Cement

CementHydrauliskt bindemedelBindmedel, pulver
Under­klass tillbyggnadsmaterial, bindemedel
Materialkalksten, lera
Emis­si­vi­tet0,54
Har egenskaphygroskopi
Stora Vika cementfabriks båda roterugnar i drift på 1950-talet.

Cement (latin cæmentum, murbruk) är ett bindemedel, vilket kännetecknas av att det hårdnar genom reaktion med vatten till en produkt som ej är löslig i vatten. Den framställs genom uppvärmning av en blandning av kalksten och lera till en temperatur av 1450 °C. Blandningen bör innehålla 79-81 procent kalciumkarbonat. En annan typ av cement är aluminatcement som tillverkas av cirka 50 procent kalksten och cirka 50 procent bauxit. Cement används främst till olika slags byggnadsarbeten och är en viktig ingrediens i betong och murbruk.

Historia

Alsensche Portland-Zementfabrik i Tyskland, 1895

Redan före vår tideräkning använde sig romarna av cement- och betonglika material vilka de kallade concretum - därav det engelska ordet concrete. Byggnadsverken kallades Opus caementicium, varifrån det svenska ordet cement härstammar.

Romarnas kunnande gick förlorat vid tiden för Romarrikets fall och tekniken var bortglömd fram till 1414, när man i ett schweiziskt kloster hittade Vitruvius verk. Tack vare Vitruvius verk vet man vilka beståndsdelar den romerska cementen bestod av: en blandning av släckt kalk, kiselsyra, aska, vulkanisk sand och tegelmjöl. Detta material kallas idag puzzolaner efter halvön Pozzuoli där romarna vid tiden utvann den vulkaniska askan. Vid tillsats av vatten uppstår en kemisk reaktion som bildar kalciumsilikathydrat. Reaktionen sker även under vatten. Eftersom vatten är den behövliga komponenten för cementens härdning talar man om hydraulisk cement.

Romarna lärde sig senare att även använda santorinen, en liknande vulkanisk aska från Santorini. 1682 byggde en holländare vid namn Santen vid Rhen en kvarn, där han malde den andernachska tuffen till ett pulver, som användes till ett vattenmurbruk, först i Nederländer och sedan i Frankrike, Tyskland, Sverige och på andra håll. Holländarna kallade den pulvriserade tuffstenen "tyrass", vilket kom att ge bruket namnet trass. I takt med att andra länder försökte hitta egna liknande material upptäckte man att flera andra kalkstensarter hade liknade förmåga att hårdna under vatten, men man förstod inte bakgrunden. John Smeaton var den förste som kom att upptäcka cementens hemlighet. 1755 hade fyrbåken i trä vid Eddystone på nytt förstörs av en storm, och man sökte nu ett hållfast murbruk att uppföra en ny fyr i sten. Han ville undvika att använda puzzolanan, och sökte efter andra liknande stenar. Sedan Vitruvii tid hade man varit i föreställningen att den renaste kalkstenen var den bästa. Smeaton fick höra talas om att en kalksten från Aberthaw lämnade ett murbruk som hårdnade bättre än vanlig kalk och dessutom stod emot vattnet bättre. 1756 lät han undersöka kalkens kemiska natur, och upptäckte då att orena kalkstenar, som innehöll lera. Efter noggranna undersökningar fanns man dock att vanlig kalksten vanligen innehöll upp till 12 % lerhalt vid bränningen. Lerhalt på 12 till 18 % gav en gråkalk med svaga hydrauliska egenskaper, en lerhalt på 18 till 30 % gav en hydraulisk kalk, medan lerhalter på över 30 % gjorde att kalken inte kunde släckas till pulver. Då man dock i stället malde kalken till ett pulver och blandade ut dem med vatten hårdnade till en deg, som hårdnade mycket hastigt och även motstod vatten lika bra som puzzolana-cementen. Engelsmannen James Parker var den första att framställa en sådan blandning, och kallade den romersk cement eller roman-cement. Fransmannen Louis Vicat var den förste att framställa en konstgjord blandning av lera och kalksten för att framställa roman-cement.

Portlandcement är den egentliga beteckningen på dagens cement, patenterad 1824 av Joseph Aspdin. Aspdin lyckades inte producera bra cement. Det var engelsmannen Isaac Charles Johnson som utexperimenterade blandningar och bränningstemperatur. Namnet knyter an till halvön Portland i England, då cementens färg är lik portlandsten, en välkänd byggnadssten. Redan under slutet av 1820-talet uppstod i England de första cementfabrikerna, och fram till 1850 dominerade England fullständigt cementmarknaden. Kort därefter anlades dock en fabrik i Boulogne i Frankrike, och 1855 tillkom den första tyska fabriken i Züllehow utanför Stettin, och under slutet av 1800-talet blev Tyskland den dominerande cementtillverkaren, vid sekelskiftet 1900 fanns omkring 140 fabriker i landet.

Den första svenska cementfabriken grundlades år 1872 i Lomma i Skåne och vid sekelskiftet 1900 fanns sju cementfabriker i landet.

Dagens cement tillverkas huvudsakligen av en blandning av finmalen kalksten och lera som bränns till cementklinker (små kulor) i roterande ugnar vid en temperatur upp mot 1 450 °C och är energikrävande. I Limhamnsfabriken gick det år 1910 åt 3 500 kcal per kilo cement, år 1940 var motsvarande siffra 1 400 kcal. Efter kylning mals cementkulorna till pulver. Därefter tillsätts fem procent gips för att hämma cementens bindning till ett fint pulver som saluförs som cement av olika kvalitéer.

Historik i Sverige

I Sverige ökade antalet cementfabriker under slutet av 1800-talet. Det har funnits 15 anläggningar för tillverkning av portlandcement med följande verksamhetsår: Lomma 1873-1905, Limhamn 1889-1978, Visby cementfabrik 1884-1940, Ölands cement i Degerhamn 1888-2019, Hellekis cementfabrik 1892–1978, Maltesholms cementfabrik 1899-1928, Klagshamn 1902-1939, Ivö 1908-1940, Vallevikens cementfabrik 1917, Slite Cement och Kalk 1919-, Gullhögens bruk i Skövde 1925-, Hidinge i Örebro län 1932-1966, Köping 1941-1978 och Stora Vika cementfabrik i Nynäshamns kommun 1949-1980. Idag återstår två av dessa, nämligen j Slite och i Skövde.

Cement enligt europastandard EN 197

Cement i papperssäckar. Godsvagnar för transport av cement i lösvikt. Automatisk påfyllningsstation för cement i lösvikt.

Europastandarderna för cement är:

Cement som används till byggnader och anläggningar i Sverige skall vara CE-mäkt.

Cementen är indelad i fem huvudtyper:

Det finns tre olika hållfasthetsklasser, för var och en av dem finns tre klasser för tidig hållfasthet. 32,5 42,5 och 52,5 är normtryckhållfastheten efter 28 dygn i MPa. L (low), N (normal) och R (rapid) är klassen för tidig hållfasthet.

Exempel på hållfasthetsklasser:

Beteckningen kan då bli till exempel CEM I 52,5 R eller CEM II 42.5 R.

Kopplingen mellan cementhållfasthetsklasserna och CEM klasserna i Eurokoderna, SS-EN 1992-1-1, är denna:

Beteckningen kan ytterligare byggas på genom att ange andra egenskaper.

Sulfatresistent massugnscement:

Sulfatresistent puzzolancement:

För cement med låg värmeutveckling (maximalt 270 kJ/kg vid 7 dygn) finns en tilläggsbeteckning LH:

Totalt finns 27 typer av vanliga cement.

Olika cement

De större cementproducenterna

Cementsilo på Cementa, Liljeholmen. De större cementproducenterna år (2003)
Position Land Produktion
(1000 ton) 		Position Land Produktion
(1000 ton)
1 Kina 813 190 11 Brasilien 34 032
2 Indien 115 932 12 Tyskland 33 409
3 USA 94 329 13 Thailand 32 628
4 Japan 68 520 14 Indonesien 28 956
5 Sydkorea 60 720 15 Egypten 28 740
6 Italien 43 920 16 Saudiarabien 23 000
7 Ryssland 42 204 17 Vietnam 22 600
8 Spanien 42 000 18 Frankrike 20 000
9 Turkiet 35 076 19 Taiwan 18 474
10 Mexiko 34 176 20 Malaysia 17 160

Se även

Källor

Noter

  1. ^ General facts about cement
  2. ^ Betong, Meddelanden från Svenska betongföreningen, 1924, häfte 3
  3. ^ Uppfinningarnas bok (red. Arcadius Berglund) band VII, 1903 s. 53-57.
  4. ^ Betong, 1922, häfte 2, sid 66-67.
  5. ^ Skånes jord- och stenindustri, 1947, Lars Bjerning.
  6. ^ Ahlberg (2012), s.56
  7. ^ Ingemar Wickström, Kalksten, 2020
  8. ^ Leijon, Willy, red (2014). Karlebo Materiallära 
  9. ^ Fischer-Weltalmanach 2007

Övriga källor

Externa länkar