Portlandcement is een
cementsoort die zijn naam ontleent aan de
grijze kleur waardoor het lijkt op de kalksteen uit de groeven bij Portland.
De Romeinen kenden al cement, maar de Brit Joseph Aspdin kreeg in 1824
octrooi op portlandcement, dat ook zonder lucht uithardt.
Portlandcement is een sterk hydraulisch
bindmiddel dat vrij snel uithardt. Het heeft een hoge eindsterkte (na 4 weken)
maar belangrijker is dat de aanvangssterkte hoog is. Daarom kan
portlandcement worden toegepast als snel ontkisten of voorspannen noodzakelijk is.
Portlandcement bestaat uit meer dan 90% portlandklinker,
5% gips en verder anhydriet,
ijzeroer en/of ander stoffen. Het gips en de anhydriet regelen de bindtijd waarmee gevarieerd kan
worden.
De belangrijkste grondstoffen voor portlandklinker zijn kalksteen en/of
mergel (CaO), zand en klei (SiO2 en Al2O3), een ijzerhoudende toeslag (Fe2O3) en
gips of anhydriet (CaSO4).
Door de reactie van CaO met Al2O3 ontstaat het klinkermineraal C3A
(3CaO.Al2O3) dat onstuimig met water kan reageren, wat de reden is om gips en/of
anhydriet toe te voegen als bindtijdregelaar, "de bindtijd regelende toeslag". Vooral de
klinkermineralen van CaO en SiO2 (C2S en C3S genaamd) zijn de belangrijkste hydraulische
verbindingen.
Voor de klinkermineralen worden afkortingen van de chemische bestanddelen
gebruikt:
CaO: C
SiO2: S
Al2O3: A
Fe2O3: F
H2O: H
SO3: S-
Hierdoor vindt bv. de volgende reactie plaats:
2(3CaO.SiO2) + 6 H2O ==> 3CaO.2SiO2.3H2O + 3 Ca(OH)2 ofwel C3S2H3
(cementhydraat) + gebluste kalk.
De gebluste kalk kristalliseert in de poriën van het beton (niet bindend).
In de klinkermineralen komen nog andere stoffen in kleine hoeveelheden voor, bv.
de alkaliën. Alkaliën spelen toch een grote rol bij het verharden van het
cement, vandaar dat er slecht zeer weinig van aanwezig mag zijn.
Overzicht klinkermineralen:
naam verbinding
formule
afgekort
tricalciumsilicaat
3CaO.SiO2
C3S
dicalciumsilicaat
2CaO.SiO2
C2S
tricalciumaluminaat
3CaO.Al2O3
C3A
tetracalciumaluminaatferriet
4CaO.Al2O3.Fe2O3
C4AF
Sterkteontwikkeling en de bijdragen van de verschillende klinkermineralen:
Portlandcement wordt aangeduid als CEM I. Aan Portlandcement kan ook vliegas
worden toegevoegd; het wordt dan portlandvliegascement genoemd.
Naast hoogovencement
(CEM III) is Portlandcement één van de beste en meest gebruikte
cementsoorten in Nederland en België.
Met dank aan HCM Cement
en het boek Betontechnologie van ing. C. Souwerbren.
Zie verder bij cement, ook voor
productieschema's. Eng. portland cement (PC); normaal portlandcement is ordinary portland cement
(OPC)
