Jaka jest różnica między betonem a cementem?

Podstawowa różnica między betonem a cementem polega na tym, że beton jest materiałem złożonym z wody, kruszywa i cementu. Cement jest bardzo drobnym proszkiem wykonanym z wapienia i innych minerałów, który pochłania wodę i działa jako środek wiążący, aby utrzymać beton razem. Podczas gdy cement jest sam w sobie materiałem budowlanym, nie można wytwarzać betonu bez cementu. Te dwa terminy są często nieprawidłowo stosowane zamiennie, ale beton i cement są wyraźnie odrębnymi produktami.

Cement

Cement wykonany jest między innymi z wapienia, wapnia, krzemu, żelaza i aluminium. Tę mieszaninę ogrzewa się w dużych piecach do około 2700 ° F (1482 ° C) z wytworzeniem produktu znanego jako klinkier, który z grubsza przypomina kulki. Są one mielone na proszek i dodaje się gips, tworząc szarą substancję podobną do mąki znaną jako cement. Dodanie wody do cementu uruchamia proces chemiczny, który umożliwia jej stwardnienie.

Cement portlandzki

Istnieje wiele różnych rodzajów cementu, ale najczęściej stosowanym w budownictwie jest cement portlandzki. Joseph Aspdin z Wielkiej Brytanii opracował materiał budowlany w 1700 roku, kiedy odkrył, że dodanie gliny do wapienia i przegrzanie mieszaniny pozwoliło na powstanie mieszanki w dowolnym miejscu. Cement portlandzki jest rodzajem cementu hydraulicznego, co oznacza, że ​​po dodaniu wody rozpoczyna reakcję chemiczną, która nie zależy od ilości wody. Dzięki temu cement stwardnieje pod wodą i pozostanie silny nawet w mokrych warunkach. Różne rodzaje cementu hydraulicznego stosuje się przede wszystkim w betonie i zaprawach.

Beton

W przeciwieństwie do tego beton jest materiałem murarskim, który wykorzystuje cement do wiązania ze sobą pokruszonego kamienia, skały i piasku, zwanego także kruszywem. Cement stanowi od 10% do 15% całkowitej masy betonu; dokładne proporcje różnią się w zależności od rodzaju wytwarzanego betonu. Kruszywo i cement są dokładnie mieszane z wodą, co rozpoczyna reakcję chemiczną powodującą stwardnienie i zestalenie cementu. Zanim to nastąpi, mieszankę betonową można wlać do formy, aby stwardniała w określonym kształcie, czy to w postaci bloku, czy płyty.

Czas potrzebny do związania betonu zależy częściowo od ilości gipsu dodanego do mieszanki. Czas ten można przyspieszyć dodając chlorek wapnia lub spowolnić poprzez dodanie cukru. Związki te działają poprzez wpływ na rozwój kryształów twardniejących, które tworzą się jako zestawy betonowe. Beton narażony na warunki zamrażania i rozmrażania może zawierać dodatkowe chemikalia, aby zapobiec pękaniu.

Proporcje betonu i cementu

Właściwości betonu w dużej mierze zależą od stosunku kruszywa do cementu w wodzie w mieszance. Najważniejszy jest stosunek wody do cementu, ponieważ zbyt mała ilość wody utrudni obróbkę mieszanki betonowej, a zbyt duża osłabi produkt końcowy. Ten stosunek jest obliczany za pomocą następującego równania:

r = 8,33 q _H2O / W _c

W tym obliczeniu r jest stosunkiem, q _H2O jest ilością wody w galonach USA, a W _c jest masą cementu w funtach. Stosunek co najmniej 0,25 jest wymagany dla betonu do stwardnienia, podczas gdy wartości 0,35 do 0,4 są typowe dla większości zastosowań.

Kruszywo jest również ważne, ponieważ stanowi ponad 60% mieszanki betonowej - aw niektórych przypadkach nawet do 80%. Większe skały wymagają mniej betonu, co oznacza, że ​​potrzeba mniej wody i można wytworzyć mocniejszy produkt końcowy. Kruszywo jest również tańsze niż cement, więc wyższy procent może obniżyć koszty. Ogólnie rzecz biorąc, dobry kruszywo ma kombinację skał o wielu różnych rozmiarach, z określoną średnią i maksymalną wielkością; kamienie te muszą być czyste i trwałe oraz nie powinny zawierać gliny ani innych minerałów, które mogą wchłaniać wodę.

Wysoka zawartość skały w betonie sprawia, że ​​jest ona wyjątkowo trwała i często jest stosowana w tarasach basenów, wieżowcach, metrze i latarniach, a także na chodnikach, podjazdach i drogach. Składniki zarówno w betonie, jak i cemencie należą do najliczniejszych na Ziemi i oba można poddać recyklingowi. Produkcja cementu wymaga jednak dużej ilości energii ze względu na wymagane wysokie temperatury, a przemysł został skrytykowany za swój wkład w emisję dwutlenku węgla.