Was ist der Unterschied zwischen gewöhnlichem Zement und Portlandzement?

Zement - der Hauptwerkstoff der Bauindustrie. Wird zusammen mit Sand zu einem Mörtel oder mit anderen inerten Materialien wie Schotter verwendet. Die Qualität des Zements und der daraus gewonnenen Produkte hängt von den Rohstoffen und den Anteilen der Bestandteile ab, insbesondere in Prozent Wasser. Das Wasser / Zement-Verhältnis ist wichtig, um eine Verschlechterung der Beständigkeit und der mechanischen Eigenschaften der Masse zu vermeiden.

Der Zement kann an technologischen Indikatoren verbessert werden und ist nicht nur mit der Feuchtigkeitsundurchlässigkeit verbunden. Durch die Verwendung von Additiven wird der Zement fließfähiger, was besonders beim Ausarbeiten oder beim Füllen von Betonformen von Vorteil ist. Wenn Sie Zement als Klebstoff verwenden müssen, verwenden Sie spezielle Materialien, damit es wie eine Paste aussieht. Das Additiv ist eine Art Harz, das, wenn es in kleinen Mengen mit Zement gemischt wird, dieses in ein völlig anderes Material umwandelt. Zement ist sehr großzügig, billig und einfach zu verarbeiten.

Definition von Portlandzement

Portlandzement ist eine weit verbreitete Zementart, die als Bindemittelgrundlage für die Herstellung von Mörtel verwendet wird.

Es wurde 1824 in England von einem Maurer, Joseph Aspdin, erfunden und erhielt seinen Namen von der Ähnlichkeit und dem Aussehen des Kalksteins von Portland, einer Insel in Dorset (England).

Portlandzement wird durch Mahlen von Klinker unter Zugabe von Kreide in der erforderlichen Menge hergestellt, um den Hydratationsprozess zu rationalisieren. Eine mikroskopische Analyse eines Zementstücks zeigt das Vorhandensein von vier Hauptkomponenten, nämlich L alita (Tricalciumsilikat), Belit (Dicalciumsilikat), Celit (Tricalciumaluminat) und Brownmillerit (Ferritaluminat).

Die Portlandzementherstellung erfolgt in drei Schritten:

  1. Aufbereitung von Rohmischungen aus Rohstoffen.
  2. Klinkerherstellung.
  3. Zementvorbereitung.

Als Rohstoffe für die Herstellung von Portlandmaterialien verwendeten Mineralien, die Oxide enthalten:

  • Calcium CaO (44%)
  • Silizium SiO 2 (14, 5%)
  • Aluminium Al2O3 (3, 5%)
  • Eisen Fe2O3 (2%)
  • Magnesium MgO (1, 6%)

Der Abbau erfolgt in Bergwerken, unter Tage oder im Freien in unmittelbarer Nähe der Anlage, die in der Regel bereits die gewünschte Zusammensetzung aufweisen, und in einigen Fällen müssen Ton-, Kalkstein-, Eisenerz-, Bauxit- oder Gusseisenrückstände zugesetzt werden.

Die Mischung wird in einem speziellen zylindrischen Ofen erhitzt, der horizontal mit einer leichten Neigung angeordnet ist und sich langsam dreht. Die Temperatur steigt entlang des Zylinders auf ca. 1480 ° C.

Der Erhitzungsgrad wird so festgelegt, dass die Mineralien aggregieren, aber nicht schmelzen. Im unteren Bereich zersetzt sich Calciumcarbonat (Kalkstein) in Calciumoxid und Kohlendioxid (CO2).

In der Hochtemperaturzone reagiert Calciumoxid mit Silikaten zu Calciumsilikat (CaSiO3 und Ca2Si2O5), einer kleinen Menge Tricalciumaluminat (Ca3Al2O6) und Ferritaluminat (C4AF, das Ergebnis der Reaktion 4CaO + Al2O3 + Fe2O3).

Das resultierende Material heißt Klinker. Klinker kann viele Jahre gelagert werden, bevor er in Produktion geht, sofern er nicht mit Wasser in Berührung kommt.

Der theoretische Energiebedarf für die Klinkerherstellung liegt bei etwa 1.700 Joule pro Gramm, die Varianz ist viel höher und kann bis zu 3.000 Joule pro Gramm erreichen. Dies impliziert einen höheren Energiebedarf und eine erhebliche Freisetzung von Kohlendioxid in die Atmosphäre - Treibhausgase.

Die Menge an Kohlendioxid in der Atmosphäre beträgt durchschnittlich 1, 05 kg CO2 pro 1 kg Portlandzementklinker.

Um die Leistung des fertigen Produkts zu verbessern, werden dem Klinker etwa 2% Gips oder Calciumsulfat zugesetzt und die Mischung wird fein gemahlen. Das resultierende Pulver ist verpackt und gebrauchsfertig.

Zement zusammensetzung:

  • 64% Calciumoxid.
  • 21% Siliziumoxid.
  • 6, 5% Aluminiumoxid.
  • 4, 5% Eisenoxid.
  • 1, 5% Magnesiumoxid.
  • 1, 6% Sulfat.
  • 1% andere Materialien, einschließlich Wasser.

Portlandzement wird mit Wasser gemischt, die Mischung härtet innerhalb weniger Stunden aus. Die anfängliche Aushärtung beruht auf der Reaktion zwischen Wasser, Gips und Tricalciumaluminat unter Bildung der Kristallstruktur von Calciumaluminathydrat (CAH), Ettringit (AFT) und Monosulfat (AFM).

Das anschließende Aushärten und die Entwicklung innerer Spannungskräfte wird durch die langsame Reaktion von Wasser mit drei Calciumsilicaten unter Bildung von Calciumsilicat mit einer amorphen Struktur namens Hydrat (CSH-Gel) erreicht. In beiden Fällen umhüllen und binden die Strukturen die einzelnen vorhandenen Materialkörnchen.

Die Endreaktion erzeugt Kieselgel (SiO 2). Alle drei Reaktionen erzeugen Wärme.

Durch Zugabe von Betonmaterialien zum Zement (Kalkstein und Kalk) wird Kunststoffbeton mit schneller Montage und hoher Verarbeitbarkeit erhalten. Ein Mörtel, der eine Mischung aus Portlandzement und Kalk verwendet, ist als Kalkmörtel bekannt. Mit diesem Material werden die Außenflächen von Gebäuden (Gips) abgedeckt. Konventioneller Beton ist nahezu unzerstörbar.

Was ist der Unterschied zwischen diesen Zementsorten?

Portlandzement ist die häufigste Art von Zement für den allgemeinen Gebrauch, der als Hauptbestandteil verwendet wird - Beton, Mörtel, Gips, Mörtel. Es wurde in England Mitte des 19. Jahrhunderts auf der Basis anderer hydraulischer Kalksorten hergestellt. Kommt aus Kalkstein.

Pulver wird durch Erhitzen von Materialien in einem Ofen erzeugt, um einen sogenannten Klinker zu bilden, wobei eine kleine Menge anderer Additive zugesetzt wird.

Vorteile und Nachteile:

  • Portlandzement kann bei längerem Kontakt zu Verätzungen, Reizungen und Lungenkrebs führen. Enthält einige schädliche Inhaltsstoffe wie kristallines Siliciumdioxid und sechswertiges Chrom.
  • Umweltprobleme sind mit einem hohen Energieverbrauch für die Mine, der Herstellung und dem Transport von Zement, Luftverschmutzung durch Dioxid und Feinstaub verbunden.
  • Die geringen Kosten und die große Verfügbarkeit von Kalkstein, Schiefer und anderen natürlichen Materialien, die in Portlandzement verwendet werden, machen ihn zu einem der kostengünstigsten Materialien, die weltweit weit verbreitet sind. Beton wird aus Portlandzement hergestellt und ist als universeller Baustoff bekannt.

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