Účelem tohoto článku je stanovit složení, požadavky a kritéria shody cementů pro obecné použití. Zahrnuje všechny cementy pro obecné použití, které byly příslušnými národními normalizačními orgány v rámci CEN označeny jako tradiční a dobře osvědčené. Byly zavedeny druhy, vycházející ze složení a třídění založeného na pevnosti s cílem zařadit různé cementy. Norma definuje a určuje specifikace pro 27 jmenovitých cementů pro obecné použití, 7 síranovzdorných cementů pro obecné použití, jakož i pro 3 jmenovité vysokopecní cementy s nízkou počáteční pevností a 2 síranovzdorné vysokopecní cementy s nízkou počáteční pevností a pro jejich složky.
Definice každého cementu zahrnuje poměry složek, jejichž kombinací je možno vyrobit určitou skupinu výrobků v rozsahu devíti pevnostních tříd. Definice zahrnuje rovněž požadavky na složky, které musí být splněny, a mechanické, fyzikální a chemické vlastnosti. Norma určuje rovněž kritéria shody a postupy pro jejich stanovení. Cement je hydraulické pojivo, tj. jemně mletá anorganická látka, která po smíchání s vodou vytváří kaši, která tuhne a tvrdne v důsledku hydratačních reakcí a procesů. Po zatvrdnutí zachovává svoji pevnost a stálost také ve vodě.
Cement podle EN 197-1, označovaný jako cement CEM, musí při odpovídajícím dávkování a smíchání s kamenivem a vodou umožnit výrobu betonu nebo malty zachovávající po dostatečnou dobu vhodnou zpracovatelnost. Cementy CEM jsou složeny z různých látek a ve svém složení jsou statisticky homogenní. Portlandský slínek se vyrábí pálením nejméně do slinutí přesně připravené surovinové směsi (surovinové moučky, těsta nebo kalu) obsahující prvky, obvykle vyjádřené jako oxidy CaO, SiO2, Al2O3, Fe203 a malá množství jiných látek.
Surovinová směs, těsto nebo kal musí být v důsledku jemného mletí a dobrého míchání homogenní. Portlandský slínek je hydraulická látka, která musí sestávat nejméně ze dvou třetin hmotnosti z křemičitanů vápenatých (3CaO · SiO2 a 2CaO · SiO2). Ve zbytku jsou pak obsaženy slínkové fáze obsahující hliník a železo a jiné sloučeniny. Hmotnostní podíl (CaO) / (SiO2) nesmí být menší než 2,0.
Metody stanovení jemnosti mletí cementu
Evropská norma uvádí tři metody pro stanovení jemnosti mletí cementu. Prosévací metoda slouží pouze ke stanovení hrubých částic cementu. Tato metoda je vhodná především pro kontrolu a řízení výroby. Metoda prosévání proudem vzduchu stanovuje zbytek po prosévání a je vhodná pro částice, které v zásadě prošly zkušebním sítem 2,0 mm, a může být použita pro stanovení zrnitosti materiálů obsahujících shluky velmi jemných částic. Tato metoda se používá pro stanovení hodnot na sítech, např. 63 µm a 90 µm.
Čtěte také: Techniky pro úpravu betonu
Permeabilní metodou (Blaine) se měří měrný povrch (povrch vztažený na hmotnost) v porovnání s měrným povrchem referenčního vzorku. Stanovení měrného povrchu slouží především pro kontrolu rovnoměrnosti mlecího procesu při výrobě v daném závodě. Hodnocení užitných vlastností cementu je touto metodou možné jen v omezeném rozsahu. Dále se v článku se zabývá možnostmi stanovení tzv. k-hodnoty a indexu účinnosti pro elektrárenský popílek v kombinaci s cementem CEM II/(A‑S) 42,5 R.
K-hodnota a index účinnosti
k-hodnoty byly stanoveny na základě vztahu vodního součinitele a pevnosti v tlaku cementových malt s různými množstevními náhradami cementu elektrárenským popílkem. Z dosažených k-hodnot byly vytvořeny závislosti k-hodnoty na množství náhrady cementu elektrárenským popílkem. Index účinnosti Iu [%] je jednou z možností popisu vlivu aktivních příměsí (v tomto případě elektrárenského popílku) na pevnost v tlaku cementových malt.
Index účinnosti se vypočítá dle vzorce:
Iu = (fc,a / fc,ref) * 100
kde fc,a je pevnost v tlaku cementové malty s příměsí [MPa] a fc,ref pevnost v tlaku referenční cementové malty [MPa].
Čtěte také: Asfaltová barva: jak vybrat
Předmětem experimentu bylo stanovení vlastností cementových malt s náhradou portlandského směsného cementu CEM II/A‑S 42,5 R popílkem MVM Mátrai Energia v množství 10, 20, 30 a 40 % hmotnosti cementu. Byly vyrobeny cementové malty se stejným vodním součinitelem, přičemž vodní součinitel byl brán jako poměr hmotnosti vody ku součtu hmotnosti cementu a elektrárenského popílku. Jako referenční malty byly použity malty vyrobené pouze s cementem CEM II/A‑S 42,5 R.
U cementu i elektrárenského popílku byl stanoven měrný povrch (Blaine) a u cementu také měrná hmotnost v souladu s ČSN EN 196 - 6 [6]. Na všech vzorcích byla sledována konzistence podle ČSN EN 1015 - 3 [7], na ztvrdlých cementových maltách pak pevnosti v tlaku a tahu za ohybu podle ČSN EN 196 - 1 [8]. Index účinnosti byl stanoven podle ČSN EN 450 - 1 [9]. Zrání vzorků probíhalo ve vodním uložení.
Výsledky experimentů
Graf na obr. 3 zobrazuje pevnost v tlaku cementových malt. Ve všech zkoušených stářích můžeme vidět, že se zvyšující se náhradou elektrárenským popílkem se pevnost v tlaku snižuje. K nejvyššímu poklesu dochází ve stáří 7 dní. Cementová malta se 40% náhradou cementu elektrárenským popílkem dosahuje pouze 50 % pevnosti v tlaku referenční cementové malty. Pro následující stáří byl pokles pevností v tlaku menší, resp. na 65 % pevnosti v tlaku referenčních vzorků, a to pro malty se 40% náhradou cementu popílkem.
Stanovené k-hodnoty mají obdobný průběh jako pevnosti v tlaku. Nejvyšší k-hodnoty jsou pro 10% náhradu cementu elektrárenským popílkem a s vyšší náhradou cementu popílkem se snižují. V grafu na obr. 6 jsou uvedeny lineární závislosti k-hodnoty na množství náhrady cementu elektrárenským popílkem ve stáří 7, 28 a 90 dní. Tyto závislosti umožňují dopočítání mezilehlých hodnot pro jiné než zde použité náhrady cementu daným popílkem.
Tabulka: Složení cementových malt
| Složka | Referenční malta | Malta s 10% popílku | Malta s 20% popílku | Malta s 30% popílku | Malta s 40% popílku |
|---|---|---|---|---|---|
| Cement CEM II/A-S 42,5 R | 500 g | 450 g | 400 g | 350 g | 300 g |
| Elektrárenský popílek | 0 g | 50 g | 100 g | 150 g | 200 g |
| Voda | 250 ml | 250 ml | 250 ml | 250 ml | 250 ml |
| Písek | 1500 g | 1500 g | 1500 g | 1500 g | 1500 g |
Po stanovení fyzikálních vlastností cementu a elektrárenského popílku byly namíchány cementové malty s náhradou cementu elektrárenským popílkem. Konzistence čerstvých malt se s vyšším množstvím popílku snižovaly. Nejvyšších pevností v tlaku dosahovaly referenční cementové malty bez elektrárenského popílku. S přidáním popílku se pevnosti v tlaku snižovaly až na hodnotu 50 % ve stáří 7 dní v případě 40% náhrady popílkem a na hodnotu 65 % ve stáří 28 a 90 dní s uvedenou náhradou. Tomu odpovídají i stanovené indexy účinnosti.
Čtěte také: Výpočet spotřeby cementu
tags: #měrný #povrch #cementu #metoda #stanovení