thumb|Cement portlandzki CEM I 42,5 N w worku
Cement portlandzki – rodzaj cementu. Jest to szary, sypki materiał, otrzymywany ze zmielenia klinkieru cementowego z gipsem w ilości do 5%.
Historia Wynalezienie cementu portlandzkiego przypisywane jest Anglikowi Josephowi Aspdinowi, który w 1824 uzyskał brytyjski patent nr 5022 na wyrób tego spoiwa pod nazwą „portland cement”. Nazwa pochodzi od koloru otrzymanego cementu, który przypominał wynalazcy kolor wapienia portlandzkiego – wówczas jednego z najlepszych i najdroższych materiałów budowlanych w Wielkiej Brytanii.
W Niemczech produkcję tego spoiwa zainicjowała w 1850 r. firma Brunkhorst & Westfalen z rejonu Hamburga, jednak oficjalnie pierwszym uznanym producentem cementu portlandzkiego był Hermann Bleibtreu, który swe pierwsze fabryki tego produktu uruchomił w okolicy Szczecina (1855) oraz w Oberkassel koło Bonn (1856). W 1855 r. w Lebbin (dziś Lubin na wyspie Wolin) uruchomiła produkcję cementownia Johannesa Quistorpa, która wkrótce stał się największym producentem najwyższej jakości cementu portlandzkiego w krajach niemieckich. We Francji produkcję cementu portlandzkiego rozpoczęto w roku 1850, a w Stanach Zjednoczonych w 1870 r. W Królestwie Kongresowym (wówczas w granicach zaboru rosyjskiego) produkcję tego materiału rozpoczął w 1857 r. Jan Ciechanowski w cementowni w Grodźcu koło Będzina (Cementownia Grodziec). W tym samym roku z inicjatywy Friedricha W. Grundmanna uruchomiono pierwszą fabrykę cementu portlandzkiego w Opolu na Górnym Śląsku (wówczas w Królestwie Prus).
Technologia Klinkier cementowy otrzymuje się przez wypalenie w temperaturze 1450 °C mieszaniny zmielonych surowców zawierających wapień i glinokrzemiany. Podstawowe składniki klinkieru to: alit, krzemian trójwapniowy (50–65% masy klinkieru) – 3CaO·SiO2 belit, krzemian dwuwapniowy (ok. 20% masy klinkieru) – 2CaO·SiO2 brownmilleryt, związek tlenku wapnia, tlenku glinu i tlenku żelaza(III) (ok. 10% masy klinkieru) – 4CaO·Al2O3·Fe2O3 glinian trójwapniowy (ok. 10% masy klinkieru) – 3CaO·Al2O3 inne związki glinu, wapnia, magnezu Do wypalonego klinkieru dodaje się gips lub mieszaninę gipsu i anhydrytu jako regulatora czasu wiązania oraz do 5% innych składników (wapień, żużel, pył pucolanowy), a następnie całość miele się w młynie do cementu.
W procesie wiązania powstają związki, które – ulegając krystalizacji – tworzą zwartą, twardą masę. Sam proces wiązania to reakcje chemiczne, z których dwie najważniejsze to:
6 CaO·SiO2 + 9 H2O → 6 CaO·SiO2·9 H2O
3 CaO·Al2O3 + 12 H2O → 3 CaO·Al2O3·12 H2O
Produkowane cementy różnią się między sobą wytrzymałością mechaniczną oraz tempem jej przyrastania. Na tej podstawie wyróżnia się trzy klasy wytrzymałościowe cementu portlandzkiego:
32,5 (wytrzymałość próbek po 28 dniach: 32,5–52,5 MPa) 42,5 (wytrzymałość próbek po 28 dniach: 42,5–62,5 MPa) 52,5 (wytrzymałość próbek po 28 dniach: >52,5 MPa)
Liczba określająca klasę cementu informuje o minimalnej wytrzymałości normowej zaprawy na ściskanie, wyrażonej w MPa po 28 dniach twardnienia. Ze względu na tempo przyrastania wytrzymałości cementy dzieli się następująco:
z normalną wytrzymałością wczesną – oznaczenie N z wysoką wytrzymałością wczesną – oznaczenie R
Do grupy cementów portlandzkich należy także cement portlandzki biały, nie zawierający domieszek związków żelaza, oraz cement murarski i cement portlandzki szybkotwardniejący.
Zobacz też Cement portlandzki wieloskładnikowy cement hutniczy spoiwo mineralne podstawowe materiały budowlane
Przypisy
Portlandzki