CIMENTUL este un material complex obținut prin arderea și măcinarea fnă a unor argile speciale în amestec cu aditivi. Se obține astel un liant hidraulic cu rezistențe mari după întărire. întărirea se ace în prezența apei, care în combinație cu compușii silicosi duce la ormarea unor geluri solide. Aderența ață de agregatele minerale este oarte bună, putnd astel f utilizat în producerea betonului. !elurile rezultate au aderență oarte bună și ața de oțel, permițnd producerea de beton armat sau beton precomprimat. "una rezistentă la agresivitate termică și chimică #a se vedea protecția elementelor metalice cu a$utorul betoanelor cu ciment%. &
'imentul portland #silicios%, reprezintă un amestec de silicați și aluminati de calciu și este obținut prin măcinarea fnă a clincherului de ciment portland cu un adaos de ()* + ghips pentru reglarea timpului de priză. 'lincherul de ciment portland este obținut prin arderea unui amestec de materii prime în cuptoare rotative. ateriile prime utilizate la abricarea abricarea clincherului de ciment portland suntcalcare, marne, argile, leossuri, subproduse industriale #zguri, cenuși, șisturi%, adaosuri de corecție #silicioase, aluminoase, erugionase etc.%, gipsuri. 'ompoziția mineralogică a cimentului în procesele procesele de ardere ardere a materiilor materiilor prime, prime, oxizii oxizii existenți în în compoziția compoziția acestora, reactionează între ei ormnd compuși mineralogici. 'ei mai importanți ca pondere sunt următorii
Silicatul tricalcic #alitul%/ 0'a1Si1( / C3S2
Silicatul bicalcic #belitul%/ ('a1Si1 ( / C2S2
3eroaluminatul tetracalcic tetracal cic #celitul 4 sau bro5nmilleritul%/ 6'a1Al (103(10 / C4AF2
Aluminatul Aluminatul tricalcic #celitul 44%/ 0'a1Al(1 0 / C3A.
'ompoziția mineralogică mineralogică a clincherului de ciment portland poate să varieze, în uncție de compoziția chimică a materiilor prime utilizate și a tehnologiilor de abricație. 7orma europeană S897 &:*;&,(/(<<( impune pentru clincherul portland următoarele cerințe/ minimum (;0 din masă totală să fe constituită de silicați #alit = belit% > cimenturi silicatice2 / relația procentuală dintre oxidul de calciu și trioxidul de siliciu din compoziție să fe mai mare ca (2 /
conținutul procentual în masa de oxid de magneziu să fe mai mic de ?+.
& http-;;biblioteca.regielive.r http-;;biblioteca.regielive.ro;reerate;co o;reerate;constructii;cim nstructii;ciment/(<:*@0.htm ent/(<:*@0.htmlsBciment lsBciment &
în cazul clincherului de ciment portland, compușii mineralogici se pot regăsi, de regulă, în limitele următoarelor procente/
'0S
6<)*0+2
/
'(S
()0?+2
/
'0A
&)&C+2
/
'6A3
()(<+2
Drincipalele proprietăți ale cimentului, legate de inEuența componenților mineralogici sunt- viteza de hidratare, căldura de hidratare, rezistențele mecanice și evoluția lor, rezistență la agresivităti chimice, cantitatea de apa legată chimic, etc. Fariația compoziției mineralogice a clincherului de ciment portland, permite obținerea unei game oarte largi de cimenturi cu proprietăti dierite conerite betonului, att în stare proaspătă ct și în stare intărită. Dentru cimenturi sunt defnite următoarele clase de rezistentă- 0(,? , 0(,? , 6(,? , 6(,? , ?(,? , ?(,? #7 sau 8%, unde partea cirică #0(,?, 6(,? și ?(,?% reprezintă clasa de rezistentă la compresiune exprimată în 7;mm(, 7 este simbolul pentru rezistentă initială normală și litera 8 este simbolul pentru rezistentă initială ridicată.
'lasifcări Gintre principalele clasifcări ale cimenturilor se pot menționaa. în uncție de prezența adaosurilor în compoziția cimenturilor/
cimenturi portland unitare #ără adaosuri%2
/
cimenturi portland cu adaosuri2
b. în uncție de compoziția lor, conorm 7ormei 9uropene 97 &:*/&/
cimenturi Dortland 2
/
cimenturi Dortland cu zgură2
/
cimenturi Dortland cu microsilice2
/
cimenturi Dortland cu puzzolană2
/
cimenturi Dortland cu cenușă zburătoare2
/
cimenturi Dortland cu șist calcinat2
/
cimenturi Dortland cu calcar2
/
cimenturi Dortland compozite2
/
cimenturi de urnal2 (
/ /
cimenturi puzzolanice2 cimenturi compozite2
c. 'onorm S8 0CC ;&::?, cimenturile se împart astel/
cimenturi Dortland ără adaos #tip 4%2
/
cimenturi Dortland compozite #tip 44%2
/
cimenturi de urnal #tip 444%2
/
cimenturi puzzolanice #tip 4F%2
/
cimenturi compozite #tip F%.
d. 'onorm S8 &?<<;:@, armonizat cu 7orma 9uropeană 97F &:*/&, cimenturile se împart astel/
cimenturi Dortland cu zgură #tip 44%2
/
cimenturi Dortland cu cenușă#tip 44%2
/
cimenturi Dortland cu puzzolană naturală#tip 44%2
/
cimenturi Dortland cu calcar#tip 44%2
/
cimenturi Dortland compozite#tip 44%2
/
cimenturi de urnal#tip 444%2
/
cimenturi puzzolanice#tip 4F%2
/
cimenturi compozite#tip F%.
'lasifcarea conventională are un caracter orientativ, uneori putnd exista deosebiri semnifcative între cimenturile de același tip. Gin aceste motive, parametrii tehnici, tehnologici și economici ai lucrărilor, stabilesc pe bază de analiză, incercări și condiții concrete, tipul recomandat și utilizabil de ciment. Donderea componenților mineralogici, împarte cimenturile după denumirea și proprietățile lor astel 'imenturi alitice > au dega$are mare de căldură, priză normală și întărire rapidă #rezistente inițiale mari, timp riguros, preabricare, etc. > ără agresivități chimice%2 'imenturi belitice > au dega$are mică de căldură, priză normală și viteză mică de întărire #construcții masive, zone calde > agresivități chimice > coroziune tip 4%2 0
'imenturi bro5nmilleritice > priză normală, întărire normală #îngheț > dezgheț repetat > agresivitate chimică sulatica%2 'imenturi eritice/priză normală, întărire normală #agresivitate chimică sulatica ridicată%2 'imenturi normale/priză normală, întărire normală #lucrări curente de beton și beton armat/ără agresivități chimice%.
CATEGORII UZUALE DE CIMENTURI
'imenturi portland unitare #ără adaosuri active% Aceste cimenturi se pot utiliza la ma$oritatea lucrărilor de construcții din beton, beton armat și beton precomprimat, de aceea constituie un volum important în producția de ciment. Se notează cu clasa 4 și au rezistente la compresiune după (C zile pe mortar standard, cu valori 0(,?, 6(,? și ?(,? 7;mm(. Ge asemenea, aceste cimenturi sunt caracterizate printr/o fnețe la măcinare normală #min. (?<< cm2/g%, constantă bună de volum și o priză normală.
'imenturi portland cu adaosuri Aceste cimenturi se pot clasifca astel-
'imenturi cu adaosuri de zgură de urnal. Aceste cimenturi se abrică prin introducerea la măcinare a clincherului de ciment portland, a zgurii granulate de urnal înalt și a gipsului necesar reglării timpului de priză. Htilizarea zgurilor de urnal înalt impreună, eventual cu alte adaosuri conduce la economisirea clincherului portland și se reduc prețurile de cost ale cimenturilor. în uncție de combinația de adaosuri și cantitatea de zgură conținute în masă cimenturilor, acestea pot căpăta una din următoarele proprietăti/ rezistente mecanice inițiale mai mici și rezistente fnale identice cu cimenturile portland unitare2 / rezistente mecanice inițiale și fnale mai scăzute, în raport cu cimenturile portland cu adaosuri #oarte economice pentru clase inerioare de beton%2 / căldură de hidratare a acestor cimenturi, scade odată cu creșterea proporțiilor de zgură #obligatoriu pentru construcții masive din beton%2 / au tendința de a scădea lucrabilitatea mortarelor și betoanelor, dezavanta$ eliminat prin adăugarea în amestec a aditivilor plastifanți sau a silicei ultrafne #SH3%. 6
'imenturi cu adaosuri de cenusă
Aceste cimenturi se obțin prin introducerea la măcinare a clincherului de ciment portland, a cenusilor volante de termocentrală #puzzolane artifciale%. Ia el ca și zgurile de urnal, cenusiile zburătoare de termocentrală, au drept rezultat, economia de clincher portland și obținerea unor proprietăti pentru betoanele #netratate termic% preparate cu acestea/ imbunătătirea lucrabilitătii betoanelor proaspete #scăderea cantitătii de apă la amestecare%2 / creșterea omogenitătii betonului proaspăt2 / reducerea căldurii de hidratare a cimentului2 / scăderea rezistențelor mecanice a betonului în primele două săptămani de la turnare2 / creșterea rezistențelor mecanice a betonului după &6 zile de le turnare2 / scăderea usoară a gelivitătii betonului #se impune utilizarea impreună cu un aditiv antrenor de aer%2 / rezistente superioare la șoc termic și la oc2 / creșterea rezistențelor la anumite agresivităti chimice. Cimenturi portlan !u re"i#tente ini$iale mari
Aceste cimenturi sunt abricate cu o fnețe de măcinare superioară #min. 0?<< cm /g%. 2
'lasele de rezistentă după (C de zile variază la aceste cimenturi între 0(,? și @(,? 7;mm2, iar rezistențele inițiale ale acestora au valori ridicate la &,(,0 și * zile, comparativ cu cimenturile normale. Sunt utilizate la lucrări de beton pe timp riguros, industria preabricatelor de beton etc. 9xistă și cimenturi portland cu intărire extrarapidă, obținute prin măcinarea la o fnețe oarte mare #min. *<<< cm2/g% și adaosuri de &)(+ clorură de calciu. 'imenturile cu intărire extrarapidă ac priză în ?)0< min. de la contactul cu apa și sunt utilizate la lucrări de betoane în climat rece, zone cu infltrații puternice de apă, etc. ?
Cimenturi portlan !u !%lur% e &iratare limitat%
Aceste cimenturi au compoziții chimico > mineralogice care asigură creșteri reduse de temperaturi, înct cea mai mare parte a căldurii de hidratare să s poată disipa. 'imenturile de acest tip au viteze de hidratare reduse, astel înct clasa acestora este garantată la (C zile, iar clasa betoanelor abricate cu astel de cimenturi este garantată prin caietele de sarcini la (C):< zile de la preparare. 'imenturile portland cu căldură de hidratare limitată sunt olosite la prepararea betoanelor puse în lucrare în elemente masive #bara$e de greutate, blocuri mari de undații%, a betoanelor puse în lucrare în zone cu climat cald, etc.
Cimenturile portlan re"i#tente la #u'a$i
Aceste cimenturi constituie unul din remediile împotriva coroziunii sulatice. 9le sunt ccaracterizate printr/o căldură de hidratare și o viteză de intărire mai reduse. în ceea cepriveste rezistențele la compresiune după (C zile, acestea ating valori minime de la 0(,? 7; mm2. Cimenturi al(e #au !olorate
Dentru cimentul portland alb se utilizează materii prime cu conținut redus de oxizi de fer #calcar de oarte bună calitate sau cretă și caolin%. Aceste cimenturi au preț de cost ridicat și se utilizează pentru lucrări monumentale, lucrări decorative, fnisa$e deosebite etc. Dentru cimenturi portland colorate, se utilizează materii prime pentru cimenturi albe, la care se adaugă oxizi ondanți, mineralizatori, coloranți și oxizi necesari.(
)ropriet%$ile !imentului portlan
'imentului portland i se impun, în uncție de utilizare, anumite cerințe privind proprietățile saJe principale. Kimpul de priză Kimpul de priză reprezintă o proprietate importantă din punctul de vedere al punerii în lucru a cimentului portland. Se deosebesc două mărimi- începutul și sasitul prizei. Aceste mărimi sunt convenționale. ținnd seama ca depind de oarte mulți actori și pentru a putea constitui un criteriu de comparație a dieritelor cimenturi, ele se defnesc și se determină în condiții standard. 1 utilizare generală, ( https-;;materialedeconstructie.fles.5ordpress.com;(<&&;<6;cap/(/cimenturi.doc @
datorită simplității sale, o are metoda de măsurare a timpului de priză cu aparatul Ficat #temperatura are o inEuență mare asupra reproductibilității rezultatelor, chiar și la variații mici ale sale%, în prezent sunt preconizate și alte metode, care permit inregistraLrea automată a timpului de priză. 'ităm în acest sens pe acelea care se bazează pe măsurarea căldurii de hidratare sau a electroconductivitatii pastei. începutul de priză pentru cimentul portland trebuie să aibă loc nu mai devreme de o oră, iar srșitul de priză nu mai trziu de &< ore. Ia cimentul cu întărire rapidă, aceasta începe nu mai devreme de 6? min. de la amestecarea cu apa și se termină după maximum &< ore. Dentru scopuri speciale se pot obține cimenturi la care începutul de priză să aibă loc după cteva minute și perioada de priză să se termine după o $umătate de oră. 'imenturile cu priză înceată se caracterizează printr/un început de priză de ?/* ore, srșitul avnd loc după aproximativ &< ore. 1 priză prea rapidă creează greutăți de punere în lucru a mortarelor sau betoanelor, în timp ce olosirea cimentului cu priză înceată conduce la micsorarea ritmului de lucru.
Kimpul de priză depinde de oarte mulți actori. Hn rol esențial îl are compoziția mineralogică a cimentului2 prezența aluminatului de calciu, în primul rnd, mărește viteză de priză2 de asemenea, în același sens inEuențează cantitatea de ază vitroasă. 1 ardere mai înaintată determină o priză mai înceată, în timp ce o ardere insufciență conduce la o priză mai rapidă dect a cimentului portland normal. în general, ridicarea temperaturii accelerează priza 2 inEuența sa este însă strns legată de natură cimentului. Ge la o anumită valoare a temperaturii, în uncție de compoziția mineralogică a cimentului, procesul poate f inEuențat în sens invers. 'reșterea fneței de măcinare și scăderea raportului A;' #apă;ciment% conduc, de asemenea, la o accelerare a prizei. înmagazinarea clincherului și a cimentului determină o micșorare a vitezei de priză, deoarece are loc o hidratare parțială a componenților cimentului2 ormațiunile hidratate prin păstrare mai îndelungată se pot carbonata pe seama CO2 din aer, ormndu/se un înveliș din carbonat, care rnează hidratarea granulelor de ciment. Driza poate f reglată, pentru un ciment și condiții de lucru date, cu acceleratori și întrzietori de priză. Apa de consistență normală. Apa de segregare Apa adăugată cimentului în vederea pregătirii mortarelor sau betoanelor trebuie, pe de o parte, să asigure desășurarea normală a proceselor de hidratare și hidroliză a constituenților săi, iar pe de altă parte, să conere amestecului Euiditatea necesară unei bune lucrabilitati, în uncție de metoda de punere a sa în lucru, în cazul cimentului portland normal, prima dată după amestecarea cimentului cu apa, Euiditatea scade brusc 2 urmează o scurtă perioadă în care viscozitatea pastei *
rămne practic neschimbată, după care începe iar sa crească rapid. în prelucrarea amestecurilor respective trebuie evident să se țină seama de aceste schimbări. Apa olosită pentru obținerea unei paste de consistență normală conorm standardului, și cu att mai mult a unui beton ușor lucrabil, depășește senLsibil apa necesară proceselor chimice. 9a depinde în primul rnd de compozitia mineralogică a cimentului2 cantitatea cea mai mare de apă o solicita C3A , în timp ce C2S necesită o cantitate mai mică. Adăugarea unor substanțe Euidifcatoare determină olosirea unei cantități mai mici de apă. 3inețea de măcinare mai ridicată a cimentului presupune o cantitate de apă mai mare. Hneori, în uncție de o serie de actori, în procesul de pregătire a mortarelor se observă separarea unei anumite cantități de apă. Apa separată #apa de segregare% depinde în primul rnd de natura cimentului, de capacitatea sa de reținere a apei și de cantitatea de apă olosită în amestec2 pentru a o defni însă că o caracteristică a cimentului trebuie păstrate constante condițiile de determinare, inclusiv raportul A;'. 'unoașterea acestei mărimi este oarte importantă, pentru că existența unui asemenea enomen inEuenteaza negativ asupra structurii pietrei de ciment sau a betonului, și deci asupra rezistențelor . Acest enomen este însoțit de o segregare elementelor betonului. Separarea apei cazul mortarelor conduce la pierderea proprietăților acestora de se pune ușor lucrare.
8ezistența mecanică 8ezistențele mecanice principalele caracteristici ale cimenturilor portland. 9le dau indicatii asupra capacității de întărire a lianților. 'a urmare a importanței sale, rezistenta la compresiune este olosită, în standarde, ca principal criteriu de clasifcare a cimenturilor dupa marci.Astel se deosebesc cimenturi D0<<, D6<<, D?<<, D@<<, # cira indicnd rezistenta minima la compresiune a unui mortar normal, după (C de zile de întărire în condiții standard%, în tabelul 4.? sunt prezentate rezistențele la diverse termene de întărire, pentru dierite cimenturi, determinate pe mortare vrtoase. 8ezultatele care se obțin pe mortare plastice sunt inerioare2 aceste mortare însă se apropie mai mult de condițiile de șantier. 'onsistența mortarelor, modul de preparare, de compactare, de păstrare și încercare sunt fxate prin standarde întruct toate inEuențează valoarea rezistențelor mecanice. Dăstrarea în apă va determina obținerea de rezultate superioare, cimentul portland find un liant h4draulic. Kabelul 4.?. 8ezistența la compresiune a cimentului 'imentu l
8ezistenta la compresiune a probelor pastrate in apa da7;cm (
8ezistenta la compresiune a probelor pastrate in aer da7;cm (
0 zile
0 zile
* zile
(C zile
:< zile C
* zile
(C zile
:< zile
A
::
&06
(*(
0?0
::
&?*
(*6
0&&
"
&0C
&:*
(C:
0*?
&6<
&:(
(C&
0(*
'
(&&
0<&
6&0
6C:
(&*
(CC
0C@
6@0
Fariația temperaturii de lucru conduce la obținerea unor rezultate dierite. Dnă la o anumită temperatură, procesul de întărire este inEuențat pozitiv 2 reacțiile de hidratare find exoterme, ridicarea în continuare a temperaturii determină desășurarea reacției în sens invers celui dorit 2 în aceste condiții se obțin rezistente mecanice mai slabe. Se dau, spre exemplifcare, cteva date, obținute pentru ciment portland obișnuit, cu privire la inEuența temperaturii. 9vident că dezvoltarea rezistențelor mecanice în timp, ca și rezistentele fnale ale cimentului sunt determinate în mod esențial de compoziția sa mineralogica. 'onstituenții mineralogici ai cimentului portland prezintă valori dierite ale rezistențelor mecanice
'onstituenti mineralogici
Apa +
8ezistenta la compresiune da7;cm ( 0 zile
* zile
(C zile
:< zile
&C< zile
0'a1MSi1(
&0
(6*
0&@
6?:
?CC
?:<
N > ('a1M Si1 (
&0
?
&6
0?
60
&(?
0'a1MAl(10
&0
**
C0
*(
*(
@@
6'a1MAl(10M3e(10
&0
&&*
&(6
&6:
&C?
(*:
Kabeleul 4.@. 8ezistența la compresiune a constituenților mineralogici
Gin valorile înscrise în tabelul 4.@, coroborate cu valorile gradului de hidratare #tabelul 4.*% și cu compoziția cimentului, rezultă importanța ormarii hidrosilicatilor în procesul de întărire #Oidratarea β–2CaO∙SiO2 în cimentul portland este accelerată
:
în raport cu comportarea compusului pur, contribuind la întărirea cimentului la timpi îndelungați în măsura importantă%. 0
'onstituenti mineralogici
!rad de hidratare, in + la0 zile
*zile
(C zile
:< zile
&C< zile
0'a1MSi1(
0?,@
6?,:
@@,@
:0,(
:0,:
N > ('a1M Si1 (
*,0
&<,*
&&,0
(:,&
/
0'a1MAl(10
C(,@
C&,@
C6,0
:&,6
:0,6
6'a1MAl(10M3e(10
@:,?
*<,:
*0,?
C:,<
:&,(
Kebelul 4.*. !radul de hidratare a constituentlior mineralogici
4nEuența doza$ului de ciment asupra proprietăților betonului
Dentru un amestec în care se păstrează constante, cantitatea de apă de granulozitatea agregatului, dozarea dierită cu ciment a amestecului conduce la următoarele aspecte/ coeziunea și lucrabilitatea se ameliorează odată cu creșterea doza$ului de ciment2 /
densitatea amestecului se modifcă astel-
/
pnă la 0<
/ peste ?<
0 http-;;555.Qreerat.com;reerate;chimie;Droprietatile/cimentului/portl6?0.php &<
Kipul și clasa cimentului se aleg și se corelează cu clasa betonului și în uncție de caracteristicile tuturor mi$loacelor și tehnologiilor ce acționează asupra betonului proaspăt precum și în uncție de mediul de exploatare al betonului întărit. 6
K8A7SD18KHI R4 G9D14KA89A '497KHIH4
Geoarece cimenturile sunt materiale hidrofle, trebuie îndeplinite următoarele aspecte/ asigurarea protecției cimentului ață de umiditate2 / aprovizionarea cu cantități care se vor consuma în cel mult o lună #pentru cimenturile unitare% și cel mult 0 luni #pentru cimenturile obișnuite%2 / mecanizarea completă a tuturor operațiilor de încărcare/descărcare și depozitare2 / evitarea amestecării sorturilor de ciment2 / reducerea la minimum a manipulării cimentului2
'imentul se poate altera în contact cu umezeala și din acest punct de vedere este caracterizat astel-
SKAG4HI 4. de alterare se caracterizează printr/o aglomerare a particulelor de ciment care se pot sarmă intergral la strngerea în palmă. înainte de olosirea cimentului se va determina domeniul de utilizare și corecția necesară la dozare2 SKAG4HI 44. de alterare se caracterizează printr/o sărmare parțială aglomerărilor particulelor de ciment. Acest ciment necesită o cernere atentă și nu poate f utilizat dect pentru betoane de slabă rezistența2 SKAG4HI 444. de alterare se caracterizează prin pietrifcarea cimentului, deci acesta nu se mai poate utiliza.
Kransportul se poate realiza în recipienți metalici acoperiți, în vrac, pentru cantități mici și distanțe scurte2 cu mi$loace auto sau '3, specifce, dotate cu buncăre și sisteme pneumatice de încărcare > descărcare2
6 https-;;materialedeconstructie.fles.5ordpress.com;(<&&;<6;cap/(/cimenturi.doc &&
în saci multistrat din hrtie cerată pe interior, inscripționați cu toate caracteristicile cimentului, producătorului și datei de abricație2 pneumatic, prin conducte metalice, la distanțe scurte, în cadrul platormelor industriale utilizatoare sau în șantiere2 mecanic, cu șnecuri, $gheaburi vibrante sau benzi transportoare capsulate, în cadrul platormelor industriale utilizatoare sau în șantiere.
Gepozitarea se ace numai în spații închise, aerisite periodic, erite de umezeală și de lumina solară directă, pe perioade scurte #max. 0 luni% pentru cantități mici sau în buncăre speciale, metalice, prevăzute cu sisteme pneumatice pentru încărcare > descărcare. ?
3ig & Drocesul tehnologic de obtinere a cimentului
@
? https-;;materialedeconstructie.fles.5ordpress.com;(<&&;<6;cap/(/cimenturi.doc @ https-;;prisacarudaniela.fles.5ordpress.com;(<&0;<(;untitled.png &(
"ibliografe
&)))). http-;;biblioteca.regielive.ro;reerate;constructii;ciment/(<:*@0.html sBciment
()))).. https-;;materialedeconstructie.fles.5ordpress.com;(<&&;<6;cap/(/ cimenturi.doc
0 )))).. http-;;555.Qreerat.com;reerate;chimie;Droprietatile/cimentului/ portl6?0.php 6))))) http-;;555.Qreerat.com;reerate;chimie;Droprietatile/cimentului/ portl6?0.php ?))))).http-;;555.Qreerat.com;reerate;chimie;Droprietatile/cimentului/ portl6?0.php &0
@))))).https-;;prisacarudaniela.fles.5ordpress.com;(<&0;<(;untitled.png
&6
