Cement

D. Vrkljan, M. Klanfar Tehnologija nemetalnih mineralnih sirovina
Vrste i svojstva silikatnog cementa
Upotreba cementa u neku svrhu postavlja određene zahtjeve na svojstva cementa, o
kojima ovisi njegova primjenjivost. Ta svojstva ovise o više faktora među kojima su
najznačajniji sirovine korištene u proizvodnji klinkera i dodaci cementu. Osim toga na
svojstva cementa utječe i proizvodni proces, npr. vrsta i sastav goriva, temperatura u peći,
brzina hlađenja klinkera, itd., međutim kako je ovdje riječ o mineralnim sirovinama težište će
biti na njima i njihovom utjecaju na svojstva cementa.
Već je spomenuto da udio pojedninih sirovina u mješavini određuje formiranje
minerala klinkera, a o sastavu klinkera i dodataka cementu ovise svojstva betona pri ugradnji,
vezivanju te u očvrsom stanju tokom uporabe, i to na slijedeći način.
Alit (3CaO·SiO2) je najzastupljeniji mineral silikatnog klinkera, veže s vodom
(hidratizira) uz oslobađanje znatne količine gašenog vapna (Ca(OH)2) i topline.
3CaO·SiO2 + aq → 3CaO·SiO2·xH2O + Ca(OH)2
2(3CaO·SiO2 )+ 6H2O → 3CaO·2SiO2·3H2O + Ca(OH)2
Potpunom hidratacijom oslobodi 500 J/g topline. Brzo razvija čvrstoću tokom prvih 7
dana i najviše doprinosi konačnoj čvrstoći cementa.
Belit (2CaO·SiO2) je drugi po redu najzastupljeniji mineral silikatnog klinkera.
Hidratizira, kao i alit, uz oslobađanje gašenog vapna i topline ali u znatno manjoj mjeri.
2CaO·SiO2 + aq → 2CaO·SiO2·xH2O
2(2CaO·SiO2 )+ 4H2O → 3CaO·2SiO2·3H2O + Ca(OH)2
Toplina hidratacije iznosi 260 J/g. Jednoliko pridonosi razvoju čvrstoće cementa kroz
prvih 28 dana, a nakon toga je glavni nosilac prirasta čvrstoće. Pojavljuje se u 4 kristalne
modifikacije, od čega samo β modifikacija ima vezivna svojstva. Ova modifikacija nastaje
naglim hlađenjem klinkera, i to je razlog zašto je hlađenje klinkera bitna faza u proizvodnji
cementa.
Trikalcij aluminat (3CaO·Al2O3) se pojavljuje u kristalnom i amorfnom obliku. U
kontaktu s vodom vrlo brzo hidratizira, što dovodi do smanjanja obradivosti betona. Stoga se
cementu dodaju sulfati, odnosno gips da bi se usporila reakcija hidratacije. Kristalni oblik
hidratizira bez obzira na sulfate i zato je nepoželjan u cementu. Potrebni amorfni oblik se
dobiva naglim hlađenjem klinkera. Način na koji se usporava reakcija hidratacije je slijedeći:
vezanjem gipsa i aluminata u prisutsvu vode nastaje mineral etringit
3CaO· Al2O3+ 3(CaSO4 ·2H2O)+aq → 3CaO· Al2O3 · 3CaSO4 ·31H2O,
RGN-fakultet Zagreb lipanj 2010.
10