Tudásbázis – Cement

A cement az építőiparban nélkülözhetetlen hidraulikus szervetlen kötőanyag. Szürke színű, por formájú anyag, amely vízzel összekeverve a vegyi folyamatok révén levegőn és víz alatt is megszilárdul , szilárdságát megtartja. 

A cement előállításának rövid története

Időszámításunk előtt a III. században a rómaiak már használtak egy „opus caementitiumnak” nevezett kötőanyagot az építkezéseiken, amelyet különböző szemnagyságú kőtörmelékből, puzzolán- és téglalisztből, homokból, valamint égetett mészből állítottak elő.

A cement újrafelfedezése azonban csak a 18. század végén indult meg. 1791-ben John Smeaton hidraulikus mész előállításával kapcsolatos kutatásaival megalapozza a későbbi cementgyártást, 1796-ban pedig  James Parker szabadalmaztatta a hidraulikusan száradó „románcementet”. Közel harminc évvel később, 1824-ben Joseph Aspdin leeds-i (Anglia) kőművesmester szabadalmaztatta cementgyártási eljárását, melynek során „égetett és oltott mészkövet egy bizonyos mennyiségű agyaggal” és vízzel péppé kevert, majd kiégetett, „amíg az összes szénsav el nem távozott”. Az előállított cementet a Portland-félsziget szikláihoz hasonló színe miatt „portlandcementnek” nevezte el. Aspdin fia, William Aspdin tökéletesíti a románcement gyártását, egyes források őt tekintik a portlandcement feltalálójának.

A mai értelemben vett portlandcementet azonban csak 1844-ben, J.C.Johnson állítja elő, a mészkő-agyag keveréket zsugorodásig égetve.

Magyarországon 1868-ban, Konkoly Thege Balázs alapította meg az első cementgyárat Lábatlanban, ahol fatüzelésű 16 kamrás körkemencében lényegében románcementet égettek.

A cementgyártás folyamata

A mai modern cementgyártás során a rendelkezésre álló innovatív technológiákat használják a mészkő kitermelés, nyersanyagőrlés, klinkerégetés és cementőrlés során.

Kitermelés

A cementgyártás első lépése az alapanyag kitermelése. Az agyagot és mészkövet robbantással jövesztik, kitermelése homlokrakodókkal, exkavátorokkal történik.

Mészkő és agyag aprítás

A lerobbantott mészkövet és a kitermelt agyagot törik, aprítják, majd homogenizálják, gondosan beállítva a nyersanyag kémiai összetételét.

Nyersanyagőrlés

Az előkészített nyersanyagkeveréket aztán golyós vagy görgős malomban  lisztfinomságúra őrlik.

Klinkerégetés

A finomra őrölt nyersanyagkeveréket (nyersliszt vagy kemenceliszt) kiégetik. A forgókemencéből távozó forró füstgázok már a hőcserélőben fokozatosan felmelegítik az ellenáramban haladó kemencelisztet és megkezdődnek a kémiai folyamatok: a kemencelisztet olyan hőmérsékleten (kb. 1450 °C) égetik, melyen az „zsugorodik”, belőle olvadék képződik. A technológiai folyamat végére lejátszódnak a kémiai reakciók, melyek során kialakulnak azok a vegyületek (ún. klinkerásványok), amelyek a cement hidraulikus tulajdonságait meghatározzák.

Cementőrlés

A kemencében kiégetett félkész, darabos termék, a klinker, gyors hűtés után tárolóba/silóba kerül. A klinkert 4-5% kötésszabályozóval (gipszkő, REA-gipsz), egyéb kiegészítő anyagokkal (granulált kohósalak, pernye, trassz, mészkő) együtt őrölve, vagy külön őrölve és utólag megfelelő arányban összekeverve készül a cement. A folyamat közben fontos a cement minőségének állandó ellenőrzése, amit korszerű labortechnikai berendezésekkel végeznek.

Tárolás, csomagolás, kiszállítás

A cementsilókban levő, különböző minőségű (szilárdsági osztály szerint 52,5; 42,5; 32,5 MPa) és összetételű cementek igény szerint kiszállításra kerülnek. Ez történhet automata csomagológépekkel töltött 25 kg-os zsákokban vagy ömlesztett formában is.

A cementek – természetüknél fogva – nedvességre érzékenyek.

A nedvesség teljes kizárása gyakorlatilag lehetetlen. Ezért a száraz terekben való tárolás esetén is három hónap után szilárdsági visszaeséssel lehet számolni.

 

A cement tulajdonsága, összetétele

A jelenlegi szabványos nevezéktan szerint a cement fő- és mellékalkotórészekből áll. A főalkotórészek a klinker mellett a kiegészítőanyagok (pl. granulált kohósalak, erőműi pernyék, puccolánok, égetett pala, mészkő), mellékalkotónak a legfeljebb 5%-ban adagolt főalkotókat nevezik.

 

  • Általános felhasználású cement: CEM
  • 2. Cementfajták jele I-VI:
    • I. portlandcement
    • II. összetett portlandcement
    • III.  kohósalakcement
    • IV. puccoláncement
    • V. kompozitcement
    • VI: kompozitcement
  • 3. Főalkotórészek mennyiségére utaló jelzés:
    • A,B,C
    • CEM II „A” 6-20%;
    • CEM II „B” 21-35%;
    • CEM II „C” 36-50%
    • CEM III „A” 36-65%
    • CEM III „B” 66-80%
    • CEM III „C” 81-95%
    • CEM IV „A” 11-35%;
    • CEM IV „B” 36-55%;
    • CEM V „A” 36-60%
    • CEM V „B” 62-80%
    • CEM VI 51-65%
  • 4. Klinker (K) melletti egyéb, a Magyarországon jelenleg felhasznált főalkotórészekre utaló jelzés:
    • V – savas jellegű pernye
    • S – granulált kohósalak
    • P – természetes puccolán (trasz)
    • L/LL – mészkő
    • M – kompozitcement (a klinker mellett 2 vagy több főalkotórész)
  • 5. A klinker (K) mellett a főalkotórészek minőségére utaló jelzések kompozit-portland-, kohósalak-, puccolán- és kompozitcementek esetén: V, S, P, L/LL
  • 6. A 28 napos nyomószilárdság alsó jellemző értékére vonatkozó jelzés (MPa)
    • 32,5, 42,5, 52,5 – szilárdsági osztály szerinti besorolása (28 napos korban)
  • 7. Szilárdulásra vonatkozó jelzések:
    • N – normál kezdőszilárdságú cement
    • L – kis kezdőszilárdságú cement
    • R – nagy kezdőszilárdságú cement
  • 8. Szulfátállóságra vonatkozó jelzések:
    • Szulfátállóság
      • MSR – mérsékelten szulfátálló
      • SR – szulfátálló
    • Fehérség
      • F I, F II, F III – fehércement
    • Kis hőfejlesztés
      • LH – kis hőfejlesztésű
    • Kis alkáli-tartalom
      • NA – kis alkáli tartalmú
Az általános felhasználású cementek családjának 27 terméke (MSZ EN 197-1)
Fő
cement-
fajták		 A 27 termék jelölése
(az általános felhasználású
cementek fajtái)		 Mennviségek tömegszázalékbana)
Főalkotórészek Mellék-alkotó-részek
Klinker Granu-lált
kohó­salak		 Szilika-por Puccolán Pernye Égetett pala Mészkő
termé-szetes kalcinált savanyú bázikus
K S Db P Q V W T L LL
CEM I Portlandcement CEM I 95–100 – – – – – – – – – 0–5
CEM II Kohósalak-
portlandcement		 CEM II/A-S 80–94 6–20 – – – – – – – – 0–5
CEM II/B-S 65–79 21–35 – – – – – – – – 0–5
Szilikapor-
portlandcement		 CEM II/A-D 90–94 – 6–10 – – – – – – – 0–5
Puccolán-
portlandcement		 CEM II/A-P 80–94 – – 6–20 – – – – – – 0–5
CEM II/B-P 65–79 – – 21–35 – – – – – 0–5
CEM II/A-Q 80–94 – – – 6–20 – – – – – 0–5
CEM II/B-Q 65–79 – – – 21–35 – – – – – 0–5
Pernyeportland-cement CEM II/A-V 80–94 – – – – 6–20 – – – – 0–5
CEM II/B-V 65–79 – – – – 21–35 – – – – 0–5
CEM II/A-W 80–94 – – – – – 6–20 – – – 0–5
CEM II/B-W 65–79 – – – – – 21–35 – – – 0–5
Égetettpala-
portlandcement		 CEM II/A-T 80–94 – – – – – – 6–20 – – 0–5
CEM II/B-T 65–79 – – – – – – 21–35 – – 0–5
Mészkőportland-cement CEM II/A-L 80–94 – – – – – – – 6–20 – 0–5
CEM II/B-L 65–79 – – – – – – – 21–35 – 0–5
CEM II/A-LL 80–94 – – – – – – – – 6–20 0–5
CEM II/B-LL 65–79 – – – – – – – – 21–35 0–5
Kompozit-
portlandcement c		 CEM II/A-M 80-94 < ‑————————————-6–20——————————– > 0-5
CEM II/B-M 65-79 < ‑————————————21–35——————————- > 0-5
CEM III Kohósalakcement CEM III/A 35–64 36–65 – – – – – – – – 0–5
CEM III/B 20–34 66–80 – – – – – – – – 0–5
CEM III/C 5–19 81–95 – – – – – – – – 0–5
CEM IV Puccoláncement c CEM IV/A 65–89 – < ‑————11–35————- > – – – 0-5
CEM IV/B 45–64 – < ‑————36–55————- > – – – 0-5
CEM V Kompozitcement c CEM V/A 40–64 18–30 – < ‑—–18–30—— > – – – – 0–5
CEM V/B 20–38 31–49 – < ‑—–31–49—— > – – – – 0–5
a     A táblázat értékei a fő- és mellékalkotórészek összegét tartalmazzák.

b     A szilikapor aránya legfeljebb 10% legyen.

c     A CEM II/A-M és a CEM II/B-M összetett portlandcementek, a CEM IV/A és CEM IV/B puccoláncementek, valamint a CEM V/A és CEM V/B kompozitcementek esetében meg kell adni a jelölésben a klinker mellett található főalkotórészeket (lásd például a 8. fejezetet).