Hoppa till innehållet

Cement

Från Wikipedia
Cement
Hydrauliskt bindemedelRedigera Wikidata
Bindmedel,pulverRedigera Wikidata
Under­klass tillbyggnadsmaterial,bindemedelRedigera Wikidata
Materialkalksten,leraRedigera Wikidata
Emis­si­vi­tet0,54Redigera Wikidata
Har egenskaphygroskopiRedigera Wikidata
Stora Vika cementfabriksbåda roterugnar i drift på 1950-talet.

Cement(latincæmentum,murbruk) är ettbindemedel,vilket kännetecknas av att det hårdnar genom reaktion med vatten till en produkt som ej är löslig i vatten. Den framställs genom uppvärmning av en blandning avkalkstenochleratill entemperaturav 1450 °C.[1]Blandningen bör innehålla 79-81 procentkalciumkarbonat.En annan typ av cement äraluminatcementsom tillverkas av cirka 50 procent kalksten och cirka 50 procentbauxit.[2]Cement används främst till olika slags byggnadsarbeten och är en viktig ingrediens ibetongochmurbruk.

Historia

[redigera|redigera wikitext]
Alsensche Portland-Zementfabrik i Tyskland, 1895

Redan före vår tideräkning använde sigromarnaav cement- och betonglika material vilka de kalladeconcretum- därav det engelska ordetconcrete.Byggnadsverken kalladesOpus caementicium,varifrån det svenska ordetcementhärstammar.

Romarnas kunnande gick förlorat vid tiden förRomarriketsfall och tekniken var bortglömd fram till 1414, när man i ett schweiziskt kloster hittadeVitruviusverk. Tack vare Vitruvius verk vet man vilka beståndsdelar den romerska cementen bestod av: en blandning av släcktkalk,kiselsyra,aska,vulkanisk sandochtegelmjöl.Detta material kallas idagpuzzolanerefter halvönPozzuolidär romarna vid tiden utvann den vulkaniska askan. Vid tillsats av vatten uppstår en kemisk reaktion som bildarkalciumsilikathydrat.Reaktionen sker även under vatten. Eftersom vatten är den behövliga komponenten för cementens härdning talar man om hydraulisk cement.

Romarna lärde sig senare att även använda santorinen, en liknande vulkanisk aska frånSantorini.1682 byggde en holländare vid namn Santen vid Rhen en kvarn, där han malde den andernachskatuffentill ett pulver, som användes till ett vattenmurbruk, först i Nederländer och sedan i Frankrike, Tyskland, Sverige och på andra håll. Holländarna kallade den pulvriserade tuffstenen "tyrass", vilket kom att ge bruket namnettrass.I takt med att andra länder försökte hitta egna liknande material upptäckte man att flera andra kalkstensarter hade liknade förmåga att hårdna under vatten, men man förstod inte bakgrunden.John Smeatonvar den förste som kom att upptäcka cementens hemlighet. 1755 hade fyrbåken i trä vidEddystonepå nytt förstörs av en storm, och man sökte nu ett hållfast murbruk att uppföra en ny fyr i sten. Han ville undvika att använda puzzolanan, och sökte efter andra liknande stenar. Sedan Vitruvii tid hade man varit i föreställningen att den renaste kalkstenen var den bästa. Smeaton fick höra talas om att en kalksten från Aberthaw lämnade ett murbruk som hårdnade bättre än vanlig kalk och dessutom stod emot vattnet bättre. 1756 lät han undersöka kalkens kemiska natur, och upptäckte då att orena kalkstenar, som innehöll lera. Efter noggranna undersökningar fanns man dock att vanlig kalksten vanligen innehöll upp till 12 % lerhalt vid bränningen. Lerhalt på 12 till 18 % gav en gråkalk med svaga hydrauliska egenskaper, en lerhalt på 18 till 30 % gav en hydraulisk kalk, medan lerhalter på över 30 % gjorde att kalken inte kunde släckas till pulver. Då man dock i stället malde kalken till ett pulver och blandade ut dem med vatten hårdnade till en deg, som hårdnade mycket hastigt och även motstod vatten lika bra som puzzolana-cementen. EngelsmannenJames Parkervar den första att framställa en sådan blandning, och kallade den romersk cement eller roman-cement. FransmannenLouis Vicatvar den förste att framställa en konstgjord blandning av lera och kalksten för att framställa roman-cement.[3]

Portlandcementär den egentliga beteckningen på dagens cement,patenterad1824avJoseph Aspdin.Aspdin lyckades inte producera bra cement. Det var engelsmannen Isaac Charles Johnson som utexperimenterade blandningar och bränningstemperatur.[4]Namnet knyter an till halvönPortlandiEngland,då cementens färg är likportlandsten,en välkänd byggnadssten. Redan under slutet av 1820-talet uppstod i England de första cementfabrikerna, och fram till 1850 dominerade England fullständigt cementmarknaden. Kort därefter anlades dock en fabrik i Boulogne i Frankrike, och 1855 tillkom den första tyska fabriken i Züllehow utanförStettin,och under slutet av 1800-talet blev Tyskland den dominerande cementtillverkaren, vid sekelskiftet 1900 fanns omkring 140 fabriker i landet.[3]

Den första svenska cementfabriken grundlades år 1872 iLommaiSkåneoch vid sekelskiftet 1900 fanns sju cementfabriker i landet.[3]

Dagens cement tillverkas huvudsakligen av en blandning av finmalenkalkstenoch lera som bränns tillcementklinker(små kulor) i roterande ugnar vid en temperatur upp mot 1 450 °C och är energikrävande. I Limhamnsfabriken gick det år 1910 åt 3 500 kcal per kilo cement, år 1940 var motsvarande siffra 1 400 kcal. Efter kylning mals cementkulorna till pulver. Därefter tillsätts fem procentgipsför att hämma cementens bindning till ett fint pulver som saluförs som cement av olika kvalitéer.

Historik i Sverige

[redigera|redigera wikitext]

I Sverige ökade antalet cementfabriker under slutet av 1800-talet. Det har funnits 15 anläggningar för tillverkning av portlandcement med följande verksamhetsår:Lomma1873-1905,Limhamn1889-1978,Visby cementfabrik1884-1940,Ölands cementiDegerhamn1888-2019,Hellekis cementfabrik1892–1978,Maltesholms cementfabrik1899-1928,Klagshamn1902-1939,Ivö1908-1940,Vallevikens cementfabrik1917,Slite Cement och Kalk1919-,Gullhögens brukiSkövde1925-, Hidinge iÖrebro län1932-1966,Köping1941-1978 ochStora Vika cementfabrikiNynäshamns kommun1949-1980.[5]Idag återstår två av dessa, nämligen j Slite och i Skövde.[6][7]

Cement enligt europastandard EN 197

[redigera|redigera wikitext]
Cement i papperssäckar.
Godsvagnar för transport av cement i lösvikt.
Automatisk påfyllningsstation för cement i lösvikt.

Europastandarderna för cement är:

  • EN 197-1 Cement Del 1: Sammansättning och fordringar för ordinära cement
  • EN 197-2 Cement Del 2: Utvärdering av överensstämmelse
  • EN 197-4 Cement Del 4: Sammansättning, fordringar och kriterier för överensstämmelse för slaggcement med låg tidig hållfasthet.

Cement som används till byggnader och anläggningar i Sverige skall vara CE-mäkt.

Cementen är indelad i fem huvudtyper:

  • CEM I är en ren portlandcement.
  • CEM II Portland-kompositcement som innehåller minst 65 % portlandklinker.
  • CEM III innehåller minst 20 % och som mest 65 % portlandcement och resterande ärmasugnsslagg.
  • CEM IV Puzzolant cement (inte vanligt i Sverige)
  • CEM V Kompositcement (inte vanligt i Sverige)

Det finns tre olika hållfasthetsklasser, för var och en av dem finns tre klasser för tidig hållfasthet. 32,5 42,5 och 52,5 är normtryckhållfastheten efter 28 dygn i MPa. L (low), N (normal) och R (rapid) är klassen för tidig hållfasthet.

Exempel på hållfasthetsklasser:

  • 32,5 L Låg tidig hållfasthet.
  • 42,5 N Normal tidig hållfasthet.
  • 52,5 R Hög tidig hållfasthet.

Beteckningen kan då bli till exempel CEM I 52,5 R eller CEM II 42.5 R.

Kopplingen mellan cementhållfasthetsklasserna och CEM klasserna iEurokoderna,SS-EN 1992-1-1, är denna:

  • CEM klass S (slow, långsamhärdande) CEM 32,5 N
  • CEM klass N (normal, normalhärdande) CEM 32,5 R, CEM 42,5 N
  • CEM klass R (rapid, snabbhärdande) CEM 42,5 R, CEM 52,5 N, CEM 52,5 R

Beteckningen kan ytterligare byggas på genom att ange andra egenskaper.

  • CEM I - SR 0 (Sulfatresistent portlandcment (med C3A innehåll = 0 %)
  • CEM I - SR 3 (Sulfatresistent portlandcment (med C3A innehåll ≤ 3 %)
  • CEM I - SR 5 (Sulfatresistent portlandcment (med C3A innehåll ≤ 5 %)

Sulfatresistent massugnscement:

  • CEM III/B-SR (Sulfatresistent portlandcment (med utan krav på C3A-innehåll)
  • CEM III/C-SR (Sulfatresistent portlandcment (med utan krav på C3A innehåll)

Sulfatresistent puzzolancement:

  • CEM IV/A-SR (Sulfatresistent puzzolant cement (med C3A innehåll ≤ 9 %)
  • CEM IV/B-SR (Sulfatresistent puzzolant cement (med C3A innehåll ≤ 9 %)

För cement med låg värmeutveckling (maximalt 270 kJ/kg vid 7 dygn) finns en tilläggsbeteckning LH:

  • CEM I 42,5 N - LH
  • CEM I 42,5 N - LH/SR 0
  • CEM III/B 32,5 N - LH/SR

Totalt finns 27 typer av vanliga cement.

Olika cement

[redigera|redigera wikitext]
  • Bascementär det som vanligen används. Består av portlandcement sammansatt med 13 %flygaska.Bascementen har ersatt den gamla byggcementen, CEM II/A-V 52,5 N.
  • Kalkcementär en blandning av portlandcement och kalciumhydroxid. Ofta använt till murbruk.
  • Keenes cementpatenterad av Richard Wynn Keene år 1838. Gips brännes vid 170 °C, krossas, får sedan ligga i en cirka 10-procentig alunlösning i ett dygn. Brännes därefter i en temperatur av 200 - 400 °C. Härdar på några minuter. Kan liksom marmor poleras till hög blankhet.
  • Medinacementsamma egenskaper som romancement.
  • Pariancementframställes som Keenes cement men en boraxlösning användes istället för en alunlösning.
  • Parkercementen annan benämning för hydraulisk kalk. En produkt som brännes vid lägre temperatur än portlandcement, och har lägre hållfasthet.
  • Puzzolancementen blandning av kalciumhydroxid ochpuzzolan,en vulkanisk bergart.
  • Romancementett snabbhärdande cement
  • Sorelcementmagnesiumoxid blandas med en lösning av magnesiumklorid i vatten. Användes till kvarnstenar och till golv.
  • Snabbhärdande portlandcementanvänds ibetongelementindustriereller vid övriga gjutningar när man önskar en tidig formrivning, CEM I 52,5 R.
  • Slaggcementtillverkas genom malning av granulerad hyttsand, men även från andra snabbt nedkylda slagger. Standardiserade produkter återfinns under bland annat namn som Cem III. De är klassificerade efter sitt behov av cement (Initial alkalimiljö för att reagera). De ger något långsammare hållfasthetstillväxt, en lägre värmeutveckling, mycket bra sulfidresistens. Produkten är mycket bra sett ur hållbarhetsperspektiv. Väldigt vanlig i Europa där byggindustrin avancerat med respekt till både prisutveckling och CO-avtrycket.
  • Anläggningscementär en cement med långsammare härdning, vilket ger en lägre värmeutveckling, som är sulfatresistent och lågalkalisk, CEM I 42,5 N - SR 3 som uppfyller kraven i SS 134202 och SS 134203.
  • Vitcementär en portlandcement som har lägrealkaliskaegenskaper, tillverkas av renare råvaror samt bränns och mals på ett särskilt sätt. Vitcement används bland annat vid gjutning avterrazzo
  • Aluminatcementäven kallat smältcement,ciment fondu,uppfanns i Frankrike 1908 och började 1912 marknadsföras avLafarge.I mitten av 1920-talet började aluminatcement användas i Sverige dåAB Vallvikens Cementfabrikbörjade tillverka det under namnet Valle Smältcement. Aluminatcement har ett snabbt härdningsförlopp med en betydligare högre värmeutveckling än portlandcement samt erhåller i stort sett den slutliga hållfastheten efter ett dygn. Aluminatcement användes i Sverige åren 1925 till 1941 och var gjutningsbar även vintertid vid sträng kyla, men kan ha förlorat 90 procent av styrkan efter cirka 30 år. Det är beroende av vattencementtalet, är det så lågt som 0,4 försämras inte hållfastheten med tiden. Men många gånger hade man för lite cement i betongen och för högtvct.Aluminatcementen tål höga temperaturer (1 500–1 600 °C) och används vid gjutning av eldfasta komponenter tilleldstäderoch insatser ivärmepannor.Aluminatcement är ingrediensen till eldfasta bruk och avjämningsmassor för golv, så kalladeflytspackel.
  • Fosfatcementbildas när oxider, hydroxider eller basiska salter reagerar medfosforsyra.Vissa typer av fosfatcement har hög tryckhållfasthet (cirka 200 MPa), och används som dentalcement och som eldfast cement[8].

De större cementproducenterna

[redigera|redigera wikitext]
Cementsilo påCementa, Liljeholmen.
De större cementproducenterna år (2003)[9]
Position Land Produktion
(1000 ton) 		Position Land Produktion
(1000 ton)
1 Kina 813 190 11 Brasilien 34 032
2 Indien 115 932 12 Tyskland 33 409
3 USA 94 329 13 Thailand 32 628
4 Japan 68 520 14 Indonesien 28 956
5 Sydkorea 60 720 15 Egypten 28 740
6 Italien 43 920 16 Saudiarabien 23 000
7 Ryssland 42 204 17 Vietnam 22 600
8 Spanien 42 000 18 Frankrike 20 000
9 Turkiet 35 076 19 Taiwan 18 474
10 Mexiko 34 176 20 Malaysia 17 160

Se även

[redigera|redigera wikitext]

Källor

[redigera|redigera wikitext]

Noter

[redigera|redigera wikitext]
  1. ^General facts about cement[1]
  2. ^Betong, Meddelanden från Svenska betongföreningen, 1924, häfte 3
  3. ^ [abc]Uppfinningarnas bok(red. Arcadius Berglund) band VII, 1903 s. 53-57.
  4. ^Betong, 1922, häfte 2, sid 66-67.
  5. ^Skånes jord- och stenindustri, 1947, Lars Bjerning.
  6. ^Ahlberg (2012), s.56
  7. ^Ingemar Wickström, Kalksten, 2020
  8. ^Leijon, Willy, red (2014).Karlebo Materiallära
  9. ^Fischer-Weltalmanach 2007

Övriga källor

[redigera|redigera wikitext]

Externa länkar

[redigera|redigera wikitext]
Hämtad från”https://sv.wikipedia.org/w/index.php?title=Cement&oldid=54632030”