Wanneer kalksteen en klei tot ca. 1450 graden C verhit worden, ontstaan korrels met een aantal calciumverbindingen (de zogenoemde klinker). De fijngemalen korrels worden vermengd met gips en vaak met bijproducten uit het hoogovenproces. Het eindresultaat is cement, de kleur is meestal lichtgrijs; bij wit cement is wit krijt het belangrijkste element (er zitten dan nauwelijks of geen ijzeroxiden in). Cement is een bindmiddel: het heeft het vermogen om, gemengd met toeslagmaterialen als zand en grind, onder invloed van water (hydratatie) die materialen aan elkaar te laten \"plakken\". Cement is als een soort lijm te beschouwen. Het uitgeharde resultaat heet cementsteen. Ook onder water hardt cement uit en behoudt het uitgeharde mengsel zijn sterkte en stabiliteit (in de vorm van beton).
Belangrijkste cementsoorten en hun samenstelling
De bekendste soorten cement zijn:
- Portlandcement is een cementsoort die de naam ontleent aan de grijze kleur waardoor het lijkt op de kalksteen uit de groeven bij Portland. Portlandcement is een sterk hydraulisch bindmiddel dat vrij snel uithardt. Het heeft een hoge eindsterkte (na 4 weken) maar belangrijker is dat de aanvangssterkte hoog is. Daarom kan portlandcement worden toegepast als snel ontkisten of voorspannen noodzakelijk is. Portlandcement bestaat uit meer dan 90% portlandklinker, 5% gips en verder anhydriet, ijzeroer en/of ander stoffen. Het gips regelt de bindtijd waarmee gevarieerd kan worden.
- Hoogovencement wordt gemaakt door het mengen van gemalen gegranuleerde hoogovenslak en portlandcementklinker, waaraan gips en/of anhydriet worden toegevoegd als bindtijdregelaar. Hoogovenslak is een bijproduct dat vrijkomt bij de productie van ijzer in hoogovens. De slak wordt door het inspuiten van water snel afgekoeld, waardoor de slak in zandachtige korreltjes met een glasachtige structuur uiteengeslagen wordt (granuleren). Dit cement heeft een normale aanvangssterkte en eindsterkte en kan worden toegepast als er geen bijzondere eisen aan de aanvangssterkte worden gesteld. Door samenstelling is dit cement zeer geschikt ter voorkoming van een alkali-silicareactie (ASR) of aantasting door sulfaten.
- Aluminiumcement is een cementsoort met een hoog Al2O3-gehalte die wordt toegepast voor vuurvaste beton (voor ovens e.d.).
- Metselcement wordt toegepast met een juiste verhouding zand en water om metselmortel ( specie) te maken. Aan metselcement hoeft alleen maar leidingwater en zand te worden toegevoegd. Vaak is aan metselcement een luchtbelvormer toegevoegd voor een betere verwerkbaarheid, maar niet altijd is dat gewenst ( restauratiewerk). Metselcement is ongeschikt als bindmiddel voor voegmortel of voor betonmortel.
- Voegcement is speciaal ontwikkeld voor het voegen als aparte activiteit (dus niet bij het zogenoemde doorstrijken).
- Latexcement (rubbercement) is een materiaal dat bestaat uit onder andere portlandcement, latex (rubber) en water.
- Zandcement is geen aparte cementsoort, maar een combinatie van zand en cement en eventuele toevoegingen, bijvoorbeeld voor een zandcement dekvloer.
- Geopolymeer is geen cement, maar een alternatief voor cement.
De term cement is via het Franse ciment ontleend aan het vulgair Latijnse cementum uit het Latijnse caementum (cement, mortel, modder).
Wit cement en het belang van ijzerarmheid
Wit cement ontstaat door de ijzerarmte van de klinker: het weglaten van de ijzercomponent heeft gevolgen voor het productieproces van de ‘witte klinker’. Een andere methode is het gebruik van hoogovenslak in combinatie met gewone Portlandcementklinker om wit/lichte kleuren te bereiken in beton en droogmengsels.
Aalborg White en architectonisch wit beton
AALBORG WHITE cement is een snel uithardende Portlandcement met een hoge vroegsterkte en buitengewoon zuivere kalksteen als basiskomponent, waardoor de kleurechtheid en de sulfaatbestendigheid hoog blijven. Wit beton ontstaat door het cement te mengen met puur, licht zand en witte aggregaten zoals wit graniet of wit marmer. Wit beton is aantrekkelijk voor gevels en terrassen door de combinatie van esthetiek en duurzaamheid.
Wit beton ziet er strak uit en is goedkoper dan schilderen en makkelijker te reinigen. De kleurechtheid blijft daarbij intact, wat bijgraad helpt aan een veilige en heldere uitstraling van gebouwen, zelfs onder grauwe Nederlandse dagen.
Duurrzaamheid en milieu-impact
Duurrzaamheid in beton draait om de levensduur van constructies en de CO2-uitstoot gerelateerd aan productie en verwerking. Het gebruik van hoogovenslak in cement (CEM III/A, CEM III/B) verlaagt CO2-uitstoot en verhoogt bestandheid tegen indringing van chloriden en sulfaten, en vermindert ASR-gevoeligheid. Het combineren van Portlandklinker met hoogovenslak biedt een optimale balans tussen sterkteontwikkeling en duurzaamheid.
Bij de verwerking en productie van hoogovenslak tot hoogovencement is de uitstoot van CO2 beperkt. In de context van duurzamer bouwen is er veel aandacht voor groenere cementen die aan de wensen van de markt voldoen.
Historisch overzicht van Portlandcement
Portlandcement is sinds 1824 bekend en werd ontwikkeld door de Brit Joseph Aspdin, die het cement vernoemde naar de grijze kalksteen van het eiland Portland. Het cement is een hydraulisch bindmiddel met hoge eindsterkte en hoge aanvankelijke sterkte, waardoor het zich snel laat belasten en geschikt is voor snelle ontkisting of voorspannen.
In de huidige industrie wordt Portlandcement vaak aangevuld met gips om de bindtijd te regelen. Voor houten of natte omgevingen, of onderwatersituaties, kan Portlandcement worden toegepast in verschillende vormen zoals voorgespannen beton of mortel.
Korte geschiedenis van Portlandcement
Samengevat overzicht van cementtypes en kenmerken
- Portlandcement: hooge aanvankelijke sterkte, snelle uitharding, >90% klinker, 5% gips, bindtijd afhankelijk van gips/anhydriet.
- Hoogovencement (CEM III/B/CEM III/A): laget CO2, granulaat van hoogovenslak, ASR- en sulfateerbestendigheid.
- Metselcement: geschikt voor specie met zand en water, niet voor voeg- of betonmortel.
- Aluminiumcement: hoog Al2O3-gehalte, vuurvaste toepassingen.
- Latexcement en voegcement: specifieke voeg- en verwerkbaarheidsdoeleinden.
- Geopolymeer: alternatief voor cement.
Praktische toepassingen en materiaaleigenschappen
Gewoon Portlandcement wordt veel gebruikt in gestolde of voorgemaakte betonproducten zoals bestratingsbeton en prefab beton. Voor speciale esthetische of duurzaamheidseisen kan wit cement (bijv. Aalborg White) worden toegepast om wit of gekleurd beton te bereiken, vaak in combinatie met witte of lichte toegevoegde aggregaten. Voor architectonisch beton is ook CEM III/A 52,5 N populair als basis voor wit of lichtkleurig beton, mits rekening gehouden wordt met de mogelijke blauwe verkleuring bij specifieke mengingen met hoogovenslak.
De keuze voor de juiste cementsoort beïnvloedt de duurzaamheid, onderhoudskosten en esthetiek van een gebouw aanzienlijk. Het is daarom cruciaal om rekening te houden met factoren zoals chemische aanval, klimaatbelasting, en de gewenste kleur en uiterlijk van het eindproduct.