Siranovzdorný Portlandský cement: vlastnosti, složení a použití

Sulfátem odolný cement, známý také jako síranovzdorný Portlandský cement, je speciální stavební materiál, který se liší od obvyklého analogu a je odolný vůči negativním účinkům chemických sloučenin a měnícím se rozmarům přírody. Hlavní náplní Portlandského cementu je výstavba čerpacích stanic, vodovodních a vodovodních staveb. Síranová koroze a její vliv na beton; proces biogenní síranové koroze vede k rozpínání a popraskání betonu a v konečné fázi až k jeho kompletnímu rozpadu. Primární reakcí síranových aniontů s hydroxidem vápenatým přítomným v cementovém tmelu totiž vzniká především dihydrát síranu vápenatého (sádrovec) a objemný ettringit, jejichž tvorba je hlavní příčinou vzniku trhlin a rozpadu betonové konstrukce. Někdy vliv sulfátů vede k tvorbě sádry, což také přispívá k významnému rozšíření kamene a postupnému ničení budov.

Označuje se CEM I. a pokud se jedná o portlandský směsný cement, tak se setkáte s označením CEM II., jehož přísadou může být popílek, vápenec nebo struska. Cementy vyhovují požadavkům normy ČSN EN 197-1 ed. 2. Sulfátem odolný cement ztvrdne poměrně pomalu, ale ve vytvrzeném stavu má velmi vysokou hustotu. Portlandský cement odolný vůči síranům má značku M400. Je náchylný k pomalému tuhnutí a nízkému odvádění tepla. Je univerzální a vydrží všechny druhy teplotních podmínek a vlhkosti.

Do portlandského cementu se často přidávají různé doplňky, které zpomalí tuhnutí a prodlouží zpracovatelnost; to platí výhradně pro omítkové směsi. Pozzolanic Portlandský cement obsahuje směs granulované vysokopecní strusky a pucolánů; Ty jsou produkty sopečného původu ve formě popela, tufu a pemzy. Slínek je meziproduktem při výrobě portlandského cementu. Tento užitečný objev pomohl později v roce 1840 vytvořit umělý cement (portlandský cement).

Složení síranovzdorného cementu zahrnuje složky drceného slínku složené z minerálů; při výrobě materiálu jsou bezchybně zváženy přesné dávkování všech potřebných komponent. Hotové výrobky zpravidla obsahují 5 % hlinitanu a 50 % silikátu. Alit je důležitý minerál, který má velký význam ve složení slínku; rychle tuhne a má vysokou pevnost. Belite jeho reakce je na rozdíl od ality méně aktivní. Základním meziproduktem, který se podílí na tvorbě cementového slinku, je hlinitan vápenatý. Obsah této látky ve standardní směsi cementu odolného vůči síranům je pouze 5-10 %.

Pozzolanicý Portlandský cement je tvořen směsí granulované vysokopecní strusky a pucolánů; Tyto minerály jsou aktivní při výrobě portlandského cementu. Tento stavební materiál je relativně špatně tolerován režimem vlhkosti a sušením, jakož i rozmrazováním a rychlým zmrazováním. Odolný vůči síranům struskový portlandský cement je vyroben smícháním slínku s vysokopecní struskou v granulované formě (přibližně 50-60 %) a malým množstvím sádry; cement s touto kompozicí je přiřazen značkám M300 a M400.

Vysokopecní cement síranovzdorný CEM III/B 32,5 N-LH/SR je vyráběn a zkoušen dle ČSN EN 197-1 Ed. 2; obsahuje mezi 66-80 % vysokopecní strusky a garantuje minimální pevnost v tlaku po 28 dnech 32,5 MPa. Nízká počáteční pevnost je charakteristická. Sledované testy ukazují, že koeficienty korozní odolnosti (kKO) se liší podle prostředí a typu cementu.

Použité směsi pro jemnozrnné betony zahrnují PC - portlandský cement CEM I 42,5 R; SRP - síranovzdorný portlandský cement; SRS - síranovzdorný struskový cement CEM III/B 32,5 N-SV; MK - metakaolin; GL - mletý vápenec; GBFS - vysokopecní granulovaná struska; FA - vysokoteplotní popílek. Betonové směsi odpovídají portlandskému směsnému cementu CEM II/A v souladu s ČSN EN 197-1. Pro výrobu zkušebních vzorků byl zvolen vodní součinitel 0,45 a 3 frakce zkušebního křemenného písku PG 1, PG 2 a PG 3 v poměru k pojivu 1:1:1:1. Pro studium byly připraveny vzorky sedmi betonových směsí. Zkušební tělesa byla ponechána 24 hodin ve formách a poté ve vodní lázni 27 dní.

Po jednom roce působení ve 0,5% kyselině sírové došlo k viditelné degradaci povrchu vzorků; reakce sírové kyseliny s cementovým tmelem vytvořila bílou sraženinu sádrovce a postupným vymýváním došlo k obnažení kameniva. Vzorky v 5% roztoku Na2SO4 a v odpadní vodě zůstaly beze změny, ale v odpadní vodě ztmavly až zčernaly. Pevnosti v tlaku po ročním působení 0,5% H2SO4 klesly u všech typů betonů asi o 50 %. Největší pokles byl u betonu s příměsí metakaolinu (MK).

Koeficienty korozní odolnosti (kKO) při použití 0,5% H2SO4 byly u všech typů betonů nižší než 0,45, s nejvyšší hodnotou u GL a nejnižší u SRP. U 5% Na2SO4 a odpadní vody byly kKO výrazně vyšší a dosáhly hodnot nad 0,78. Změny v obsahu síranů a pH vodních výluhů po roce vzrostly u všech vzorků více než šestkrát; největší nárůst byl u betonu s GL. Síran sodný a odpadní voda neměly tak velký vliv jako kyselina sírová.

Celková porozita vzorků se po působení korozních roztoků snížila; největší pokles byl u vzorků vystavených kyselině sírové. Došlo ke změně velikosti pórů; vzrostl obsah pórů menších než 0,05 µm. SEM potvrdil zaplnění pórů produkty síranové koroze a největší změny byly u MK a PC vzorků. Vnitřní struktura betonových vzorků zůstává kompaktní díky zaplňování pórů síranovými produkty.

V oblasti použití síranovzdorného cementu je zvláštní pozornost věnována pilotům odolným vůči sulfátům; piloty jsou velké tyče pohřbené v půdě a odolné vůči vlhkosti a chemickým prvkům. Výběr cementu pro práci je potřeba důkladně prostudovat; pokud jsou minerální přísady několik násobně vyšší než standard, pevnost roztoku klesá a křehkost struktur roste. Heidelberg Materials nabízí balené portlandské cementy, směsné portlandské cemente a síranovzdorné vysokopecní cementy, vše v balení po 25 kg. Nově se nabízí i bílý cement pro estetické účely.

Jako hlavní složka portlandského cementu bývá uveden portlandský slínek; balené portlandské směsné cementy se vyrábí semletím portlandského slínku, popílku, vápence, síranu vápenatého a případně dalších látek. Balný vysokopecní cement CEM III/B 32,5 L - LH/SR je síranovzdorný cement s nízkým vývinem hydratačního tepla. Portlandský směsný cement CEM II/B-M (V-LL) 32,5 R je balený a vyrábí se semletím slínku, popílku, vápence, síranu vápenatého a dalších látek. Balený bílý portlandský cement CEM I 52,5 R - SR 5 white nabízí vysokou bělost a kvalitu pro bílé a probarvené betony. Transportbetony jsou čerstvé betony dodávané autodomíchávačem a odpovídají normě ČSN EN 206. Těžené kamenivo se používá zejména při výrobě betonů a omítek; označované také jako kačírek a oblázky. Portlandský cement CEM I 52,5 R je určen pro náročné betonové a železobetonové konstrukce.

1. Portlandský cement CEM I - základní typ pro běžné a náročné konstrukce.
2. Síranovzdorný cement SRP/ SRP-CEM III/B - vyšší odolnost vůči sulfátům a vyrovnané tepelné vlastnosti.
3. Portlandský směsný cement CEM II/A - obsahuje doplňky a popílek pro specifické vlastnosti.

Souhrn: Síranovzdorný portlandský cement poskytuje vysokou odolnost proti vlivům sulfátové koroze a je vhodný pro konstrukce vystavené agresivním prostředím; volba typu cementu závisí na požadavcích prostředí, zatížení a teplotních podmínkách.

tags: #siranovzdorny #portlandsky #cement