Stavební hmoty jsou materiály určené pro budování silnic, budov a dalších staveb. Dříve se k tomu používaly přírodní suroviny, jako je hlína, štěrk, písek a přírodní kámen. V dnešní době se z přírodních surovin vyrábějí stavební hmoty.
Jaroslav Bidmon, vedoucí tržního segmentu stavebních hmot, vysvětluje, jak významné je jeho odvětví v každodenním životě: „Průmysl kamene a keramický průmysl jsou nezbytné pro blaho společnosti, protože například každý obyvatel Rakouska potřebuje během svého života průměrně asi 700 tun minerálních surovin, to je asi 12 tun za rok a 33 kilogramů za den. V téměř každé druhé rakouské obci se podle statistiky nachází kamenolom nebo pískovna a štěrkovna. To znamená, že máme krátké přepravní trasy. Pokud jde o ochranu klimatu a šetrnost při zacházení se zdroji, vede si toto odvětví mnohem lépe, než by odpovídalo jeho pověsti.“
Cement: Základ moderního stavebnictví
Cement je hydraulické pojivo, které tvrdne a nabývá na pevnosti v důsledku hydratačních reakcí a procesů. Je to klíčový stavební materiál, jehož použití se rozšířilo zejména v posledních dvou stoletích. Princip hydraulického tuhnutí a tvrdnutí však byl znám již ve starověku, s prvními zmínkami z Řecka, Fénicie a Říma př.n.l.
Historie cementu
Pro slovo „caementa“ Plinius Secundus použil výraz „ciment“, což označovalo maltoviny tvrdnoucí pod vodou v pevnou hmotu. Římané používali přírodní pucolány (vulkanické popely a skla) z okolí měst Pozzuoli nebo Pemzy. S jejich pomocí stavěli městské vodovody, mosty s akvadukty (např. Nimes v jižní Francii), a přístavní mola (např. přístavu v Ostii okolo roku 45 n.l. za císaře Claudia).
V průběhu 18. století začal John Smeaton experimentovat s vápnem obsahujícím jílovité složky pro stavbu majáku v Eddystonu. Na začátku 19. století byla L. J. Vicatem objevena přirozeně hydraulická vápna. John Aspdin, zedník z Leedsu, si nechal v roce 1824 patentovat portlandský cement, pojmenovaný podle vápence z ostrova Portland, protože se svojí barvou podobal pojivu starých Římanů. "Vynález" portlandského cementu "dokončil" I. Ch. Johnson v roce 1845 stálým sledováním správného mísícího poměru surovin.
Čtěte také: Použití bílého cementu v praxi
V Čechách se v 19. století cement dovážel z Anglie, méně z Německa. První pokus o výrobu portlandského cementu v Čechách podnikl v roce 1860 J. B. Neff v Hlubočepích. První cementárny vznikly v 70. letech 19. století (Bárta 1961). V Čechách a na Moravě se vyráběl i vápeno-struskový cement (např. ve Vítkovicích).
Výroba cementu
Výroba cementu spočívá v přípravě a výpalu surovinové moučky, která je tvořena novými sloučeninami (fázemi) požadovaného složení. Základní surovinou pro výrobu cementu jsou vápence, dolomitické vápence nebo vápnité slíny a slínovce, které jsou zdrojem CaCO3. K nim se přidávají korekční složky, jako jsou jílovce, jílovité břidlice, které upravují obsah některého hydraulického oxidu (např. loužence, tzv. křemelina pro korekci SiO2).
Výpal slínku je nejdůležitější úsek technologického postupu při výrobě cementu. Pro výpal se používají rotační pece s žárovzdornou vyzdívkou, které jsou dlouhé až 230 m a otáčí se kolem osy s frekvencí 1 až 2 otáčky za minutu. Proces výpalu probíhá za teplot zhruba 1450 °C.
Složení a vlastnosti slínku
Hlavními složkami portlandského slínku jsou alit (3 CaO . SiO2, zkráceně C3S), belit (2 CaO . SiO2, zkráceně C2S), celit (3 CaO . Al2O3, zkráceně C3A) a brownmillerit (4 CaO . Al2O3 . Fe2O3, zkráceně C4AF).
Tabulka níže uvádí přehled hlavních složek v cementářském slínku a jejich vliv na vlastnosti cementu.
Čtěte také: Bílý cement: Přehled
| Složka slínku | Chemický vzorec (zkráceně) | Vliv na vlastnosti cementu |
|---|---|---|
| Alit | C3S | Rychlý vývoj pevnosti, vysoký vývin hydratačního tepla, hlavní složka zodpovědná za počáteční pevnost. |
| Belit | C2S | Pomalý vývoj pevnosti, nízký vývin hydratačního tepla, přispívá k dlouhodobé pevnosti. |
| Celit | C3A | Velmi rychlá hydratace, značný vývin hydratačního tepla, ovlivňuje odolnost proti síranům. |
| Brownmillerit | C4AF | Střední rychlost hydratace, střední vývin hydratačního tepla, přispívá k šedé barvě cementu. |
Typy cementů
Vyrábí se celá řada druhů cementů, které se liší složením a vlastnostmi. Dělí se do pevnostních tříd 32,5, 42,5 a 52,5 podle ČSN EN 196-1. Označení třídy se doplňuje písmenem R (rychlý nárůst pevnosti) nebo N (normální nárůst pevnosti).
- Portlandský směsný cement - vyrábí se semletím portlandského slínku, popílku a vápence s doplňujícími složkami a přísadami.
- Portlandský cement pevnostní třídy 42,5 R - vyznačuje se vysokou počáteční pevností. Normou garantovaná je min. pevnost v tlaku 42,5 MPa.
- Multibat PLUS - maltovinové pojivo, které přidáním určitého poměru písku slouží jako omítková a zároveň zdící malta. Nejčastěji se využívá pro zdění, jádrové vnitřní i vnější omítky či zdění různých kusových staviv, cihel, keramických bloků atd.
- Portlandský struskový cement CEM II/A-S 42,5 R - určený pro náročnější typy stavebních konstrukcí. Při staveništní přípravě cementových směsí se používá tam, kde je nutné rychlé odbednění, při betonování náročnějších konstrukcí nebo při betonování za nízkých teplot.
- Směsný cement CEM V/A (S-V) 32,5 R - hydraulické pojivo, které se vyrábí mletím portlandského slínku s dalšími složkami (struska, popílek), síranem vápenatým, doplňujícími složkami a přísadami.
- Portlandský směsný cement CEM II/A-M (S-V) 42,5 R - hydraulické pojivo, které se vyrábí mletím portlandského slínku s dalšími složkami (struska, popílek), síranem vápenatým, doplňujícími složkami a přísadami.
- Ekologický cement (Portlandský cement s vápencem CEM II/B-LL 32,5 R) - vhodný pro přípravu betonů, potěrů, malt a dalších cementových směsí. Může se použít na všechny aplikace, při kterých se míchá stavební směs přímo na staveništi.
- Vysokopecní cement CEM III/A 42,5 N - charakteristický nízkým vývinem hydratačního tepla (LH), vysokou odolností vůči síranům (HSR), a také nízkým obsahem alkálií (NA).
- Portlandský cement s vápencem CEM II/B-F pevnostní třídy 32,5R - cement s všestranným použitím. Je vhodný pro přípravu betonů, potěrů, malt a dalších cementových směsí.
Vápno: Tradiční stavební pojivo
Vápno je jedním z nejstarších stavebních materiálů, jehož použití sahá až do starověku. Zmínky o vápně lze najít v knihách Mojžíšových a ve Starém zákoně. Již před 7000 lety př.n.l. bylo používáno v egyptských pyramidách.
Historie vápna
Vápenná malta byla pravděpodobně rozšířena z Egypta. Vápnem je pojeno zdivo např. na Velké čínské zdi. Velký rozmach výroby vápna pak nastal v polovině 19. století, kdy se začaly stavět rozsáhlé výrobní haly, sklady, správní budovy a obytné domy. Ve třetí čtvrtině 19. století se však objevil cement, který vápno vytlačil z některých aplikací.
V Čechách se vápno vyrábělo všude, kde byl dostatek vhodné suroviny, např. v okolí Vrchlabí, Albeřic, Brně a v Mikulově. Vzdušné vápno se vyrábělo v Čížkovicích a Tlumačově se vyrábělo vápno hydraulické.
Výroba a typy vápna
Vápno se vyrábí výpalem vápenců, dolomitických vápenců nebo vápnitých slínů a slínovců při teplotách 1000 až 1250 °C. Pro výpal se používají ostře tříděné vápence, tj. hornina podrcená na velikost např. 40 - 80 mm nebo 120 - 180 mm. Vzniklým produktem dekarbonatizace vápence (uhličitanu vápenatého, CaCO3) je pálené vápno (oxid vápenatý, CaO). Ze 100 kg CaCO3 vznikne 56 kg CaO a 44 kg CO2.
Čtěte také: Portlandský cement – co to je?
Druhou částí výroby vápna, resp. pro použití ve stavebnictví je hašení vápna. Při hašení se pálené vápno (oxid vápenatý - CaO) převádí na hydroxid vápenatý - Ca(OH)2. Špatným vyhašením lze i velmi kvalitní pálené vápno znehodnotit. Hašení je možno provádět tzv. za sucha nebo za mokra.
- Vápenný hydrát - společně s cementem slouží jako pojivo pro zdění a omítání. Je určen pro klasickou výrobu malt, omítek a štuku přímo na stavbě a lze ho použít jako bílý nátěr.
- Nehašené vápno - nachází uplatnění zejména v oblasti svépomocné výroby malt a omítkovin a používá se ke stabilizaci zemin, v chemickém průmyslu, při výrobě vápenopískových cihel, likvidaci ekologických zátěží.
- Hašené bílé vápno (Čerťák) - určené pro stavebnictví, zahradnictví a také pro tradiční dezinfikování hospodářských stavení a budov. Je určeno k přímému použití pro výrobu malt, omítek a štuků přímo na stavbě a nemusí se již hasit ani předem namáčet.
Sádra: Univerzální materiál pro stavební práce
Sádra je stavební hmota, která se používá pro širokou škálu stavebních, opravných a dokončovacích prací. Vzniká dehydratací sádrovce (CaSO4 . 2 H2O). Sádra a sádrové maltoviny se rozdělují podle různých hledisek, například vlastností.
Výroba a typy sádry
Dehydratace sádrovce může probíhat při různých teplotách. Vyrábí se například α-sádra (vyrábí se autoklávovacím procesem), která se vyznačuje uspořádanými, jehlicovitými krystaly a rychlým tuhnutím. β-sádra se vyrábí při teplotách do 150 °C, maximálně 170 °C, a je používána například v sádrokartonových deskách.
Doby tuhnutí a jemnosti mletí sádry jsou definovány v normě ČSN 72 2301.
- Rychloopravná sádrová hmota - určena pro stavební práce, opravy, montážní, instalatérské, malířské a štukatérské práce, rekonstrukce a finální úpravy, pro výrobu prefabrikovaných dílců a malt v interiérech.
- Sádra pro vodoinstalační, elektroinstalační, stavební i topenářské práce - slouží pro vyrovnání drobných nerovností stěn v interiérech jako jsou omítky, zdivo, panely nebo sádrokarton. Mj. slouží také k modelování nebo lití dekorativní keramiky.
- Univerzální rychletuhnoucí sádra - určena pro vodoinstalační, elektroinstalační, stavební a topenářské práce. Lze ji použít k dočasným fixacím kabelů, potrubí, el. zásuvek, hmoždinek, usazení profilů.
- Stavební šedá sádra - používá se jako stavební pojivo pro zednické a instalatérské práce. Využití najde také při výrobě sádrových dílců, suchých omítkových a maltových směsí, při výstavbě protipožárních zdí v uhelných dolech či jako přísada do půdního substrátu.
- Krémově bílá montážní sádra - slouží k provádění běžných oprav, upevnění kabeláže a modelářské práce. Podklady: sádra, cihly, porobeton. Aplikační doba zpracovatelnosti 30 minut.
- Sádrová hmota z energosádrovce - především určena pro elektroinstalační práce. Dále je vhodná pro práce vodoinstalační, topenářské a jiné stavební práce (opravy).
tags: #cement #vapno #sadra #informace