Cement portlandzki, zwany potocznie portlandem, nie jest nowym produktem na rynku materiałów budowlanych. Jego historia sięga XIX wieku i nadal jest on bardzo popularny. Jaki jest skład chemiczny cementu portlandzkiego i gdzie możesz go wykorzystać?
Był rok 1824, gdy Joseph Aspdin uzyskał patent na cement portlandzki. Interesował się on tym tematem nie bez przyczyny. Wychowywał się wszak w rodzinie murarza i sam w końcu wziął się za produkcję materiałów budowlanych. Jego wynalazek szybko wszedł w życie, chociaż wytwarzał go ok. 350 kilometrów od Portland. W tym mieście wydobywano kamień, od którego pochodziła nazwa jego cementu. Dzisiaj ten rodzaj cementu nadal ma się świetnie. Gdzie jest przydatny i z czego się składa?
Cement portlandzki – skład
Głównym elementem wchodzącym w skład cementu portlandzkiego jest klinkier cementowy, który łączy się z gipsem w proporcji 95/5. Sam klinkier może być uzyskiwany przy użyciu składników o różnych proporcjach, co jest uzależnione od oczekiwanych właściwości produkty. Zazwyczaj jednak składa się z:
- krzemianu trójwapniowego (zwanego alitem) – zazwyczaj stanowi ponad połowę masy wszystkich składników klinkieru i odpowiada za krótki czas wiązania;
- belitu (krzemianu dwuwapniowego) – nie przekracza ⅕ masy całego klinkieru, a jego zadaniem jest opóźnienie wiązania betonu;
- glinianu trójwapniowego – zazwyczaj 10% masy klinkieru;
- glinożelazianu (III) tetrawapniowego – inaczej zwany brownmillerytem i stanowi ok. 10 % całości klinkieru;
- związku glinu, wapnia i magnezu dla zapewnienia określonych właściwości.
Jak wytwarzany jest cement portlandzki?
Zanim uzyskany zostanie z nich pełnoprawny półprodukt do stworzenia cementu portlandzkiego, składniki przechodzą obróbkę termiczną w piecach obrotowych. Temperatura panująca we wnętrzu to 1450 oC. Dopiero gdy uzyskany zostanie klinkier, dodawany jest do niego gips w proporcji nieprzekraczającej 5% masy całości.
Do czego służy cement – zastosowanie i oznaczenia
Zanim podamy więcej informacji o przeznaczeniu produktów z klinkieru, warto poznać typy produktu obecne na rynku. Nie każdy cement jest portlandzki, a i sam wyrób ma różne klasy związane z dodatkowymi składnikami. Podstawowe oznaczenia widoczna na opakowaniach to:
- CEM I – cement portlandzki w czystej formie bez żadnych dodatków;
- CEM II – to także „portland”, jednak w jego składzie znajdują się dodatki w drobnej ilości (zazwyczaj żużel wielkopiecowy);
- CEM III – cement hutniczy, którego składnikiem jest klinkier i żużel hutniczy w znacznej ilości (w zależności od klasy od 36 do 95%);
- CEM IV – cement pucolanowy, składający się z klinkieru i pucolany (krzemionka w postaci ziarenek);
- CEM V – cement wieloskładnikowy, który powstaje przez połączenie cementu portlandzkiego, żużlu wielkopiecowego, lotnego popiołu krzemionkowego i siarczanu wapnia.
Zalety cementu portlandzkiego
Beton jest wykorzystywany w Polsce do ogromnej liczby inwestycji. To w zasadzie podstawowy składnik elementów konstrukcyjnych. Bez niego stawianie domów, budowa infrastruktury drogowej i konstruowanie innych obiektów nie jest możliwe. Cement portlandzki jest najpopularniejszym materiałem budowlanym w kraju nad Wisłą. To produkt względnie tani, wytrzymały i łatwy w obróbce.
Cement portlandzki – zastosowanie
Cement portlandzki jest składnikiem zapraw murarskich. Te wykonuje się do łączenia materiałów budowlanych, takich jak cegła, kamień i beton komórkowy. Obecnie popularne jest murowanie na klejach cienkowarstwowych nakładanych grzebieniami lub w formie pian pistoletowych, ale cement portlandzki nadal jest nieodzowny np. do stawiania ścian fundamentowych. W tym celu wykorzystuje się produkt o oznaczeniu CEM II.
Pozostałe zastosowania cementu portlandzkiego
Ten rodzaj cementu wykorzystuje się także do:
- wytwarzania betonu towarowego – jest on wykorzystywany przy tworzeniu konstrukcji żelbetowych, wylewaniu posadzek lub stropodachów;
- produkcji prefabrykatów betonowych – stosowane najczęściej w budownictwie domowym i realizacji budynków wielokondygnacyjnych, gdzie liczy się czas, niezawodność oraz precyzja wymiarowa;
- realizacji drogowych warstw powierzchniowych – w tym celu wykonuje się mieszanki sztywne o wysokiej odporności na rozciąganie;
- produkcji wyrobów betonowych – wśród produktów znajduje się np. beton architektoniczny stosowany do wykańczania elewacji budynków, projektowania przestrzeni miejskiej, a nawet wykańczania wnętrz.
Cement portlandzki – cena za produkt
W Polsce jest 13 cementowni liczących się na rynku krajowym i międzynarodowym. Dostarczają nie tylko cement portlandzki, ale też prefabrykaty, wyroby betonowe, beton towarowy, czy cement hutniczy. Spora konkurencja wpływa na wysokość cen danych produktów. Bardzo popularny na polskich budowach cement portlandzki z dodatkami 25 kg można kupić już od 11 zł za worek. Jest to produkt o klasie CEM II – 32,5 (tzw. dwójka), co oznacza zdolność na ściskanie po 28 dniach wyrażoną w MPa.
Ile kosztuje cement portlandzki „jedynka”?
Klasa CEM I – 42,5 (jedynka) to zazwyczaj koszt od 13 zł za 25 kg. Oczywiście, kupujący powinien zwrócić uwagę nie tylko na cenę danego produktu, ale też jego pochodzenie, a co za tym idzie – renomę. Kupowanie takiego produktu w workach bardzo często ma miejsce na mniejszych placach budów. Inaczej jest w betoniarniach, gdzie ważne jest, skąd pochodzi cement portlandzki. Cena za tonę produktu często jest od tego zależna.
Cement portlandzki a inne rodzaje cementów
Opisywany typ cementu jest jednym z najpopularniejszych, co nie oznacza, że poza nim nie istnieją inne równie ważne dla budownictwa produkty. Zazwyczaj są to wyroby cementowe o specjalistycznym zastosowaniu. W klasyfikacji znajdą się także typy cementów bazujących na innych substancjach niż portlandzki. Oto ich krótka charakterystyka.
Cement portlandzki w formie specjalistycznej
W tej kategorii można znaleźć np. cement:
- HSR – jest to cement wykazujący wysoką odporność na korozję wywołaną siarczynami. Bardzo często wykorzystywany w budownictwie infrastrukturalnym np. do budowy dróg, mostów, lotnisk, a także posadzek w obiektach hodowli zwierząt, czy do produkcji prefabrykatów narażonych na oddziaływanie substancji agresywnych;
- LH – produkt o obniżonej temperaturze hydratyzacji. Wykorzystuje się go do produkcji elementów betonowych, które poddawane są sporym naciskom i obciążeniom. Dzięki obniżonej temperaturze (powstałej na skutek wiązania betonu) nie dochodzi w nim do naprężeń i pęknięć, czyli osłabienia betonu;
- NA – cement ze składnikami powstrzymującymi reakcję między kruszywem dodawanym do mieszanki betonowej a składnikami alkalicznymi cementu. Dzięki temu produkt jest wolny od pęknięć.
Wszystkie te produkty to cement portlandzki, który został dostosowany do określonych właściwości. Poniżej zestawiono natomiast takie, które nie wchodzą w skład cementu „portland”.
- cement ekspansywny – to inaczej produkt, który ma formę pęczniejącą podczas pierwszej fazy wiązania. Stosuje się go do naprawy elementów betonowych;
- cement wiertniczy – substancja dobra do pracy w szerokich zakresach temperatur i ciśnień panujących w szybach naftowych i gazowych. Jest tłoczony na spore głębokości;
- cement glinowy – ten rodzaj produktu wykorzystuje się szczególnie do elementów betonowych w miejscach o niskich temperaturach. Wiąże się to z wysokim poziomem ciepła hydratyzacji. Cement glinowy jest odporny na wysokie temperatury (nawet 1700 oC).
Cement przez lata nie został wyparty przez inne materiały budowlane. Dzięki jego wykorzystaniu i stopniowej poprawie procesów produkcyjnych można wykorzystywać przeróżne jego rodzaje do tworzenia wyrobów o odmiennych właściwościach. Cement portlandzki nadal jednak jest podstawowym materiałem budowlanym o szerokim zastosowaniu.
