Cement

Cement je obecně pojivo, látka, skládající se z anorganických surovin^[1], která má schopnost tuhnout a vázat další materiály dohromady. Nejobvyklejší portlandský cement obsahuje zejména oxid vápenatý a křemičitý, výrobní proces zahrnuje pálení vápence s jílem či pískem a případnými příměsemi. Je součástí betonu či malty.

Význam slova

Kořeny slova cement sahají k starověkým Římanům, kteří výraz „opus caementicium“ používali pro zdivo podobné betonu, vyrobené ze směsi obsahující jako pojivo pálené vápno. Sopečný popel pucolán ve směsi s páleným vápnem vytvářel hydraulické pojivo nazývané Římany cementum, cimentum, cäment a nakonec cement.

Dnes slovo cement označuje práškové pojivo, jehož schopnosti pojit jiné sypké látky v pevnou hmotu se využívá ve stavebnictví při výrobě betonových nebo maltových směsí. Dělí se na hydraulický, který po smíchání s vodou tuhne a tvrdne (např. portlandský) a vzdušný, který pro tvrdnutí vyžaduje přítomnost oxidu uhličitého (nelze použít pod vodou).

Historie

Starověk a středověk

První použití pojiv na bázi přírodního nebo vyráběného cementu se datuje do republikánského období starověkého Říma (okolo roku 200 př. n. l.),^[2] kdy se jako materiál na výrobu pojiva začal používat sopečný produkt pucolán – přírodní hydraulický cement s vynikajícími vlastnostmi. Tento druh pojiv umožnil vybudování významných inženýrských staveb, přístavních hrází, akvaduktů a mostů v celé oblasti Středomoří.^[3] Mnoho vynikajících příkladů těchto staveb ještě stojí. Technologickým zázrakem je například obrovská kupole Pantheonu v Římě: má průměr 43,22 m (až do 20. století největší kupole světa) a byla vytvořena za sedm let (118–125) postupným odléváním betonových, na sebe vrstvených řad kazet, přičemž do betonu byly pro odlehčení zality duté amfory a kusy pemzy. Kupole srovnatelné velikosti byly ještě o jeden a půl tisíce let později stavěny technologií kamenné či cihlové klenby, přičemž taková stavba trvala po desítky let.^[4]

Podle všeobecně přijímaného názoru byla znalost používání hydraulických pojiv ztracena se zánikem Římské říše a znovuobjevena až v souvislosti s novověkými pokusy Johna Smeatona.^[5] V této souvislosti jsou proto překvapivé analýzy původního zdiva Karlova mostu z roku 2008, které prokázaly unikátní příklad pokračování antické tradice použitím vysoce kvalitních malt/betonů s hydraulickým pojivem na této středověké stavbě.^[6]

Novodobá historie výroby

V roce 1824 obdržel patent na výrobu cementu Joseph Aspdin. Měl minimální vědecké znalosti, proto s ním spolupracoval jeho syn William Aspdin, jenž založil tradici průmyslové výroby cementu v North West Kent v Anglii.

V roce 1840 byla založena ve Francii u Boulogne sur Mer průmyslová výrobna cementu.

Od roku 1850 vyráběla firma Brunkhorst & Westfalen v Buxtehude u Hamburku první portlandský cement v Německu.

V roce 1860 několik německých šlechticů v Čechách založilo výrobu cementu v Bohosudově u Teplic. V roce 1870 z českého kapitálu založil Ferdinand Barta (1838–1892) cementárnu v Radotíně a za dva roky cementárnu v Podolí.

Ve Spojených státech začala výroba portlandského cementu na přelomu šedesátých a sedmdesátých let 19. století.

V roce 1889 byla zahájena výroba cementu v Kanadě.

Složení cementu

Cement se skládá z tzv. slínkových minerálů, jedná se o komplexy skládající se z různých oxidů a existuje jich celkem asi 20.^[7] Mezi nejběžnější patří však patří následující čtyři:^[7]

Pro zápis se používá zjednodušení: CaO je označován jako C, SiO₂ jako S, Al₂O₃ jako A, Fe₂O₃ jako F a SO₃ jako S či Š.^[7]

Typy cementu

Cementy se ve světě třídí buď podle evropské normy EN 197-1 (v Česku ČSN EN 197-1) či podle amerických norem ASTM C150 (portlandský cement) ASTM C595 (směsné cementy).

Norma EN 197-1 cementy dělí podle složení na:^[8]

Americká norma C150 uvádí také rozdělení cementů do pěti tříd značených I–V, ale toto značení nemá s evropským označením nic společného.^[7]

Cementy se dále rozdělují do pevnostních tříd: v EN 197-1 jsou normalizované pevnostní třídy 32,5; 42,5 a 52,5 – dříve používaná třída 22,5 je zrušena.^[8] Třída udává pevnost zkušebního trámečku v MPa po 28 dnech – zkouška je definována podle EN 196-1.^[8] Dále se uvádí písmenné označení – N pro normální náběh pevnosti, R pro rychlý nárůst.

Vlastnosti z hlediska ochrany zdraví a životního prostředí

Cement může působit na zdraví nepříznivě těmito účinky:^[9]

• mechanickým drážděním pokožky (iritační dermatitida)
• vlivem přítomných sloučenin šestimocného chromu na pokožku (alergická dermatitida – citlivost byla zjištěna u 5–10 % stavebních dělníků)
• popálením – směs cementu s vodou je silně zásaditá – zejména je nutno zabránit vniknutí do očí
• vdechnutím prachu

K omezení účinků šestimocného chromu se cement v baleních, u kterých se předpokládá ruční zpracování (pytlovaný), mísí se specifickými redukčními činidly.^[10] Volně ložený cement (vagónový, z automobilových přepravníků) určený pro uzavřené procesy, kde nepřijde do styku s pokožkou, limity obsahu chromu nemusí splňovat^[11] a zpracovávat jej ručně je nežádoucí.

Nebezpečnost hotového cementu pro životní prostředí se neočekává.^[12]

Odkazy

Reference

Literatura

• SVOBODA, Luboš, a kol. Stavební hmoty. 3. vyd. Praha: [s.n.], 2013. 950 s. Dostupné v archivu pořízeném dne 2020-06-12. ISBN 978-80-2604-972-2.  Archivováno 12. 6. 2020 na Wayback Machine.

Související články

• Portlandský cement

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu cement na Wikimedia Commons
• Slovníkové heslo cement ve Wikislovníku

Tento článek je příliš stručný nebo postrádá důležité informace. Pomozte Wikipedii tím, že jej vhodně rozšíříte. Nevkládejte však bez oprávnění cizí texty.