RODZAJE CEMENTÓW

A. Cementy wyrabiane w Polsce.

a) Cement portlandzki normalny wolno wiążący (P N /B —201—205) otrzymuje się przez właściwe zmieszanie i zmielenie surowców, zawierających wa­

pień i glinę, lub stanowiących naturalne połączenie tych tworzyw (m argiel), następnie przez wypalenie tej mieszaniny w tem peraturze spiekania na klin­

k ier i dokładne zmielenie. Normalny cement port­

landzki je st najbardziej rozpowszechniony w Polsce i używany w budownictwie lądowym i wodnym do zapraw, betonów i żelbetów. W yrabia go u nas 12 fabryk, z których większość znajduje się n a linii Kraków -—. Olkusz — Sosnowiec — Zawiercie — Częstochowa, w okolicach zaopatrzonych w odpowied­

nie surowce, oraz w pobliżu zagłębia węglowego. W handlu znajduje się cement przeważnie w potrójnych workach papierowych po 50 kg., rzadziej w wtorkach jutow ych po 100 kg., lub w beczkach drewnianych po 200 kg. BarwTa cementu jest szara o różnych od­

cieniach — jaśniejszym , ciemniejszym, żółtawym i zielonkawym. C i ę ż l a l r o b j ę t o ś c i o w y cementu zależnie od stopnia utrząśnięcia, waha się w granicach od 1,1 do 1,6. O ile prób nie wykony­

wa się, należy przyjmować wagę 1 litra = 1,2 kg.

Zasadniczą cechą normalnego cementu portlandzkie­

go, w yróżniającą go z pośród innych cementów', jest powolne wTiązanie i twardnienie. O k i- e s w i ą- z a n i a rozpoczyna się po upływie około 2 go­

dzin od chwili dodania wody i trw a do S godzin, po

czym rozpoczyna się p r o c e s t w a r d n i e- 21 i a, początkowo dość szybki, z biegiem czasu coraz . wolniejszy. Wzajemny stosunek wytrzymałości na ściskanie normalnej zapraw y cementowej badanej po 3, 7, 28 i 90 dniach wynosi w przybliżeniu 1 : 2 : : 3 : 3,5. Praktycznie więc przy zastosowaniu nor­

malnego cementu portlandzkiego przestrzegany jest 28 dniowy okres tw ardnienia i do wszelkich obliczeń jako m iarodajne przyjmowane są wytrzymałości za­

praw i betonów osiągane w tym terminie.

I)) Cement portlandzki przedni (P N /B —206), zwany czę­

sto wysokowartościowym lub szybko tw ardniejącym pod względem swego składu chemicznego i sposobu fabrykacji, a więc i wyglądu praw ie nie różni się od cementu normalnego, Jedynie dzięki bardziej sta­

rannemu doborowi surowców, wyższej tem peraturze wypału i drobniejszemu zmieleniu klinkieru, cement ten osiąga wyższe wytrzymałości od normalnego, a co najważniejsze przyrost wytrzymałości w czasie je st znacznie szybszy, pomimo zachowania wolnego

■ okresu wiązania. Można przyjąć, że beton wykonany z cementu przedniego osiąga już po 7. dniach tak ą wytrzymałość ja k beton z cementu normalnego po 28 dniach i dalsze przyrosty wytrzymałości są już nieznaczne. Cement ten obok normalnego w yrabiają niektóre większe fabryki cementu i wypuszczają na rynek pod specjalnymi nazwami ja k : „prim a", „ex- tr a “, „żubr“, „lew“, itp. Znajduje on zastosowa­

nie przy robotach bardziej odpowiedzialnych, a zwła­

szcza w wypadkach, gdy zależy n a skróceniu po­

trzebnego okresu tw ardnienia betonu z 28 dni do 7 lub naw et 3 dni (np. niektóre roboty wojskowe i drogowe).

c) Cement wodoszczelny „Siccofix“ jest to normalny cement portlandzki wolnowiążący, który dzięki pew­

nej substancji bitumicznej dodawanej podczas mie­

lenia wypalonego klinkieru czyni beton wykonany z tego cementu odpornym n a przesiąkanie wody, nie zmniejszając przy tym wytrzymałości betonu. W yra­

bia go n a zasadzie patentu cementownia „Goleszów"

na Śląsku;

d) Cement glutowy (PN /B-207), zwany także topionym, otrzymuje się. przez wypalenie aż do spiekania lub sto­

pienia mieszaniny w apna i boksytu, którego głównym

Cementy w yr. w Polsce ^{9 7} składnikiem je st tlenek glinu, i staran n e zmielenie wy- palin. Cement glinowy jest wolnowiążący, ta k ja k ce­

m ent portlandzki, lecz okres jego tw ardnienia je st zna­

cznie krótszy i już po 3 dniach beton z cementu glinowe­

go osiąga wytrzymałość równorzędną z wytrzymałością 7 dniową betonu z cementu portlandzkiego przednie­

go i 28 dniową z cementu normalnego. N aw et już po 24 godzinach od chwili dodania wody wytrzymałość betonu z cementu glinowego je st ta k znaczna, że w pewnych wypadkach można go rozdeskować i obciążyć.

W okresie w iązania i n a początku tw ardnienia cemen­

tu glinowego wytw arza się znaczna ilość ciepła, co w połączeniu z krótkim okresem tw ardnienia umożli­

wia przy zachowaniu odpowiedniej ostrożności stoso­

wanie tego cementu do robót betonowych w zimie, pod­

czas, gdy p raca z cementem portlandzkim je st już niedopuszczalna w tem peraturze poniżej zera. Poza tym beton z cementu glinowego jest znacznie odpor­

niejszy n a wpływy chemiczne od betonu zwykłego, co ma znaczenie zwłaszcza przy budowlach podległych dzałaniu wody morskiej. Cement glinowy pod nazwą

„Alca Elektro" w yrabiają zakłady Elektro w Łazi­

skach Górnych na Śląsku. Barwa jego jest czarna.

Tablica 1.

Skład chemiczny cementów portlandzkich i glinowych.

S k ł a d n i k i

Graniczne zawartości w %

cem ent portlandzki

cem ent glinowy

od do od do

Krzemionka (S i O J 18 26 3 10

Tlenek wapnia (CaO) 58 66 30 42

Tlenek glinu (Al, 0 ,) 4 12 35 70

Tlenki żelaza (Fe.tO%-\-FeO) 1 6 5 20

Tlenek magnezu ( MgO) 1 3 0 1

Ttenek ty tan u (TiO,) — — 0 3

Bezwodnik siarkowy (So3) 0,5 2,5 0 0,5

Kalendarz 7

B, Cementy nie wyrabiane w Polsce.

a) Cement naturalny, albo romański otrzymuje się przez wypalenie naturalnych m argli w piecach wapiennych w tem peraturze w ypalania cegły. Wiąże i tw ardnieje szybko, jednak większej wytrzymałości nabiera dopie­

ro po upływie dłuższego czasu.

b) Cement portlandzld szybkowiążący różni się od nor­

malnego tym, że początek wiązania następuje w parę m inut po dodaniu wody i cały okres w iązania trw a bardzo krótko. W ytrzymałość jego je st zwykle znacz­

nie niższa od cementu wolnowiążącego. Zastosowanie znajduje jedynie przy robotach specjalnych, lub przy wykonywaniu wyrobów betonowych jak płyty chod­

nikowe, dachówki itp., gdzie chodzi o możność szb- kiego wyjęcia z form y i dalszego jej użycia.

c) Cement portlandzki żelazisty otrzym uje się przez zmieszanie najm niej 70% normalnego cementu i n a j­

wyżej 30% żużli wielkopiecowych. Oba te składniki miele się i miesza ze sobą po wypaleniu klinkieru cementowego.

d) Cement portlandzki żużlowy lub wielkopiecowy o- trzym uje się przez zmieszanie najm niej 15% norm al­

nego cementu i najwyżej 85% żużli wielkopieco­

wych.

Oba ostatnie cementy mogą być też przednie. Za­

letą ich jest odporność na działanie wody morskiej.

2.. PODSTAWOWE CECHY CEMENTÓW.

Zasadnicze wymagania staw iane cementom co do ich własności fizycznych i mechanicznych przyjęte w normach, zostały zestawione w tablicy 2, zaś przeciętne wytrzyma­

łości na ściskanie normalnej zapraw y cementowej 1 : 3 otrzymane w latach 1932 — 1936 przy badaniu krajowych cementów ujęte zostały wykreślnie na rys. 1.

Badania cementów przeprowadzane są w laboratoriach odpowiednio uposażonych do tego c e lu ’). Ponieważ cement żleżały traci stopniowo swoje zdolności w iążące, co może

') Spis laboratoriów badawczych w Polsce podany jest oddzielnie w tomie II.

Tablica2.Zasadnicze wymagania, stawiane cementomwgnormpolskich,.

Kg/c m?

Rys. 1. Przeciętne wytrzym ałości na ściskanie normalnej zapraw y cementowej 1 : 3 otrzymane w latach 1932/36.

mieć ujemny wpływ na późniejszą wytrzymałość betonu, należy na większych budowach prowadzić stałą k o n ­ t r o l ę c z a s u w i ą z a n i a c e m e n t u . Do te­

go celu służy bardzo prosty przyrząd Y icat‘a, którego spo­

sób użycia opisany je st w normie PN/B-202. W razie nie posiadania przyrządu można sprawdzić czas wiązania ce­

mentu sposobem następującym , bardzo prymitywnym.

Z arabia sie cement z 26% wag. wody vr tem peraturze IS°C i po dokładnym zmieszaniu formuje się z otrzym anego ciasta kule o śred ­ nicy około 4 c m ; kładzie się i'i na płytce szklannej i potrząsa ude­

rzając zlękka' płytką o stół, aż kula rozpłynie się w placek o średni­

cy około 10 cm, a grubości w środku około 1,5 cm. Ja k o początek w iązania należy uważać moment, kiedy ślad zrobiony n a placku np.

ołówkiem nie zalewa się. Koniec w iązania jest to chwila kiedy ołó­

wek nie pozostawia n a powierzchni placka żadnej rysy.

Opisane Wyżej placki służą również do stwierdzenia, czy badany cement nie posiada skłonności do pęcznienia, tj.

czy zachowuje s t a ł o ś ć o b j ę t o ś c i . W tym celu form uje się dw a placki i po 24 godzinach w kłada się jeden do wody, a drugi pozostawia n a powietrzu (w obu wypadkach w temp. 18° C). Gdy w przeciągu 28 dni n a plackach nie pojawią się rysy promieniste, cement je st dobry i mówimy, źe stałość objętości badanego cementu

Magazynowanie cementu ^{1 0 1} jest norm alna. W przeciwnym razie danego cementu bez­

względnie nie należy używać do budowy. Próbę stałości objętości można wykonać w czasie przyśpieszonym umie­

szczając placek po 24 godzinach od chwili wykonania na 3 godziny w parze wodnej. Pęcznienie cementu, będące wynikiem złego doboru surowców podczas fabrykacji spoty­

k a się u nas bardzo rzadko. Przy specjalnych robotach lub w pewnych okolicznościach zachodzi potrzeba przyśpiesze­

nia tw ardnienia cementu. Stosowane są wtedy różne dodat­

ki np. chlorek w apnia (około 2 % wagi cememtu), lub inne patentowane środki, które wprawdzie podwyższają począt­

kową wytrzymałość betonu, później jednak często w ytrzy­

małość je st mniejsza niż bez ich użycia. Należy więc być bardzo ostrożnym przy stosowaniu wszelkich dodatków i raczej użyć do robót cementów przednich, bądź glinowych.