Rozpuszczanie cementu w wodzie, dziś zajmiemy się tym procesem, który tylko wydaje się być łatwy i oczywisty. Odpowiemy sobie na następujące pytania: czy nastąpi rozpuszczenie cementu i jeśli tak, to jak szybko? A także poruszymy kwestię rozpuszczania betonu, który powstaje przecież z cementu. Ludzie zawsze mi mówią, że cement po prostu się rozpadnie, jeśli zostanie zanurzony w wodzie, dlatego ciekawiło mnie to już od jakiegoś czasu. Odkryłem kilka fascynujących informacji.
Na przykład wapno (tlenek wapnia) wytwarza się przez ogrzewanie wapienia (węglanu wapnia) do temperatury około 1500 stopni Celsjusza, który następnie wykorzystuje się do produkcji cementu portlandzkiego. Następnie wapno, piasek i glinę łączy się i przetwarza na drobny proszek znany jako cement portlandzki.
Angielski murarz Joseph Aspdin opublikował w 1824 roku pierwszą recepturę cementu portlandzkiego. Nalegała ona na kalcynację mieszaniny gliny i drobno rozdrobnionego wapienia. Rozdrobnił materiał na drobny proszek po podgrzaniu go w piecu, aby odprowadzić wodę (proces ten nazywa się spiekaniem).
Co się wtedy stanie, gdy tę substancję zanurzymy w wodzie? Należy wziąć pod uwagę inne czynniki, w tym temperaturę wody, pH oraz obecność lub brak dodatkowych środków chemicznych.
Rozpuszczanie cementu w wodzie. Czy cement się po prostu rozpadnie, czy rozpuści, a jeśli tak, to jak szybko?
Na tym blogu omawiamy, czy cement rozpuści się w wodzie i co się z nim stanie, gdy to nastąpi. W budownictwie szereg materiałów budowlanych mających właściwości klejące i kruszywa określa się mianem cementu. Typ 2 (umiarkowana odporność na siarczany) i typ 1 (szerokie zastosowanie) to dwie najpopularniejsze odmiany cementu portlandzkiego.
Ze względu na proces hydratacji proszku cementowego i wody, cement jest spoiwem, które w połączeniu z wodą z czasem twardnieje. Uwodnienie cementu portlandzkiego obniża pH, co zwiększa ilość wolnych jonów wapnia (Ca) w roztworze. Cement rozpuszcza się w wodzie dzięki uwolnionym jonom Ca.
Cement jest zatem uważany za wyjątkowo rozpuszczalny, a stała produktu rozpuszczalności mieści się w przedziale od 10 do 5 do 10-6. Trwalsze cementy i cementy o wyższej zawartości wapna (CaO) będą rozpuszczać się szybciej niż nowsze cementy i cementy o niższej zawartości wapna, chociaż te różnice mogą nie mieć znaczenia w przypadku krótkotrwałego narażenia. Temperatura, ciśnienie, mineralogia, polimery/domieszki i inne czynniki mogą również wpływać na szybkość rozpuszczalności, chociaż te zmiany mogą nie być istotne w przypadku krótkiego kontaktu.
Kiedy o tym wspominam, ludzie pytają mnie: o jakim rodzaju cementu mowa?. Na rynku jest cement portlandzki, cement na bazie glinianu wapnia i cement na bazie gipsu.
Rozpuszczanie cementu w wodzie. Różne odmiany cementu
Wszystkie te odmiany cementu należą do wielu stosowanych na całym świecie. Ponieważ cement portlandzki jest tak powszechnie dostępny i niedrogi, jest to pierwsza rzecz, o której większość ludzi myśli, gdy słyszy słowo „cement”. Jednakże, o ile wiem, jeśli zapewni się odpowiednią ilość czasu i wody, każda inna odmiana powinna rozpuścić się równie skutecznie jak cement portlandzki.
Rozpuszczanie cementu w wodzie. Trwałość betonu
Na trwałość betonu duży wpływ ma rozpuszczanie zaczynu cementowego. Wiele laboratoriów zajmujących się betonem bada w swojej pracy mechanizmy leżące u podstaw rozpuszczania cząstek cementu. Kiedy cement zanurzy się w wodzie, co się z nim dzieje? Czy wyparuje i jeśli tak, to jak szybko?
Istnieje kilka metod pomiaru szybkości rozpadu. Zmiany stężenia jonów, pH i przewodność elektryczną można wykorzystać do pomiaru rozpuszczania. Możemy zbadać szybkość rozpuszczania w funkcji czasu ze względu na relacje między tymi pierwiastkami.
Rozpuszczanie cementu w wodzie. Czas kontra szybkość rozpuszczania
Cement to materiał, którego na co dzień używamy do różnorodnych celów, m.in. jako zaprawa murarska i beton. Czy zastanawiałeś się jednak kiedyś, co się dzieje, gdy woda i cement wchodzą w kontakt? Celem tego bloga jest udzielenie odpowiedzi na to pytanie.
Jest wiele zapytań, które wymagają odpowiedzi. Jaki jest ubytek masy cementu? Czy wyparuje całkowicie? Jaki jest czas potrzebny do rozpuszczenia cementu? To tylko niektóre z zapytań, które zamierzam zbadać.
W tym momencie rozpoczyna się proces badawczy
Pierwsze wyniki przeprowadzonych badań wskazują, że głównym czynnikiem rozpuszczającym jest dwutlenek węgla, a rozpuszczanie cząstek cementu w wodzie jest procesem stopniowym.
Więcej wodorotlenku wapnia powstaje w wyniku reakcji chemicznej wywołanej obecnością rozpuszczonego dwutlenku węgla w wodzie. Z kolei ten wodorotlenek wapnia reaguje z dwutlenkiem węgla, tworząc węglan wapnia, który oddziela się od roztworu, tworząc cement. Podczas procesu wytrącania uwalnia się więcej wodorotlenku wapnia, co pozwala na większe rozpuszczenie.
Wydaje się, że jest to długotrwała operacja, która prawdopodobnie nie będzie miała większego wpływu w krótszych ramach czasowych niż zwykłe projekty konstrukcji betonowych. Należy jednak wziąć pod uwagę potencjalne skutki tego działania chemicznego, gdy materiały cementowe są wykorzystywane jako części konstrukcji betonowych narażonych na działanie wody przez dłuższy czas.
Rozpuszczanie cementu a trwałość betonu
Składnikiem nadającym betonowi wytrzymałość i twardość jest cement. Beton będzie stopniowo zapadał się i rozpuszczał, jeśli się rozpuści. Pierwszym tematem, którym spróbujemy się zająć, jest to, czy cement rozpuszcza się w wodzie.
Skład chemiczny cementu w zależności od rodzaju użytego cementu – cementu portlandzkiego, cementu portlandzkiego na bazie popiołów lotnych, cementu portlandzkiego na bazie żużla itp. – skład cementu może się znacznie różnić. Poniżej przedstawiono typowy skład chemiczny:
Al2O3 – 5%+Fe2O3 – 3%MgO – 2%SO3 + Na2O – 1%SiO2 + 21%CaO – 64%+1%K2O
Głównym składnikiem cementu są krzemiany wapnia, które zaliczane są do cementów hydraulicznych. Tlenek wapnia (CaO) i krzemionka (SiO2) reagują, tworząc wiązania Si-O-Ca, które występują w krzemianach wapnia. Wodorotlenek wapnia (Ca(OH)2) i żel krzemionkowy powstają w wyniku reakcji krzemianów wapnia i wody. Ta procedura, znana jako proces hydratacji lub wiązania, daje twardą stałą masę zwaną uwodnionym zaczynem cementowym. Do tematu rozpuszczania cementu w wodzie jeszcze wrócimy, teraz zajmijmy się trochę rozpuszczaniem zaschniętego betonu, który powstaje z cementu portlandzkiego.
Jakimi płynami rozpuścić zaschnięty beton?
Na rynki jest wiele produktów, które lepiej lub gorzej rozpuszczają zaschnięty beton. W naszej gamie produktowej znajdziesz trzy rodzaje płynów do rozpuszczania betonu. Są nimi: BETOLIX (koncnetrat), BETOLIX-X i BETOLIX-BIO.
Najsilniejszy jest płyn BETOLIX (koncentrat), który potrafi rozpuścić nawet stary beton i to w kilka minut, bardzo często bez konieczności szorowania szczotką drucianą. BETOLIX-X to rozcieńczona wersja koncentratu, zazwyczaj kupują go klienci, którzy mają średniej grubości zabrudzenie betonowe. Płyn BETOLIX-BIO to środek oparty o składniki pochodzenia roślinnego i najlepiej sprawdza się na świeżym i cienkim betonie.
