CEMENTY

Kryt. podz. cem.:

-wytrz. na ścisk(pocz. i koń)

-skład mineralny

-stosowane dod mineralne

-barwa

-zmiana objętości

-ciepło twardnienia

-czas wiązania

-zużycie energii

-rodzaj klinkieru

CEM I (portlandzki)

-klasy 32,5 42,5 52,5

-zmielony klinkier portland. z gipsem (reg. czasu wiązania) -są normalnie- i szybkotwardniejące(R) -białe i kolorowe -specjalne: hydrotechniczne(o małym cieple tward), siarczanoodporne(HSR C₃A<3%), niskoalkiaczne (NA NaO₂<0,6%)

-powierzchnia wł. 2500:4000 cm²/g

CEM II (port. wieloskład)

-klasa 32,5 (klink+dod 6Ⴘ35%)

-klinkier port-mat. hydrauliczny, wytwarzany przez spiekanie sur. zawierających (skład chem. klinkieru) CaO, SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃ i niewielkie ilości innych subst.chem. Skład miner. C₃S(alit), βC₂S(belit), C₄AF (brownmilleryt), C₃A (celit),

-granul.żużel wielkopiec. (S)- pobudzony wykazuje wł. hydrauliczne; prod przez gwałtowne ochładza. płynnego żużla; jak najwięcej fazy szklistej

-pucolany-nat.(P), przemysłowe(Q), popioły lot. krzemionkowe(V) i wapienne(W), pył krzemionkowy(D); są to gliniany i glinokrzem. które wiążą i twardn. w obecności Ca(OH)₂

-pop.lot.wap.-otrzymywane podczas odpylania inst. kotłowych w których spala się węg. kam. i brunat. (reaktywny CaO ≤5% SiO₂≥25%; straty prażenia=nieopalony węg.≤5%)

-pył krzemionkowy(D)-bardzo drobne kuliste cząstki o dużej zawartości krzemion. bezpostaciowej(min 85%) ; bardzo duża pow. wł (min 15m²/g)

-pop. lot. krzemion.-elektrostat. lub mech. osadzanie pylistych cząstek z palenisk opalanych pyłem węglowym (reakt. CaO max 10%, wolne CaO max 1%, reakt. SiO₂ min 25%, straty prażenia=niespalony węg. max 5%)

wady: gdy niskie temp. spalani węg. to nieopalony węg. może pęcznieć lub wypływać na wierzch; nieregular. ziarna->duża wodożądność;mało fazy szklistej i pow. wł.

CEM III (hutniczy)

-klasy:32,5 i 42,5

-klinkier portl.+gips dwuwodny+36÷80% granulowanego żużla wielkopiec.(posiada ukryte własności hydraulicz. tzn. pobudzony wiąże i twardnieje w wodzie, produktem reakcji jest gł. faza CSH).Korzystne wł: -mała przepuszczalność, bo zmniejszona ilość porów kapilarnych; -wysoka odporność na korozję siarcz., Cl, kwaśną; -niskie ciepło twardnienia(duże masywy bet.); -ich zastos. poprawia eksploatację w warunkach. ekstremalnych -„zjada” nadmiar Ca

CEM IV (pucolanowy)

-klasa 32,5

-klinkier port.+gips2H₂O+dod. pucolan. (11÷55%) -dod. pucol.zmielone i uwodnione wiążą i twardnieją dopiero w obecności Ca(OH)₂ pochodzącego z hydrolizy krzemianów wap. z cementu lub dod. wapna palonego i tworzą uwod. krzemiany wap. (głównie CSH) -dod. pucom. mogą być nat.(popioły wulk., pucowany, tufy wulk.,)lub sztuczne(popioły lotne, pyły krzemionkowe) -kryt. przydatności to ilość aktywnej krzemionki i Al₂O₃ lub zdoln. wiąz. Ca²⁺ -Wady: podwyższona wodożądność, tendencja do odkszt. skurczowych, wolniejsze narastanie wytrzymałości pocz. -Zalety: niskie ciepło tward., podwyższona odporność na korozję, wyższe wytrz. końc. -`zjada' nadmiar Ca

CEM V (wieloskład.)

CEM SPECJALNE (pozanormowe)

-wiertnicze(prod. w oparciu o cem z zawart.C₃A≤3%); podst. własność to zachowanie płynności podczas injekcji; niskie ciepło tward.; brak sedymentacji; odporn. na korozję siarczanową; wydłużony czas wiąz.

zastosowanie:cementacja otworów dla gazówi ropy,wzmacnianie górotworu,ekrany przeciwfiltracyjne, wypełnianie pustek podziemnych

-ekspansywne i bezskurczowe- skurcz ograniczają kruszywa, mniejsza pow. wł. i mniejsza ilość wody,C₃S i C₃A. Zawierają dod. ekspansywny lud specjalny klinkier ekspan.

C₄A₃S+gips+H₂O→C₃A·3CaSO₄·32H₂O

prod. reakcji jest ekspansywny ettryngit, rozszerzanie musi być przed 7 dniem od zmiesz. skład.

zastos: prace injekc-uszczelnijące, naw. drogowe, prefabrykaty zbrojone

WŁASNOŚCI CEM podstawowe:

-wytrz. na ścisk(jedna podstawowych wł. ściśle związana z wytrz. betonu i możliwoś. jego zastos. w określonych war. Klasa cem jest miarą wytrzymałości na ścisk. zaprawy po 28 dniach twardn. Zależy ona od: rodzaju klinkieru i cem.(korzystne: obecność dod. pucol., hydraul. i plastyfikat. obniżających ilość wody; C₃S daje duże wytrz. począt.; C₂S wpływa na wytrz. końc.; 5-12%zawart. C₃A pozytywnie na wytrz. pocz.; długo przechowywany cem wolniej reaguje,bo tworzą się otoczki z prod. hydrat. i CaCO₃(bo para wodna i CO₂ oddziływują na cem)); w/c i war. dojrzewania(im niższy w/c tym szybciej narasta wytrz. pocz. i końc.; woda nadmiarowa→zwiększona porowatość→spadek wytrz.; szybsze narast. wytrz. w war. dużej wilgotności;niska temp. obniza szybk tward.); met. badań

-czas wiązania(wiązanie=przechodz z f. cieklej w cialo stałe;pocz wiąz.>60min, koniec<12h;zależy od: wypalania i chłodz. klinkieru(im>C₃Ato szybciej wiąże),stopnia rozdrobn cem. (im> pow. właściwa tym szybciej wiąże;regulat. czasu wiąz (gips2wodny-opóźniacz;dom. chem.);od T;w/c; `fałsz wiąz'-gdy przesuszymy gips pochł. nadmiernie wodę, przemieszać bez dod. wody

-stałość obj.(ważna w stwardn. zaczynie;zmiany obj. bo: obecność spieczonego=mało reaktywnego CaO(>2%) i MgO(>5%) (reag. z wodą,gdy stward. zaczyn, powstają ekspans. Ca(OH)₂ i Mg(OH)₂) lub tworzenie się ettryngitu C₃A∙CaSO₄∙32H₂O gdy niewłaściwa ilość cem

-pow. właściwa(=stopień rozdrobnienia) z jej przyrostem ↑szybk. przyrostu wytrzym, ↑tempo wiąz i twardn.,↑skurcz i ciepło twardnienia (bardzo drobne frakcje ↑wytrz. pocz.; średnie frakcje-decydują o klasie)

-plastyczność(zw. z wodożądnością,czyli ilością wody potrzebnej do otrz.zaczynu o konsyst. normowej, jest >od potrzebnej do hydrat. ↑porowatość.Duża pow. wł.,C₃A i dod. hydraulicz.↑ wodożądność)

-skurcz(towarzyszy wiązaniu wody podczas hydrat. oraz odparowyw. wody z porów i żelowych hydratów. Mniejszy gdy: ↓ilość prod amorficznych i ↑prod krystalicznych i niezhydratyzowanych ziaren cem)

WŁASNOŚCI CEM specjalne:

-ekspansja(dobra gdy kontrolowany wzrost obj. i gdy jestjeszcze plastyczna miesz.)

-odporność na korozję chem. (regulowana przez skład chem. i szczelność swardniałego zaczynu)

-małe ciepło tward.(procesy hydratacji są egzotermiczne(dobre gdy niskie temp., źle w lecie),gdy duże różnice temp wew i na zew to powstają naprężenia→mikrospękania; podwyższ ilości C₃A,C₃S i faza szklista-↑ciepło; podwyższ ilości dod min., C₄AF i C₂S obniżają ciepło tward.)

-duże wytrz. pocz.(cem. szybko twardn., dużo alitu, duża pow. wł.)

-mało alkaliów (czasem kruszywa(korozja) mogą reagować z alkaliami powoli, a potem ekspansja)

PROD. HYDRATACJI:

C_xS_yH_n (C/S=1,5Ⴘ2,5) im niższy ten stos. tym CSU bardziej amorficzne-bardziej zwarta,odporna na korozję; gdy CSH bardziej włókniste to wnika w pory i uzbraja je(wytrz. na zgin.)

Ca(OH)₂ (tym go więcej im więcej alitu;jeśli go za dużo to reaguje z tlenkami S i C-prod. ekspansywne

C₄AH₁₃

C₄(AF)H₁₃

C₃A·3CaSO₄·32H₂O- ettryngit

C₃A·CaSO₄·12H₂O

CaCO₃

C₃AH₆

KRUSZYWA

Podział:

-naturalne(otoczakowe, powatałe w wyniku nat. rozdrobnienia skał wskutek wietrzenia i działania wody) żwiry, piaski kopalne i rzeczne

-łamane(powstałe w wyniku przekruszenia skał, które spełniają określone wymagania)

-sztuczne-spec. przeróbka technologiczna (szczególnie do bet lekkich): spiekanie(obróbka w podwyż. temp.->zagęszcz. masy->na pow. ziarenka szklista otoczka), wypalanie, spienianie(np.: szkło piankowe), naparzanie i autoklawizacja (otrzymywanie kruszyw z sur. wtór., gł. z popiołów lotnych

Podział ze wzgl. na kształt ziarna:

okrągłe(postrzępione-najlepsze), nieregularn (może być wyższa wodożądność), kanciaste(im bardziej kanciaste tym gorsze zagęszczanie), płaskie, wydłużone

Podział ze wzgl. na teksturę ziarna:

szklista, gładka(gładka-zła przyczepność zaczynu), ziarnista(np. piaskowiec), szorstka(ziarn i szorstka -dobra, bo zaczyn wchodzi w szpary, szkliwo reaguje z Ca(OH)₂ i tworzy aktywną powierzchnię), porowata

Podział ze wzgl. na rodzaj skał:

magmowe (granit-dobrze się urabia,ziarnaokrągłe kanciaste; sjenit; bazalt; porfir-(zły) łupie się na płytki), osadowe (klasyczne:piaski,żwiry,piaskowce;organiczne:wapienie, dolomity), metamorficzne(marmury,gnejsy,serpentynity)

WŁASNOŚCI kruszyw → wł. betonu

-jest go b. dużo (ok.80%) jest najtańszym składn.

-ścieralność i wytrzymałość na ścisk.(zależy od porowatości; rodz. skały)

-współ. sprężystości

-nasiąkliwość(gdy>2% nawilżyć kruszywo bo wyciągnie wodę z zaczynu→↑porowatości;zaletą jest >przyczepn. zaczynu do ziarn{bo zaczyn penetruje wgłąb ziarn};ziarna mogą być całkowicie suche, pow-suche, nasycone lecz suche na pow.,mokre

-stałość objętości

-mrozoodporność(oznacza się dla kruszyw grubych naraż na bezpośr. dział wpływów atmosf.{mróz,woda}

-wodo- i gazoszczelność

-zanieczyszczenia(organiczne powodują szkodl. reakcje chem.;pyły-poniżej 5% zmniejszaja porowatość, gdy jest ich >to zwiększają wodożądność

-kształt ziarn(gdy dużo ziarn wydłuż. {l≥3d} i płaskich to gorsza urabialność-najlepsze ziarna zwarte,okrągłe,chropowate;przyczepność zaczynu do ziarn płaskich jest mniejsza bo tam może zbierać się woda, gdy wyparuje to zostaje wolna przestrzeń

-wodożądność

-korozja(reakcje alkaliów z kruszywem-wymiana jonowa na pow. kruszywa →osłabienie i mikrospękania

CaMg(CO₃)₂+2NaOH→Na₂CO₃+Mg(OH)₂+CaCO₃

NaCO₃+Ca(OH)₂→CaCO₃+NaOH

Na₂CO₃+H₂O→Na⁺+OH^-+↑CO₂

-przyczepność zaczyn-kruszywo(korzystne reakcje z krusz. wapienym;przyczepność:fizyczna {kształt ziarna,powierzchnia}chemiczna{kruszywa lekkie częściowo reag z zaczynem}elektrostatyczna

---