Ketika berinteraksi dengan air, ia mengeras dan berubah menjadi batu semen. Namun, hanya sedikit orang yang mengetahui inti dari proses ini: bagaimana proses ini mengeras, mengapa hal itu mengeras, apa yang kita sadari dari reaksi yang sedang berlangsung dan bagaimana kita dapat mempengaruhinya. Saat ini, memahami semua tahapan hidrasi memungkinkan para ilmuwan untuk menemukan bahan tambahan baru dalam beton atau semen, yang dalam satu atau lain cara mempengaruhi proses yang terjadi selama pengerasan semen dan pengerasan beton atau struktur beton bertulang.

Secara umum dalam proses perolehan kekuatan beton ada dua tahapan utama:

• pengaturan konkrit tahap yang agak singkat yang terjadi pada hari pertama kehidupan beton. Waktu pengerasan mortar beton atau semen sangat bergantung pada suhu lingkungan. Pada suhu desain klasik 20 derajat, awal pengerasan semen terjadi kira-kira 2 jam setelah pencampuran mortar semen, dan akhir pengerasan terjadi kira-kira setelah tiga jam. Artinya, proses settingnya hanya memakan waktu 1 jam saja. Namun, pada suhu 0 derajat periode ini diperpanjang hingga 15-20 jam. Apa yang bisa kita katakan jika permulaan pengerasan semen pada 0 derajat dimulai hanya 6-10 jam setelah pencampuran campuran beton. Pada suhu tinggi, misalnya saat mengukus beton bertulang di ruang khusus, kami mempercepat waktu pengerasan beton menjadi 10-20 menit!

  Selama masa pengerasan, mortar beton atau semen tetap bergerak dan masih dapat dipengaruhi. Mekanisme tiksotropi sedang bekerja di sini. Saat Anda “mengaduk” beton yang belum mengeras sempurna, beton tidak memasuki tahap pengerasan, dan proses pengerasan semen diperpanjang. Oleh karena itu pengiriman beton dengan menggunakan alat pengaduk beton yang disertai dengan pencampuran campuran beton secara konstan mampu mempertahankan sifat dasarnya. Jika berkenan, bacalah detail tentang sifat dasar dan komposisi beton.

  Dari pengalaman pribadi, saya dapat mengingat kasus luar biasa ketika mixer beton kami berdiri dan “mengirik” di lokasi selama 10-12 jam, menunggu pembongkaran. Beton dalam situasi seperti ini tidak mengeras, namun terjadi proses ireversibel tertentu yang secara signifikan mengurangi kualitasnya di masa depan. Kami menyebutnya pengelasan beton. Peristiwa seperti ini sangat penting terutama di musim panas. Ingat pengurangan waktu pengerasan semen pada suhu tinggi, yang telah kita bahas di atas. Manajer dan operator Perusahaan BESTO berusaha menghindari insiden seperti itu, namun terkadang terjadi situasi yang tidak terduga, terutama terkait dengan runtuhnya bekisting berkualitas rendah. Tumpahan beton, semua orang berlarian mencoba mengumpulkannya, memulihkan bekisting, dan waktu berlalu, dan pengaduk beton yang belum dibongkar berdiri dan mengirik. Nah, apakah ada tempat untuk mengarahkannya, tetapi jika tidak? Singkatnya - masalah.

• pengerasan beton Proses ini terjadi segera setelah pengerasan semen berakhir. Bayangkan dengan bantuan pompa beton kita akhirnya memasukkan beton ke dalam bekisting, mengeras dengan aman, dan disinilah proses pengerasan beton sebenarnya dimulai. Secara umum, pengerasan beton dan pengawetan produk beton bertulang membutuhkan waktu bukan satu atau dua bulan, melainkan bertahun-tahun. Jangka waktu 28 hari diatur hanya untuk menjamin mutu beton tertentu untuk jangka waktu tertentu. Jadwal pertambahan kekuatan beton atau produk beton bertulang bersifat non-linier dan pada hari-hari dan minggu-minggu pertama prosesnya terjadi paling dinamis. Mengapa demikian? Tapi mari kita cari tahu. Saatnya membicarakan proses hidrasi semen.

Komposisi mineralogi dan hidrasi semen

Tahapan produksi semen portland tidak akan kami bahas disini, untuk itu ada bagian khusus yang menjelaskan tentang produksi semen lebih detail. Kami hanya tertarik pada komposisi semen dan komponen utamanya yang bereaksi dengan air saat mencampurkan mortar semen atau beton. Jadi. Dasar semen Portland dianggap empat mineral yang diperoleh dari semua tahap produksi semen:

• C3S trikalsium silikat
• C2S dikalsium silikat
• C3A trikalsium aluminat
• C4AF Tetrakalsium aluminoferit

Perilaku masing-masing dari mereka pada berbagai tahap pengaturan dan pengerasan beton berbeda secara signifikan. Beberapa mineral langsung bereaksi dengan air yang tercampur, yang lain sedikit kemudian, dan yang lainnya - sama sekali tidak jelas mengapa mereka “berkeliaran” di sini. Mari kita lihat semuanya secara berurutan:

C3S trikalsium silikat 3CaO x SiO2 mineral yang terlibat dalam proses peningkatan kekuatan semen dari waktu ke waktu. Tidak diragukan lagi, ini adalah penghubung utama, meskipun pada hari pertama umur beton, trikalsium silikat memiliki pesaing yang serius dan lebih cepat, C3A, yang akan kami sebutkan nanti. Proses hidrasi semen bersifat isotermal, yaitu reaksi kimia yang disertai pelepasan panas. C3S-lah yang “memanaskan” larutan semen selama pencampuran, menghentikan pemanasan selama periode dari awal pencampuran sampai awal pengerasan, kemudian pelepasan panas selama seluruh periode pengerasan, dan kemudian terjadi penurunan suhu secara bertahap.

Trikalsium silikat dan kontribusinya terhadap peningkatan kekuatan beton paling signifikan hanya pada bulan pertama umur beton atau struktur beton bertulang. Ini adalah 28 hari pengerasan normal yang sama. Selanjutnya, pengaruhnya terhadap peningkatan kekuatan semen menurun secara signifikan.

C2S dikalsium silikat 2CaO x Si02 mulai aktif bertindak hanya sebulan setelah pencampuran semen ke dalam campuran beton, seolah-olah mengambil alih saudara trikalsium silikatnya. Selama bulan pertama masa pakai produk beton atau beton bertulang, pada dasarnya ia bertindak bodoh dan menunggu waktunya. Periode kemalasan dan relaksasi ini dapat dikurangi secara signifikan melalui penggunaan bahan tambahan khusus pada semen. Namun pengaruhnya berlangsung bertahun-tahun, sepanjang periode peningkatan kekuatan beton bertulang, beton bertulang atau beton.

C3A trikalsium aluminat 3CaO x Al2O3 yang paling aktif di atas. Ia memulai aktivitas yang giat dari awal proses setting. Kepadanya kita berutang perolehan kekuatan pada hari-hari pertama kehidupan beton atau beton bertulang. Di masa depan, perannya dalam pengerasan dan perolehan kekuatan sangat minim, namun dalam hal kecepatan tidak ada bandingannya. Anda tidak bisa menyebutnya pelari maraton, tapi mungkin pelari cepat.

C4AF tetrakalsium aluminoferit 4CaO x Al2O3 x Fe2O3 inilah orang yang - “tidak jelas mengapa dia ada di sini.” Perannya dalam perolehan kekuatan dan pengerasan sangat minim. Sedikit pengaruh pada pengembangan kekuatan hanya terlihat pada tahap pengerasan paling akhir.

Semua komponen yang terdaftar, bila dicampur dengan air, masuk ke dalam reaksi kimia, yang menyebabkan pertumbuhan, adhesi, dan pengendapan kristal senyawa terhidrasi. Faktanya, hidrasi juga bisa disebut kristalisasi. Mungkin lebih jelas seperti itu.

Perusahaan BESTO memasok beton dan mortar siap pakai yang dibuat menggunakan bahan aditif paling modern, yang memungkinkan diperolehnya campuran beton dan mortar semen dengan peningkatan ketahanan beku, tahan air, kemampuan kerja, dll. Peralatan takaran dan pencampur beton modern membantu mencapai hasil terbaik dalam hal keseragaman komposisi campuran beton atau mortar semen.

Saya harap saya tidak menghidrasi otak Anda dengan silikat dan aluminat saya. Dengan salam trikalsium, Eduard Minaev.

Kebanyakan dari kita menjawab pertanyaan: “Apa itu semen?” - akan menjawab bahwa itu adalah bubuk abu-abu yang digunakan dalam konstruksi.

Semen- (diterjemahkan dari bahasa Latin sebagai "batu pecah") - salah satu bahan bangunan utama; pengikat mineral hidrolik yang memperoleh kekuatan tinggi saat mengeras, juga digunakan dalam pembuatan beton. Disebut hidrolik karena perolehan kekuatan dan pengerasan terjadi di dalam air; Senyawa padat yang diperoleh dari mineral semen dan air bersifat kedap air, yaitu tidak larut dalam air. Disebut mineral karena bahan awal yang digunakan untuk memperolehnya bersifat mineral (batuan atau hasil pelapukannya).

Kata semen berasal dari zaman yang sangat kuno. Itu digunakan di Roma Kuno, tetapi kemudian semen disebut batu bata atau batu pecah. Semen seperti itu, bila dicampur dengan kapur mati, memungkinkan diperolehnya bahan yang sangat baik untuk mortar pasangan bata dan beton. Anda dapat dengan mudah memverifikasi kualitasnya dengan memeriksa monumen yang bertahan dari zaman Romawi, terutama yang bersentuhan dengan air: saluran air, dermaga, dan bangunan pelabuhan lainnya. Mortar di dalamnya terpelihara dengan sempurna, di beberapa tempat bahkan lebih baik daripada batu alam yang disatukannya.

Belakangan, istilah “semen Romawi” digunakan hanya untuk campuran kapur dan bahan tambahan tersebut. Kemudian, dengan munculnya bahan pengikat lainnya, semen mulai disebut zat apa pun yang, dengan beberapa manipulasi, dapat berpindah dari keadaan terdispersi ke keadaan seperti batu. Selama Revolusi Industri, banyak semen ditemukan. Kelimpahannya memudahkan pelaksanaan berbagai pekerjaan konstruksi khusus, tetapi pada saat yang sama secara signifikan memperumit klasifikasi, karena semen dibuat dari komponen yang memiliki sifat kimia berbeda, dan mengeras dengan cara berbeda. Ada versi bahwa piramida Mesir yang terkenal terbuat dari balok-balok semen yang dituangkan langsung di tempatnya. Sekarang teknologi ini disebut bekisting lepasan. Teori ini menjelaskan dari mana datangnya batu-batu besar di gurun pasir dan bagaimana batu-batu tersebut terseret ke atas.

Mari kita lanjutkan cerita kita dengan uraian tentang semen yang paling umum dan dikenal luas.

Mereka banyak digunakan dalam konstruksi, dan sebelum digunakan, mereka dicampur secara menyeluruh dengan pasir, batu pecah, dan air.

Nama resmi galaksi yang dihormati ini adalah Semen Portland dan Semen Terak Portland.

Dari mana asal awalan "Portland"? Dari Inggris, di mana terdapat kota dengan nama yang sama, di sekitarnya telah lama ditambang batu bangunan berwarna abu-abu seragam. Insinyur sipil Aspdin (Aspden) mungkin sudah familiar dengan bahan ini, oleh karena itu, ketika memeriksa semen yang baru diterimanya, ia tidak dapat menahan diri untuk membuat perbandingan: dari segi kekuatan dan warna, batu buatan tidak berbeda dengan batu alam. Kesamaan tersebut sangat mengejutkan sang penemu sehingga dalam permohonan paten yang diajukan pada tahun 1824, ia menyebut gagasannya sebagai semen Portland.

Dengan demikian, sejarah resmi produksi semen Portland modern dimulai pada akhir kuartal pertama abad ke-19. Dan upaya pertama untuk menciptakan bahan yang ketahanan airnya sebanding dengan semen Romawi dimulai di Eropa 200 tahun sebelumnya. Komponen utama semen Romawi berkualitas tinggi adalah debu pozzolan (lat. pulvis putceolanus) - bumbu ajaib yang mengubah mortar kapur yang lemah dan tidak stabil menjadi pengikat yang sangat baik yang bertahan selama ribuan tahun. Bangsa Romawi sangat menyadari nilai bahan tambahan ini, sehingga mereka mencari abu vulkanik kemana-mana, dan jika tidak menemukannya, mereka mengimpor pozzolana dari kota metropolitan. Tetapi bahkan Kekaisaran Romawi, dengan jalan-jalannya yang sangat bagus, tidak memiliki kesempatan untuk menyediakan pozzolana ke berbagai proyek konstruksi di provinsi-provinsi terpencil, sehingga perlu menggunakan bahan pengganti yang ada. Kualitasnya pasti menurun karena hal ini, dan budaya konstruksi menurun. Jelas sekali bahwa solusi pengerasan yang lambat dan berkualitas rendah tidak dapat memenuhi permintaan industri yang berkembang pesat. Oleh karena itu, pada abad ke-17, negara-negara maju di Eropa sedang berjuang mencari semen baru. Inggris dan Belanda sangat membutuhkannya, dengan garis pantainya yang luas yang perlu diperkuat dan banyak pelabuhan yang perlu dibangun dan diperbaiki.

Belanda adalah orang pertama yang menggunakan jejak Rhine yang digiling halus dalam mortar bangunan - tufa vulkanik, komposisinya mirip dengan pozzolana, tetapi lebih padat, memadat selama jutaan tahun dan oleh karena itu kurang aktif. Inggris tidak punya rute. Namun mereka memiliki insinyur yang jeli yang memperhatikan bahwa jika Anda tidak membakar batu kapur murni seputih salju menjadi kapur, tetapi batuan yang berkualitas lebih rendah dan tercemar dengan warna kekuningan atau kehijauan, maka kapur tersebut akan lebih tahan. Smeaton, yang membangun mercusuar Ediston pada tahun 1756, adalah orang pertama yang menarik perhatian terhadap hal ini. Kapur yang diterimanya sulit dipadamkan, tetapi larutan berdasarkan kapur tersebut mengeras dengan baik bahkan di bawah air, sehingga bahan baru tersebut disebut "kapur hidrolik".

Mengembangkan ide untuk memproduksi kapur hidrolik, orang Inggris Parker membakar berbagai batu kapur lokal dengan pengotor untuk menghasilkan kapur. Pada tahun 1796, ia menemukan fenomena baru: “tunas tanah liat” dari Fr. Sheppies, yang dibakar dengan kapur, tidak padam jika terkena air. Tetapi produk kalsinasi yang dihancurkan, bila dicampur dengan air, akan mengeras cukup cepat (lebih cepat daripada kapur yang mengeras) dan memperoleh kekuatan yang jauh lebih tinggi daripada kapur. Terinspirasi oleh kesuksesan tersebut, sang penemu, bukannya tanpa alasan, menyebut gagasannya “semen Romawi”. Menurut klasifikasi modern, campuran tersebut disebut "semen romantis", dan hanya ada satu langkah menuju semen Portland klasik yang asli. Dan “tunas tanah liat” yang sama ternyata tidak lebih dari napal - campuran alami kapur dan tanah liat, yang masih mudah digunakan oleh produsen semen hingga saat ini. Tapi endapan napal cukup langka. Untuk produksi yang luas, diperlukan bahan baku yang lebih universal, yang dijual dari sumber lokal. Terobosan yang menentukan dalam arah ini adalah milik ilmuwan Perancis Vika (omong-omong, alat untuk menentukan waktu pengerasan pasta semen dinamai menurut namanya). Ia menemukan bahwa untuk meningkatkan sifat hidrolik kapur, batu kapur harus dicampur dengan tanah liat sebelum dibakar, dan terdapat kisaran rasio optimal yang memungkinkan diperolehnya semen berkualitas tinggi. Vika-lah yang pertama kali berhasil memproduksi semen sintetik yang bahan bakunya dibuat secara buatan dengan mencampurkan beberapa komponen.

Dengan menggunakan landasan empiris dan teoritis yang begitu serius, Aspdin adalah orang pertama yang menempatkan produksi semen pada pijakan industri, dan industri baru mulai berkembang pesat. Pada tahun 50-an abad ke-19, semen yang mirip dengan semen Portland yang dipatenkan Aspdin diproduksi secara luas di Inggris, Jerman, Prancis, dan negara-negara Eropa lainnya, dan pada saat itu kualitasnya telah meningkat secara nyata, mendekati tingkat semen Portland biasa yang modern. Nama historisnya telah ditetapkan, dan saat ini dipakai oleh semua produk yang diperoleh dengan penggilingan bersama klinker semen Portland, kalsium sulfat, dan bahan tambahan khusus.

Bahan bangunan muncul pada saat awal peradaban kita, orang pertama mulai membangun rumah dan benteng. Seiring berjalannya waktu, umat manusia telah mencari material yang memiliki kekuatan dan ketersediaan yang besar di mana pun tempat tinggalnya. Setelah pencarian dan percobaan yang panjang, ditemukan bahwa batu kapur dan gipsum yang dihancurkan halus, bila dicampur dengan air dan mineral, memperoleh sifat zat khusus.

Setelah mengeras, membentuk sambungan monolitik yang mempunyai ciri-ciri batu keras. Sejak saat itu, semen mulai diproduksi dalam jumlah besar dan digunakan dalam konstruksi bangunan besar dan kecil. Sekali lagi melewati sebuah bangunan yang terbuat dari batu dan logam, kita sering bertanya pada diri sendiri: “Jadi, bagaimana semen dibuat?”

Fakta yang menarik: selama pembangunan piramida Mesir, para firaun menggunakan teknologi yang mirip dengan produksi beton. Campuran batu kapur yang dihancurkan dan serpihan batu dituangkan dengan air dan diubah menjadi balok batu monolitik.

Semen terbuat dari apa?

Tahap pertama produksi dimulai di tambang batu kapur, ketika komponen semen masa depan dikeluarkan dari tanah menggunakan mesin penambangan. Agar bahan bangunan memiliki kekuatan yang dibutuhkan, batu kapur dipilih untuk produksi, yang letaknya dekat dengan permukaan. Ini mengandung sejumlah besar silikon, besi dan aluminium oksida. Jika digali lebih dalam, batuannya akan lebih bersih, namun dengan kandungan kalsium karbonat yang tinggi. Batu yang diekstraksi, jika perlu, disortir dan dikirim ke produksi, di mana proporsinya diubah untuk mendapatkan semen dengan merek berbeda.

Materi terkait:

Bagaimana cara lebah menghasilkan madu?

Pengolahan batu kapur

Di pabrik produksi semen, batuan diturunkan ke dalam alat penghancur batu primer. Batu-batu besar, di bawah pengaruh gaya tekan beberapa ton, secara bertahap dihancurkan hingga seukuran bola tenis dan masuk ke dalam konveyor. Batu-batu kecil dan besar dikirim ke penghancuran sekunder, di mana batu-batu tersebut direduksi menjadi seukuran bola golf dan menjadi bubuk halus. Batu kapur, dengan persentase kandungan kalsium karbonat yang berbeda-beda, diolah secara terpisah.

Diagram garis penghancuran dan pengeringan batu kapur: 1 – pengumpan sabuk PL-650; 2 – pemisah magnetik; 3 – kompleks pengeringan; 4 – lift; 5 – hopper suplai dengan kepala gerbang; 6 – pengumpan sabuk PL‑500; 7 – pabrik МЦВ-3; 8 – pabrik jet putar MRS-2/770; 9 - bunker siklon TsB-4.5; 10 – pengumpul debu II PC-2.0 dengan hopper; 11 – saringan kantong FRI-60; 12 – pengumpan sektor PS-1V; 13 – kipas VVD; 14 – kipas bertekanan sedang; 15 - gerbang geser; 16 - kompresor.

Hal ini diperlukan untuk pencampuran lebih lanjut dalam proporsi yang berbeda dan menurut teknologi tertentu untuk menghasilkan semen dengan kadar yang berbeda.

Menyortir dan menggiling

Batu kapur kecil, dengan menggunakan alat sortir, ditempatkan di gudang kering, terlindung dari perubahan kelembaban dan suhu. Tumpukan campuran bahan mentah dengan komposisi berbeda terbentuk, siap untuk tahap penggilingan. Batu yang dihancurkan diangkut melalui konveyor ke mesin penggiling - pabrik rol, di mana debu batu kapur terbentuk.

Semen merupakan zat astringen yang cenderung mengeras di air dan di udara terbuka. Mari kita cari tahu semen itu terbuat dari apa, namun semuanya tetap bergantung padanya. Ini dibentuk dengan menggiling klinker, gipsum dan bahan tambahan khusus. Klinker merupakan hasil pembakaran campuran bahan baku yang meliputi batu kapur, tanah liat dan bahan lainnya (terak tanur tiup, lumpur nepheline, napal). Bahan-bahannya diambil dalam perbandingan tertentu, yang menjamin terbentuknya fase kalsium silikat, aluminoferit dan aluminat.

Paten semen pertama didaftarkan pada tahun 1824, di Inggris, oleh D. Aspind. Kemudian penulis paten mencampurkan debu kapur dengan tanah liat dan mengolah campuran tersebut dengan suhu tinggi. Hasilnya adalah klinker berwarna abu-abu. Selanjutnya bahan tersebut ditumbuk dan diisi air.

Terbuat dari apakah semen saat ini? Seperti sebelumnya, klinker merupakan komponen utama semen. Sifat dan kekuatan bahan bangunan bergantung padanya. Selain itu, komposisinya mencakup bahan tambahan mineral aktif (15%) sesuai standar produksi. Mereka mempunyai pengaruh yang kecil terhadap sifat dasar dan karakteristik teknis bahan bangunan. Jika jumlah bahan tambahan ditambah 20% maka sifat semen akan sedikit berubah dan disebut semen pozzolan.

Dalam keadaan tersebar 900-1300 kg/m kubik, dipadatkan - hingga 2000 kg/m kubik. m.Menghitung kapasitas penyimpanan gudang, berat semen adalah 1200 kg/m3. m.Produksi semen tanpa bahan tambahan diatur oleh Gost 10178-76, dengan bahan tambahan - oleh Gost 21-9-74.

Ciri-ciri utama semen

Tergantung pada bahan pembuatan semen, bahan tersebut memiliki sifat yang berbeda-beda. Yang utama meliputi:
1. Kekuatan. Ini adalah parameter yang bertanggung jawab atas kehancuran suatu material di bawah pengaruh kondisi tertentu. Tergantung pada kekuatan mekaniknya, ada empat jenis semen: 400, 500, 550 dan 600.
2. . Hal ini ditentukan dengan meletakkan pasta semen dengan ketebalan normal pada permukaan datar - semen harus mengubah volumenya secara merata saat dikeringkan. Jika tidak, bahan ini tidak dapat digunakan dalam konstruksi karena kemungkinan rusaknya lapisan akibat tekanan yang berlebihan. Perubahan volume diuji dengan merebus kue semen yang mengeras.
3. Ukuran butir penggilingan. Parameter tersebut mempengaruhi kecepatan dan kekuatan pengeringan. Semakin halus hasil gilingan maka semakin baik dan kuat semen tersebut, terutama pada tahap pengerasan pertama. Granularitas penggilingan ditentukan oleh permukaan spesifik partikel yang membentuk 1 kg semen, dan berkisar antara 3000-3200 kg/cu. M.
4. Kepadatan. Konsumsi air untuk membuat campuran. Ini adalah jumlah air pencampur yang diperlukan untuk peletakan dan pengeringan material secara normal. Untuk mengurangi konsumsinya dan meningkatkan plastisitas semen, digunakan bahan plastisisasi organik dan anorganik. Misalnya, minuman ragi sulfida.
5. Tahan beku. Parameter ini memungkinkan Anda menentukan kemampuan menahan pembekuan sementara air, akibatnya volumenya meningkat 8-9%. Air memberikan tekanan pada dinding lapisan semen (beton), dan ini, pada gilirannya, mengganggu struktur larutan, secara bertahap menghancurkannya.
6. Ikatan jangkar.
7. Disipasi panas- panas dilepaskan selama proses pengawetan semen. Jika ini terjadi secara perlahan dan bertahap, lapisan akan mengeras secara merata, tanpa retak. Jumlah dan laju pelepasan panas dapat dikurangi dengan menggunakan komposisi mineralogi khusus yang ditambahkan ke dalam larutan.

Banyak jenis semen yang diproduksi saat ini. Terdiri dari apa semen, sebagian besar mempengaruhi sifat-sifatnya. Tergantung pada bahan bakunya, jenis semen berikut dibedakan:

• jeruk nipis;
• Marly;
• semen tanah liat dengan penambahan terak dan bauksit. Fitur-fiturnya tahan air, tahan beku, dan tahan api.

Senyawa tanah liat dan karbonat terutama digunakan dalam produksi semen. Terkadang - bahan baku buatan (limbah, terak) atau bahan alami lainnya (residu alumina).

Membedakan. Semen Portland mengeras dengan cepat dan mengandung bahan tambahan mineral 10 hingga 15%. Klinker dan gipsum (komponen utama) yang termasuk dalam komposisinya dibakar pada suhu 1500 derajat Celcius. Semen Portland secara aktif digunakan untuk pekerjaan konstruksi modern. Properti utamanya adalah kemampuan untuk berubah menjadi balok batu padat bahkan ketika berinteraksi dengan air.

Selain semen Portland dan semen terak Portland, jenis semen berikut ini dibedakan:

• hidrolik;
• mengejan – cenderung cepat mengeras dan kering;
• grouting – dirancang untuk beton sumur gas dan minyak;
• dekoratif (putih);
• tahan sulfat - ciri khasnya adalah tingkat pengerasan yang rendah dan peningkatan ketahanan beku.

Area penggunaan

Sangat sering semen digunakan dalam konstruksi untuk membuat struktur beton dan bertulang. Grade 400 digunakan untuk menuangkan pondasi dan membangun balok lantai pada gedung bertingkat.

Semen. Klasifikasi dan pelabelan.

Yang tidak dapat dilakukan oleh lokasi konstruksi mana pun adalah semen. Tidak masalah rumah mana yang sedang dibangun: kayu atau batu bata. Perbedaannya hanya pada kuantitasnya. Setiap rumah membutuhkan fondasi. Dan di batu bata, sebagai tambahan, ia masuk ke dalam pasangan bata. Dalam konstruksi blok, seluruh ruangan dibuat darinya. Bagaimana dengan pembangunan jalan? Bagaimana dengan perlindungan dari unsur laut? Bagaimana dengan drainase semburan lumpur? Bagaimana dengan jembatan dan bendungan yang melintasi sungai liar? Bahan bangunan ini telah diperoleh dengan susah payah secara eksperimental selama berabad-abad, oleh karena itu bahan ini dapat diandalkan dan memiliki nilai yang tinggi.

Latar belakang

Begitu seseorang mulai membangun tempat tinggal dari batu, segera dibutuhkan sarana yang dapat mengikat batu-batu tersebut. Awalnya hanya tanah liat. Namun bangunan seperti itu tidak tahan lama, dan bangunan tersebut tampak tidak rapi dari luar. Kemudian sifat pengikatan jeruk nipis diperhatikan. Ini pertama kali ditemukan oleh orang Yunani dan Romawi kuno, dan orang Romawi menemukan bahwa dengan menambahkan pozzolana (abu vulkanik) dan trassa (abu vulkanik yang mengeras) ke dalam kapur, batu kering menjadi hampir monolitik. Di Rus' dari batugamping liathasilnya adalah kapur berwarna abu-abu, yang menempel pada pasangan bata yang lembap dan lembap. Dalam praktiknya, baik Roma maupun Rus hampir mendekati produksi semen secara eksperimental: baik tanah liat maupun pozzolan mengandung oksida besi dan aluminium, yang akibat paparan air dan kapur, mengalami proses hidrasi. Kemudian untuk waktu yang lama tidak ada perubahan komposisi bahan pengikat (hanya bahan pengisi dalam larutan yang berubah). Dan baru-baru ini pada tahun 1822- 1824 .G. Hampir bersamaan, Cheliev Rusia dan Scot Aspind menerima campuran konstruksi yang komposisinya mirip dengan semen modern. DanOrang Skotlandia itu mendapat ide untuk memperoleh klinker dan memproduksi semen darinya. Nama "Semen Portland" juga berasal dari Inggris, karena beton yang terbuat dari semen Skotlandia baik warna maupun kekuatannya menyerupai batu yang ditambang di pegunungan dekat kota Portland.

Apa itu semen?

Ia tidak terbentuk dengan sendirinya di mana pun di alam. Dan alhamdulillah, kalau tidak kita tidak akan melihat pasir dan rumput, kita akan berjalan di atas beton. Ini adalah bahan bangunan buatan yang bila dicampur dengan air akan membentuk massa plastik yang bersifat astringen. Seiring waktu, massa mengeras dan menjadi benda seperti batu, monolit. Yang membedakan semen dengan bahan pengikat lainnya adalah semen memperoleh kekuatan dan soliditasdalam kondisi kelembaban tinggi dan bahkan di bawah air. Jika Anda menggunakan kapur atau gipsum sebagai pengikat, maka hanya akan mengeras di udara. Pasalnya, pada beton, semen mengeras bukan karena penguapan air, melainkan karena air bereaksi dengan semen. Dalam hal ini, hanya zat padat atau kristal yang terbentuk dan panas dilepaskan. Kemungkinan besar inilah mengapa proses pencampuran semen dan air disebut pencampuran daripada pelarutan. Pembentukan massa monolitik terjadi akibat hidrasi semen. Oleh karena itu, jika beton dibiarkan cepat kering di bawah sinar matahari, beton akan “robek”, yaitu mulai retak dan mulai rusak. Untuk mencegah hal ini terjadi, beton dibasahi sampai beton benar-benar mengeras.

Produksi semen

Pertama, Anda perlu menyiapkan bahan bakunya. Bahan bakunya adalah batu kapur. Batu kapur terbaik untuk memproduksi semen― ini adalah napal, kapur dan tufa berkapur. Dolomit dan gipsum, meskipun merupakan batu kapur, menurunkan kualitas semen. Artinya, semen terbaik diperoleh dari batugamping berpori halus tanpa inklusi silikon. Batu kapur dihancurkan dan dicampur seluruhnya dengan tanah liat. Campuran yang dihasilkan mengandung sekitar seperempat tanah liat, sisanya batu kapur. Komposisi ini memasuki tanur putar dengan diameter 2 sampai 7 meter dan panjangnya sekitar 200 meter. Dalam oven - 1450°C, ini adalah “suhu sintering”, saat ini partikel tanah liat dan batu kapur meleleh dan berdifusi satu sama lain. Komposisinya keluar dari oven setelah 2-4 jam berupa gumpalan sinter dengan berbagai ukuran, inilah yang disebut klinker semen. Selanjutnya, klinker dihancurkan menjadi partikel berukuran 1-100 mikron. Dalam hal ini ditambahkan gipsum hingga 6%, hal ini diperlukan untuk mencegah semen mengeras karena kelembapan di udara. Mengapa semen begitu "terburu-buru" untuk mengeras karena kelembapan atmosfer? Hanya saja permukaan adhesi setelah digiling sangat besar: luas permukaan partikel satu gram saja mencapai 5000 cm2. Apakah suplemen mineral lain ditambahkan? Wajar saja karena semen dibutuhkan untuk pondasi, untuk pasangan bata, dan untuk lantai; misalnya diperlukan semen yang anti air atau cepat mengeras. Untuk memperoleh sifat yang berbeda diperlukan komposisi yang berbeda, sehingga bahan tambahan mineral dirancang untuk memberikan sifat tertentu.

Klasifikasi semen

Tidak ada klasifikasi semen yang tunggal dan komprehensif, serupa dengan sistem periodik Mendeleev atau klasifikasi dunia tumbuhan Carl Linnaeus. Oleh karena itu, terdapat beberapa klasifikasi yang masing-masing memperhitungkan kategori karakteristik tersendiri.

Misalnya ada klasifikasi pembagian semen berdasarkan klinker, yang menjadi dasar produksinya:

• - klinker semen portland;
• - klinker alumina dan alumina tinggi;
• - klinker feritik sulfat;
• - klinker aluminat sulfat.

Dengan tujuan semen dibagi menjadi:

• - spesial;
• - konstruksi umum.

Beberapa klasifikasi didasarkan pada komposisi material. Kemudian semen dibagi lagi sebagai berikut:

• - semen dengan bahan tambahan mineral;
• - semen non-aditif.

Ada klasifikasi yang memperhitungkan kekuatan tekan:

• - semen yang kekuatannya tidak diperhitungkan;
• - semen dengan kekuatan M600, M550, M500, M400, M300, M200.

Beberapa klasifikasi umumnya memperhitungkan periode waktu. Yang pertama, dengan mempertimbangkan kecepatan pengerasan, membagi semen menjadi:

• - pengerasan normal;
• - pengerasan cepat.

Yang lain memperhitungkan waktu pengaturan:

• - pengaturan cepat (hingga 45 menit);
• - pengaturan normal (45 menit-2 jam);
• - Setting lambat (lebih dari 2 jam).

Penandaan semen

Penentuan mutu semen didasarkan pada penentuan kekuatannya. Bagaimana definisinya? Semen dan pasir tercampur rata dengan perbandingan 1:3. Campuran yang sudah jadi dicampur dengan air. Air yang diambil sebanyak 40% dari berat semen. Kubus atau paralelepiped dibentuk dari massa plastik yang dihasilkan. Untuk menentukan kekuatannya dengan benar, benda kerja tersebut disimpan di dalam air28 hari. Kemudian potongan beton tersebut diuji tekanan untuk lentur dan tekan. Paling sering, untuk menguji kekuatan tekan, mereka mengambil bagian yang terbentuk akibat patah dari uji lentur. Dan, perhatian! Besarnya tekanan yang diperlukan untuk menghancurkan benda kerja adalah mutu semen. Misalkan dibutuhkan tekanan sebesar 500 kg/cm 2 . Jadi ini semen grade 500.

Sekarang mari kita lihat tanda-tanda yang tertulis, misalnya pada tas. Prasastinya adalah MPTs400-D20. “M” berarti struktur yang menggunakan semen ini tahan beku, huruf “PTs” berarti semen Portland, angka 400 adalah nilai yang menunjukkan kuat tekan, “D” adalah adanya bahan tambahan organik, dan angka setelah itu menunjukkan persentase bahan tambahan tersebut. Jadi, di hadapan kita ada sekantong semen Portland tahan beku grade 400 dengan 20% bahan tambahan organik.

Jenis semen

Di bagian atas kita perlu meletakkan semen Portland berkualitas tinggi, yang bahkan tidak mengandung bahan tambahan mineral. Berikutnya adalah semen yang mengandung bahan tambahan mineral untuk mengubah sifat. Kelompok berikutnya termasuk semen yang mengandung bahan tambahan organik (biasanya resin). Ada juga semen terak, yang digunakan untuk membuat elemen bangunan beton besar. Huruf tambahan pada penandaan dapat memberi tahu banyak tentang jenis semen.

1. 1. B. Pengerasan cepat, dimaksudkan untuk pekerjaan perbaikan.
2. 2. SM. Semen putih untuk pekerjaan finishing dan patung.
3. 3. PPC. Semen pozzolan dengan silika yang digiling halus. Keuntungan utamanya adalah berkurangnya pembangkitan panas. Oleh karena itu, lapisan atas dan dalam mengeluarkan panas secara merata sehingga beton tidak retak.
4. 4. SC. Semen tahan sulfat dengan perlindungan terhadap kerusakan beton oleh garam. Oleh karena itu, ini sangat ideal untuk struktur hidrolik.
5. 5. Pusat perbelanjaan Semen sumur untuk menyumbat sumur gas dan minyak.
6. 6. Sial. Semen terak diproduksi tanpa bahan dasar klinker.
7. 7. CC. Semen berwarna diperoleh dengan memasukkan pigmen pewarna.
8. 8. PL berarti menggunakan bahan pemlastis, GF berarti aditif hidrofobik, sehingga muncul efek tidak pembasahan dan anti air.