Složky cementů

Chemické složení cementů

Cement je směsí sloučenin obsahujících oxid vápenatý, oxid křemičitý, oxid hlinitý, oxid železitý a oxid hořečnatý ve větších množstvích. Portlandský cement obsahuje čtyři hlavní petrografické složky:

• TRIKALCIUMSILIKÁT (CaO)3 . SiO2 - mezinárodně označovaný C3S, se nazývá alit. Rychle se slučuje s vodou, uvolňuje velké množství hydratačního tepla a dává velmi pevné produkty.
• DIKALCIUMSILIKÁT (CaO)2 . SiO2 - zkráceně označovaný C2S, se nazývá belit. Při hydrataci uvolňuje belit polovinu tepla ve srovnání s alitem. Pomalu hydratují (má nízké hydratační teplo), avšak konečné pevnosti jsou srovnatelné s alitem.
• TETRAKALCIUMALUMINÁTFERIT (CaO)4 . Al2O3 . Fe2O3 zkráceně C4AF, se nazývá celit. Přispívá ke vzrůstu pevnosti betonu po delší době (jen na suchu). Zajišťuje objemovou stálost cementu.
• TRIKALCIUMALUMINÁT (CaO)3 . Al2O3 - zkráceně C3A. Tento minerál velmi prudce hydratuje (okamžitě po smíchání s vodou), čímž vyvíjí značné hydratační teplo, avšak dosahuje malých pevností.

Složky cementů

Portlandský slínek - v normě označen značkou K, je hydraulická látka, která musí sestávat nejméně ze dvou hmotnostních třetin silikátů vápenatých, alitu a belitu a ve zbytku obsahu z oxidu hlinitého, železného a dalších oxidů. Poměr oxidů vápenatého a křemičitého pak podle hmotnosti nesmí být menší než 2. Obsah oxidu horečnatého nesmí být větší než 5 % hmotnostních.

Granulovaná struska vysokopecní (S) - je latentní hydraulická látka, jejíž hydraulické vlastnosti jsou vyvolány vhodnou aktivací při hydrataci. Nejméně ze dvou hmotnostních třetin musí obsahovat strusku ve sklovitém stavu. Hmotnostní obsah oxidu vápenatého, horečnatého a křemičitého v granulované vysokopecní strusce musí tvořit nejméně dvě třetiny její hmotnosti. Ve zbytku je obsažen oxid hlinitý s malým množstvím dalších oxidů. Hmotností poměr oxidu vápenatého a horečnatého k oxidu křemičitému musí být větší než 1. Granulovaná vysokopecní struska vzniká rychlým ochlazením vhodně složené struskové taveniny při tavení železné rudy ve vysoké peci.

Pucolán (P, Q). Pucolány jsou přírodní nebo průmyslové látky křemičité, hlinito-křemičité nebo směsi těchto látek. Ačkoliv popílek a křemičitý úlet mají rovněž pucolánové vlastnosti, jsou uváděny zvlášť. Pucolány po smíchání s vodou samy netvrdnou. Jsou-li však jemně semlety, reagují v přítomnosti vody za normální teploty s rozpuštěným hydroxidem vápenatým za tvorby sloučenin vápenatých silikátů a vápenatých aluminátů, které jsou nositeli postupně narůstající pevnosti. Tyto sloučeniny jsou podobné těm, které vznikají při tvrdnutí hydraulických látek. Pucolány musí v podstatě obsahovat aktivní oxid křemičitý a oxid hlinitý. Ve zbytku pak oxid železitý a další oxidy. Obsah aktivního oxidu vápenatého je zanedbatelný. Obsah aktivního oxidu křemičitého musí být nejméně 25 % hmotnostních.

Přírodní pucolán (P) - jsou obvykle látky vulkanického původu nebo sedimentární horniny vhodného chemického i mineralogického složení a musí vyhovovat požadavkům výroby.

Průmyslový pucolán (Q) - jsou tepelně zpracované a aktivované hlíny a břidlice, vzduchem ochlazené strusky z výroby olova, mědi, zinku a jiných výrobků metalurgického průmyslu. Průmyslový\' pucolán může být použit jen takový, který výrazně nezvyšuje spotřebu vody pro zpracování cementu a v žádném případě nezhoršuje odolnost betonu nebo malty či snižuje ochranu výztuže.

Křemičitý popílek (V) - je jemně mletý prášek převážně z kulovitých sklovitých částic s pucolánovými vlastnostmi. Musí sestávat hlavně z aktivního oxidu křemičitého a oxidu hlinitého . Ve zbytku pak z oxidu železitého a jiných oxidů. Obsah aktivního oxidu vápenatého musí být menší než 5 % hmotnostních. Obsah aktivního oxidu křemičitého v křemičitém popílku podle předběžné evropské normy nesmí být menší než 25 % hmotnostních.

Vápenatý popílek (W) - je jemně mletý prášek s hydraulickými nebo pucolánovými vlastnostmi či oběma. Musí sestávat hlavně z aktivního oxidu vápenatého, aktivního oxidu křemičitého a oxidu hlinitého. Ve zbytku pak z oxidu železitého a jiných oxidů. Obsah aktivního oxidu vápenatého nesmi být menší než 5 % hmotnostních. Vápenatý popílek obsahující 5 % až 15 % aktivního oxidu vápenatého musí obsahovat nejméně 25 % aktivního oxidu křemičitého. Takový jemně mletý vápenatý popílek musí mít po 28 dnech hydratace nejméně 10 N/mm2 pevnosti v tlaku. Rozpínání vápenatého popílku musí být menší než 10 mm.

Kalcinovaná břidlice (T) - zvláště kalcinovaná olejnatá břidlice, se vyrábí ve speciální peci při teplotě cca 800 °C. Podle složení přírodního materiálu a výrobního postupu obsahuje kalcinovaná břidlice slínkové fáze, zvláště dikalciumsilikát a monokalcium aluminát. Vedle toho obsahuje malá množství volného oxidu vápenatého a síranu vápenatého a značný podíl pucolanicky reagujících oxidů, zvláště oxidu křemičitého. Kalcinovaná břidlice má v jemně semletém stavu výrazně hydraulické vlastnosti jako cement portlandský a navíc pucolánové vlastnosti. Jemně mletá kalcinovaná břidlice musí mít po 28 dnech nejméně 25 N/mm2 pevnosti v tlaku, rozpínání menší než 10 mm.

Křemičitý úlet (D) - je tvořen velmi jemnými kulovitými částicemi s vysokým obsahem amorfního oxidu křemičitého, jež je větší než 85 % hmotnostních.Křemičitý úlet vzniká při redukci čistého křemíku v obloukových pecích při výrobě křemičitých a ferrokřemičitých slitin.

Vápenec (L) - jehož obsah v cementu převyšuje 5 % hmotnostních, musí vyhovovat následujícím požadavkům:

• obsah uhličitanu vápenatého musí být větší než 75 % hmotnostních
• obsah jílovitého podílu adsorpce metylenové modři menší než 1,2 g/100 g
• obsah organických složek menší než 0,2 % hmotnostních.

◄◄◄ 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.