Connect with us
Materijali

Napredak u proizvodnji osnovne komponente građevinarstva

Objavljeno

:

Portland cement je osnovni i najzastupljeniji tip cementa koji je u istoriji zidarstva dugo bio jedini

Gradnje kakvu danas znamo ne bi bilo da nema betona kao materijala sa kojim počinje podizanje bilo kog objekta. Ako uzmemo u obzir da područje Srbije, tačnije Balkana pripada školi koja se u potpunosti oslanja na zidanu gradnju, ona isto tako ne bi mogla da postoji u tom vidu bez primene odgovarajućeg konstruktivnog i prekrivajućeg veziva poput maltera.
Naposletku, mi sada uopšte ne bismo bili u prilici da govorimo na ovu temu da nije sastojka bez kog ne može nastati ni jedno ni drugo – cementa.

// Cement je praškasto mineralno hidraulično vezivo koje se dobija mlevenjem takozvanog portland cementnog klinkera, odnosno veštačke kamene šljake koja nastaje pečenjem krečnjaka i minerala gline u odnosu 3:1 u specijalnoj termoizolovanoj rotacionoj peći na temperaturi između 1350oC i 1450oC, u koji se dodaje sasvim mala količina gipsa (ne više od 5%) kao regulator vremena vezivanja. //

Na ovaj način proizvodi se najpoznatija vrsta cementa, portland cement, koji je patentiran 1824. godine od strane zidara iz Lidsa Džozefa Aspdina (Lids Joseph Aspdin), a naziv je dobio zbog sličnosti sa krečnjačkom stenom na ostrvu Portland u okrugu Dorset, na severoistoku Engleske.

Uzimajući u obzir varijaciju u procentu dodatog gipsa, portland cement u suštini ima konstantan sastav u kom dominira vezani kalcijum oksid sa 62-67%, sledi silicijum dioksid sa 19-25%, 2-8% aluminijum oksida, nešto kalcijum oksida u nevezanom obliku, i mali procenat oksida gvožđa, sumpora, magnezijuma, te alkalija (natrijum oksida i kalijum oksida). Niska cena i dostupnost krečnjaka, škriljaca i svih ostalih prirodnih komponenti za spravljanje portland cementa čine ga jednom od najjeftinijih građevinskih sirovina široko zastupljenih u proteklom veku, a beton koji se od njega proizvodi jednim od najtraženijih građevinskih materijala savremenog doba.

// Portland cement je osnovni i najzastupljeniji tip cementa koji je u istoriji zidarstva dugo bio jedini. //

Međutim, za potrebe moderne građevinske industrije vremenom su razvijani i drugi tipovi cementa, koje delimo prema vrsti i klasi. Podela na vrste vrši se na osnovu sastava cementnog praha i tehnologije proizvodnje, gde razlikujemo cemente na bazi portland klinkera i specijalne cemente; dok se podela na klase odnosi na mehaničke karakteristike materijala.

Kao što sam naziv nagoveštava, cementi na bazi portland cementnog klinkera dobijaju se prateći osnovni recept – mlevenjem portland kamene šljake čija se svojstva potom menjaju dodavanjem različitih primesa. Njihova startna čvrstoća je manja nego kod čistog portland cementa, ali ta razlika se u potpunosti nadomešćuje kada dostignu starost dužu od 28 dana, te im se stoga dodeljuju iste klasne oznake. Naravno, sa povećanjem procenta primesa jasnije se vrši distinkcija u odnosu na osnovni proizvod, a zavisno od njihovog sadržaja menja se i potrebna doza vode.

Portland cement se sastoji  od portland cementnog klinkera i malo gipsa radi regulisanja vremena vezivanja

Portland cement se sastoji od portland cementnog klinkera i malo gipsa radi regulisanja vremena vezivanja

Poznato je ukupno osam podvrsta cementa baziranih na portland klinkeru:

Portland cement

Radi se o sastavno najčistijem cementu ove vrste koji se sastoji isključivo od portland cementnog klinkera i malo gipsa radi regulisanja vremena vezivanja (idealno 2-3%). Važi za najznačajniji budući da predstavlja osnovu za većinu drugih vrsta cementa, što se i vidi iz podatka da čini 70% ukupne proizvodnje cementa u svetu. Zanimljivo je da je kod nas portland cement do relativno skoro činio svega 5% proizvedene količine, a da su dominirali cementi sa dodatkom zgure ili pucolana. Ipak, danas se cement bez dodataka, umerene i visoke početne čvrstoće, koji se dobija mlevenjem visokokvalitetnog portland cementnog klinkera uz primesu optimalne količine gipsa, koristi za proizvodnju suvog maltera i cementnih lepkova (cement čvrstoće 42,5), kao i za izradu prenaprednutih konstrukcija i betonskih prefabrikata tipa bandera, ivičnjaka, železničkih pragova, elemenata za popločavanje, nosača za krovne i ostale konstrukcije (cement čvrstoće 52,5).

Portland cement sa dodatkom zgure

Dobija se mlevenjem portland klinkera, gipsa i oko 30% granulirane zgure, nusproizvoda topljenja gvožđa u visokim pećima. Zgura je tečni kalcijum silikat koji pliva po površini rastaljenog metala, a naglim hlađenjem prelazi u čvrsto stanje u formi zrna. Može biti bazna i kisela, s tim da se u proizvodnji cementa primenjuje ova prva koja sadrži minimum 50% baznih oksida kalcijuma i aluminijuma, a ostatak otpada mahom na silicijum oksid. Cement sa zgurom ima nešto sporiju hidrataciju u odnosu na čist portland cement, te ga karakteriše manja relativna čvrstoća koja se vremenom povećava, manja specifična masa i veća specifična površina.

Portland cement sa dodatkom pucolana

Ovde je umesto zgure, sa udelom koji po srpskim standardima ne prelazi 30%, prisutan pucolan – peskoviti vulkanski pepeo koji se dodaje malterima i betonima kako bi smanjio mogućnost površinskog iscvetavanja, poboljšao obradivost i povećao otpornost na delovanje vlage i hemijsko nagrizanje. Pucolani predstavljaju grupu silikatnih i aluminosilikatnih materijala koji se nalaze u sastavu vulkanskog tla odakle se eksploatišu iskopavanjem. Sami imaju vrlo malu ili nikakvu vezivnu moć, ali u prisustvu vode na sobnoj temperaturi za sebe vezuju slobodni kalcijum hidroksid obrazujući cementna jedinjenja. Naziv su dobili po mestu Pocuoli blizu vulkana Vezuv u Italiji gde su inicijalno otkriveni, a u Evropi ih još ima na grčkom ostrvu Santorini. Portland cement sa dodatkom pucolana takođe ima manju startnu, ali veću krajnju čvrstoću od čistog portlanda, i srazmerno nisku toplotu hidratacije.

Portland kompozitni cement

Još se naziva cement sa mešanim dodatkom, kod koga aditiv čini kombinacija zgure i prirodnog ili veštačkog pucolana.

Metalurški cement

U pitanju je portland cement sa dodatkom zgure koja količinski može varirati između 30% i 85%. Kod njega je još izraženije svojstvo spore hidratacije i manje specifične mase, ali i veća otpornost na agresivna dejstva od portland cementa: metalurški cement jako je postojan u kontaktu sa morskom vodom, kao i vodom koja sadrži druge hloride, sulfate i alkalije.

Pucolanski cement

Portland cement sa dodatkom preko 30% pucolana, gde je proces hidratacije i očvršćavanja dodatno usporen, i izražena rezistentnost na morsku vodu.

Metalurški cement sa dodatkom pucolana

U metalurškom cementu sa dodatkom pucolana prisutna je granulirana bazna zgura sa više od 30% i 5-40% prirodnog ili veštačkog pucolana.

Sulfatnootporni cementi

Zato što sadrži značajan procenat minerala trikalcijum aluminata (nekad i do 15%), običan portland cement nije otporan na sulfate. Da bi cement odolevao dejstvu sulfata ne bi smeo da sadrži trikalcijum aluminat ili bi njegov postotak smeo da bude najviše 5%, a to se postiže korekcijom sirovine smanjivanjem količine aluminijum III oksida, a povećanjem količine gvožđe III oksida. Za razliku od cementa na bazi portland klinkera, sastav specijalnih vrsta cementa koje su namenjene posebnim potrebama i radovima zasniva se na preovladavanju nekog drugog mineralnog veziva kao što je krečnjak ili zgura, i manjoj količini nekog oksida metala ili nemetala.

Aluminatni cement

Aluminatni cement za osnovu ima fino mleveni žareni aluminatni klinker, mešavinu krečnjaka i boksita uz dodatak silicijum dioksida i oksida gvožđa, koja se podvrgava termičkoj obradi u specijalnim električnim pećima na temperaturi od 1500-1550 stepeni. Aluminatni klinker po sastavu je suštinski mineral monokalcijum aluminat, u kome udeo aluminijum oksida ne sme biti manji od 35%, a njegov odnos prema kalcijum oksidu mora da se kreće u opsegu od 0,9 do 1,15. Aluminatni cement je prah crne boje koji se može upotrebiti odmah nakon mlevenja klinkera. Već nakon jednog dana dostiže oko 80% čvrstoće koja odgovara starosti cementne paste od 28 dana, što znači da ga odlikuje veoma brz prirast čvrstoće i brza hidratacija. Ipak, njegovi produkti hidratacije su nestabilni jer se vremenom postepeno prekristališu i gube na čvrstoći. Ova vrsta cementa pogodna je za korišćenje u uslovima gde pomoću njega spravljen beton ili malter dolazi u dodir sa morskom vodom, “mekom” vodom i vodom sa sadržajem sulfata. S druge strane neotporan je u vodi koja ima alkalije, ne sme se mešati sa krečom niti portland cementom jer mu se u takvoj mešavini zbog prisustva gipsa ubrzava vezivanje i značajno opada čvrstoća u poređenju sa čistim aluminatnim cementom.

Cement superiornih osobina

Supersulfatni cement

Kod ovog specijalnog cementa preovladava sitno mlevena granulirana zgura (80-85%), a ostatak čini 10-15% anhidrida i do 5% portland klinkera. Zbog izražene finoće mliva spada u cemente veće specifične površine (preko 4000 cm2/g), a neke od glavnih osobina su mu: vrlo niska toplota hidratacije, nizak prirast čvrstoće u početnom, a visok u krajnjem periodu, nizak sadržaj alkalija i trikalcijum aluminata, optimalan početak i kraj vezivanja, kompatibilnost sa hemijskim dodacima, rezistentnost na dejstvo sulfata, morske vode, sone kiseline, razblaženih rastvora organskih kiselina, fenola i lanenog ulja.

Cement superiornih osobina

Cement superiornih osobina

// Supersulfatni cement na domaćem tržištu se pojavio u prodaji 2012. godine, 2014. je standardizovan ali je taj standard dve godine kasnije povučen od strane Instituta za standardizaciju Srbije tako da podleže evropskoj standardizaciji, i proizvodi se samo po porudžbini. //

Generalno daje beton produžene trajnosti, a definiše se kao sirovina za obične betone u letnjim uslovima kada je spoljna temperatura viša od 20 stepeni, ali iznad svega za specijalne betone otporne na vlagu i sulfatnu agresiju kod realizacije važnih i specifičnih infrastrukturnih projekata.

Supersulfatni cement tako primenu nalazi u izgradnji sistema za tretman otpadnih voda, kanalizacijskih i drenažnih sistema, sistema za navodnjavanje, a koristi se i za podzemne radove, stabilizaciju i injektiranje zemljišta, izgradnju puteva, pomorskih i priobalnih objekata. Takođe se preporučuje za proizvodnju betona za masivne konstrukcije (brane, tunele, temelje, mostove), za izgradnju stočnih i živinskih farmi, proizvodnju gotovih običnih betona u letnjim uslovima (klasičnog, pumpanog, samougrađujućeg); a kako je za razliku od portland cementa izrazito svetle, gotovo bele boje, dobro je rešenje za proizvodnju betonskih prefabrikata poput ivičnjaka i primenu u arhitekturi.

Ekspanzivni cement

U pitanju je cement u čiji sastav ulaze supstance koje tokom hidratacije izazivaju ekspanziju, što će reći širenje cementnog kamena u prvih 10 do 15 dana po izlivanju betona, koje može iznositi i do 25mm/m. Ekspanzivni cement se ne proizvodi u našoj zemlji.

Klasifikacija i oznake

Klasiranje cementa vrši se na osnovu njegovih mehaničkih karakteristika tj. klase čvrstoće. Zavisno od toga da li se radi o cementu stranog ili domaćeg porekla, kao i da li je data vrsta cementa standardizovana u našoj zemlji, govorimo o evropskom i srpskom sistemu klasiranja (mada ih u svetu ima više).

Domaće fabrike cementa imaju nešto drugačiji sistem klasifikacije, gde uz skraćenicu naziva artikla najpre navode procenat dodatka u vidu dvocifrenog broja, onda slovnu oznaku dodatka, i opcionalno numeričku oznaku čvrstoće (32.5, 42.5 i 52.5) sa slovnom oznakom intenziteta početne čvrstoće (N, R ili L). Tako na primer portland kompozitni cement sa udelom mešanog aditiva do 35% ima šifru PC 35M, a iza šifre PC 20L 42,5R se krije portland cement sa dodatkom krečnjaka od 6-20% koji ima visoku početnu i odličnu završnu čvrstoću.

Autor: Jelena Mitrović. diplomirani novinar

Advertisement reklama na grenef portalu

Izdvojeno

Sa portala

Energetska efikasnost objekata Energetska efikasnost objekata
Energetska efikasnost1 mesec ranije

Energetska efikasnost objekata u kriznom vremenu

Radeći u polju energetske efikasnosti objekata poslednjih 10-ak godina, na mnogobrojnim projektima različitih nivoa energetske efikasnosti i održivosti u najširem...

Ytong zelena gradnja Ytong zelena gradnja
Energetska efikasnost1 mesec ranije

Zelena gradnja i najvažnije odlike

“Zelenim” se nazivaju oni objekti koji su građeni po principima održive gradnje. Najvažnije odlike „zelene gradnje“ su: manja potrošnja energije...

Antenall tim za projektnu podršku na projektima Antenall tim za projektnu podršku na projektima
Energetska efikasnost2 meseca ranije

Kako naći najbolju podršku za vaš projekat?

Velika tražnja dovela je i do hiper ponude gde nije lako razaznati kome se obratiti od inženjera, arhitekata, projektnih biroa...

Energetska efikasnost je dobitna kombinacija i za kompanije i za klimu Energetska efikasnost je dobitna kombinacija i za kompanije i za klimu
Energetska efikasnost2 meseca ranije

Najbolji način za smanjenje troškova i emisija štetnih gasova

S obzirom na to da se kompanije širom sveta suočavaju s ogromnim pritiskom kada je reč o troškovima energije i...

Divus Apartmani Divčibare Divus Apartmani Divčibare
Arhitektura2 meseca ranije

ENERGY NET predstavlja najnoviji projekat Divus apartmani Divčibare

Vođena svrhom da stvara bolju atmosferu po meri čoveka u skladu sa prirodom, kompanija ENERGY NET već više od 30...

Vegetativni zidovi na fasadnom omotaču Vegetativni zidovi na fasadnom omotaču
Arhitektura3 meseca ranije

Vegetativni zidovi u arhitekturi

Vegetativni zidovi koji fasadni omotač pretvaraju iz statičnog u dinamičan odnos prema posmatraču, u gustim urbanim sredinama imaju veliki potencijal...

Sadržaj

Popularno