Vad är skillnaden mellan betong och cement?
Den primära skillnaden mellan betong och cement är att betong är ett sammansatt material tillverkat av vatten, aggregat och cement. Cement är ett mycket fint pulver tillverkat av kalksten och andra mineraler, som absorberar vatten och fungerar som ett bindemedel för att hålla samman betongen. Även om cement är ett konstruktionsmaterial i sig, kan betong inte tillverkas utan cement. De två termerna används ofta felaktigt omväxlande, men betong och cement är tydligt separata produkter.
Cement
Cement är tillverkat av kalksten, kalcium, kisel, järn och aluminium, bland andra ingredienser. Denna blandning upphettas i stora ugnar till cirka 1 482 ° F (1 482 ° C) för att bilda en produkt känd som klinker, som grovt liknar kulor. Dessa mals till ett pulver och gips tillsätts, vilket skapar det grå mjölliknande ämnet som kallas cement. När vatten tillsätts till cement utlöser det en kemisk process som gör det möjligt att härda.
Portland Cement
Det finns många olika typer av cement, men den typ som oftast används i byggandet är Portland cement. Joseph Aspdin från Storbritannien utvecklade byggnadsmaterialet på 1700-talet, när han fann att tillsats av lera till kalksten och överhettning av blandningen gjorde att den resulterande blandningen kunde ställas var som helst. Portlandcement är en typ av hydrauliskt cement, vilket innebär att när vatten tillsätts börjar det en kemisk reaktion som inte är beroende av hur mycket vatten det finns. Detta gör att cementet härdar under vattnet och förblir stark även under våta förhållanden. De olika typerna av hydrauliskt cement används främst i betong och murbruk.
Betong
Betong, däremot, är ett murmaterial som använder cement för att binda samman krossad sten, sten och sand, även kallad aggregat. Cement utgör från 10% till 15% av den totala massan av betong; de exakta proportionerna varierar beroende på typen av betong som tillverkas. Aggregatet och cementen blandas noggrant med vatten, vilket startar den kemiska reaktionen som gör att cementet härdar och stelnar. Innan detta händer kan betongblandningen hällas i en form så att den härdar i en specifik form, vare sig det är ett block eller en platta.
Hur lång tid det tar för betong att ställa in beror delvis på hur mycket gips som tillsätts blandningen. Denna tid kan påskyndas genom att tillsätta kalciumklorid eller bromsa genom att tillsätta socker. Dessa föreningar fungerar genom att påverka utvecklingen av härdningskristallerna som bildas som betonguppsättningar. Betong som utsätts för frysning och upptining kan tillsättas ytterligare kemikalier för att förhindra sprickbildning.
Betong- och cementförhållanden
Egenskaperna hos betong beror mycket på förhållandet mellan aggregat-till-cement-till-vatten i blandningen. Vatten-till-cementförhållandet är det viktigaste, eftersom för lite vatten kommer att göra betongblandningen svår att arbeta med, medan för mycket försvagar slutprodukten. Detta förhållande beräknas med följande ekvation:
I denna beräkning är r förhållandet, q H2O är mängden vatten i US gallons, och Wc är vikten av cement i pund. Ett förhållande på minst 0,25 krävs för att betong ska härda, medan värden på 0,35 till 0,4 är typiska för de flesta tillämpningar.
Aggregat är också viktigt eftersom det utgör mer än 60% av en betongblandning - och i vissa fall upp till 80%. Större stenar kräver mindre betong, vilket innebär att mindre vatten behövs och en starkare slutprodukt kan göras. Aggregat är också billigare än cement, så en högre procentandel kan sänka kostnaden. Generellt sett har ett bra aggregat en kombination av stenar av många olika storlekar, med ett specifikt medelvärde och maximal storlek; dessa stenar måste vara rena och hållbara och får inte innehålla lera eller andra mineraler som kan absorbera vatten.
Betons höga steninnehåll gör det extremt hållbart, och det används ofta i pooldäck, skyskrapor, tunnelbanor och lampstolpar, samt trottoarer, uppfart och vägar. Ingredienserna i både betong och cement är bland de vanligaste på jorden, och båda kan återvinnas. Cementproduktion kräver dock en stor mängd energi, emellertid på grund av de höga temperaturer som krävs och industrin har kritiserats för sina bidrag till koldioxidutsläpp.