Een maandelijkse uitgave van deNederlandse Cementindustriecorrespondentie-adrespostbus 3011, 5203 DA 's-Herteqenboschtelefoon 073-150150 (abonnementen 150231)ISSN 0166-137xjuli 1982Mengen van cementenHet woord cement betekent niets anders danbindmiddel. En bij deze ruime uitleg van hetwoord cement hoort meteen een waarschuwingtegen het mengen van cementen. Hetmechanisme dat de binding en verhardingteweegbrengt kan bij diverse bindmiddelennamelijk sterk verschillen. En dan zou heteigenlijk al toeval zijn als deze mechanismenelkaar in een mengsel van bindmiddelen nietzouden beïnvloeden. Dit geldt ook bij de meerbeperkte, en ook meer gebruikelijke, uitleg vanhet woord cement: de op grote schaal :in de bouwgebruikte hydraulische bindmiddelen voormetselwerk, beton, pleisterwerk enz.In de handboeken wordt steeds gewezen op deonderlinge onverdraagzaamheid van portland-cement, aluminiumcement en gesulfateerdcement. Dat de verschillende op portlandklinkergebaseerde cementen wel onderling verdraag-zaam zijn, wordt weliswaar ook vermeld, maar ditheeft niet verhinderd dat het onderwerp mengenvan cementen in de loop der tijd een onterechtaccent heeft gekregen. De cementsoorten diezich niet verdragen met cementen op basis vanportlandklinker, spelen namelijk in de normalebouw geen enkele rol. Met uitzondering wellichtvan aluminiumcement, dat nog wel eens voorbijzondere toepassingen wordt gebruikt. In debouw komen bovendien in kleine verpakkingenof emmers diverse bindmiddelen voor, waarvoorde naam cement misleidend kan zijn. Dan is hetzeker oppassen geblazen.Alleen cementen op basis van portlandcementvertonen een zodanig gelijksoortig reactie-mechanisme dat er geen sprake is van storing ofonverdraagzaamheid bij het gezamenlijkverwerken. Natuurlijk wel van onderlingebeïnvloeding, in die zin dat de eigenschappen vanhet eindprodukt ergens tussen die van deafzonderlijke componenten in zullen liggen.Onderling verdraagzaam zijn dus de volgendecementen:- portlandcement (ook wit portlandcement),- hoogovencement,- trascement,- portlandvliegascement en- metsel cement.Trascement is alleen van belang voor landenwaar men beschikt over het vulkanisch gesteentedat tras levert.Metselcement is begin dit jaar in Nederlandgeïntroduceerd en werd besproken in BETON/EK5/23.Portlandvliegascement zal komend najaar in onsland op de markt komen.Kalken gipsDeze twee bindmiddelen kwamen niet voor in deinleidende paragraaf. Het zijn dan ook geenhydraulische bindmiddelen. Toch zijn hettraditionele bindmiddelen die in dit verband nietmogen ontbreken. Ze worden in één ademgenoemd omdat ze elkaar in diverse toepas-singen nogal eens tegenkomen. Beide zijngeschikt voor het maken van luchtmortels; datzijn niet-watervaste mortels, met meestal een nietal te hoge sterkte.1Bindtijden van mengsels van portlandcement enaluminiumcement. Mengsels die tussen 40% en 80%aluminiumcement bevatten, leidden tot nauwelijksmeetbare bindtijden Jt I20101 0% 50portlandcementaluminiumcement100Kalk en gips verdragen elkaar goeden kunnenelke mengverhouding worden toegepast.Kalk en alle cementen op basis van portland-klinker verdragen elkaar eveneens goed. Dezogenaamde bastaardmortels die hiermeeworden gemaakt liggen op het terrein van demetselaar en stucadoor.De combinatie van gips en cement geeft echterproblemen. Alle cementen op basis van portland-klinker bevatten een nauwkeurig ingesteldehoeveelheid van enkele procenten sulfaat.Meestal in de vorm van gips of het chemischverwante anhydriet. Het wordt toegevoegd onderandere ter regeling van de bindtijd. Een wezen-lijke overschrijding van de bij de cement-produktie ingestelde hoeveelheid sulfaat leidt totdestructieve uitzetting van het verhardemateriaal. Ter controle van de gipsdoseringomvat elk standaard-cementonderzoek dan ookeen bepaling van het sulfaatgehalte.AluminiumcementAluminiumcement is een verhaal apart. Dereacties van cementen op basis van portland-klinker spelen zich af in een milieu dat wordtgekenmerkt dooreen hoge alkaliteit. Devrije kalkof calciumhydroxyde die alsreactieprodukt zeker in de beginfase altijd aan-wezig is, ishiervoorverantwoordelijk. Bij deverharding van aluminiumcement wordt eenovereenkomstige rol gespeeld doorhet meerneutrale aluminiumhydroxydeWanneer in een mengsel beide reacties optreden,ontstaat een zeer gecompliceerd beeld vanwederzijdse beïnvloeding. In grote trekken is hetresultaat hiervan wel bekend. Uitgaande vanportlandcement leidt het toevoegen vanaluminiumcernent tot het afnemen van de bind-tijd, en wel des te sterker naarmate de hoeveel-2heid aluminiumcement toeneemt. Dit is terug tevinden in figuur 1, het linkergedeelte.De andere kant van de schaal vertoont eenzelfdebeeld. Toevoegen van portlandcement instijgende hoeveelheid leidt eveneens tot qeleide-lijk afnemende bindtijd. Het voor figuur 1gebruikte portlandcement heeft een bindtijd van160 min., een mengsel van 90% portlandcementen 10% aluminiumcement heeft een bindtijd van110 min.enz. De bindtijd van aluminiumcement ishier 200 min.; een vrij lange bindtijd dus, maarmet daarna een zeer snelle sterkteontwikkeling.Deze bindtijd wordt verkort door toevoegen vanportlandcement. Mengsels die tussen 40% en80% alurniniumcement bevatten, leiden totnauwelijks meetbare bindtijden.Dit lijkt een mooi mechanisme voor al diegevallen waarin we graag de bindtijd, en meestaldaarbij de beginsterkte, willen versnellen. Helaaszijn er twee bedenkingen.In de eerste plaats gaat de versnelling gepaardmet een min ofmeer overeenkomendeteruggangin bereikbare eindsterkte. Maar bovendien is hetchemisch reactie-evenwicht zo subtiel dat zelfsverschillende partijen cement van dezelfdeherkomst aanzienlijke afwijkingen in eindsterktekunnen opleveren. Voor praktische toepassingenhebben we er dus niet veel aan. Voor nood-reparatie van lekkages kunnen deze mengselsons nog weleens goede diensten bewijzen.Hieren daarwordt met wisselend succes nog welgeëxperimenteerd met mengsels van portland-cement met een beetjealuminiumcement. Datlaatste vanwege de veel hogere prijs vanaluminiumcement. Het is daarbij de kunst hetjuiste compromis te vinden tussen de gewensteversnelling en een acceptabel verlies :in beton-kwaliteit.2-4Vrijwelalle betonmortelcentrales hebben verschillendesoorten cement in voorraad. Tegen menging vanhoogovencement en portlandcement bestaatchemisch gezien geen enkel bezwaar. De eigen-schappen van het eindproduktzullen ergens tussen dievan de afzonderlijke componenten in liggenHet gebruik van een snel portlandcement, waarbijalle mogelijkheden voor beperking van de water-cementfactor worden benut (zoals gebruik vaneen superplastificeerder), biedt echter meestaleen beter hanteerbare oplossing en is minderexperimenteel.Wanneer mengen van cementen?Voor de cementen op basis van portlandklinkerkent de cementchemicus dus geen enkel voor-behoud ten aanzien van het mengen. Overigens isdit mengen wellicht een wat misleidende term. Indepraktijk komt het erop neer dat men deverschillende cementen afzonderlijk in demenger laat lopen zodat heteigenlijke mengselpas ontstaat in aanwezigheid van water entoeslagmaterialen. Het is hier ook de plaats omeen ander misverstand weg te nemen: elkemortel- ofbetonspeciemenger die normaal eengoed mengsel aflevert, kan ook deze cement-mengsels verwerken zonder gevaar voorinhomogeniteit.Diverse omstandigheden kunnen leiden tot hetgebruik van cementmengsels. Zo heeft de kleurvan cement een sterke invloed op de kleurvan hetuiteindelijke produkt. Normale cementenkunnen, afhankelijk van hun herkomst, sterk inkleur verschillen. Door mengen met andercement kan de gewenste kleurnuance wordeningesteld. Vooral indien voor voegwerk eenbepaalde kleur wordt gewenst, is dit een aan-trekkelijke methode.Eveneens in verband met het uiterlijk kunnen wedenken aan de gevoeligheid van portland-cementbeton voordonkere verkleuringen aan hetoppervlak. Bij intensief verdicht, hoogwaardigbeton kunnen deze kleurverschillen, dieoptredendoor een samenloop van mengselsamenstelling,bekisting en verdichting, zeer storend werken.3normsterkte(Nlmm2)1 0100%'portlandcement (%hoogovencement A1 00% 50portlandcement A1booio'porttandcemen! (403050605Normdruksterkte van mengsels van portlandcementklasse A en portlandcement klasse C, voor ver-herdinqstikien van 1,3, 7 en 28 dagen6Normdruksterkte van mengsels van hoogovencementklasse A en portlandcement klasse C, voor ver-nerdlnqstijäen van 1,3, 7 en 28 dagenHet isin de praktijk gebleken dat vervanging vanbijvoorbeeld 20% van het portlandcement doorhoogovencement hierop een gunstige invloedheeft.Een andere aanleiding voor het mengen vancementen basis vanportlandklinker is de wenshet karakter van desterkteontwikkeling tebeïnvloeden. Ditwordt in de volgendeparagrafentoegelicht.Mengsels van portlandcementenIn figuur 5 is de normdruksterkte weergegevenvan mengsels vanportlandcement-Aenportland-cement-C voorverhardingstijden van 1,3,7en 28dagen. Globaal komt het erop neer dat deverhardingskarakteristiek evenredig met demengverhouding varieert. Bij de langere ver-hardingstijden vertonen de curven zelfs eenlichte bolling naar boven. Dat wil zeggen dat demengsels daar een ietshogere sterkte opleverendan een rechtlijnig verband zou doenverwachten.Door variëren van de mengverhouding is het metdeze cementen mogelijk elk gewenst karaktertussen de twee uitersten te kiezen. Het verschaftin veel gevallen fraaie mogelijkheden voor hetvergaand optimaliseren van betonproduktie enbetonmortelleverantie.Zo kan zonder enige vertraging worden4ingespeeld op een gewijzigde produktiebehoefteof veranderde weersomstandigheden.Mengsels van hoogovencement enportlandcementWe hebben in de vorige paragraaf het woordoptimaliseren gebruikt. Daarbij komt ook dekostprijs van mengsels om de hoek kijken. Hetgoedkoopste cement is hoogovencement klasseA. Maar wat is in sommige gevallen het bezwaarvoor de toepassing, ondanks de erkend goedeeigenschappen zoals de duurzaamheid? Hetontbreken vaneen vlotte beginsterkte onder alleomstandigheden van ons klimaat.Laten we weer eens de uitersten bekijken. Decombinatie van het goedkope hoogovencement-A met het dure en snelle portlandcement-C.Figuur 6 geeft een verrassend beeld. Voor dekorte verhardingstijden ishet beeld analoog metde mengsels van alleen portlandcementen. Eenvrijwel rechtlijnig verband tussen sterkte enmengverhouding. De in de vorige paragraafgenoemde bolling naar boven voor de 28-daagsenormsterkte (voor beton de controleproefsterkte)is echter sterk geaccentueerd in het meestinteressante gebied, dat is het rechter deel vandegrafiek. Tot eirea 40% toevoeg ing vanportland-eement-C aan hoogoveneement-A blijkt de 28-daagse sterkte (formeel dus de betonkwaliteit)aanzienlijk toe te nemen. Of we hier verder veelmee kunnen doen, hangt af van de omstandig-7Bedieningspaneel voor de betonproduktie in eenbetonwarenfabriek. Menging van cementen kanworden overwogen om in te spelen op een gewijzigdeproduktiebehoefteheden. Meestal worden echter de meerkostenvoor het duurdere cement gemotiveerd door hetopvoeren van de beginsterkte.MetselcementChem isch gezien bestaat er geen bezwaar tegenhet mengen van metselcement met anderecementen op basis van portlandklinker. Metsel-cement is echter met name ontwikkeld op detypische verwerkbaarheidseisen die het metselenstelt en nietin de eerste plaats op sterkte-ontwikkeling. Bij andere cementen is daaren-tegen sterkte de belangrijkste eigenschap.Menging zou dus kunnen leiden tot onvoldoendesterkte of tegenvallende verwerkbaarheid.SamenvattendEr is een groot assortiment van cementen in dehandel, elk met zijn specifieke eigenschappen.De cementchemicus heeft daartoe elk type zijnoptimale samenstelling gegeven.Door menging kunnen de eigenschappen van hetcement worden beïnvloed. Menging is echter nietaltijd toegestaan.Gips mag niet met cement worden gemengd.Kalk kan met alle cementen op basis vanportlandklinker worden gemengd.Combinatie van aluminiumcement met cementop basis van portlandklinker is zeer riskant.Alle cementen op basis van portlandklinker zijnonderling verdraagzaam; tegen menging ervanbestaat chemisch gezien geen enkel bezwaar. Uiteconomische overwegingen kan het een aan-trekkelijke methode zijn voor het verfijndoptimaliseren van de betonproduktie.56