CIMENTUL este un material complex obinut prin arderea i mcinarea fin a unor argile speciale n amestec cu aditivi. Se obine astfel un liant hidraulic cu rezistene mari dup ntrire. ntrirea se face n prezena apei, care n combinaie cu compuii silicosi duce la formarea unor geluri solide. Aderena fa de agregatele minerale este foarte bun, putnd astfel fi utilizat n producerea betonului. Gelurile rezultate au aderen foarte bun i faa de oel, permind producerea de beton armat sau beton precomprimat. Buna rezistent la agresivitate termic i chimic (a se vedea protecia elementelor metalice cu ajutorul betoanelor cu ciment). [footnoteRef:1] [1: http://biblioteca.regielive.ro/referate/constructii/ciment-209763.html?s=ciment]

Cimentul portland (silicios), reprezint un amestec de silicai i aluminati de calciu i este obinut prin mcinarea fin a clincherului de ciment portland cu un adaos de 27 % ghips pentru reglarea timpului de priz. Clincherul de ciment portland este obinut prin arderea unui amestec de materii prime n cuptoare rotative. Materiile prime utilizate la fabricarea clincherului de ciment portland sunt: calcare, marne, argile, leossuri, subproduse industriale (zguri, cenui, isturi), adaosuri de corecie (silicioase, aluminoase, ferugionase etc.), gipsuri. Compoziia mineralogic a cimentului n procesele de ardere a materiilor prime, oxizii existeni n compoziia acestora, reactioneaz ntre ei formnd compui mineralogici. Cei mai importani ca pondere sunt urmtorii: Silicatul tricalcic (alitul)- 3CaOSiO2 - C3S; Silicatul bicalcic (belitul)- 2CaOSiO2 - C2S; Feroaluminatul tetracalcic (celitul I sau brownmilleritul)- 4CaOAl2O3F2O3 - C4AF; Aluminatul tricalcic (celitul II)- 3CaOAl2O3 - C3A. Compoziia mineralogic a clincherului de ciment portland poate s varieze, n funcie de compoziia chimic a materiilor prime utilizate i a tehnologiilor de fabricaie. Norma european SREN 197/1,2-2002 impune pentru clincherul portland urmtoarele cerine: - minimum 2/3 din mas total s fie constituit de silicai (alit + belit) cimenturi silicatice; - relaia procentual dintre oxidul de calciu i trioxidul de siliciu din compoziie s fie mai mare ca 2; - coninutul procentual n masa de oxid de magneziu s fie mai mic de 5%.

n cazul clincherului de ciment portland, compuii mineralogici se pot regsi, de regul, n limitele urmtoarelor procente: - C3S 4073%; - C2S 235%; -C3A 118%; -C4AF 220%; Principalele proprieti ale cimentului, legate de influena componenilor mineralogici sunt: viteza de hidratare, cldura de hidratare, rezistenele mecanice i evoluia lor, rezisten la agresivitti chimice, cantitatea de apa legat chimic, etc. Variaia compoziiei mineralogice a clincherului de ciment portland, permite obinerea unei game foarte largi de cimenturi cu proprietti diferite conferite betonului, att n stare proaspt ct i n stare intrit. Pentru cimenturi sunt definite urmtoarele clase de rezistent: 32,5 , 32,5 , 42,5 , 42,5 , 52,5 , 52,5 (N sau R), unde partea cifric (32,5, 42,5 i 52,5) reprezint clasa de rezistent la compresiune exprimat n N/mm2, N este simbolul pentru rezistent initial normal i litera R este simbolul pentru rezistent initial ridicat. Clasificri Dintre principalele clasificri ale cimenturilor se pot meniona: a. n funcie de prezena adaosurilor n compoziia cimenturilor: - cimenturi portland unitare (fr adaosuri); - cimenturi portland cu adaosuri; b. n funcie de compoziia lor, conform Normei Europene EN 197-1: - cimenturi Portland ; - cimenturi Portland cu zgur; - cimenturi Portland cu microsilice; - cimenturi Portland cu puzzolan; - cimenturi Portland cu cenu zburtoare; - cimenturi Portland cu ist calcinat; - cimenturi Portland cu calcar; - cimenturi Portland compozite; - cimenturi de furnal; - cimenturi puzzolanice; - cimenturi compozite; c. Conform SR 388 /1995, cimenturile se mpart astfel: - cimenturi Portland fr adaos (tip I); - cimenturi Portland compozite (tip II); - cimenturi de furnal (tip III); - cimenturi puzzolanice (tip IV); - cimenturi compozite (tip V).

d. Conform SR 1500/96, armonizat cu Norma European ENV 197-1, cimenturile se mpart astfel: - cimenturi Portland cu zgur (tip II); - cimenturi Portland cu cenu(tip II); - cimenturi Portland cu puzzolan natural(tip II); - cimenturi Portland cu calcar(tip II); - cimenturi Portland compozite(tip II); - cimenturi de furnal(tip III); - cimenturi puzzolanice(tip IV); - cimenturi compozite(tip V). Clasificarea conventional are un caracter orientativ, uneori putnd exista deosebiri semnificative ntre cimenturile de acelai tip. Din aceste motive, parametrii tehnici, tehnologici i economici ai lucrrilor, stabilesc pe baz de analiz, incercri i condiii concrete, tipul recomandat i utilizabil de ciment. Ponderea componenilor mineralogici, mparte cimenturile dup denumirea i proprietile lor astfel: Cimenturi alitice au degajare mare de cldur, priz normal i ntrire rapid (rezistente iniiale mari, timp friguros, prefabricare, etc. fr agresiviti chimice); Cimenturi belitice au degajare mic de cldur, priz normal i vitez mic de ntrire (construcii masive, zone calde agresiviti chimice coroziune tip I); Cimenturi brownmilleritice priz normal, ntrire normal (nghe dezghe repetat agresivitate chimic sulfatica); Cimenturi feritice-priz normal, ntrire normal (agresivitate chimic sulfatica ridicat); Cimenturi normale-priz normal, ntrire normal (lucrri curente de beton i beton armat-fr agresiviti chimice). CATEGORII UZUALE DE CIMENTURI Cimenturi portland unitare (fr adaosuri active) Aceste cimenturi se pot utiliza la majoritatea lucrrilor de construcii din beton, beton armat i beton precomprimat, de aceea constituie un volum important n producia de ciment. Se noteaz cu clasa I i au rezistente la compresiune dup 28 zile pe mortar standard, cu valori 32,5, 42,5 i 52,5 N/mm2. De asemenea, aceste cimenturi sunt caracterizate printr-o finee la mcinare normal (min. 2500 cm2/g), constant bun de volum i o priz normal.

Cimenturi portland cu adaosuri Aceste cimenturi se pot clasifica astfel: Cimenturi cu adaosuri de zgur de furnal. Aceste cimenturi se fabric prin introducerea la mcinare a clincherului de ciment portland, a zgurii granulate de furnal nalt i a gipsului necesar reglrii timpului de priz. Utilizarea zgurilor de furnal nalt impreun, eventual cu alte adaosuri conduce la economisirea clincherului portland i se reduc preurile de cost ale cimenturilor. n funcie de combinaia de adaosuri i cantitatea de zgur coninute n mas cimenturilor, acestea pot cpta una din urmtoarele proprietti: - rezistente mecanice iniiale mai mici i rezistente finale identice cu cimenturile portland unitare; - rezistente mecanice iniiale i finale mai sczute, n raport cu cimenturile portland cu adaosuri (foarte economice pentru clase inferioare de beton); - cldur de hidratare a acestor cimenturi, scade odat cu creterea proporiilor de zgur (obligatoriu pentru construcii masive din beton); - au tendina de a scdea lucrabilitatea mortarelor i betoanelor, dezavantaj eliminat prin adugarea n amestec a aditivilor plastifiani sau a silicei ultrafine (SUF).

Cimenturi cu adaosuri de cenus Aceste cimenturi se obin prin introducerea la mcinare a clincherului de ciment portland, a cenusilor volante de termocentral (puzzolane artificiale). La fel ca i zgurile de furnal, cenusiile zburtoare de termocentral, au drept rezultat, economia de clincher portland i obinerea unor proprietti pentru betoanele (netratate termic) preparate cu acestea: - imbunttirea lucrabilittii betoanelor proaspete (scderea cantittii de ap la amestecare); - creterea omogenittii betonului proaspt; - reducerea cldurii de hidratare a cimentului; - scderea rezistenelor mecanice a betonului n primele dou sptmani de la turnare; - creterea rezistenelor mecanice a betonului dup 14 zile de le turnare; - scderea usoar a gelivittii betonului (se impune utilizarea impreun cu un aditiv antrenor de aer); - rezistente superioare la oc termic i la foc; - creterea rezistenelor la anumite agresivitti chimice. Cimenturi portland cu rezistente iniiale mari Aceste cimenturi sunt fabricate cu o finee de mcinare superioar (min. 3500 cm2/g). Clasele de rezistent dup 28 de zile variaz la aceste cimenturi ntre 32,5 i 62,5 N/mm2, iar rezistenele iniiale ale acestora au valori ridicate la 1,2,3 i 7 zile, comparativ cu cimenturile normale. Sunt utilizate la lucrri de beton pe timp friguros, industria prefabricatelor de beton etc. Exist i cimenturi portland cu intrire extrarapid, obinute prin mcinarea la o finee foarte mare (min. 7000 cm2/g) i adaosuri de 12% clorur de calciu. Cimenturile cu intrire extrarapid fac priz n 530 min. de la contactul cu apa i sunt utilizate la lucrri de betoane n climat rece, zone cu infiltraii puternice de ap, etc.

Cimenturi portland cu cldur de hidratare limitat Aceste cimenturi au compoziii chimico mineralogice care asigur creteri reduse de temperaturi, nct cea mai mare parte a cldurii de hidratare s s poat disipa. Cimenturile de acest tip au viteze de hidratare reduse, astfel nct clasa acestora este garantat la 28 zile, iar clasa betoanelor fabricate cu astfel de cimenturi este garantat prin caietele de sarcini la 2890 zile de la preparare. Cimenturile portland cu cldur de hidratare limitat sunt folosite la prepararea betoanelor puse n lucrare n elemente masive (baraje de greutate, blocuri mari de fundaii), a betoanelor puse n lucrare n zone cu climat cald, etc.

Cimenturile portland rezistente la suflai Aceste cimenturi constituie unul din remediile mpotriva coroziunii sulfatice. Ele sunt ccaracterizate printr-o cldur de hidratare i o vitez de intrire mai reduse. n ceea cepriveste rezistenele la compresiune dup 28 zile, acestea ating valori minime de la 32,5 N/ mm2. Cimenturi albe sau colorate Pentru cimentul portland alb se utilizeaz materii prime cu coninut redus de oxizi de fier (calcar de foarte bun calitate sau cret i caolin). Aceste cimenturi au pre de cost ridicat i se utilizeaz pentru lucrri monumentale, lucrri decorative, finisaje deosebite etc. Pentru cimenturi portland colorate, se utilizeaz materii prime pentru cimenturi albe, la care se adaug oxizi fondani, mineralizatori, colorani i oxizi necesari.[footnoteRef:2] [2: https://materialedeconstructie.files.wordpress.com/2011/04/cap-2-cimenturi.doc]

Proprietile cimentului portland Cimentului portland i se impun, n funcie de utilizare, anumite cerine privind proprietile saJe principale. Timpul de priz Timpul de priz reprezint o proprietate important din punctul de vedere al punerii n lucru a cimentului portland. Se deosebesc dou mrimi: nceputul i sfasitul prizei. Aceste mrimi sunt convenionale. innd seama ca depind de foarte muli factori i pentru a putea constitui un criteriu de comparaie a diferitelor cimenturi, ele se definesc i se determin n condiii standard. O utilizare general, datorit simplitii sale, o are metoda de msurare a timpului de priz cu aparatul Vicat (temperatura are o influen mare asupra reproductibilitii rezultatelor, chiar i la variaii mici ale sale), n prezent sunt preconizate i alte metode, care permit inregistrarea automat a timpului de priz. Citm n acest sens pe acelea care se bazeaz pe msurarea cldurii de hidratare sau a electroconductivitatii pastei. nceputul de priz pentru cimentul portland trebuie s aib loc nu mai devreme de o or, iar sfritul de priz nu mai trziu de 10 ore. La cimentul cu ntrire rapid, aceasta ncepe nu mai devreme de 45 min. de la amestecarea cu apa i se termin dup maximum 10 ore. Pentru scopuri speciale se pot obine cimenturi la care nceputul de priz s aib loc dup cteva minute i perioada de priz s se termine dup o jumtate de or. Cimenturile cu priz nceat se caracterizeaz printr-un nceput de priz de 5-7 ore, sfritul avnd loc dup aproximativ 10 ore. O priz prea rapid creeaz greuti de punere n lucru a mortarelor sau betoanelor, n timp ce folosirea cimentului cu priz nceat conduce la micsorarea ritmului de lucru.

Timpul de priz depinde de foarte muli factori. Un rol esenial l are compoziia mineralogic a cimentului; prezena aluminatului de calciu, n primul rnd, mrete vitez de priz; de asemenea, n acelai sens influeneaz cantitatea de faz vitroas. O ardere mai naintat determin o priz mai nceat, n timp ce o ardere insuficien conduce la o priz mai rapid dect a cimentului portland normal. n general, ridicarea temperaturii accelereaz priza ; influena sa este ns strns legat de natur cimentului. De la o anumit valoare a temperaturii, n funcie de compoziia mineralogic a cimentului, procesul poate fi influenat n sens invers. Creterea fineei de mcinare i scderea raportului A/C (ap/ciment) conduc, de asemenea, la o accelerare a prizei. nmagazinarea clincherului i a cimentului determin o micorare a vitezei de priz, deoarece are loc o hidratare parial a componenilor cimentului; formaiunile hidratate prin pstrare mai ndelungat se pot carbonata pe seama CO2 din aer, formndu-se un nveli din carbonat, care frneaz hidratarea granulelor de ciment. Priza poate fi reglat, pentru un ciment i condiii de lucru date, cu acceleratori i ntrzietori de priz. Apa de consisten normal. Apa de segregare Apa adugat cimentului n vederea pregtirii mortarelor sau betoanelor trebuie, pe de o parte, s asigure desfurarea normal a proceselor de hidratare i hidroliz a constituenilor si, iar pe de alt parte, s confere amestecului fluiditatea necesar unei bune lucrabilitati, n funcie de metoda de punere a sa n lucru, n cazul cimentului portland normal, prima dat dup amestecarea cimentului cu apa, fluiditatea scade brusc ; urmeaz o scurt perioad n care viscozitatea pastei rmne practic neschimbat, dup care ncepe iar sa creasc rapid. n prelucrarea amestecurilor respective trebuie evident s se in seama de aceste schimbri. Apa folosit pentru obinerea unei paste de consisten normal conform standardului, i cu att mai mult a unui beton uor lucrabil, depete sensibil apa necesar proceselor chimice. Ea depinde n primul rnd de compozitia mineralogic a cimentului; cantitatea cea mai mare de ap o solicita C3A , n timp ce C2S necesit o cantitate mai mic. Adugarea unor substane fluidificatoare determin folosirea unei cantiti mai mici de ap. Fineea de mcinare mai ridicat a cimentului presupune o cantitate de ap mai mare. Uneori, n funcie de o serie de factori, n procesul de pregtire a mortarelor se observ separarea unei anumite cantiti de ap. Apa separat (apa de segregare) depinde n primul rnd de natura cimentului, de capacitatea sa de reinere a apei i de cantitatea de ap folosit n amestec; pentru a o defini ns c o caracteristic a cimentului trebuie pstrate constante condiiile de determinare, inclusiv raportul A/C. Cunoaterea acestei mrimi este foarte important, pentru c existena unui asemenea fenomen influenteaza negativ asupra structurii pietrei de ciment sau a betonului, i deci asupra rezistenelor . Acest fenomen este nsoit de o segregare elementelor betonului. Separarea apei cazul mortarelor conduce la pierderea proprietilor acestora de se pune uor lucrare.

Rezistena mecanic Rezistenele mecanice principalele caracteristici ale cimenturilor portland. Ele dau indicatii asupra capacitii de ntrire a lianilor. Ca urmare a importanei sale, rezistenta la compresiune este folosit, n standarde, ca principal criteriu de clasificare a cimenturilor dupa marci.Astfel se deosebesc cimenturi P300, P400, P500, P600, ( cifra indicnd rezistenta minima la compresiune a unui mortar normal, dup 28 de zile de ntrire n condiii standard), n tabelul I.5 sunt prezentate rezistenele la diverse termene de ntrire, pentru diferite cimenturi, determinate pe mortare vrtoase. Rezultatele care se obin pe mortare plastice sunt inferioare; aceste mortare ns se apropie mai mult de condiiile de antier. Consistena mortarelor, modul de preparare, de compactare, de pstrare i ncercare sunt fixate prin standarde ntruct toate influeneaz valoarea rezistenelor mecanice. Pstrarea n ap va determina obinerea de rezultate superioare, cimentul portland fiind un liant hIdraulic.Tabelul I.5. Rezistena la compresiune a cimentuluiCimentulRezistenta la compresiune a probelor pastrate in apa daN/cm2Rezistenta la compresiune a probelor pastrate in aer daN/cm2

3 zile7 zile28 zile90 zile3 zile7 zile28 zile90 zile

A9913427235399157274311

B138197289375140192281327

C211301413489217288386463

Variaia temperaturii de lucru conduce la obinerea unor rezultate diferite. Pn la o anumit temperatur, procesul de ntrire este influenat pozitiv ; reaciile de hidratare fiind exoterme, ridicarea n continuare a temperaturii determin desfurarea reaciei n sens invers celui dorit ; n aceste condiii se obin rezistente mecanice mai slabe. Se dau, spre exemplificare, cteva date, obinute pentru ciment portland obinuit, cu privire la influena temperaturii. Evident c dezvoltarea rezistenelor mecanice n timp, ca i rezistentele finale ale cimentului sunt determinate n mod esenial de compoziia sa mineralogica. Constituenii mineralogici ai cimentului portland prezint valori diferite ale rezistenelor mecanice

Constituenti mineralogiciApa %Rezistenta la compresiunedaN/cm2

3 zile7 zile28 zile90 zile180 zile

3CaOSiO213247316459588590

2CaO SiO2135143543125

3CaOAl2O3137783727266

4CaOAl2O3Fe2O313117124149185279

Tabeleul I.6. Rezistena la compresiune a constituenilor mineralogici

Din valorile nscrise n tabelul I.6, coroborate cu valorile gradului de hidratare (tabelul I.7) i cu compoziia cimentului, rezult importana formarii hidrosilicatilor n procesul de ntrire (Hidratarea 2CaOSiO2 n cimentul portland este accelerat n raport cu comportarea compusului pur, contribuind la ntrirea cimentului la timpi ndelungai n msura important).[footnoteRef:3] [3: http://www.qreferat.com/referate/chimie/Proprietatile-cimentului-portl453.php]

Constituenti mineralogiciGrad de hidratare, in % la:

3 zile7zile28 zile90 zile180 zile

3CaOSiO235,645,966,693,293,9

2CaO SiO27,310,711,329,1-

3CaOAl2O382,681,684,391,493,4

4CaOAl2O3Fe2O369,570,973,589,091,2

Tebelul I.7. Gradul de hidratare a constituentlior mineralogici

Influena dozajului de ciment asupra proprietilor betonului Pentru un amestec n care se pstreaz constante, cantitatea de ap de granulozitatea agregatului, dozarea diferit cu ciment a amestecului conduce la urmtoarele aspecte: - coeziunea i lucrabilitatea se amelioreaz odat cu creterea dozajului de ciment; - densitatea amestecului se modific astfel: - pn la 300-400kg ciment/mc, se realizeaz o densitate maxim a betonului; - peste 500kg ciment/mc, cimentul devine predominant i prin densitatea sa mai sczut c valoare dect cea agregatului va impune o scdere a valorii totale a densitii amestecului. - rezistena la compresiune crete semnificativ pn la 400kg/mc, moderat pn la 600-700kg/mc i nesemnificativ,peste 800kg/mc. Concluzie Tipul i clasa cimentului se aleg i se coreleaz cu clasa betonului i n funcie de caracteristicile tuturor mijloacelor i tehnologiilor ce acioneaz asupra betonului proaspt precum i n funcie de mediul de exploatare al betonului ntrit.[footnoteRef:4] [4: https://materialedeconstructie.files.wordpress.com/2011/04/cap-2-cimenturi.doc]

TRANSPORTUL I DEPOZITAREA CIMENTULUI Deoarece cimenturile sunt materiale hidrofile, trebuie ndeplinite urmtoarele aspecte: - asigurarea proteciei cimentului fa de umiditate; - aprovizionarea cu cantiti care se vor consuma n cel mult o lun (pentru cimenturile unitare) i cel mult 3 luni (pentru cimenturile obinuite); - mecanizarea complet a tuturor operaiilor de ncrcare-descrcare i depozitare; - evitarea amestecrii sorturilor de ciment; - reducerea la minimum a manipulrii cimentului; Cimentul se poate altera n contact cu umezeala i din acest punct de vedere este caracterizat astfel: STADIUL I. de alterare se caracterizeaz printr-o aglomerare a particulelor de ciment care se pot sfarm intergral la strngerea n palm. nainte de folosirea cimentului se va determina domeniul de utilizare i corecia necesar la dozare; STADIUL II. de alterare se caracterizeaz printr-o sfrmare parial aglomerrilor particulelor de ciment. Acest ciment necesit o cernere atent i nu poate fi utilizat dect pentru betoane de slab rezistena; STADIUL III. de alterare se caracterizeaz prin pietrificarea cimentului, deci acesta nu se mai poate utiliza. Transportul se poate realiza: n recipieni metalici acoperii, n vrac, pentru cantiti mici i distane scurte; cu mijloace auto sau CF, specifice, dotate cu buncre i sisteme pneumatice de ncrcare descrcare; n saci multistrat din hrtie cerat pe interior, inscripionai cu toate caracteristicile cimentului, productorului i datei de fabricaie; pneumatic, prin conducte metalice, la distane scurte, n cadrul platformelor industriale utilizatoare sau n antiere; mecanic, cu necuri, jgheaburi vibrante sau benzi transportoare capsulate, n cadrul platformelor industriale utilizatoare sau n antiere. Depozitarea se face numai n spaii nchise, aerisite periodic, ferite de umezeal i de lumina solar direct, pe perioade scurte (max. 3 luni) pentru cantiti mici sau n buncre speciale, metalice, prevzute cu sisteme pneumatice pentru ncrcare descrcare.[footnoteRef:5] [5: https://materialedeconstructie.files.wordpress.com/2011/04/cap-2-cimenturi.doc]

Fig 1 Procesul tehnologic de obtinere a cimentului[footnoteRef:6] [6: https://prisacarudaniela.files.wordpress.com/2013/02/untitled.png]

Bibliografie

1. http://biblioteca.regielive.ro/referate/constructii/ciment-209763.html?s=ciment

2.. https://materialedeconstructie.files.wordpress.com/2011/04/cap-2-cimenturi.doc

3 .. http://www.qreferat.com/referate/chimie/Proprietatile-cimentului-portl453.php4 http://www.qreferat.com/referate/chimie/Proprietatile-cimentului-portl453.php5.http://www.qreferat.com/referate/chimie/Proprietatile-cimentului-portl453.php6.https://prisacarudaniela.files.wordpress.com/2013/02/untitled.png

12