Cement kan voor uiteenlopende bouwwerkzaamheden gebruikt worden. Er is echter een redelijk grote keuze in de verschillende soorten cement. Graag leggen wij uit welke soorten cement er zijn en voor welke klussen welke cement het beste gebruikt kan worden.
Cement: wat het is
Cement is een bindmiddel dat zowel alleen als in combinatie met kalk gebruikt kan worden voor het maken van mortel of beton. Cement bestaat voornamelijk uit calciumwaterstofsilicaat, dat in contact met water een chemische reactie aangaat, waardoor verharding ontstaat.
Soorten cement en hun toepassingen
Er zijn verschillende soorten cement die allen een andere toepassing kennen:
- Portlandcement - grijs van kleur, afkomstig van de groeven van Portland. Bestaat uit ruim 90% Portlandklinker, met toevoegingen zoals gips, anhydriet, ijzeroer en eventueel andere stoffen. Het sterk hydraulische bindmiddel verhardt snel en heeft zowel hoge aanvangs- als eindsterkte; geschikt voor snel ontkisten en voorspannen.
- Hoogovencement - uitgebalanceerd mengsel van Portlandklinker en hoogovenslak met anhydriet als bindtijdregelaar. Normale aanvangs- en eindsterkte; geschikt voor constructies met matige aanvangssterkte en om ASR/sulfaten te weerstaan.
- Aluminiumcement - samengesteld uit kalksteen en bauxiet, bevat aluminiumsilicaten; snelhardend en vuurvast. Voor herstellen van waterlekkages in beton en vuurvaste producten. Mag niet zomaar met andere cementsoorten gemengd worden.
- Metselcement - speciaal voor metselspecie; verkrijgbaar met luchtbelvormer voor makkelijker verwerkbaar maken, of zonder belletjes voor restauratiewerk.
- Kalkcement - gemaakt met gebluste kalk en kluitkalk als grondstof; vormt koolzure kalk gemengd met zand voor metselspecie. Ondanks de naam bevat het geen cementcomponent in de samenstelling.
- Natuurcement - geproduceerd zoals Portlandcement maar bestaat uit kalk en mergel.
Cementtypen volgens normen
Naast de genoemde soorten zijn er cementtypen aangeduid met CEM I tot CEM V, gebaseerd op gehaltes Portlandcement en andere stoffen. Enkele voorbeelden:
- CEM I: vrijwel puur Portlandcement.
- CEM II: minimaal 65% Portlandcement, rest bestaat uit toevoegingen zoals silica fume, vliegas, puzzolane, hoogovenslak of receptcombinaties.
- CEM III: varianten met hoogovenslak in verschillende verhoudingen (A, B, C).
- CEM IV: puzzolancementen met silica fume, vliegas en puzzolanen.
- CEM V: composietcement met Portlandcement, puzzolanen en hoogovenslak.
Sterkteklassen van cement
Bij de keuze voor een bepaalde soort cement dient men op de sterkteklasse te letten, want die bepaalt het eindresultaat. Drie sterkteklassen zijn gangbaar: 32,5; 42,5; en 52,5. De sterkteklasse 32,5 is geschikt voor toepassingen zonder hoge aanvangs- of snelle ontkisting, niet in de winter gebruiken vanwege trage reactie bij koude. Sterkteklasse 42,5 wordt toegepast wanneer na 28 dagen minimaal 30 N/mm2 nodig is; sterkteklasse 52,5 is voor hoge aanvangssterkte en geprefabriceerde elementen.
Gevorderde toepassingen voor voorgespannen beton
Voorgespannen beton met hoge druksterkte vereist cementsoorten die zowel hoge eindsterkte leveren als een stabiel prestatieprofiel onder belasting. Hoogovencement kan worden ingezet waar de ontkistingsdruk of sulfaat- en ASR-bestendigheid een rol spelen. Voor snelle doorlooptijden en hoge vroege sterkte zijn cementen met HES (High-Early-Strength) relevant. Daarnaast kan CEM III/B met hoge slakomvang (hoogovenslak) bijdragen aan zowel sterkte als milieuklasse, afhankelijk van de reële toepassing.
Hulpstoffen en toeslagmaterialen
Beton bestaat uit cement, toeslagmaterialen en water. Hulpstoffen verbeteren verwerkbaarheid en eigenschappen, zoals waterreductie en plastificatie. Toeslagmaterialen kunnen bestaan uit geëxpandeerde klei, geëxpandeerde leisteen of gesinterde vliegas. Lichte toeslagmaterialen (ρrd < 2000 kg/m3) verbeteren gewicht en isolatie. Hulpstoffen worden ingedeeld naar hun hoofdwerking en kunnen in poedervorm of vloeibaar worden toegepast. Voor vertragings- of plastificeerdoeleinden zijn er specifieke regels (NEN-EN 934-2).
Interacties tussen grondstoffen
De interactie tussen cement, hulpstoffen en toeslagmaterialen beïnvloedt de uiteindelijke prestaties van beton. Zo kan vliegas de werking van een luchtbelvormer aanzienlijk beïnvloeden, of kan vertragende hulpstoffen langer werken bij hoogovencement. Het ontwerp van een betonsamenstelling vergt daarom inzicht in deze interacties en een systematische aanpak voor de waterbindmiddelfactor en de milieuklasse.
Ontwerp en berekening van betonsamenstellingen
De betontechnoloog koppelt eisen aan de optimale samenstelling. In praktische toepassingen wordt vaak software gebruikt om grondstoffen te beheren en betonsamenstellingen te berekenen. Een gangbaar stappenplan omvat:
rekening houdend met beschikbaarheid en grondstoffenpakket. Verantwoordelijkheid voor ASR en chloridegehalten is cruciaal. - voorbeelden: vertragende hulpstoffen en hoogovencement, of vliegas met luchtbelvormers. - afhankelijk van verwerkbaarheid en korrelgradering; water blijft een kritieke factor bij het bepalen van het cementgehalte. volgens ontwerpgebied en grafische methode voor gradering.
Een voorbeeld: voor C28/35 kan de benodigde gemiddelde sterkte worden berekend en de juiste wcf (water-cementfactor) bepaald worden op basis van milieuklasse en 28-dagensterkte. Het kiezen van een cementsoort zoals CEM III/B 42,5 kan leiden tot een andere normsterkte na 28 dagen, wat weer invloed heeft op de ontwerpcriteria en waterbehoefte.
Toepassingsspecifieke voordelen
Staalvezels en polypropyleenvezels kunnen de buigtreksterkte, taaiheid en scheurvorming verbeteren; voor brandbestendigheid en speciale belasting kunnen hogere doseringen worden toegepast. Holle microbolletjes kunnen alternatief dienstdoen voor luchtbelvormers en verbeteren vorstbestendigheid en controle over luchtinhoud. Het type aanmaakwater en dosering van hulpstoffen spelen een cruciale rol in de prestatie van het eindproduct.
Korte notities over specificaties en normen
Normen zoals NEN-EN 206 en NEN-EN 197 bepalen de basis voor cement en beton. Milieuklassen, waterbindmiddelfactor en de sterkteklasse worden hierin gedefinieerd, evenals de grenswaarden voor ASR en chloride. Hulpstoffen worden ingedeeld volgens hun werking en de praktische toepassingsmogelijkheden.