Bindmiddelen

Er zijn verschillende cementtypen, aangeduid met CEM I tot CEM V, met een kleiner of groter gehalte aan portlandcement en hoogovencement.

cement
  1. CEM I Portlandcement met maximaal 5% andere stoffen
  2. CEM II Allerlei mengvormen met portlandcement en bijvoorbeeld leisteen, minimaal 65% portlandcement
  3. CEM III Hoogoven/portlandcement mengsel in 3 klassen: A,B en C; waarbij CEM III/A de minste (40%) en CEM III/C de meeste (90%) hoogovenslak bevat.
  4. CEM IV Puzzolaancementsoorten.
  5. CEM V Composietcementen, met mengsels van portlandcement, hoogovenslak en puzzolanen.
 
Sterkteklassen
 
NEN-EN 197-1 kent drie sterkteklassen en geeft voor elke klasse grenswaarden normsterkte moet liggen. De sterkteklasse wordt vermeld na de naam van het cement. De toevoeging N duidt op een normale beginsterkte; de toevoeging R duidt op een hogere beginsterkte.

De indeling in klassen (32,5 42,5 52,5) gebeurt door een drukproef na 28 dagen. Zo moet mortel van klasse C 52,5 minstens een druksterkte van 52,5 N/mm2 hebben. De mortelprisma's zijn daarbij gebaseerd op een standaardverhouding van cement, water en zand. De sterkteaanduiding van de cement heeft slechts beperkte invloed op de te behalen sterkte van beton (gebaseerd op zand en grind) of mortels (gebaseerd op zand). Dit komt doordat een betonspecie met o.a. een lagere water-cement-factor (verhouding cement ten opzichte van water) kan worden aangemaakt dan de mortelspecie die wordt gebruikt voor de sterkteclassificatie van cement. Ook de opbouw van het toeslagmateriaal heeft invloed op de uiteindelijke sterkte van beton. De sterkteklasse van de cement is daarom niet direct terug te voeren tot een maximale sterkteklasse voor beton of mortel.

  1. De klasse 32,5 is aangewezen voor toepassingen waar geen hoge aanvangssterkte en geen snelle ontkisting vereist zijn. Wordt niet aangeraden in de winter (een al trage reactie in koud weer geeft een zeer trage reactie).
  2. Cementen van sterkteklasse 42,5 worden veelal toegepast in geval de vereiste druksterkte van mortel/beton op 28 dagen de 30 N/mm² moet overschrijden (t.t.z. hoger dan de klasse C25/30).
  3. De klasse 52,5 ontwikkelt snel een hoge aanvangssterkte, en wordt daardoor voor geprefabriceerde elementen gebruikt.

Bijzondere kenmerken

  1. HSR (High Sulfate Resistance): Cement met hoge bestandheid tegen sulfaten. Dergelijke cementen bevatten minstens 65% slak, in
  2. verhouding tot de som van klinker en slak. Dergelijke cementen worden toegepast in agressieve milieus. Het moet gebruikt worden voor beton dat in contact komt met water dat meer dan 500 mg sulfaten per kg bevat of grond die meer dan 3000 mg sulfaten per kg bevat.
  3. LA (Low Alkali): Cement met een begrensd alkaligehalte. Het alkaligehalte wordt uitgedrukt in % Na2O equivalent, en wordt begrensd tot 0,6% voor CEM I; 0,9% voor CEM III/A en 2% voor CEM III/B - C. Dergelijke cementen hebben een grote weerstand tegen een reactie tussen de alkaliën van het cement en de granulaten (alkaligranulaatreacties).
  4. HES (High-Early-Strength): Cement met hoge aanvangssterkte conform de druksterkte op 1 dag bepaald voor de HES Portlandcementen. Wordt gebruikt bij een snelle ontkisting, wanneer een snel gebruik noodzakelijk is, en bij prefab-betonproducten.
  5. LH (Low Heat) cement met een lage hydratatiewarmte; gebruikt voor grote betonvolumes.

Veel gebruikt zijn Portlandcement en Hoogovencement

  1. CEM I 32,5 R
  2. CEM I 52,5 N
  3. CEM I 52,5 R
  4. CEM I 52,5 R HES
  5. CEM I 52,5 R LA

portland

  1. CEM III/B 32,5 N LH HSR LA
  2. CEM III/B 32,5 N LH HS
  3. CEM III/B 42,5 N LH HSR
  4. CEM III/B 42,5 N LH HSR LA
  5. CEM III/B 42,5 N LH HSR plus
  6. CEM III/B 42,5 N LH HS
  7. CEM III/B 42,5 N LH HS plus

hoogoven

 
Naast deze cementen bestaan er echter ook andere cementen zoals Portlandvliegascement, Composietcement en Metselcement
 
  1. CEM II/B-V
  2. CEM II/B-S 42,5 N
  3. CEM II/B-S 52,5 N
  1. CEM V/A (S-V) 32,5 N LA
  2. CEM V/A (S-V) 42,5 N
  1. MC12,5

Als gedeeltelijke vervanging en/of aanvulling voor het bindmiddel worden gebruikt:

vliegasVliegas is as die bij de verbranding van onder andere steenkool meegaat met de rookgassen. Vliegas veroorzaakt luchtvervuiling, vandaar dat het tegenwoordig moet worden afgevangen. Kleinere deeltjes worden voor 99% afgevangen door een elektrostatisch vliegasfilter: Door een potentiaalverschil op het filter te zetten, zal de vliegas zich op de filterwand verzamelen. Eens in de zoveel tijd wordt dit eraf geklopt met hamers. Andere technieken om vliegas af te vangen zijn cycloon of doekenfilter. De samenstelling van vliegas hangt sterk af van de brandstof (type steenkool, biomassa) en het verbrandingsproces. Vliegasdeeltjes zijn heterogeen en bestaan uit zowel amorfe als kristallijne fasen. Deze fasen bestaan weer uit siliciumoxide, aluminiumoxide, ijzeroxiden en calciumoxide. Daarnaast bevat het onder andere zware metalen. Vliegas dat afkomstig is van steenkool (en een beperkt aandeel biomassa) wordt poederkoolvliegas genoemd. Deze vliegas wordt in Nederland 100% hergebruikt en verwerkt in cement, beton, straatklinkers en asfalt. Het verdicht namelijk de structuur van het beton, waardoor het beter beschermd wordt tegen invloed van buitenaf. 

 

silicaMicrosilica of silica fume is een bijproduct van de productie van silicium voor onder andere geïntegreerde schakelingen. Het bestaat uit zeer kleine amorfe silica-bolletjes van gemiddeld 200 nm doorsnede, en is omwille van zijn fijnheid en hoog specifiek oppervlak (15-30 m2/g) een reactief puzzolaan (het neemt deel in de puzzolane reactie waarin het reageert met de calcium hydroxyde vrijgezet bij de hydratatie van cement ter vorming van gehydrateerde reactieproducten met bindende eigenschappen). De stof wordt vooral in de betonindustrie gebruikt en wordt aan een betonmengsel toegevoegd om een hogere sterkte te bereiken. De holtes tussen de grotere cementdeeltjes worden opgevuld met de microsilica, waardoor een betere 'packing' of vulling ontstaat (en aldus een hogere sterkte bereikt kan worden: Hogesterktebetons). Hierdoor ontstaat ook een beton met een hogere duurzaamheid: door de veel kleinere holtes is het beton minder doorlaatbaar en beter bestand tegen het indringen van potentieel schadelijke oplossingen die bijv. chloriden of sulfaten kunnen bevatten en kunnen leiden tot expansie en fracturatie van het beton.

 

Bindmiddel

Cement is een fijngemalen, anorganische stof die na mengen met water een pasta vormt, die zowel boven als onder water verhardt. Het reactieproduct behoudt na verharding zijn sterkte en stabiliteit, ook onder water.

Cementsoorten worden aangeduid met CEM gevolgd door het nummer van de hoofdsoort in Romeinse cijfers. Daarna volgt een schuine streep met daarachter de letters A, B of C. De aanduiding kan worden gevolgd door horizontale streep en een hoofdletter die aangeeft welk hoofdbestanddeel naast de portlandcementklinker is gebruikt.

     
Hoofdtypes
Benamingen Samenstelling (in massaprocent)
Hoofdbestanddelen
 
K S D P Q V W T L LL M
CEM I
Portland cement
  CEM I  
95-100
-
-
-
-
-
-
-
-
-
 0-5 
                               
CEM II
Portlandslak cement
  CEM II/A-S  
80-94
06-20
-
-
-
-
-
-
-
-
0-5
  CEM II/B-S  
65-79
21-35
-
-
-
-
-
-
-
-
 0-5 
                           
Portland-microsilica cement
  CEM II/A-D  
90-94
-
06-10
-
-
-
-
-
-
-
 0-5 
                             
Portlandpuzzolaan cement
  CEM II/A-P  
80-94
-
-
06-20
-
-
-
-
-
-
 0-5 
  CEM II/B-P  
65-79
-
-
21-35
-
-
-
-
-
-
 0-5 
  CEM II/A-Q  
80-94
-
-
-
06-20
-
-
-
-
-
 0-5 
  CEM II/B-Q  
65-79
-
-
-
21-35
-
-
-
-
-
0-5
                           
Portlandvliegas cement
  CEM II/A-V  
80-94
-
-
-
-
06-20
-
-
 0-5 
  CEM II/B-V  
65-79
-
-
21-35 
-
-
 0-5 
  CEM II/A-W  
80-94
-
-
-
-
-
06-20
-
-
-
 0-5 
  CEM II/B-W  
65-79
-
-
-
-
-
21-35
-
-
-
 0-5 
                           
Portlandleisteen cement
  CEM II/A-T  
80-94
-
-
-
-
06-20
0-5
  CEM II/B-T  
65-79
-
21-35
-
0-5
                           
Portlandkalksteen cement
  CEM II/A-L  
80-94 
-
06-20 
-
0-5
  CEM II/B-L  
65-79
-
21-35
-
0-5
  CEM II/A-LL  
80-94
06-20 
0-5
  CEM II/B-LL  
65-79
-
-
-
-
-
-
-
-
21-35
0-5
                           
Portlandcomposiet cement
  CEM II/A-M  
80-94
06-20 
 0-5 
  CEM II/B-M  
65-79
21-35 
 0-5 
           
CEM III
Hoogoven cement
  CEM III/A  
35-64
36-65
-
-
-
-
-
-
-
-
0-5
  CEM III/B  
20-34
66-80
-
-
-
-
-
-
-
-
0-5
  CEM III/C  
05-19
81-95
-
-
-
-
-
-
-
-
 0-5 
                           
CEM IV
Puzolaan cement
  CEM IV/A  
65-89
-
11-35
-
-
-
0-5
  CEM IV/B  
45-64
-
36-55
-
-
-
 0-5 
                   
CEM V 
Composiet cement 
  CEM V/A  
40-64
18-30
-
18-30
-
-
-
-
 0-5 
  CEM V/B  
20-38
31-50
-
31-50
- - - -
0-5
   

Hoofdbestanddelen van cement volgens NEN-EN 197-1.

  1. K = Portlandcementklinker
  2. S = Gegranuleerde Hoogovenslak
  3. D = Microsilica
  4. P = Natuurlijk puzzolaan
  5. Q = Gebrande natuurlijke puzzolaan
  6. V = Vliegas (siliciumhoudend)
  7. W = Vliegas (calciumhoudend)
  8. T = Gebrande leisteen
  9. L = Kalksteen (organisch koolstofgehalte ≤ 0,5 %(m/m)
  10. LL = Kalksteen (organisch koolstofgehalte ≤ 0,2%(m/m)
  11. M = Het cement bevat een mengsel van bovengenoemde hoofdbestanddelen