Tehnologija praha kao sirovine za industrijske proizvode – Cement,beli cement

Tehnologija praha kao sirovine za industrijske proizvode – Cement,beli cement
U V O D

Primjena cementa kao graditeljskog materijala česta je i raznolika, a mora zadovoljiti brojne
praktične zahtjeve u pogledu nosivosti konstrukcije, trajnosti1-3 i otpornosti cementnog
materijala pri različitim uvjetima uporabe. Iako je hidratacija aluminatnog cementa (AC)
proces od temeljne industrijske i komercijalne važnosti, hemijske reakcije (procesi) pri
hidrataciji nedovoljno su razjašnjeneAC spada u “posebne” cemente, odnosno cemente s
dodatnim svojstvima, a prednosti su mu: visoka rana čvrstoća, vatrostalnost, otopornost na
hemikalije i abraziju te mogućnost ugradnje pri niskim temperaturama4,5.
U usporedbi s PC, AC ima znatno brži razvoj topline hidratacije pa tijekom rada s cementom
dolazi do oslobađanja znatne količine topline u kratkom vremenu6,7,8. Veliki dio topline
oslobađa se između 3 – 6 h od početka dodatka vode, a oko 80 % topline se oslobađa  unutar
24 h. Kako struktura nastalih produkata hidratacije uvelike ovisi o temperaturi, time su i
svojstva materijala određena postignutom (maksimalnom) temperaturom materijala. U
početnom razdoblju hidratacije (T < 30 oC) nastaju metastabilni slojeviti hidrati9 koji pri
povišenoj temperaturi i vlažnosti prelaze u stabilne kubične produkte. Tom naknadnom
transformacijom povećava se poroznost materijala, te slabi čvrstoća i trajnost materijala
pripravljenog od AC.4-6,10
U ranom razdoblju hidratacije postoji i realna opasnost da mehanička naprezanja uzrokovana
gradijentima temperature i vlažnosti materijala dovedu do nastanka mikropukotina u
cementnom materijalu11,12 Nastale mikropukotine uzrokuju lošija mehanička svojstva,
povećavaju vodopropustnost i povećavaju brzinu korozije. Stoga je njega cementnog
materijala, posledice u ranom razdoblju hidratacije presudna za pripravnu kvalitetnog
materijala.
Tokom hidratacije cementni materijal prelazi iz žitkog plastičnog stanja u čvrsto elastično
tijelo, a pri tome se ostvaruje dobra fizička/mehanička veza između čestica cementa te sa
česticama agregata. Reakcijom cementa i vode nastaje niz produkata, u osnovi kalcij-aluminat
hidrata i kalcij-silikat hidrata u području veličina od nanometra do milimetra. Mala veličina
nastalih čestica, u području veličine koloida, te sustav pora cementnog materijala, veličine od
milimetra do nanometra, uzrokuju promjenu dimenzija cementnog materijala pri sušenju i
vlaženju. Volumne promjene tokom ranog razdoblja dozrijevanja cementnog materijala se smatraju
glavnim uzrokom nastanka pukotina koje uzrokuju pad čvrstoće betonskih konstrukcija.
Hidratacija cementa egzotermni je proces, a velika količina razvijene topline ubrzava vezanje
i očvršćavanje. Tokom ovih procesa dolazi do stezanja i širenja cementnog materijala.
Skupljenje u ranoj fazi je posebice važno jer dovodi do nastanka pukotina koje se tokom
više godina eksploatacije mogu proširiti te prouzročiti probleme. U ovom radu, mjereno je
hemijsko skupljanje cementnog materijala gravimetrijskom metodom.

2. TEORIJSKI DIO

2.1. GRAĐEVNI MATERIJALI
Građevni materijali su svi materijali koji se koriste u građevinarstvu. U davnoj prošlosti su se
upotrebljavali samo prirodni materijali (ilovača, drvo, kamen) koje je čovjek nalazio u svojoj
neposrednoj blizini. Razvojem ljudskog stvaralaštva, razvijala se ne samo preradba i obrada
pojedinih materijala nego i razvoj i proizvodnja novih građevinskih materijala. Danas postoje
brojni i vrlo različiti građevinski materijali, a njihovo poznavanje jedan je od najvažnijih
uvjeta za njihovu uspješnu primjenu pri projektiranju i gradnji građevinskih objekta.
Egipatska civilizacija je poznavala gradnju kamenom i sadrom. Stari narodi, Grci i Židovi su
dodavali vapnu kao vezivom materijalu vulkanski pepeo i samljevenu pečenu opeku. Tehniku
pravljenja hidrauličnog veziva usvojili su Rimljani, poboljšali njihovu kvalitetu i svojstva, pa
su se građevine napravljene od takovih materijala održale sve do danas. U devetnaestom
stoljeću počinju se usavršavati tehnike proizvodnje žbuka i mortova što je rezultiralo
pronalaskom hidrauličnog vapna i proizvodnjom Portland cementa. Portland cement značio je
prekretnicu u građevinarstvu, jer sa šljunkom i vodom daje beton, danas najvažniji
konstrukcijski material.