Cement

Cement je hydraulické pojivo, jemně mletá anorganická látka. Po smíchání s vodou vytváří kaší, která tuhne a tvrdne následkem hydratace vápenatých silikátů. Cementy, jejichž tvrdnutí způsobuje jiné mineralogické složky (např. vápenaté alumináty v hlinitanovém cementu), patří do další skupiny cementů.

Výroba cementu za sucha

• základní surovina (vápenec, vápenné slíny, hlinité břidlice) se roztlouká a drtí v drtičkách na menší kusy, smíchá se s kazivcem kyzovými výpalky a nechá se uležet na skládce
• uleželá směs se drtíme v kulových mlýnech na surovinovou moučku a ukládá se do homogenizačních sil (pro získání stejnorodé směsi)
• ze sil putuje směs do rotační pece, kde se taví a dochází k jejímu slinování - slínek (rotační pec se skládá ze tří pásem: pásmo vzrůstu teploty - pásmo slinovací cca 1400°C - pásmo ochlazovací), poté se na delší dobu odveze na skládku
• po dostatečném odležení se slínek mele a přidávají se do něj přísady pro vylepšení nebo získání požadovaných vlastností (základní přísadou, která se přidává do všech cementů je sádrovec, který reguluje tuhnutí)

Slínek:

• křemičitanový - obsahuje více CaO, SiO a méně Al2O3, Fe2O3
• hlinitanový - obsahuje více CaO, Al2O3 a méně SiO2, Fe2O3

Hydratace

Hydratace je pochod, při němž voda vstupuje do struktury sloučeniny a vznikající sloučeniny přecházejí v tuhou hmotu. Všechny slínkové nerosty jsou bezvodé. Ve styku s vodou hydrolyzují a hydratují. Silikáty bohaté na oxid vápenatý se hydrolýzou rozkládají na silikáty chudé na oxid vápenatý a hydroxid vápenatý.

Celkový obsah aktivního oxidu vápenatého (CaO) a aktivního oxidukřemičitého (SiO2) musí být v cementu větší než 50 % hmotnosti cementu.

Při hydrataci vznikají sloučeniny s chemicky vázanou vodou. Vytvářejí se řady kalciumhydroaluminátů a kalciumhydrosilikátů s různým množstvím chemicky vázané vody. Vzhledem k tomu, že tyto hydráty jsou méně rozpustné, tvoří se přesycený roztok a hydráty se srážejí v drobné krystalky. Část vysrážených krystalků má vysokou kohezní a adhezní vlastnost. Kolem prvních krystalů jako jader se vytvářejí krystalky hydratovaných složek. Stále narůstají a prodlužují se. Vlivem molekulárních sil jsou krystaly přitahovány, střetávají se navzájem, proplétají. Vzájemné proplétání vznikajících krystalů má velkou styčnou plochu, přispívá k pevnosti.

Hydratací vznikají hydratované sloučeniny a u alitu a belitu volný hydroxid vápenatý Ca(OH)2. Tato sloučenina je nejreaktivnější složkou hydratovaného cementu a umožňuje korozi betonu v agresivním prostředí.

Hydratace je chemický a fyzikální proces, při němž kašovitá cementová směs přechází do tuhého a tvrdého stavu.

Hydratační teplo

Při chemické reakci cementu s vodou vzniká teplo, které nazýváme hydratační teplo. Závisí na chemickém složení cementu, množství minerálů, a na jemnosti mletí. Čím je cement jemněji mletý, tím má větši povrch, který je smáčen vodou, tím je intenzivnější hydrolýza, včasnější počátek průběhu hydratace, tím rychleji se vyvíjí hydratační teplo.Hydratace probíhá nerušené při optimální teplotě 15 až 25 °C.

Tuhnutí

Tuhnutí je chemický a fyzikami pochod, při němž kašovitá směs cementu a vody tuhne v pevnou hmotu. Začátek tuhnutí je pro cementy obecného použití stanoven s ohledem na pevnostní třídu. Cementy pevnostní třídy maxim. 42,5 mají počátek tuhnutí stanoven nejdříve za hodinu, nejpozději do 12 hodin po smíchání cementu s vodou. U cementů pevnostní třídy 52,5 je počátek tuhnutí stanoven nejdříve za 45 minut. Začátek tuh nutí se oddaluje proto, aby se zajistila doba potřebná pro výrobu betonové směsi, její dopravu, uložení a zpracováni. Regulace tuhnutí, stanovení počátku, se provádí přidáváním sádrovce, a to maximálně do 5 % hmotnosti cementu, anebo sádrových střepů, které se přidávají s dalšími přísadami ke slínku při mletí cementu. Bez těchto přísad by přítomný minerál trikalciumaluminát počal hydratovat již při smáčení vodou.

Cementy se speciálními vlastnostmi mají stanoven začátek tuhnutí dříve, za 30 i méně minut, a konec tuhnutí za 6 hodin nebo dokonce za 8 minut. Takové cementy používáme pro urychlení betonáže při výrobě betonových dílců, při injektáži, nástřiku.

Tvrdnutí

Tvrdnutí je chemický a fyzikální pochod, při němž se tuhá směs přeměňuje v tvrdou hmotu, která nabývá pokračující hydratací větší pevnosti. Rychlost tvrdnutí je dána chemickým složením a jemností cementu. Tvrdnuti probíhá zpočátku intenzivně, později se tvrdnutí zpomaluje, až se po několika letech ustálí. Největší přírůstek pevnosti nastává do 28 dnů. Tuto pevnost považujeme za základní, stoprocentní, a označujeme ji Rc,28. Další nárůst pevnosti je velmi pomalý, velikost přírůstku pevnosti ovlivňuje prostředí a množství tetrakalciumaluminátferritu v cementu. Pevnost cementu a betonu zjišťujeme za 28 dní, taje pro hodnocení rozhodující.

◄◄◄ Zpět na Technologie betonu obsah

Upozornění : Obsah převzat ze stránky pozemní-stavitelství.wz.cz. Stav k roku 2000, článek bude aktualizován podle soudobých norem a předpisů platných v ČR.