Cement

Cement (fr: ciment, ontleend aan het Latijnse caementum dat refereert aan het verbinden (metselen) van gehouwen steen) is een snelhardend bindmiddel gebruikt voor bouwwerken. Cement bestaat uit fijngemalen materiaal dat na mengen met water een min of meer plastische massa vormt, die zowel onder water als in de buitenlucht verhardt en daartoe geschikte materialen aaneen kan kitten tot een ook in water stabiele massa. Het wordt voornamelijk gebruikt als grondstof voor beton en metselspecie. Cement is een zouthydraat.

[bewerk] Geschiedenis

De Grieken waren de eerste bouwers die kalk maakten door het bakken van kalksteen. De Romeinen verbeterden dit bindmiddel door er vulkanische as en baksteenpoeder aan toe te voegen. Zo ontstond een hydraulisch bindmiddel, een tussenvorm van kalk en echt cement. Dankzij dit bindmiddel konden grote constructies worden gebouwd zoals arena's, baden, amfitheaters of aquaducten, waarvan sommige zelfs twintig eeuwen later nog perfect bewaard zijn gebleven.

In de 18e eeuw werd voor het eerst hydraulische kalk geproduceerd die erg dicht in de buurt komt van ons modern cement. Dit was vooral te danken aan de vooruitgang die werd geboekt in de bakprocédés. In 1759 werd een mortel die even hard was als steen ontwikkeld, door hydraulische kalk te vermengen met vulkanische as. In 1817 ontdekte de Fransman Louis Vicat de chemische principes van cement . Hij wordt dan ook beschouwd als de vader van het moderne cement.

In 1824 nam de Engelsman Joseph Aspdin een patent op Portlandcement, een product van het branden van kalksteen en klei in steenkoolovens.

De eerste cementfabriek in België dateert van 1872.

[bewerk] Productie

Hoofdartikel: cementproductie

De productie van klinker, een actief element van cement gebeurt op twee manieren:

de droge methode; en
de natte methode (minder gebruikt, want een stuk hoger energieverbruik.)

[bewerk] Types

[bewerk] Samenstelling

Er zijn verschillende cement-types: CEM I tot IV. Afhankelijk van het type bevat een minimum- en maximum-gehalte aan Portlandcement en hoogovencement.

[bewerk] Sterkte

De indeling in klassen (32,5 42,5 52,5) gebeurt door een drukproef na 28 dagen, zo moet mortel van klasse C 52,5' minstens een druksterkte van 52,5 MPa hebben.

De mortelprisma's zijn daarbij gebaseerd op een standaard verhouding van cement, water en zand. De sterkteaanduiding van de cement heeft slechts beperkt invloed op de te behalen sterkte van beton (gebaseerd op zand en grind) of mortels (gebaseerd op zand). Dit komt doordat een betonspecie met o.a. een lagere water-cement-factor (verhouding cement t.o.v. water) kan worden aangemaakt dan de mortelspecie die wordt gebruikt voor de sterkteclassificatie van cement. Ook de opbouw van het toeslagmateriaal heeft invloed op de uiteindelijke sterkte van beton. De cement sterkteklasse is daarom niet direct terug te voeren tot een maximale sterkteklasse voor beton of mortel.

De klasse 32,5 is aangewezen voor toepassingen waar geen hoge aanvangssterkte en geen snelle ontkisting vereist zijn. Wordt niet aangeraden in de winter (koud weer + trage reactie-> zeer trage reactie).

Cementen van sterkteklasse 42,5' worden veelal toegepast in geval de vereiste druksterkte van mortel/beton op 28 dagen de 30 N/mm² moet overschrijden (t.t.z. hoger dan de klasse C25/30 volgens NBN B 15-001).

De klasse 52,5 ontwikkelt snel een hoge aanvangssterkte, wordt daardoor voor geprefabriceerde elementen gebruikt.

[bewerk] Bijzondere kenmerken

HSR (High Sulfate Resistance): Cement met hoge bestandheid tegen sulfaten (volgens NBN B12-108). Dergelijke cementen bevatten minstens 65% slak, in verhouding tot de som klinker + slak. Dergelijke cementen worden aangewend in agressieve milieus. Het moet gebruikt worden voor beton dat in contact komt met water dat meer dan 500 mg sulfaten per kg bevat of grond die meer dan 3000 mg sulfaten per kg bevat.

LA (Low Alkali): Cement met begrensd alkaligehalte (volgens NBN B12-109). Het alkaligehalte wordt uitgedrukt in % Na2O equivalent, en wordt begrensd tot 0,6% voor CEM I; 0,9% voor CEM III/A en 2% voor CEM III/B - C. Dergelijke cementen hebben een grote weerstand tegen een reactie tussen de alkaliën van het cement en de granulaten (alkaligranulaatreacties).

HES: Cement met hoge aanvangssterkte conform de druksterkte op 1 dag bepaald voor de HES Portlandcementen (NBN B12-110). Wordt gebruikt bij een snelle ontkisting, wanneer een snel gebruik noodzakelijk is, en bij prefabbeton.

LH (Low heat) cement met een lage hydratatiewarmte, gebruikt voor grote betonvolumes...

[bewerk] Gebruik

Cement wordt gebruikt in:

mortel (cement, zand en water)
beton (granulaten, zand, cement en water)

[bewerk] Allergiën

De chroom(VI) houdende preparaten in cement veroorzaken bij de mens in bepaalde omstandigheden, na rechtstreeks en langdurig huidcontact, allergische reacties. Moderne betonsoorten worden speciaal behandeld om dit tegen te gaan.