Portlandcement

All the clinker compounds form solid solutions with small amounts of every element that is in a clinker., Naast de vier belangrijkste oxiden zijn MgO, K2O en Na2O alomtegenwoordige onzuiverheden in de meeste grondstoffen. Onzuivere C3S wordt Aliet genoemd: het reageert sneller met water dan zuivere C2S. C2S bestaat als vier belangrijke polymorfen: γ, β, α’ en α. Bij omgevingstemperaturen is de niet-hydraulische γ polymorf thermodynamisch stabiel, maar in cement stabiliseren onzuiverheden de hydraulische β polymorf. Onzuivere C3A bevat aanzienlijke hoeveelheden (∼10 mol.% ) ijzer, waardoor het minder reactief kan zijn dan de zuivere verbinding., Hoge niveaus van natriumsubstitutie wijzigen de kristalstructuur van orthorhombische naar kubieke met een overeenkomstige afname van de reactiviteit.

C4AF heeft geen exacte stoichiometrie; door een continue vaste oplossing tussen A en F kan de samenstelling variëren van ongeveer C6A2F tot C6AF2. Om deze reden wordt C4AF meestal de ferriet fase genoemd. Hoewel in veel cements de samenstelling van de ferrietfase dicht bij C4AF ligt, ligt de samenstelling in die met een zeer laag C3A-gehalte dichter bij C6AF2. Naarmate het ijzergehalte toeneemt, neemt de reactiviteit van de ferrietfase af., Het is de ferrietfase die cement zijn kleur geeft: wanneer MgO aanwezig is in de ferrietfase, wordt het zwart en het cementgrijs.

als het MgO-gehalte laag is of als de ferriet-fase aanzienlijk ijzer bevat (door een reducerende atmosfeer in de oven), is het cement bruiner. Bovendien is kristallijn MgO (periclase) aanwezig in de meeste klinkers, meestal in het bereik 2-4 wt.%. Er zijn grenzen gesteld aan de hoeveelheid MgO, omdat de langzame hydratatie disruptieve uitbreidingen in de geharde pasta kan veroorzaken., In klinkers die worden geproduceerd met behulp van hoge zwavelkool als brandstof, komen alkali sulfaten, zoals KS of C2KS3 soms voor; deze verbindingen kunnen het instellen van gedrag beïnvloeden en kunnen de 28-dagen sterkte verlagen.

cementen kunnen worden ingedeeld volgens de ASTM-typen in Tabel 2. Deze classificaties zijn meestal gebaseerd op performance, niet op compositie, hoewel cements van hetzelfde type over het algemeen ongeveer dezelfde composities hebben. Meer dan 90% van alle Portland cement gemaakt in de VS is type I. wanneer een hogere sterkte nodig is op vroege leeftijd (1-3 dagen) een type III kan worden gebruikt., Dit is fijner gemalen zodat de algehele hydratatie sneller is. Type IV cement kan worden gebruikt om thermisch kraken in massa beton te voorkomen, door het verlagen van de warmte van hydratatie en dus de interne temperatuur van de massa, maar worden niet meer vervaardigd in de VS. In aanwezigheid van hoge concentraties sulfaten in grondwater of bodems, kunnen de hydratatieproducten van C3A verdere reacties ondergaan die resulteren in verstorende expansie. De weerstand van beton tegen sulfaat aanval kan worden verbeterd door het verlagen van het C3A-gehalte in een type V cement., Cement van type II heeft eigenschappen die liggen tussen die van type I en type V.

afgezien van de vijf ASTM-soorten Portlandcement zijn er andere speciale cementsoorten beschikbaar. Gemengd cement, dat reactieve kiezelhoudende materialen (puzzolanen) bevat, of hydraulische slakken gemengd met type I, worden in de meeste landen gebruikt als alternatief voor de typen IV en V. bij hydratatie vormen ze meer C–S–H en minder calciumhydroxide. Expansieve cements zijn gemodificeerde Portland cements die de effecten van droging krimp tegen te gaan door de vorming van grote hoeveelheden ettringiet te genereren ingetogen expansie., Sommige speciale cements gebruiken ettringiet om een hoge vroege sterkte te bieden. Metselwerk cements en oliebron cements zijn Portland cements, aangepast om de speciale eisen van deze toepassingen te optimaliseren. Calciumaluminaten (hoog-aluminiumcement) worden hoofdzakelijk gebruikt voor vuurvaste beton. Ze kunnen niet worden gebruikt voor structurele doeleinden vanwege potentieel krachtverlies tijdens het gebruik. Magnesium oxychloride (Sorel) cements kunnen alleen worden gebruikt voor binnentoepassingen omdat ze niet bestand zijn tegen vocht.