Cement

Priprema građevinske smjese s cementom

Cement je građevinski vezivni materijal dobiven usitnjavanjem i pečenjem vapnenca i lapora u fini prah. Koristi se za dobivanje mortova, žbuka i betona kada se miješa u određenim omjerima s pijeskom, tucanikom i vodom.

Vrste cementa

Prema kemijskom sastavu cement dijelimo na dvije skupine silikatne i aluminatne cemente.

Silikatni cementi dobivaju se pečenjem lapora i vapnenca. Najznačajniji iz skupine silikatnih cementa je portland cement, koji služi i kao baza za proizvodnju metalurških, pucolanskih i supersulfatnih cementa. Jedna od vrsta portland cementa je i bijeli portland cement koji se dobiva pečenjem kaolina i vapnenca.

Cement i pijesak prije miješanja

Vreće cementa

Aluminatni cementi dobivaju se pečenjem boksita i vapnenca, koriste se pri izradi vatrostalnih betona, kao i pri betoniranju na vrlo niskim temperaturama.

Osnovna kemijska reakcija je : 3CaO · SiO₂ + 4H₂O → CaO · SiO₂ · 2H₂O + 2Ca(OH)₂

Spoj koji vezuje je CaO · SiO₂ · 2H₂O.

Osim tih vrsta cementa postoje još:

1. cement opće namjene
2. metalurški cement
3. bijeli portland cement
4. sulfatno otporni cement
5. aluminatni cement

Proizvodnja cementa

Proces proizvodnje cementa dijelimo na 4 osnovna podprocesa:

• proizvodnja sirovine
• proizvodnja klinkera
• proizvodnja cementa
• pakiranje i otprema

Cjeline proizvodnog procesa:

U kamenolomu se eksploatiraju sirovine laporoviti vapnenci (imaju veliki sadržaj CaCO₃) glineni pijesci (sadrže određene omjere oksida kalcija, silicija, aluminija i željeza), (niski lapor, visoki lapor). Nakon iskapanja sirovine, sirovina se usitnjava u drobilicama do potrebitih granulacija (1-8 cm) nakon čega se skladišti na deponiju sirovine.

Na deponiji sirovine sirovina se predhomogenizira (skladišti se vodoravno a eksploatira okomito radi ujednačavanja smjese sirovine). Nakon predhomogenizacije sirovina se suši u sušari na zadanu vlažnost. Sirovina se dalje melje u mlinu sirovine do te mjere da samljevenu frakciju odnosi struja zraka u silos homogenizacije. U silosu homogenizacije sirovina se iz raznih ćelija (kombinacijom) ispušta u silos da bi se postigao određeni sastav sirovine. Upuhivanjem zraka sirovina se miješa, rahli i fino homogenizira.

Nakon silosa homogenizacije sirovina se transportira u izmjenjivač topline. Izmjenjivač topline ubrzano predzagrijava sirovinu prije ulaska u peć, povećavajuči energetsku učinkovitost peći jer ja sirovina kalcinirana 20-40 % prije pečenja. Višak topline i plinova odvodi se u vrećasti filter. Vrećasti filter se sastoji od više slojeva tekstila koji filtriraju čestice materijala iz plinova (iz svih dijelova tehnološkog procesa). Fina prašina se vraća u silos homogenizacije ili se dodaje cementu u silosu klinkera. Zagrijeni plinovi se vraćaju u sušaru i/ili izmjenjivač topline.

Cementara u Našicama - Našicecement

Iz izmjenjivača topline sirovina zagrijana na oko 1000 °C (vapnenec je na ovoj temperaturi slobodno formirao vapno) odlazi u peć. U blagonagnutoj rotacionoj peći temperature dosežu i do 2000 °C. Sirovina se dekarbonizira a u procesu sintetiziranja minerali sirovine tvore kristale kalcij–silikata cementni klinker. Vrući cementni klinker ispada iz peći i ubrzano se hladi zrakom u hladnjaku. Iz hladnjaka cementni klinker se preko silosa klinkera vodi na završno mljevenje.

U mlinu cementa cementni klinker se melje u fini prah. Pri mljevenju dodaje se oko 5% prirodnog ili umjetnog gipsa (koji služi za kontrolu brzine vezivanja) a od ostalih dodataka dodaju se (ili mogu biti dodani) troska, tuf, vapnenac, filterska prašina (leteći pepeo). U cement se vrlo često dodaje između 10 i 30 % minerala, pepela iz termoelektrana na ugljen, zgure iz proizvodnje željeza.

Konačni proizvod je cement, fini sivi prah.

Nakon mljevenja cement se pakira u vreće od 25 kg, 50 kg ili skladišti u silose.

Primjena

• Zidarski radovi:
  • mort za zidanje
  • mort za žbukanje (žbuka)
  • podloge i glazure
• izrada betona

Označavanje cementa

Podrobniji članak o temi: Označavanje cementa

U praksi i literaturi cement se pojavljuje nekoliko načina označavanja cementa. Razlikuju se označavanje cementa prema HRN (stare oznake), HRN EN 197-1 i označavanje prema ASTM (American Society for Testing and Materials)

Neke vrste portland cementa u Hrvatskoj prema normi HRN EN 197-1:2003

• CEM II/B-M (P-S) 32,5 N
• CEM II/A-M (S-V) 42,5 N
• CEM II/B-M (S-V) 42,5 N
• CEM II/A-LL 42,5 R
• CEM II/A-M (S-LL) 42,5 N
• CEM II/A-S 42,5 R
• CEM II B-M/(V-LL) 32,5 R
• CEM I 42,5 R
• CEM I 52,5 N

Oznake slovčane i brojčane znače:

• CEM Cement prema normi HRN EN 197-1
• I Portland cement
• II Portland miješani cement
• A Dodatak 6-20%
• B Dodatak 21-35%
• M Miješani dodatak
• P dodatak prirodni pucolan (tuf)
• V dodatak silicijski leteći pepeo
• LL Dodatak vapnanac
• S dodatak granulirana zgura visoke peći (troska)
• 32,5, 42,5, 52,5 Razred čvrstoće normiran za nakon 28 dana
• R Visoka rana čvrstoća nakon 2 dana
• N Obična rana čvrstoća nakon dva dana

• sporedni sastojci, razna punila aditivi i sl

Ako je u cementu npr. 6-20 % dodataka, ostatak od 80-94% je portland cementni klinker + gips (regulator vezivanja)

Opasnosti i mjere zaštite pri radu

Cement djeluje iritirajuće za oči, dišni sustav i kožu pri radu s njim treba se pridržavati sigurnosnih pravila:

• cement držati i čuvati izvan dosega djece
• ne udisati cementnu prašinu
• spriječiti kontakt cementa s kožom i očima
• nositi prikladnu zaštitnu odjeću i rukavice
• u slučaju kontakta cementa s očima, oči isprati s puno vode i HITNO potražiti liječničku pomoć
• u slučaju kontakta cementa s kožom kontaminirano područje odmah isprati s puno vode
• u slučaju nedovoljne ventilacije prostorija u kojima se radi s cementom, nositi prikladnu zaštitnu masku za disanje
• u slučaju gutanja cementa HITNO potražiti liječničku pomoć

Tvornice cementa u Republici Hrvatskoj

Tvornice Dalmacija cement, Našice cement i Holcim (Hrvatska) d.o.o. proizvode sivi (standardni) portland cement različitih vrsta, dok Istra cement d.o.o. proizvodi specijalni aluminatni cement.

Kapaciteti cementnih peći u Hrvatskoj su od 1500 do 3000 tona klinkera na dan.