Rodzaje i zastosowanie cementów

Cement pochodzi z naturalnie występujących surowców mineralnych, takich jak margiel, wapień, glina. Zawierają one m.in. takie pierwiastki jak krzem, glin, żelazo, tlen, wapń. Pozyskiwane są z kopalni odkrywkowych, a następnie poddawane odpowiedniej obróbce.

Powstawanie cementu

Zmielone, dokładnie zmieszane w odpowiednich proporcjach kopaliny przechodzą proces wypalania w piecach cementowych. Na tym etapie stosuje się odpowiednie domieszki korygujące skład produktu (mogą to być popioły lotne, piasek czy dodatki żelazonośne). W wyniku procesu termicznego zachodzi szereg przemian fizykochemicznych, dzięki którym powstaje klinkier cementowy.

Produkt ten poddawany jest dalszemu mieleniu i wzbogaceniu o dodatki, którymi mogą być:

• pył krzemionkowy (D)
• kamień wapienny (L lub LL)
• pucolana naturalna (P)
• pucolana wypalana (Q)
• żużel wielkopiecowy (S)
• łupek palony (T)
• popiół lotny krzemionkowy (V)
• popiół lotny wapienny (W)

Litery w nawiasach to symbole stosowane w oznakowaniu zastosowanego dodatku.

W ten sposób powstaje finalny produkt, składowany w silosach. W sprzedaży oferowany bezpośrednio w cementowniach luzem, na wagę lub sklepach czy składach budowlanych w workach o określonej wadze.

Rodzaje cementu

Zależnie od wybranej domieszki i proporcji zastosowanych składników powstają różne rodzaje cementu. Ich skład jest znormalizowany, co oznacza, że cement określonej normy będzie charakteryzował się konkretnym stałym składem. Kryteria dopuszczenie do obrotu i stosowania są bardzo rygorystyczne.

Do oznaczania rodzajów cementu stosuje się cyfry rzymskie, gdzie I oznacza najmniejszą, a V największą procentową ilość domieszek. Większa ilość domieszek nie oznacza gorszej jakości produktu, co mógłby sugerować mniejszy udział "czystego cementu" w składzie wyrobu. Użyte domieszki zmieniają właściwości cementu, a tym samym jego przeznaczenie i możliwości zastosowania.

Zgodnie z tą normalizacją obecnie rozróżnia się cementy powszechnego użytku:

• CEM I – cement portlandzki
• CEM II – cement portlandzki wieloskładnikowy
• CEM III – cement hutniczy
• CEM IV – cement pucolanowy
• CEM V – cement wieloskładnikowy

Są także cementy specjalne:

• LH - cement o niskim cieple hydratacji
• HSR - cement o wysokiej odporności na siarczany
• NA - cement o niskiej zawartości alkaliów

Cementy mają dodatkowe oznaczenia: A, B, C. Określają one – poza klinkierem – pozostałe składniki główne. I tak litera A oznacza najmniejszy udział dodatków. Na przykład CEM II A 6-20%, CEM II B 21-35% itd.

Klasy wytrzymałości cementu

Dodatkowymi parametrami rozróżniającym produkty jest klasa, określająca wytrzymałość cementu na ściskanie po 28 dniach dojrzewania, wyrażona w megapaskalach (MPa) - wyższa liczba oznacza większość odporność - oraz czas narastania wytrzymałości. R – stosowane dla cementów szybkowiążących, N – normalnie, a L – o wolnym czasie wiązania.

Najpopularniejsze klasy cementu to:

• 32,5 MPa
• 42,5 MPa
• 52,5 MPa

Zastosowanie cementu

Cement to kluczowe spoiwo twardniejące w połączeniu z wodą. Posiada właściwości wiążące składniki betonu, produktów chemii budowlanej, zapraw murarskich czy tynkarskich.

Określony rodzaj cementu ze względu na swój skład wybierany jest do konkretnych zastosowań.

CEM I – cement portlandzki

Cement portlandzki znajduje zastosowanie w przygotowywaniu betonów wykorzystywanych przy konstrukcjach zbrojonych, betonu towarowego, betonu samozagęszczalnego, konstrukcji i elementów prefabrykowanych, jest także wykorzystywany do betonowania w niskich temperaturach, warunkach zimowych.

CEM II – cement portlandzki wieloskładnikowy

Z tego cementu wykonuje się betony zwykłe, zaprawy murarskie i tynkarskie, warstwy podkładowe i stabilizujące.

CEM III – cement hutniczy

Głównym jego zastosowaniem cementu hutniczego są prace fundamentowe, budownictwo hydrotechniczne i podziemne ze względu na wysoką odporność na agresję chemiczną, działanie siarczanów i kwasów humusowych. Dobrze sprawdza się przy formowaniu masywnych konstrukcji betonowych. Wykorzystywany jest do budowy nawierzchni drogowych, parkingowych, chodnikowych. Ograniczeniem wykorzystania jest temperatura otoczenia poniżej +5 stopni Celsjusza.

CEM IV – cement pucolanowy

Wykazuje dużą odporność na środowisko o dużej agresywności. Wykorzystywany do wykonywania zapraw i tynków, dużych konstrukcji betonowych, prac w częściach podziemnych i naziemnych budynków. Odporność na siarczany sprawia, że betony powstałe z tego cementu mają zastosowane w rolnictwie.

CEM V – cement wieloskładnikowy

Jest doskonałym składnikiem mieszanek budowlanych, wykorzystywany do produkcji elementów betonowych. Sprawdzi się w budownictwie podziemnym, morskim, ekologicznym.

W warunkach szczególnie wymagających konieczne jest zastosowanie cementów specjalnego przeznaczenia.

Cement wiertniczy

Jego wysoka odporność na ciśnienie i temperaturę sprawia, że sprawdzi się w konstrukcjach podwodnych, przemyśle wiertniczym. Uzyskiwane z tego cementu zaprawy płynne pompowane są do odwiertów na głębokości nawet kilku tysięcy metrów, gdzie ciśnienie przekracza 100 MPa, a temperatura +150 stopni Celsjusza. Cement ten ma opóźniony czas wiązania, pozwalający dotrzeć z płynną zaprawą w odległe miejsce, a następnie szybko osiąga pożądaną wytrzymałość.

Cement ekspansywny

Jego właściwością jest pęcznienie w trakcie twardnienia, co sprawdza się choćby podczas zalewania ubytków, otworów na śruby w konstrukcjach betonowych, naprawy betonów.

Cement glinowy

Charakteryzuje się wysoką zawartością glinianów wapnia, sięgającą 70% składu. Idealnie nadaje się do prac w wysokich temperaturach (do 1700 stopni), jest cementem szybkotwardniejącym. Jednocześnie jego zastosowanie umożliwia użycie mieszanek betonowych w niskich temperaturach otoczenia.

Omówione różne parametry cementu znajdują się na opakowaniach w postaci odpowiednich oznaczeń. W oznaczeniach można się spotkać z łączeniem cech dodatkowych i właściwości specjalnych.

Przykładowo CEM I 42,5 N-NA to cement portlandzki o przeciętnej wytrzymałości na ściskanie, normalnym czasie wiązania, niskoalkaliczny.

Na polskim rynku dostępne są różne rodzaje cementu, o jego wyborze powinno decydować przeznaczenie i zaplanowanie konkretnych prac.

Bardzo ważne, aby wybrany produkt oznaczony był symbolem CE lub B - dotyczą one wyrobów bezpiecznych i dopuszczonych do obrotu na terenie całej Unii Europejskiej (CE) lub tylko w Polsce (B). Czołowi, sprawdzeni polscy wytwórcy mogą również posługiwać się oznaczeniem Pewny Cement, będącym gwarantem jakości.

Klasa cementu a klasa betonu

Zastosowanie określonego cementu przekłada się na parametru uzyskanego betonu. Oczywiście inne składniki mieszanki betonowej, ich rodzaj proporcje wpływają również na właściwości powstałego betonu.

Dowiedz się więcej o klasach betonu.