Cement je hidrauličko mineralno vezivo koje se dobija mlevenjem tzv. portland cementnog klinkera - veštačkog kamenog materijala koji se stvara pečenjem krečnjaka i gline, temperatura pečenja je 1350-1450 °C. Engleski inžinjer Joseph Aspdin patentirao je Portland cement 1824, a nazvan je po krečnjačkoj steni Ostrva Portland u Engleskoj zbog sličnosti boje. Pored portland cementnog klinkera, za čije se dobijanje koristi mešavina krečnjaka i gline u odnosu 3:1 (odnos masa), u cementu je redovno prisutna i manja količina gipsa (do 5%) koji se dodaje radi regulisanja vremena vezivanja cementa. Portland cement karakteriše srazmerno konstantan hemijski sastav i to: CaO (vezan) 62-67%, SiO2 19-25%, Al2O3 2-8%, Fe2O3 1-5%, SO3 najviše 3-4.5%, CaO (nevezan) najviše 2%, MgO najviše 5%, alkalije (Na2O i K2O) 0.5-1.3%. Cementi se u opštem slučaju mogu podeliti na vrste i klase. Vrste predstavljaju kategorije cemenata s obzirom na sastav i tehnologiju proizvodnje, dok klase cemenata označavaju njihove mehaničke karakteristike. Dele se u dve osnovne grupe: na cemente na bazi portland cementnog klinkera i na ostale - specijalne vrste cemenata.
To su svi cementi koji se proizvode mlevenjem portland cementnog klinkera. U tu grupu spadaju cementi koji pored portland cementnog klinkera sadrže i druge različite dodake koji menjaju svojstva portland cementa u zavisnosti od sadržaja. Povećavanjem ovih dodataka jasno će se jače ispoljiti razlike između ovih cemenata i čistog portland cementa. Iako čvrstoće ovih cemenata u početku su manje od čvrstoća čistog portland cementa oni uglavnom pri većim starostima od 28 dana, nadmašuju te čvrstoće. Zbog toga imaju iste klase kao i čist portland cement. Takođe u zavisnosti od sadržaja ovih dodataka, menjaju se i zahtevi za količinom vode, naročito ako se kao dodatak pojavljuju pucolani.
Ovaj cement nema drugih sastojaka osim onih koji ulaze u sastav portland cementnog klinkera, izuzev dodataka gipsa koji je neophodan radi regulisanja vremena vezivanja. Ovo je nesumnjivo najznačajnija vrsta cementa, pošto ona predstavlja osnov za dobijanje većine drugih vrsta cementa. U svetskim okvirima od ukupne proizvodnje svih cemenata na portland cement otpada oko 70%. Međutim kod nas ovaj cement učestvuje sa sveka 5%.[1] Kod nas je najveća proizvodnja cemenata sa dodacima zgure i/ili pucolana. Specifična masa portland cementa je najmanje 3000 kg/m³, dok mu je specifična površina najmanje 2400 cm²/g.
Ovaj cement se dobija mlevenjem portland cementnog klinkera, gipsa i najviše 30% granulisane zgure visokih peći. Karakteriše se nešto smanjenim relativnim čvrstoćama, ali i porastom kasnijih čvrstoća. To znači da ovaj cement ima nešto sporiju hidrataciju u odnosu na čist portland cement. Specifična masa mu je po pravilu nešto manja od 3000 kg/m³, dok mu je specifična površina veća od 2400 cm²/g.
U ovom cementu pored samlevenog portland cementnog klinkera i gipsa, prisutan je i izvestan dodatak pucolana koji po našim standardima ne prelazi granicu od 30%. Ovaj cement karakteriše sporije očvršćavanje. Međutim krajnje čvrstoće posle dugog vremenskog perioda su veće nego kod čistog portland cementa. Jedna od bitnih karakteristika je njegova srazmerno niska toplota hidratacije.
U sastav ovog cementa pored portland cementa i gipsa ulazi i mešani dodatak koji se sastoji od granulisane zgure i prirodnog ili veštačkog pucolana.
Ovaj cement je u suštini portland cement sa dodatkom zgure kod koga sadržaj zgure iznosi preko 30%, ovaj sadržaj obično ne prelazi granicu od 85%. Kod metarluškog cementa su još jače izražene osobine sporije hidratacije i manje specifične mase. Ovaj cement je otporniji od portland cementa na različita agresivna dejstva. On je postojan u vodama koje sadrže hloride, sulfate, alkalije, a takođe pokazuje i veliku postojanost u morskoj vodi.
Portland cement sa sadržajem pucolana od preko 30%, pa je time kod ovog cementa još sporiji proces hidratacije, kao i očvršćavanja. Pucolanski cement je otporan na agresivno dejstvo morske vode.
U njemu je prisutno iznad 30% granulisane zgure, dok se sadržaj prirodnog ili veštačkog pucolana kreće u granicama od 5 do 40%.
Običan portland cemet nije otporan prema delovanju sulfata jer sadrži značajan postotak minerala C3A (ponekad i do 15%). Da bi se dobio cement otporan prema sulfatima, sadržaj C3A u njemu treba da je mali (do 5%) ili da ga uopšte nema. Ovo se uglavnom postže korekcijom sirovine u smislu smanjivanja sadržaja Al3O3, a povećanja sadržaja Fe2O3.
To je cement koji se dobija žarenjem mešavine krečnjaka i boksita uz dodatak silicijumdioksida i oksida gvožđa. Žarenje se vrši u specijalnim elektropećima na temperaturi 1500-1550 °C. Posle fine meljive ovako dobijenog aluminatnog klinkera dobijeni cement se može odmah upotrebiti. Osovni minerali koji ulaze u sastav aluminatnog cementa su:
Ovaj cement se dobija finim mlevenjem granulisane zgure (80-85%), anhidrata (10-15%) i izvesne količine portland cementnog klinkera (do 5%). Odlikuje se velikom finoćom mliva (specifična površina je preko 4000 cm²/g) i vrlo niskom toplotom hidratacije. I ovaj cement traži znatno veću količinu vode za hidrataciju. Otporan je prema delovanju sulfata, kao i prema delovanju morske vode, sone kiseline, lanenog ulja, fenola, razblaženih rastvora organskih kiselina idr. Ovaj cement u Srbiji nije standardizovan i proizvodi se prema porudžbini.
Ovo je cement u čijem sastavu su sadržane supstance koje tokom hidratacije dovode do stvaranja određenih ekspanzija, pa se u prvih 10-15 dana, ispoljava značajno širenje cementnog kamena. Ova ekspanzija može da iznosi i do 25mm/m. Cementi ovoga tipa se ne proizvode u Srbiji.
U sledećoj tabeli date su oznake za cement po evropskim standardima.
Naziv | Oznaka |
---|---|
Portland cement | CEM I |
Portland cement sa dodatkom zgure | CEM II/A-S |
CEM II/B-S | |
Portland cement sa dodatkom pucolana | CEM II/A-P |
CEM II/A-Q | |
CEM II/B-P | |
CEM II/B-Q | |
Portland kompozitni cement | CEM II/A-M |
CEM II/B-M | |
Metalurški cement | CEM III/A |
CEM III/B | |
CEM III/C | |
Pucolanski cement | CEM IV/A |
CEM IV/B | |
Kompozitni cement | CEM V/A |
CEM V/B |
Legenda uz tabelu: