Cement portlandzki - skład, parametry, cena, zastosowanie

Cement portlandzkiCement portlandzki to szary, sypki materiał budowlany, który jest powszechnie wykorzystywany. Jest to najbardziej popularny cement stosowany w Polsce. Jest spoiwem hydraulicznym, które swoją popularność zawdzięcza dużym siłom wiążącym.

Cement portlandzki został wynaleziony przez Josepha Aspdinowa. W 1824 roku uzyskał on patent na produkcję tego rodzaju cementu. Nazwa cementu portlandzkiego pochodzi od jego koloru. Aspdinowi odcień ten przypominał kolor wapienia portlandzkiego, czyli jednego z droższych materiałów budowlanych w Wielkiej Brytanii. Postanowił nazwać tak swój produkt, by podkreślić jego wysoką jakość i walory. To, co odróżnia go od stosowanych wcześniej cementów to proces produkcji.

Klinkier cementowy, który jest podstawowym składnikiem cementu portlandzkiego wypala się w temperaturze 1450 stopni Celsjusza. W związku z tym charakteryzuje się on większą wytrzymałością niż używane dawniej materiały.

Skład i otrzymywanie cementu portlandzkiego

Cement portlandzki otrzymywany jest ze zmielonego klinkieru cementowego wymieszanego z maksymalnie pięcioma procentami gipsu.

Klinkier cementowy składa się z:

  • alitu, czyli krzemianu trójwapniowego, który składa się na  50-65% masy klinkieru;
  • belitu, czyli krzemianu dwuwapniowego, składa się na ok. 20% masy;
  • brownmillerytu, czyli związku tlenku wapnia, tlenku glinu i tlenku żelaza (III), składa się na ok. 10% masy;
  • glinianu trójwapniowego, który tworzy ok. 10% całej masy klinkieru;
  • niewielkich ilości domieszek innych związków np. glinu, wapnia, magnezu.

Do wypalonego w temperaturze 1450 stopni Celsjusza klinkieru dodaje się gips. Jego zawartość nie może przekroczyć 5% całej masy otrzymywanego cementu. Oznacza to, że do produkcji 1 tony cementu portlandzkiego, można zużyć maksymalnie 50 kg gipsu. Całość jest mielona w młynie do cementu. Na tym etapie można dodać też inne składniki, np. wapień lub żużel. W zależności od ilości i rodzaju domieszek, można wyróżnić kilka rodzajów cementu, które mają różne oznaczenia i zastosowania.

  1. CEM I - to cement portlandzki, w którym nie ma żadnych dodatków. To czysta forma cementu;
  2. CEM II - to również jest cement portlandzki, ale jest on materiałem wieloskładnikowym. Posiada domieszki, np. wapnia. Jest dostępny we wszystkich sklepach budowlanych;
  3. CEM III - to cement hutniczy. Ma dużo dodatkowych składników, które wpływają na uzyskiwanie przez cement innych właściwości;
  4. CEM IV - to cement pucolanowy - ma dodatki pucolanów, czyli ceramicznego materiału, który jest stosowany jako wypełniacz hydrauliczny;
  5. CEM V - to cement wieloskładnikowy o bardzo złożonym składzie chemicznym.

Warto pamiętać, że procentowa zawartość domieszek jest oznaczona na opakowaniach cementu następującymi symbolami:

  • A - oznacza zawartość domieszek na poziomie 6 do 20%;
  • B - oznacza zawartość domieszek na poziomie 21 do 35%.

Literami są także zakodowane rodzaje dodatków:

  • litera S oznacza dodatek w postaci granulowanego żużlu wielkopiecowego,
  • litera P oznacza dodatek pucolanów w naturalnej postaci,
  • litera D oznacza domieszkę w postaci lotnego pyłu krzemionkowego.

Rodzaje (klasy) cementu

Najważniejszym parametrem cementu jest jego wytrzymałość mechaniczna. Ma ona kluczowe znaczenie dla jego stosowania w budownictwie. W związku z tym klasy cementu wyróżnia się właśnie na jej podstawie. Oznacza się je przy pomocy liczby, która określa minimalną wytrzymałość zaprawy na ściskanie wyrażoną w MPa po 28 dniach twardnienia.

Liczba to symbolizuje również klasę cementu:

  • 32,5 - oznacza, że wytrzymałość badanych próbek po 28 dniach, mieści się w zakresie pomiędzy 32,5-52,5 MPa;
  • 42,5 - wytrzymałość próbek po 28 dniach wynosi 42,5-62,5 MPa;
  • 52,5 - analogicznie, wytrzymałość próbek po 28 dniach jest wyższa niż 52,5 MPa.

Niepozbawione znaczenia jest też tempo w jakim przyrasta wytrzymałość. Oznacza się je za pomocą liter:

  • R - oznacza cementy o wysokim współczynniku wytrzymałości wczesnej;
  • N - oznacza cementy o normalnej (wypoziomowanej) wytrzymałości wczesnej;
  • L - oznacza cement hutniczy o wysokim współczynniki wytrzymałości wczesnej. Cement ten nie jest stosowany w budownictwie.

Najważniejsze parametry cementu portlandzkiego

  • Wytrzymałość na ściskanie - opisuje to jak bardzo cement jest odporny na oddziaływanie z zewnątrz. Na podstawie właśnie tego parametru określa się podstawowe klasy i rodzaje cementu portlandzkiego. Wyższa klasa oznacza większą wytrzymałość i trwałość.
  • Zmiany objętości - parametr ten opisuje jak zmienia się objętość cementu zmieszanego oraz związanego. Na jej podstawie można ocenić, ile cementu będzie niezbędne. Parametr ten powinien wynosić do 10 mm na każdy z wymiarów. Portlandy o najwyższej jakości i czystości zmieniają swoją wielkość o jedyne 0,3 mm.
  • Początek okresu wiązania - opisuje, po jakim czasie od nałożenia cement zaczyna wiązać. Na jego podstawie można określić właściwą porę na dokonywanie pierwszych poprawek. Cement portlandzki powinien zacząć wiązać po minimum jednej godzinie od zrobienia wylewki. Materiały dobrej jakości potrzebują więcej czasu. Na wiązanie potrzebują przynajmniej dwóch godzin.
  • Stopień białości - określa jakość cementu. Biały, zawiera minimalną ilość dodatków lub zanieczyszczeń. Im wyższy stopień białości, tym wyższa jakość cementu, a co za tym też idzie -cena. Według norm przyjętych przez polskie prawo, Portland powinien charakteryzować się białością na poziomie 75%.
  • Pozostałość nierozpuszczalna - mówi o tym, ile cementu pozostaje po mieszaniu nierozpuszczona. Oczywiście, im mniej tym lepiej. Ewentualne grudki są zagrożeniem dla spoistości całej wylewki i mogą prowadzić do jej uszkodzeń. W przypadku cementu portlandzkiego, ilość ta nie powinna przekroczyć 5%.
  • Zawartość siarczanów - nie powinna przekroczyć 3.5 procenta zawartości.
  • Zawartość chlorków - nie może być wyższa, niż 0.01 procenta objętości cementu.

Zastosowanie cementu portlandzkiego

  • Przygotowywanie zapraw murarskich - to podstawowe zastosowanie cementu. Służy jako spoiwo do trwałego łączenia różnych materiałów, np. kamieni, pustaków, czy tradycyjnych cegieł.
  • Zaprawy i mieszanki tynkarskie oraz tynki renowatorskie - cement często wchodzi w skład gotowych mieszanek tynkarskich, ponieważ jest prosty w przygotowaniu. Gotowe mieszanki, podobnie jak cement - wystarczy dobrze rozmieszać z wodą.
  • Produkcja betonu - cement portlandzki jest wykorzystywany do produkcji betonu towarowego (C 16/20 do C 40/50), betonów o podwyższonej trwałości i wytrzymałości (BWW) oraz betonu samozagęszczalnego (SCC). Klasy betonu - https://domynowoczesne.info.pl/beton.html.
  • Kleje - cement wysokiej jakości wchodzi w skład wielu popularnych klejów budowlanych, ponieważ ma doskonałe właściwości wiążące. Ponadto, stabilizuje proces zasychania masy klejowej.
  • Prefabrykaty - ze względu na silne właściwości wiążące, cement portlandzki można wykorzystać do produkcji prefabrykatów wielko- i drobnowymiarowych, takich jak: kostka brukowa.
  • Beton architektoniczny - wysokiej klasy cementy portlandzkie, stosuje się do produkcji betonu architektonicznego, który jest bardzo twardy oraz ma charakterystyczny biały odcień.
  • Fugi - domieszki cementu sprawiają, że fugi lepiej wiążą, są mrozoodporne i bardziej odporne na działanie wody.
  • Budownictwo drogowe i mostowe - cement o wysokiej klasie można wykorzystywać do budowania nawierzchni dróg i placów, a nawet do produkcji prefabrykatów tworzących filary mostów lub wiaduktów.

Zalety i wady

Zalety

  • Łatwość w obróbce.
  • Łatwodostępność - można kupić go w każdym sklepie budowlanym.
  • Mrozoodporność.
  • Odporność na grzyby i pleśnie.
  • Własności ognioodporne.
  • Atrakcyjna cena.

Wady

  • Mała izolacyjność akustyczna.
  • Mała izolacyjność termiczna.
  • Kruchość.
  • Duża nasiąkliwość - cement łatwo wchłania wilgoć z powietrza.
  • Podatność na korozję - jeżeli wylewki nie są właściwie zabezpieczone, to mogą ulec zniszczeniu na skutek korozji chemicznej.

Porównanie czystego cementu portlandzkiego (CEM I) i cementu portlandzkiego wieloskładnikowego (CEM II)

Cement portlandzki i cement wieloskładnikowy zdecydowanie różnią się między sobą. Decydując się na wykorzystanie, któregoś z nich koniecznie należy przyjrzeć się bliżej ich cechą i różnicą:

  • Skład - cement CEM I to cement portlandzki bez domieszek, CEM II to cement wieloskładnikowy. Oznacza to, że ma on dodatki np. żużlu lub popiołu. Ich ilość określona jest symbolami, które muszą znajdować się na opakowaniu lub zostać podane przez producenta.
  • Wytrzymałość wczesna - wytrzymałość wczesna CEM I wzrasta szybko, a CEM II – umiarkowanie. Czysty cement portlandzki będzie, więc szybciej nadawał się do dalszej obróbki, bo szybciej zwiąże. Cement CEM I może osiągnąć 80% ostatecznej wytrzymałości już po siedmiu dniach od wylania.
  • Czas wiązania - CEM I wiąże zdecydowanie szybciej niż CEM II. Oznacza to, że ogół prac budowlanych również może mieć szybsze tempo.
  • Ciepło hydratacji - w czasie wiązania, czyli hydratacji cement wydziela ciepło. Im mniej domieszek tym ciepło hydratacji jest wyższe. Oznacza to, że przy wysokich temperaturach, cement CEM I trzeba dodatkowo polewać wodą, aby nie dopuścić do zbyt szybkiego stwardnienia i popękania. Atutem tego parametru jest jednak możliwość robienia wylewek nawet w okresie późnojesiennym i wczesnozimowym (o ile nie ma śniegu). Wylewkę wystarczy przykryć plandeką. Osiągnie ona właściwą temperaturę bez żadnego dogrzewania z zewnątrz.

Cena

Cena cementu jest ściśle uzależniona od jego klasy i producenta. Za cement portlandzki CEM I 32,5 zapłacimy około 12 zł za worek o masie 25 kg. Tańsze są cementy wieloskładnikowe - CEM II/B-V 32,5 kosztuje około 10 zł za worek o masie 25kg. Niektórzy producenci proponują jednak wyjątkowo atrakcyjne ceny przy zakupie większych ilości produktu, np. przy zakupie tony cementu CEM I 32,5 można zapłacić tylko około 400 zł. Warto jednak wiedzieć, że cena jest bardzo uzależniona od firmy produkującej cement. Zdarza się, że cement o tych samych oznaczeniach kosztuje ponad trzy razy więcej zł za tonę. Decydując się, więc na zakup koniecznie należy dobrze przyjrzeć się ofertom poszczególnych producentów.

Ocena: 5.0

Komentarze