer i klinkerproduktionsfasen och mala partiklarna till en acceptabel nivå utan överdriven värmeutveckling.
Konsistens
Konsistensen av cement hänvisar till dess förmåga att flyta och bibehålla bearbetbarheten när den blandas med vatten. Denna egenskap hänför sig till cementpastans plasticitet och flytbarhet. Olika kemiska föreningar i cementblandningen påverkar cementens konsistens på grund av deras hydratiseringshastighet och reologiska egenskaper. Till exempel är trikalciumsilikat ganska reaktivt och kräver en hög mängd vatten för god konsistens. Dikalciumsilikat har en lägre reaktionstid och kräver inte mycket vatten för att uppnå optimal konsistens.
Styrka
Styrkan hos en typ av cement hänvisar till dess förmåga att motstå tryck från yttre krafter samtidigt som den bibehåller sin strukturella integritet. Denna kritiska egenskap specificerar cementens bärförmåga och hållbarhet. Experter bestämmer cementens hållfasthet genom att utsätta cylindriska exemplar av cement eller betong för en tryckbelastning tills ett fel inträffar. Trikalciumsilikat ger en tidig hållfasthetsökning i cement och dikalciumsilikat stöder långtidshållfasthet.
Ställa in tid
Härdningstiden för cement beskriver hur lång tid det tar för cementen att nyblandad cementpasta når ett fast, fast tillstånd. Cementtillverkare mäter härdningstiden i två kategorier: den initiala härdningstiden och den sista härdningstiden. Den initiala inställningstiden bör inte vara för snabb eftersom detta hämmar god bearbetbarhet. Den slutgiltiga inställda tiden bör inte vara för lång eftersom detta kan bromsa framstegen i projekt.
Inledande genomsnittliga inställda tider är mellan 30-45 minuter. Den genomsnittliga slutliga inställningstiden varierar mellan 7-10 timmar. Dessa tider kommer att vara olika för specialiserad cement som snabbhärdande cement eller lågvärmecement. Närvaron av trikalciumsilikat leder till snabbare fixeringstider. Tillsatsen av dikalciumsilikat kan fördröja härdningstiderna.
Hydrationsvärme
Vätskevärmeegenskapen hänvisar till mängden värme som frigörs under hydratiseringsprocessen. Under denna process inträffar exoterma kemiska reaktioner som kan påverka cementens bearbetbarhet. Värmeproduktion i cement är fördelaktigt i kalla klimat men inte i varma klimat där för mycket värmealstring kan orsaka sprickor och/eller krympning som påverkar strukturens styrka och hållbarhet.
Det är vanligt att cementtillverkare listar den potentiella värmehydreringen för deras cement, även om dessa gränser kommer att variera beroende på miljöförhållanden.
Förlust av tändning
Egenskapen för förlust av ignition (LOI) hänvisar till mängden vikt som går förlorad när cementen utsätts för höga temperaturer. Denna egenskap mäter mängden flyktiga föreningar och organiska material i cementblandningen. För att genomföra detta test utsätter tillverkare en mängd cement för en specificerad temperatur, vanligtvis runt 900o-1000o C. Efter att alla flyktiga föreningar har bränts finns de oorganiska materialen kvar. Viktförlusten bestäms som en procentandel av vikten av det initiala cementprovet.
Denna egenskap hjälper cementtillverkare att utvärdera renheten och kvaliteten på cementkompositionen, vilket påverkar cementens hållfasthetsutveckling, hållbarhet och motståndskraft mot kemiska angrepp.
Bulkdensitet
Bulkdensitetsegenskapen avser cementmassan per volymenhet. Detta uttrycks i termer av kilogram per kubikmeter (kg/m3) eller gram per kubikcentimeter (g/cm3). Detta mäter cementens densitet när det är löst packat utan packning. Det genomsnittliga bulkdensitetsintervallet för vanlig cement är från 1000-1600 kg/m3.
Specifik gravitation
Denna egenskap mäter cementens densitet till densiteten av vatten vid en specifik temperatur. Den specifika vikten för vanlig cement är i genomsnitt mellan 3,1-3,16. Den specifika viktmätningen hjälper ingenjörer att noggrant mäta cementen med rätt proportioner av ballast och vatten för att uppnå den betongdensitet de kräver.
Cements kemiska egenskaper
Cementens kemiska egenskaper bestäms av dess sammansättning. De fyra huvudsakliga kemiska föreningarna i cement är trikalciumaluminat, trikalciumsilikat, dikalciumsilikat och ferrit. Dessa föreningar genomgår kemiska förändringar under hydratisering som påverkar cementens fysikaliska egenskaper.
Trikalciumaluminat (C3A) – Denna förening reagerar med vatten för att starta hydratiseringsprocessen. C3A leder även till hållfasthetsutveckling i cement. Trikalciumsilikat (C3S) – C3S ansvarar för snabb återfuktning och härdning. Dikalciumsilikat (C2S) – Denna kemiska förening hjälper cement att få långvarig styrka. Ferrit (C4AF) – Ferrit är ett flussmedel som hjälper till att sänka smälttemperaturen för råvarorna i ugnen, vilket underlättar tillverkningsprocessen. Magnesia (MgO) – En liten mängd magnesia hjälper cement att få styrka. För mycket magnesiumoxid i blandningen kommer att göra cement expansivt och osound. Svaveltrioxider (SO3) – Svaveltrioxid finns i cement i form av gips. Den kan fungera som en inställningstidsaccelerator. För mycket SO3 kan göra cement expansivt och osunt. Järnoxider (Fe203) – Denna förening ger cementen styrka och hårdhet. Det ger även cementen färg. Alkalier – Närvaron av alkalier kan hjälpa till att öka hydratiseringshastigheten men också sakta ner bindningstiden för cement. Aluminiumoxid – Cement med högt aluminiumoxidinnehåll tål mycket kalla temperaturer. Kiselångor – Kiselångor hjälper till att förbättra cementens tryckhållfasthet, nötningsbeständighet och bindningsstyrka. En överdriven mängd kiseldioxidångor kan fördröja bindningstiden för cement.
Om du gillar vår sida, dela gärna med dina vänner & Facebook
