Wat is het verschil tussen beton en cement?
Het primaire verschil tussen beton en cement is dat beton een composietmateriaal is gemaakt van water, aggregaat en cement. Cement is een zeer fijn poeder gemaakt van kalksteen en andere mineralen, dat water absorbeert en fungeert als een bindmiddel om het beton bij elkaar te houden. Hoewel cement op zichzelf een constructiemateriaal is, kan beton niet worden gemaakt zonder cement. De twee termen worden vaak verkeerd door elkaar gebruikt, maar beton en cement zijn duidelijk afzonderlijke producten.
Cement
Cement is onder andere gemaakt van kalksteen, calcium, silicium, ijzer en aluminium. Dit mengsel wordt verwarmd in grote ovens tot ongeveer 2700 ° F (1,482 ° C) om een product te vormen dat bekend staat als klinkers, die ruwweg op knikkers lijken. Deze worden gemalen tot een poeder en gips wordt toegevoegd, waardoor de grijze bloemachtige substantie ontstaat die bekend staat als cement. Wanneer water aan cement wordt toegevoegd, wordt een chemisch proces geactiveerd waardoor het kan uitharden.
Portland Cement
Er zijn veel verschillende soorten cement, maar het type dat het meest wordt gebruikt in de bouw is Portlandcement. Joseph Aspdin van Groot-Brittannië ontwikkelde het bouwmateriaal in de jaren 1700, toen hij ontdekte dat het toevoegen van klei aan kalksteen en het oververhitten van het mengsel het resulterende mengsel overal kon laten uitharden. Portlandcement is een soort hydraulisch cement, wat betekent dat wanneer water wordt toegevoegd, het een chemische reactie start die niet afhankelijk is van hoeveel water er is. Hierdoor kan het cement onder water uitharden en sterk blijven, zelfs in natte omstandigheden. De verschillende soorten hydraulisch cement worden voornamelijk gebruikt in beton en mortels.
Beton
Beton is daarentegen een metselwerkmateriaal dat cement gebruikt om steenslag, gesteente en zand samen te binden, ook wel aggregaat genoemd. Cement maakt van 10% tot 15% uit van de totale massa beton; de exacte verhoudingen variëren afhankelijk van het soort beton dat wordt gemaakt. Het aggregaat en cement worden grondig gemengd met water, waardoor de chemische reactie begint waardoor het cement uithardt en hard wordt. Voordat dit gebeurt, kan het betonmengsel in een mal worden gegoten zodat het in een specifieke vorm uithardt, of het nu een blok of een plaat is.
De hoeveelheid tijd die het duurt om beton te harden hangt gedeeltelijk af van de hoeveelheid gips die aan het mengsel wordt toegevoegd. Deze tijd kan worden versneld door calciumchloride toe te voegen of worden vertraagd door suiker toe te voegen. Deze verbindingen werken door de ontwikkeling van de verhardende kristallen die zich vormen als betonsets te beïnvloeden. Beton dat wordt blootgesteld aan vries- en ontdooiingscondities kan extra chemicaliën bevatten om barsten te voorkomen.
Beton- en cementverhoudingen
De eigenschappen van beton hangen sterk af van de verhouding van aggregaat tot cement tot water in het mengsel. De water-tot-cementverhouding is het belangrijkst, omdat te weinig water de betonmix moeilijk maakt om mee te werken, terwijl te veel het eindproduct zal verzwakken. Deze verhouding wordt berekend met de volgende vergelijking:
In deze berekening is r de verhouding, q H2O is de hoeveelheid water in Amerikaanse gallons en W c is het gewicht van cement in ponden. Een verhouding van minimaal 0,25 is vereist voor beton om uit te harden, terwijl waarden van 0,35 tot 0,4 typisch zijn voor de meeste toepassingen.
Aggregaat is ook belangrijk, omdat het meer dan 60% van een betonmix uitmaakt - en in sommige gevallen tot 80%. Grotere rotsen vereisen minder beton, wat betekent dat minder water nodig is, en een sterker eindproduct kan worden gemaakt. Aggregaat is ook goedkoper dan cement, dus een hoger percentage kan de kosten verlagen. Over het algemeen heeft een goed aggregaat een combinatie van gesteenten van veel verschillende groottes, met een specifieke gemiddelde en maximale grootte; deze stenen moeten schoon en duurzaam zijn en mogen geen klei of andere mineralen bevatten die water kunnen absorberen.
Het hoge rotsgehalte van beton maakt het extreem duurzaam, en het wordt vaak gebruikt in zwembadvloeren, wolkenkrabbers, metro's en lantaarnpalen, evenals trottoirs, opritten en wegen. De ingrediënten in zowel beton als cement behoren tot de meest voorkomende op aarde en beide kunnen worden gerecycled. Cementproductie vereist echter een grote hoeveelheid energie vanwege de hoge temperaturen die nodig zijn en de industrie is bekritiseerd vanwege zijn bijdragen aan de uitstoot van kooldioxide.