UNIVERSITATEA POLITEHNICA BUCURESTI

FACULTATEA DE CHIMIE APLICATA SI STIINTA MATERIALELOR

Cimentul portland

Autor

Dumitru Andra-GabrielaGrupa 1122 A

1

1. Caementum, file de istorie

Apariţia primilor lianţi minerali artificiali este plasată istoric încă din perioada de

sedentarizare a omului. Folosirea focului la prepararea hranei sau la prelucrarea metalelor, în vetre de

bolovani de calcar sau ghips, a presupus eliberarea dioxidului de carbon din calcar respectiv o parte

din apa de constituţie din gips, rezultând primele pulberi de var, respectiv ipsos.

Mărturii arheologice asupra utilizării varului şi ipsosului datează încă din epoca bronzului în

aria vechilor civilizaţii: China, Egipt, Mesopotamia, Grecia şi Italia. Egiptenii foloseau în construcţii

ipsosul, iar grecii şi romanii ardeau în mod controlat calcarul obţinând var. Primele mortare

(„mortarium”) din istorie s-au preparat din var în amestec cu nisip, cărămizi pisate, ceramică fin

măcinată şi apă.

Pe teritoriul ţării noastre primele indicii asupra folosirii varului apar în sec. IV-III î.e.n. la

construirea cetăţilor greceşti Histria, Tomis şi Callatis.

Romanii, înlocuind calcarul cu marne şi marnocalcare în cuptoarele de obţinere a varului şi

crescând temperatura de ardere, au obţinut un material care, fin măcinat şi amestecat cu cenuşă

vulcanică, este considerat primul ciment din istorie („caementum”). Amestecul s-a numit şi ciment

puzzolanic după numele localităţii Pouzzolli de lângă Vezuviu, de unde s-a exploatat prima dată

cenuşa vulcanică.

Extraordinara durabilitate a liantului roman este confirmată în cele mai dificile condiţii:

monumentalul pod al lui Apolodor din Damasc de la Drobeta în lungime de 1135 de metri (102-105

e.n.). Fundaţiile de 8 metri adâncime ale celor 20 de pile ale podului, executate cu devierea cursului

fluviului, au putut fi cartografiate în 1856, iar în 1906 Comisia Dunării cere statului roman demolarea

a două pile care stânjeneau circulaţia fluvială.

Cimentul roman era capabil să se întărească sub apă (canalul navigabil de la Cazane, 100

e.n.), să formeze un strat impermeabil (drumul de piatră Drobeta – Porolissum,107-109 e.n.) şi să

fixeze într-un mod durabil pietrele fasonate ale zidurilor cetăţilor (Ulpia Traiana Sarmizegetusa

110e.n.)

Un „caementum” se află şi la pavimentul cu mozaic de la Constanţa (sec. IV e.n.) ca şi la

lucrările de reparaţie a acestuia (sec. V şi VI e.n.). Există presupuneri că la zidurile oraşelor medievale

2

Oradea şi Alba Iulia, cetăţilor Hunedoara, Târgu Neamţ şi Târgovişte (sec. XIII – XIV) alături de var

se regăseşte cimentul roman, altfel cu greu s-ar putea explica durabilitatea acestora.

„Cimentul roman” obţinut prin calcinarea (arderea) nodulilor naturali de calcar argilos de

către James Parker (sec. XVIII) precum şi brevetarea cimentului Portland în 1824 de către zidarul

Joseph Aspdin din Leeds, Anglia sunt momente reprezentative în evoluţia acestuia.

Primul ciment modern a fost realizat de către Isaac Johnson în 1845 care a ars un amestec de

argilă şi cretă până la topirea parţială (clincherizare), adică până la apariţia unor compuşi cu proprietăţi

liante importante.

Cimentul reprezintă cel mai important material de construcţie folosit la fabricarea betonului.

Cimentul este un liant hidraulic care, în amestec cu apa, formează o pastă ce face priză şi se întăreşte.

După întărire, îşi menţine rezistenţa şi stabilitatea, chiar şi sub apă.

In prezent, pe piaţa materialelor de construcţii există mai multe tipuri de ciment. Intrucât în

ultimii ani s-au produs schimbări profunde atât în domeniul materialelor de construcţii cât şi în

normele tehnice în construcţii considerăm că este necesar să facem unele precizări legate de modul de

utilizare a cimenturilor.

Menţionam că, din păcate, există unele confuzii în ceea ce priveşte tipurile de ciment şi de

betoane preparate cu ciment, fapt ce poate duce la utilizarea necorespunzătoare a acestora şi, respectiv,

la o diminuare a performanţelor sau chiar la compromiterea unor elemente structurale sau a întregii

structuri de rezistenţă realizate. Conform Codului de practică pentru executarea lucrărilor din beton,

cimenturile se împart în patru grupe de sortimente:

• cimenturi conform standardelor naţionale SR;

• cimenturi conform standardelor profesionale;

• cimenturi agrementate;

• cimenturi colorate şi ciment alb.

Familia cimenturilor uzuale se grupează în 5 tipuri principale de ciment (cem I, cem II, cem

III, cem IV si cem V), cuprinzând 27 de tipuri de ciment, fiecare tip având 6 clase de rezistenţă:

32,5N; 32,5R; 42,5N; 42,5R; 52,5N si 52,5R.

Simbolurile care definesc un anumit ciment sunt:

I, II, III, IV si V reprezinta tipul principal de ciment;

32,5; 42,5 si 52,5 sunt clasele de rezistenta standard la compresiune la 28 zile

exprimate în MPa şi determinate în conformitate cu SR EN 196-1:1995;

3

N şi R sunt simboluri pentru rezistenţa la compresiune iniţială uzuală (N) şi pentru

rezistenţa la compresiune iniţială mare (R), determinate în conformitate cu

standardul SR EN 196-1:1995 fie la 2 zile, fie la 7 zile;

A, B si C indica procentul de masă al cimentului de clincher:

a) A

80 - 94% pentru tipurile principale II

35 - 64% pentru tipurile principale III

65 - 89% pentru tipurile principale IV

40 - 64% pentru tipurile principale V

b) B

65 - 79% pentru tipurile principale II si III

20 - 34% pentru tipurile principale III

45 - 64% pentru tipurile principale IV

20 - 38% pentru tipurile principale V

c) C

5 - 19% pentru tipurile principale III;

K, S, D, P, Q, V, W, T, L, LL - reprezintă tipul componentelor principale;

M reprezintă un amestec de componente principale.

In cazul cimentului însăcuit, pe fiecare sac trebuie sa fie inscripţionat marcajul de

conformitate CE, numărul de identificare a organismului de certificare şi informaţii despre ciment.

Dacă o parte din aceste informatii nu figurează, este obligatoriu ca acestea să fie trecute în

documentele comerciale însoţitoare.

Certificat de conformitate - document emis pe baza regulilor schemei de evaluare a

conformităţii care dovedeste că se asigură încrederea adecvată că acel ciment este în conformitate cu

standardul de specificaţii corespunzător produsului;

Marca de conformitate - marca protejată aplicată pe baza certificatului de conformitate;

Ciment certificat - ciment pentru care a fost emis un certificat de conformitate;

4

2. Fabricarea cimentului

Producţia cimentului începe în cariera de calcar, cu excavarea pietrei de calcar şi a argilei.

Apoi, acestea sunt sfărâmate în bucăţi de mărimea unei monede.

Aceste materii prime, împreună cu un material care are aport de fier, sunt omogenizate într-o

pudră, numită făină brută. Făina brută este încălzită la o temperatură de 1.450 C. Temperatura înaltă

transformă făina într-un material nou, numit clincher.

Clincherul este răcit brusc, fiind apoi măcinat împreuna cu gipsul într-o pulbere fină. Acesta

este cimentul Portland.

Pentru obţinerea diferitelor tipuri de ciment se adaugă zgură şi / sau cenuşă de termocentrală

(material ce rezultă din arderea cărbunelui sau a altor materiale de provenienţă minerală).

Prin amestecul cimentului cu nisip, pietriş, alţi aditivi şi apă obţinem beton, cel mai folosit

material de construcţii din lume.

3. Chimia cimentului

Clincherul de ciment portland

3.1 Constituţia mineralogică a cimentului portand

Prin cercetări microscopice şi roentgenografice s-a ajuns să se stabilească că clincherul de

ciment este un compus de compoziţie mineralogică şi chimică eterogenă, alcătuit din mai mulţi

constituenţi cristalini.

Iniţial, când compoziţia chimică a compuşilor cristalini, identificaţi la microscop, era încă

necunoscută, aceşti indivizi mineralogici au fost denumiţi după literele alfabetului: alit, belit, celit. La

microscop, se mai recunoaşte prezenţa unei mase vitroase (sticle) izotrope, care ocupă interspaţiile

dintre cristale.

Compoziţia chimică a constituenţilor mineralogici a fost ulterior precizată, aşa că aceştia pot

fi denumiţi şi după compoziţia lor chimică. Totuşi, compuşii chimici prezintă numeroase relaţii de

5

izomorfie, astfel încât constituenţii cristalini nu au întotdeuna în mod riguros o compoziţie chimică

determinată. De aceea, vechea denumire a constituenţilor mineralogici după literele alfabetului poate fi

considerată şi în prezent mai adecvată.

Examinarea micrografică a unui clincher de ciment portland arată următorii constituenţi

mineralogici:

Alitul

Alitul se prezintă sub formă de cristale bine formate, incolore, ca plăci trigonale, cu unghi

mic între axe; indicii de refracţie = 1,718, = 1,723 caracterul optic este negativ, greutatea

specifică 3,25. Recent, unii cercetători atribuie alitului două stări polimorfe şi anume: starea

monoclină şi starea romboedrică.

Ca reactivi de atac, pentru punerea în evidenţa a alitului, se foloseşte o solutţe de 1% HNO3

în alcool izoamilic, sau soluţie de glicolin alcool.

Asupra compoziţiei chimice a cristalelor de alit, au existat contraverse ce au durat aproape

50 de ani, în care timp s-au formulat multe ipoteze, dovedite, însă nefondate. Cercetări de sinteze,

microscopie, roentgenografie, structură etc., de deosebită amploare, au dus la concluzia, unanim

admisă, că alitul este silicat tricalcic . La cimenturile cu conţinut ridicat de Al2O3, silicatul

tricalcic formează soluţii solide cu cantităţi limitate de aluminat tricalcic 3CaO.Al2O3. Limita maximă

de adiţie a aluminatului tricalcic este de circa 4%. Studii roentgenografice asupra soluţiei solide de

silicat tricalcic cu cantităţi mici de aluminat tricalcic, au arătat variaţii în dimensiunile parametrilor

poliedrului elementar al reţelei, cum şi abateri ale indicilor de refracţie.

Ţinând seama de adiţiile izomorfe se propune pentru alit formula chimica:

Belitul

Belitul se prezintă sub formă de cristale rotunjite de culoare gălbuie. Cristalele sunt biaxe, cu

refracţie puternică. Se întâlneşte sub trei aspecte diferite:

Belitul I se prezintă sub formă de cristale rotunjite care au striaţii în două sensuri. Se găseşte

de obicei în clincherele arse la temperatură mai mare de 1450oC şi răcite rapid. Aceste cristale

corespund , cu un început de transformare , ceea ce face să apară

striaţiile remarcate la microscop.

6

Belitul II se prezintă de asemenea în cristale rounjite cu striaţii mai fine şi numai într-un

sens. Abundă în clincherele arse la temperaturi joase şi răcite lent. Este format prin

cristalizare din fază lichidă la temperaturi sub 1450oC; se consideră că nu provine din transformarea

polimorfă a cristalelor de ;

Belitul III se prezintă tot în cristale rotunjite fără striaţii, cu pete în genul unor incluziuni

foarte fine. Se interpretează că este care provine din transformarea

adică din belit I; unii cercetători opiniază că este formă de soluţie solidă, aluminaţi, feriţi, compuşi ai

manganului, alcalii etc.

Celitul

Acesta se prezintă sub formă de cristale de culoare închisă, optic biaxe, cu puternică

birefrigenţa, aparţinaând probabil sistemului rombic. Celitul rămâne necristalizat în clincherele arse la

temperatură ridicată şi răcite rapid formând masa care umple interspaţiile cristalelor de alit şi belit.

Celitul poate fi deosebit de sticlă, care umple şi ea interspaţiile cu ajutorul reacţiilor care atacă sticla,

lăsând celitul neatacat; în felul acesta în microscopul cu lumina reflectată celitul apare cu reflexie

„luminoasă”, pe când sticla apare cu reflexie „întunecată”. Cercetări mai amănunţite la clinchere răcite

arată că sunt în realitate două forme cristaline diferite:

Celitul I corespunde compuşilor cu conţinut feruginos şi anume .

Celitul II apare numai in clincherul răcit lent; el reprezintă forma cristalină de soluţii solide

de aluminat tricalcic, cu trialuminatul calco-sodic: .

Masa vitroasă (sticla)

Sticla, împreună cu celitul umple interspaţiile cristalelor de alit şi belit. Reprezintă resturile

de topitură eutectică, din care s-au depus ceilalţi componenţi minerali. Indicele de refracţie a sticlei

variază după caz între 1,70 si 1,74. cantitatea de masă vitroasă variază după condiţiile de tratament

termic: astfel, clincherele răcite rapid, conţin până la 2% sticlă, pe când cele răcite foarte lent, numai

3%.

Prin atac chimic cu soluţie de 1%HNO3 în alcool, masa vitroasă este repede atacată, aşa că la

microscop locurile ocupate de sticle apar intunecate. Apa ataca aluminatul tricalcic ceea ce face să

diferenţieze acest component izotrop de sticla care rămâne neatacată.

7

Alţi componenţi ai clincherului: calcea liberă – CaO, periclazul – MgO, compuşii

alcalini.

3.2 Relaţii de echilibru termic la arderea clincherului

Proprietăţile tehnice ale cimentului portland în cadrul sistemului CaO-Al2O3-Fe2O3-

SiO2

In diagramă este prezentat sistemul CaO-Al2O3-Fe2O3-SiO2 cu tetraedrele de subsisteme care

vin în consideraţie la cimenturi: planul CaO – P – P’, în care se găsesc clincherele de ciment

intersectează tetraedre de subsis-

temele după comparimentele care

se văd atât în schiţa perspectivă

cât şi în epura din plan.

Compartimentele subsistemelor

in planul Cao-P-P’ sunt PI,PI’,PII

si PII’.

1. Rezistenţele mecanice de întărire hidraulică

Din clincherele sintetizate, după măcinare s-au făcut epruvete din mortar de compoziţie 1

ciment:3 nisip, pe care s-au determinat rezistenţele de rupere după 28 zile de la întărire. Rezultatele

sunt înscrise pe diagrame sub formă de curbe de egală rezistenţă la rupere. Din examinarea lor se

constată o vădită corespondenţă între echilibrele termice date de comparimentele de parageneză şi

rezistenţele cimenturilor. Se vede că dintre toate clincherele cuprinse pe întreaga suprafaţă a

diagramei, numai unele din ele prezintă proprietăţi de întărire hidraulică:

Subsistemele PI si PI’: Cao-C3S-C3A-C4AF respectiv CaO-C3S-soluţie solidă (C4AF+C2F),

cuprind clinchere a căror rezistenţe de întărire sunt nule, din cauza conţinutului de CaO liber; în

primele zile cimenturile se întăresc datorită conţinutului de alit (C3S), totuşi după întărire se produce

8

hidratarea CaO liber, fenomen care are loc cu mărire de volum, ceea ce face ca rezistenţele să scadă

până devin nule.

Subsistemul PII: C3S-C2S-C3A-C4AF. Secţiunea prin acest tetraedru este acoperită de un

relief al curbelor de egală rezistenţă, cu un maxim pronunţat către masele apropiate de vârful C3S;

relieful coboară brusc către vârful C3A; de asemenea, rezistenţele devin nule către muchia C2S-C3A.

Rezultă că masele apropiate de vârful C3S având un conţinut foarte ridicat din acest compus au şi

rezistenţele de întărire cele mai bune; masele sunt din ce în ce mai sărace în alit cu cât sunt mai

apropiate de vârful C3A respectiv muchia C3A-C2S. Aceasta scoate în evidenţă rolul alitului C3S drept

constituent valoros la întărirea cimentului portland. Relieful curbelor de egală rezistenţă, prezintă o

linie de maxim de-a lungul dreptei ce uneşte punctul C3S cu peritecticul G1 (fig 378, b)

această linie reprezintă „limita de

saturare maximă de calce” a

cimenturilor portland.

Tetraedrul PII este flancat de

tetraedrul subsistemului C2S-

C3A-C12A7-C4AF unde

rezistenţele clincherelor sunt

foarte mici, din cauză că nici

unul din componenţi nu sunt

activi din punctul de vedere al

intăririi hidraulice.

Prin examinarea

diagramei reiese că numai masele

din subsistemul PII, caracterizate prin modulul de silice sunt

cimenturile portland normale a căror rezistenţe se înscriu în limitele prevăzute de prescripţiile

standardelor de calitate.

9

2. Constanta de volum

Cimenturile care după

întărire prezintă inconstanţă de volum

datorită prezenţei CaO liber sunt

grupate în zona marcată prin punctele

CaO – C3S-G1-C3A (fig 379).

Se observă că linia C3S-C3A

nu delimitează cimenturile cu CaO

liber aşa cum ar decurge din relaţiile

de parageneză ale sistemului, limita de

demarcaţie a inconstanţei de volum

fiind de-a lungul liniei C3S-G1-C3A; ea marchează „limita de saturaţie maximă de CaO” a

cimenturilor portland; se mai observă că această limită corespunde cu limita de maxim de rezistenţă.

Se menţionează că zona de inconstanţă de volum cuprinde cimenturile care arse în condiţii de

temperatură şi timp oricât de ridicate, conţin încă calce liberă. Este de înţeles că orice ciment – chiar

din zona indicată cu volum constant – dacă este incomplet ars poate prezenta inconstanta de volum.

3. Timpul de priză

Pe aceeaşi diagramă este indicată o zonă în care cimenturile, au o priză scurtă (sub ¼ oră);

este cunoscut că astfel de cimenturi nu sunt admise în practică, neputându-se prelucra în betoniere şi

turna în cofraje. Se observă că cimenturile au timpul de priză cu atât mai scurt cu cât sunt mai bogate

în C3A, adică cu cât poziţia lor în diagramă este mai în apropierea laturii aluminaţilor; anume au priză

rapidă cimenturile portland normale cu <1,5. Locul geometric al

cimenturilor cu MSI = 1,5 este pe o dreaptă care pleacă din vârful CaO; această dreaptă, marcată pe

diagramă, delimitează zona cimenturilor portland cu priză normală.

4. Temperatura de ardere

O imagine asupra temperaturilor de topire a clincherelor de ciment în cadrul acestui sistem o

dă diagrama izotermelor din fig 380.

10

Din urmărirea izotermelor se

vede că clincherele se vitrifică şi se ard la

temperaturi cu atât mai joase, cu cât sunt

mai bogate în Al2O3 + Fe2O3 şi cu cât au un

conţinut de SiO2 şi CaO mai scăzut.

In ceea ce priveşte temperatura de

vitrifiere este de observat că cantitatea de

fază lichidă în clincher este determinată de

poziţia peritecticelor G1 si G2; faza

lichidă este mai abundentă la clincherele

plasate mai în apropiere de aceste

peritectice.

Dacă se ţine seama că temperaturile în cuptoarele industriale sunt limitate la 1450 – 1500 oC

inseamna că trebuie să existe o limită a compoziţiei clincherelor care să permită o vitrifiere bună.

Practic nu se pot vitrifia clinchere cu ;locul geometric al clincherelor cu

MSI = 4 este o dreaptă care pleacă din vârful CaO; această dreptă, marcată pe diagramă, delimitează

zona clincherelor, care în condiţii industriale pot fi vitrifiate satisfăcător.

Locul clincherelor de ciment portland în sistemul CaO- Al2O3-Fe2O3-SiO2

Compoziţia cimentului portland nu este arbitrară şi empirică ci apare judicios dedusă pe

următoarele considerente:

In primul rând locul clincherelor de ciment portland în sistemul cvaternar este determinată

de paragenezele de echilibru termic la care apare alitul ca constituent valoros şi se exclude CaO liber,

constituent dăunător. In secţiunea prin sistemul cvaternar, locul clincherelor de ciment portland se

găseşte în tringhiul PII. Acest subsistem cuprinde o infinitate de compoziţii, dar nu toate reprezintă

cimenturi tehnice. La prima vedere s-ar putea crede că pentru a avea un conţinut cât mai ridicat de alit

trebuie alese compoziţii cât mai apropiate de punctul C3S sau, ideal chiar, să se confunde cu acesta.

Astfel de clinchere necesită la ardere, temperaturi foarte ridicate şi timp foarte îndelungat, întrucât

fiind aproape lipsite de fază lichidă, reacţiile de formarea alitului sunt aproape anevoioase.

11

Ţinând seama de proprietăţile de fabricaţie şi de proprietăţile tehnice cerute materialului,

domeniul cimenturilor portland în subsistemul indicat trebuie restrâns. În secţiunea prin sistemul

cvaternar (fig 379 si 380) locul cimenturilor portland este delimitat de:

linia MSI=4 ce separă cimenturile care pot practic vitrifia la 1450 – 1500 oC, de

cimenturile care necesită pentru clincherizare temperaturi mai ridiate decât cele

realizate in cuptoarele industriale;

linia MSI=1,5 (respectiv MSI=1 în cazul unor cimentur fero-portland) care separă

cimenturile cu priză normală de cele cu priză rapidă;

linia C3S-G1 care delimitează câmpul cimenturilor cu volum neconstant (CaO liber).

Poligonul delimitat prin aceste linii este haşurat în diagramă. Se observă că acestor cimenturi

le corespund şi rezistenţele cele mai bune. În diagrama cvaternară spaţială a sistemului CaO- Al2O3-

Fe2O3-SiO2 locul cimenturilor portland este un poliedru. Aceste consideraţii lamuresc conditiile de

compoziţie ale cimentului portland şi motivează logic şi raţional compozitia care trebuie să fie impusă

şi respectată în procesul tehnologic de fabricaţie a cimentului portland. Limitele de compoziţie sunt

destul de înguste; nerespectarea lor plasează produsul în domenii în care materialele sunt

inutilizabile,având rezistenţe mici sau volum inconstant, priză rapidă, necesită temperaturi prea

ridicate de ardere etc.

Aplicaţie!

Din următoarele două amestecuri de compoziţii foarte apropiate: N avand CaO-67%,

SiO2=23%, Al2O3=7%, Fe2O3=3% şi M avan CaO=62%, SiO2=25%, Al2O3=9%, Fe2O3=4% amestecul

N dă prin ardere un ciment de rezistenţe foarte bune, pe când M dă un material complet lipsit de

rezistenţe mecanice; aşezând pe diagramă (fig 380) punctul N cade în subsistemul P II al cimenturilor

portland, pe când punctul M cade in subsistemul C2S-C3A-C5A3-C4AF. Se ajunge la concluzia că

variaţii destul de mici în compoziţia amestecului, hotărăsc dacă produsul ars are sau nu proprietate de

intarire.

Reactiile la arderea clincherului de ciment portland

Prin încălzirea făinei brute de ciment au loc la inceput reacţii în fază solidă. Mersul reacţiilor

la un amestec de calcar şi argilă, în funcţie de temperatură, este arătat pe diagramă (fig 381).

12

Carbonatul de calciu se disociază începând de la 800oC şi continuă până la 900oC. Reacţia în

fază solidă a CaO liber cu Al2O3 şi SiO2 începe la 800oC şi progresează cu crşsterea temperaturii. Aşa

cum s-a arătat anterior iau naştere simultan diverşi aluminaţi şi silicaţi de calciu; dintre aluminaţi se

formează în primul rând 12 CaO.7Al2O3; dintre silicaţi cel dintâi se formează 2CaO.SiO2. Până la

temperatura la care apare faza lichidă, cea mai mare parte din CaO a intrat în reacţie. Aceasta arată că

reacţiile în fază solidă sunt foarte active; factorul principal de care depinde reacţia este fineţea de

măcinare a particulelor solide ce alcătuiesc amestecul.

Apariţia fazei lichide în clincherul de ciment a fost stabilită prin observaţii directe la

microscop sau microscopul electronic pentru temperaturi înalte, cum şi prin curbele de analiză termică.

Curba (fig 382, a) redă analiza termică a unei făine de ciment fără Fe2O3, iar curba (fig 382, b)

reprezintă analiza termică a unei făine normale de fabrică cu conţinut de Fe2O3, Curbele prezintă un

palier la circa 900oC, datorat disocierii carbonatului de calciu. Pe curbe se recunoaşte un efect

exoterm: la 1395oC, pentru făină fără Fe2O3, respectiv la 1285oC pentru făina cu Fe2O3.

Acest efect exoterm este datorat formării alitului; temperatura de 1395oC corespunde

eutecticului ternar E3=1335oC a subsistemului III a sistemului CaO-Al2O3-SiO2 (fig 383) ; temperatura

de 1285oC corespunde eutecticului =1280oC al subsistemului III a subsistemului cvaternar CaO-

Al2O3-Fe2O3-SiO2.

13

Faza lichidă iniţială în clincherul de ciment portland corespunde eutecticului E3 respectiv ,

din subsistemele indicate. Se observă că efectul exoterm al formării alitului coincide cu temperaturile

eutectice de apariţie a fazei lichide, ceea ce este un indiciu că alitul se formează în prezenţa faze

lichide.

4. Riscuri principale ale cimentului pentru sănătate

Iritaţia pielii produsă de cimentul proaspăt, putând conduce la arsuri, la deshidratarea

pielii şi la apariţia crăpăturilor la nivelul epidermei;

Eczema de contact, determinată de prezenţa cromului hexavalent (crom VI) şi a

cobaltului în cimenturi;

Iritaţii oculare în caz de stropire cu ciment în ochi;

Rinite provocate de inhalarea cimentului uscat.

Cromul VI este prezent în cimenturi sub formă de impuritate. El a fost clasificat de Uniunea

Europeană în categoria substanţelor ce trebuie asimilate agenţilor cancerigeni (categoria 2) dar, la ora

14

actuală, nu există nici o legătură justificabilă (documentată) între expunerea la ciment şi incidenţa

excesivă a cancerului de piele.

5. Manipularea cimenturilor

Manipularea cimenturilor necesită precauţii. Cimenturile nu sunt produse inerte şi sunt în

mod special, susceptibile de a genera afecţiuni cutanate uneori grave.

Produsul se depozitează ambalat în saci din hârtie paletizaţi si înfoliaţi, ferit de umezeală. Se

interzice depozitarea împreună cu materiale umede sau în ambalaje deteriorate. La manipulare se va

ţine cont de efectul iritant al pulberii în prezenţa umezelii, evitând contactul prelungit cu pielea,

contaminarea ochilor, inhalarea şi ingestia.

15

6. Domenii de utilizare Ciment Portland Compozit 42.5R

16

Cuprins

1. Caementum, file de istorie....................................................................................................................12. Fabricarea cimentului...........................................................................................................................53. Chimia cimentului................................................................................................................................5Clincherul de ciment portland..................................................................................................................5

3.1 Constituţia mineralogică a cimentului portand...............................................................................53.2 Relaţii de echilibru termic la arderea clincherului..........................................................................8

4. Riscuri principale ale cimentului pentru sănătate...............................................................................145. Manipularea cimenturilor...................................................................................................................156. Domenii de utilizare Ciment Portland Compozit 42.5R.....................................................................16

17

Bibliografie

1. Chimia fizica a silicatilor. Tehnici , Serban Solacolu2. www.heidelbergcement.ro3. http://astrans.ro/index2.php?option=com_content&do_pdf=1&id=61

18