Cement je základní komponentou nejpoužívanějšího stavebného materiálu na světě: betonu. Při jeho nákupu většinou narazíte na vícero typů, cenových kategorií a složení. Každý druh cementu má totiž jiné vlastnosti a hodí se na jinou příležitost. Cement je anorganické pojivo, které na sebe váže ostatní látky (plniva) a posléze tuhne.
Cementy pro obecné použití jsou vyráběny podle přísných norem - ČSN EN 197-1. Cementy pro obecné použití s nízkým hydratačním teplem (LH). Cement lze snadno určit podle norem, které jsou uvedeny u produktu a tím vybrat ten nejvhodnější typ pro danou práci a stavbu.
Druhy cementu a jejich vlastnosti
Portlandský cement
Portlandský cement se skládá z křemičitého slinku a sádrovce. Díky tomu rychle tuhne už po jedné hodině a konečných hodnot tvrdosti dosahuje během dvanácti hodin (jak dlouho tvrdne beton). Hodí se proto pro betonování za nízkých teplot (do 5⁰C).
Portlandský vysokopecní cement
V tomto případě půjde o portlandský cement, s obsahem příměsi 21-35 % vysokopecní strusky. Cement po 28 dnech vytvrdne na hodnotu 32,5 MPa. Vysokopecní struska způsobuje, že oproti obyčejnému portlandskému cementu má tento druh nižší počáteční pevnost a množství hydratačního tepla. Kvůli tomu se využívá pro základové konstrukce.
Portlandský popílkový cement
Popílek v portlandském popílkovém cementu zajišťuje dobrou zpracovatelnost, plastičnost a hydroizolaci.
Čtěte také: Tabulka pevnostních tříd betonu
Portlandský cement s kalcinovanou břidlicí
Kalcinovaná břidlice zajišťuje tomuto druhu portlandského cementu odolnost proti chemickým vlivům.
Vysokopecní cement
Obsahuje významný podíl vysokopecní strusky. Ta zajišťuje odolnost proti agresivnímu prostředí. Vysokopecní cement se proto využívá při betonáži základů, agresivně namáhaných konstrukcí, konstrukcí proti žáru, nebo při práci v parných létech.
Pucolánový cement
Pucolán je jemný popel, který u pucolánového cementu zajišťuje odolnost vůči agresivním odpadním, uhličitanovým a slaným vodám. Podporuje i jeho vodotěsnost. Tento druh cementu se využívá především pro nouzové stavby a konstrukce.
Směsný cement
Směsný cement je základní složkou betonu pro běžné použití. Jeho složení je vhodné pro betonování podlah, potěrů, dlažby a celkově pro všechny minimálně namáhavé konstrukce.
Pevnostní třídy cementu
Pozice 32,5 označuje tvrdost v MPa, na kterou cement vytuhne po 28 dnech. Normalizované značení obsahuje dále informace o množství a druhu příměsí, pevnosti cementu v MPa , rychlosti nástupu počáteční pevnosti.
Čtěte také: Průvodce pevnostními třídami betonu
Normalizovaná pevnost cementu je pevnost v tlaku, stanovená podle EN 196-1 po 28 dnech, která musí odpovídat požadavkům v tab. Rozeznávají se tři třídy normalizované pevnosti: třída 32,5, třída 42,5 a třída 52,5.
Počáteční pevností se rozumí pevnost v tlaku buď po 2 dnech, nebo po 7 dnech, která musí vyhovět požadavkům v tab. Rozeznávají se tři třídy počáteční pevnosti pro každou třídu normalizované pevnosti: třída s normálními počátečními pevnostmi značená písmenem N a třída s vysokými počátečními pevnostmi značená písmenem R a třída s nízkou počáteční pevností značená písmenem L.
Složení cementu
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.
Granulovaná vysokopecní struska vzniká rychlým ochlazením vhodně složené struskové taveniny vznikající při tavení železné rudy ve vysoké peci. Struska musí být nejméně ze dvou třetin hmotnosti sklovitá a při vhodné aktivaci musí vykazovat hydraulické vlastnosti.
Čtěte také: Pevnost betonu
Pucolány jsou přírodní látky křemičité nebo křemičito-hlinité, popřípadě kombinace obou. Pucolány po smíchání s vodou samy netvrdnou, avšak jsou-li jemně semlety, reagují v přítomnosti vody za normální teploty s rozpuštěným hydroxidem vápenatým (Ca(OH)2) a tvoří sloučeniny křemičitanů vápenatých a hlinitanů vápenatých, které jsou nositeli narůstající pevnosti.
Popílek se získává elektrostatickým nebo mechanickým odlučováním prachových částic z kouřových plynů topenišť otápěných práškovým uhlím.
Kalcinovaná břidlice, zejména kalcinovaná olejnatá břidlice, se vyrábí ve speciální peci při teplotě přibližně 800 °C. Podle složení přírodního materiálu a výrobního postupu obsahuje kalcinovaná břidlice slínkové fáze, zvláště dikalciumsilikát a monokalciumaluminát.
Křemičitý úlet vzniká při redukci křemene vysoké čistoty uhlím v elektrické obloukové peci při výrobě křemičitých nebo ferrokřemičitých slitin a sestává z velmi jemných, kulovitých částic obsahujících nejméně 85 % hmotnosti amorfního oxidu křemičitého.
Doplňující složky jsou zvlášť vybrané anorganické přírodní látky, anorganické látky pocházející z procesu výroby slínku nebo složky uvedené výše, pokud nejsou v cementu použity jako složky hlavní.
Síran vápenatý se přidává k ostatním složkám cementu v průběhu jeho výroby za účelem úpravy tuhnutí. Síran vápenatý může být přidáván ve formě sádrovce (dihydrát síranu vápenatého, CaSO4 · 2H2O), hemihydrátu síranu vápenatého (CaSO4 · 1/2H2O) nebo anhydritu (bezvodý síran vápenatý CaSO4) popřípadě jejich směsi.
Přísady pro účely této normy jsou látky, které nejsou uvedeny výše. Jsou přidávány pro usnadnění výroby nebo pro úpravu vlastností cementu.
Tabulka vlastností cementů podle druhu a pevnosti
Vlastnosti cementů podle druhů a pevnostních tříd, uvedené ve sloupci 2, popř. 3 tab.
Použití cementů
Cementy pro obecné použití s nízkou počáteční pevností mají nižší počáteční pevnosti ve srovnání s ostatními cementy pro obecné použití stejné třídy normalizované pevnosti a mohou být požadovány dodatková opatření při jejich použití, jako je prodloužení doby bednění a ochrana při škodlivém počasí.
Síranovzdorné cementy pro obecné použití musí odpovídat dodatkovým požadavkům uvedeným v tab. 3.
Normy pro cementy
V souboru cementů je podle ČSN EN 197-1 ed. 2 27 výrobků pro obecné použití. Evropská norma ČSN EN 197-1 ed. 2 specifikuje celou skupinu portlandských cementů směsných CEM II, které obsahují kromě portlandského slínku jedinou hlavní složku (viz tab. 4).
Portlandské směsné cementy další skupiny obsahují kromě slínku více než jednu hlavní složku (viz tab. 4). V českých podmínkách jde hlavně o strusku (S), vápenec (L, LL) a popílek (V).
Portlandské cementy s vápencem obsahují kromě slínku, jakou jedinou hlavní složku vápenec (L, LL). Kvalitní a trvale dostupné vápence s minimálním obsahem jiných doprovodných látek umožňují vyrábět pro zákazníka cementy s trvale stabilními vlastnostmi.
Každá z hlavních složek má jiný vliv na vlastnosti cementu a jejich optimální kombinace dovoluje vyrobit cement právě požadovaných vlastností.
Jemně mletý vápenec má přímý vliv na zlepšení zpracovatelnosti, snížení nebo odstranění odlučivosti vody a stabilizaci barevnosti betonu, na druhé straně může snižovat konečné pevnosti.
Struska s popílkem snižují naopak počáteční pevnosti, příznivě však ovlivňují plynulost nárůstu pevností a dosahování vyšších konečných pevností.
Dále tyto složky obvykle zvyšují odolnost betonu proti agresivnímu prostředí, zejména proti síranové agresivitě.
Popílek zlepšuje vlastnosti čerstvého betonu, zejména čerpatelnost a homogenitu a ve ztvrdlém betonu zlepšuje jeho odolnost vůči působené vody.
Vliv prostředí
Vzhledem k široké variabilitě různých vlivů prostředí lze velmi obtížně obecně definovat vhodnost použití konkrétního druhu portlandského směsného cementu pro konkrétní situaci.
Z tohoto důvodu je v normě na beton EN 206+A1 zaveden obecný popis prostředí a jsou klasifikovány různé stupně vlivu prostředí, které jsou informativně doplněny konkrétními příklady.
Hydratace cementu
Cement je hydraulické pojivo. Jejich tuhnutí a tvrdnutí je založeno na hydratačních reakcích hydraulických, latentně hydraulických a pucolánových složek cementu. Používají se nejčastěji pro výrobu betonů a betonových výrobků.
Oproti cementům pro obecné použití mají nižší pevnosti v tlaku a většinou obsahují i provzdušňovací přísady pro zajištění požadovaných vlastností připravovaných malt.
Portlandský směsný cement CEM II/C-M a směsný cement CEM VI jsou výrobky podobné cementům pro obecné použití.
Hlinitanový cement na rozdíl od předchozích druhů cementů neobsahuje portlandský slínek. Jeho tvrdnutí je založeno na hydrataci kalciumaluminátů. Hlinitanový cement se pro svou odolnost vysokým teplotám používá pro výrobu žáruvzdorných materiálů.
Cementy se rozdělují podle jejich složení na druhy a podle dosahovaných pevností na třídy.
tags: #pevnostní #třídy #cementu #vlastnosti