Stosowanie mas z cementu zwyklego i cementu zestalonego rozpowszechnilo sie bardzo w dziedzinie wyrobu rur cemento¬ wych lub azbestowo-cementowych, plyt azbestowych, plyt posadzkowych, kamie¬ ni brukowych, plyt na sciany i podlogi oraz plyt umieszczanych nazewnatrz i we¬ wnatrz budynków i sluzacych do rozmai¬ tych celów, dachówek, slupów do ogro¬ dzen, czesci ornamentacyjnych i t. d. Wy¬ roby te wykazuja pewne wady, które moz¬ na przypisac nastepujacym przyczynom. a) Cement po stwardnieniu zawiera obfite ilosci wolnego wapna, naogól okolo 20% wagowych w stosunku do cementu, przyczem wapno wystepuje zwykle w po¬ staci wodorotlenku. Gdy zestalony cement zostanie wystawiony na dzialanie wody czystej lub zanieczyszczonej dwutlenkiem wegla, solami i t. d.( to wolne wapno latwo sie rozpuszcza, wskutek czego cement ze¬ stalony staje sie porowaty i mniej lub bar¬ dziej traci na wytrzymalosci. b) Pod dzialaniem dwutlenku wegla atmosfery na powierzchnie cementu zesta¬ lonego zawartosc wolnego wapna prze¬ ksztalca sie w nim na weglan wapnia, co powoduje kurczenie sie i pekanie wyro¬ bów. c) Obecnosc wolnego wapna powodu¬ je czesto zle zabarwienie powierzchni ce¬ mentu zestalonego podczas jego wysycha¬ nia. , i d) Substancja wiazaca tworzy z do-4Mtóa' m^le^tilóff feffcfcy sie pod¬ czas wysychania i pecznieje po nasiaknie¬ ciu woda.Zaleznie od wytwarzanego^ przedmiotu jedna lub kilka z wyzej wytni&ionych nie¬ dogodnosci ogranicza lAzytecznosc takich przedmiotów, wykonanych przy uzyciu ce¬ mentu, zastosowanego jako substancja wia¬ zaca. Naprzyklad w przypadku wyrobu rur albo saczków drenowych rozpuszcza¬ nie wapna tak zwana agresywna woda po¬ woduje wiele 2iddÓgtfl£n przypadkach calkowicie niszczy przewody, których konserwacja feat zaocznie droz¬ sza od samych rur, Z teg# powodu budo¬ wano czesto kosztowne przewody i tunele ze starannie ociosanych i zlaczonych blo¬ ków granitowych, zamiast ze stosunkowo tanich rur cementowych.Plamy wapienne na plytach i t. d. w wielu przypadkach odstraszaly od stoso¬ wania do tych celów wyrobów z cementu zestalonego pomimo jego taniosci i innych zalet. Przez wylewanie miesziiiiny cemen¬ towej na powierzchnie szklane lub inne po¬ wierzchnie plaskie lub wygladzone mozli¬ we bylo wytwarzanie plyt o bardzo milym wygladzie, które jednak bardzo latwo tra¬ cily ten wyglad wskutek wspomnianego jrttz naweglanift oraz zmitey objetosci albo tez Wskutek powstawania plam.Przez dodanie mialko rozdrobionego materjalu, zwlaszcza zawierajacego czyn¬ ny kwas krzemowy, wiazacy wolne wapno przy jednoczesnem wytwarzaniu wodoro- krzemianu wapniowego, mozna bylo do pewnego stopnia zapobiec pierwszej z wy¬ mienionych trzech niedogodnosci, a przez zastosowanie utwardzania wyrobów zapo- irtoca pary wodilej mozna bylo równiez w znacznym stopniu zmniejszyc ich zmiany objetosci.Materjaly, zawierajac^ kwas krzemo¬ wy w postaci czynnej, sa zwane pucolana- mi, przyczem rozróznia sie pucolany natu¬ ralne takie,, jak tras, ziemia okrzemkowa i t. d., oraz pucolany sztuczne. Wytwarza¬ nie pucolan sztucznych jest opaite naogól na zdolnosci pewnych glin do rozkladania sie po ogtfz&niu ich do pewnej temperatu¬ ry, naogól 600 — 800°C, na tlenek glinowy i wolna krzemtorike. Czysta glina kaolino¬ wa, ogrzana w ten sposób, staje sie bar¬ dzo aktywna pucolana, podczas gdy inne gliny, potraktowane w taki sam sposób, wykazuja bardzo slabe wlasciwosci puco¬ lan. Przyczyna tego zjawiska nie jest zna¬ nia z c#fa pfcymóscia, l£cz prawdopodobnie lezy w tern, ze glina kaolinowa sklada sie z czystego kfzemtamu glinowego, podczas grfy wiekszosc zwyklych glin sklada sie z krzemianu glinowego, mialko rozproszonej krzemionki i pewnych zanieczyszczen.Podczas ogrzewania tych gliii do 600 — 800°C krzemian glinowy rozklada sie na tlenek glinu i krzemionke. Przy porówna¬ niu gliny kaolinowej ze zwykla glina, za¬ wierajaca taka sama ilosc kwasu krzemo¬ wego, jak kaolin, powodem ogromnej róz¬ nicy ich wlasciwosci, jako pucolan, jest prawdopodobnie okolicznosc, ze w kaolinie czastki krzemionki sa bardzo malenkie, tak iz moga wejsc w reakcje z uwolnionem wapnem juz w temperaturach zwyklych, natomiast krzemionka w zwyklych glinach pochodzi czesciowo z krzemianu glinowe¬ go, a czesciowo z wolnej krzemionki, i ta wolna krzemionka nie posiada zdolnosci reagowania z wapnem w zwyklych tempe¬ raturach. Doswiadczenia wykazaly, ze je¬ sli np. polowa krzemionki, zawartej w gli¬ nie, jest wolna, to wlasciwosci tych glin jako pucolan sa prawie zadne lub bardzo slabe wskutek rozcienczenia aktywnego kwasu krzemowego niereaktywnemi czast¬ kami krzemionki, tlenku glinowego i za¬ nieczyszczen.Obecnie udalo sie nadac wlasciwosci pucolan, praktycznie biorac, kazdej glinie i wielu innym mialko rozdrobionym mate- rjalom, zawierajacym krzemionke, bez u- ciekania sie do uprzedniego Ogrz*wania, a / — 2 —mianowicie zapomoca obróbki hydroter- micznej para wodna pod cisnieniem wy¬ robów z cementu zestalonego, zawieraja¬ cych, jako spoiwo, cement, zmieszany z gli¬ na lub innemi mialko rozdrobionenu mate- rjalami krzemionkowemi. Czas twardnie¬ nia masy zalezy od temperatury i cisnienia pary, a zatem cisnienie to i temperatura powinny byc stosunkowo wysokie.Przyklad, 7-mio centymetrowy „nor¬ malny szescian", wykonany z 1 czesci wa¬ gowej cementu portlandzkiego i 3 czesci wagowych normalnego piasku, wykazywal po 28 dniach wytrzymalosc na zgniecenie równa 610 kg/cm2. Z tej samej mieszaniny wykonano 2 szesciany i potraktowano para w ciagu 8 godz pod cisnieniem 12 kg/cm2 i otrzymano wytrzymalosc na zgniecenie tych szescianów 520 kg/cm2. Z tego same¬ go cementu wytworzono spoiwo z dodat¬ kiem suchej mialko rozdrobionej gliny w stosunku 60% cementu + 40% gliny. Gli¬ na byla w zwyklym gatunku, zawieraja¬ cym 50,2% kwasu krzemowego.Z tego spoiwa wykonano 4 szesciany, stosujac 1 czesc wagowa spoiwa na 3 cze¬ sci wagowe piasku (normalnego). Dwa z tych szescianów utwardzono para w ciagu 8 godzin pod cisnieniem 12 kg/cm2, przy- czem wytrzymalosc na zgniecenie byla nie mniejsza od 760 kg/cm2, a wytrzymalosc na rozerwanie — mniejsza od 57 kg/cm2.Dwa pozostale szesciany po przelezeniu przez 7 dni w wodzie i 21 dni na powie¬ trzu wykazywaly wytrzymalosc na zgnie¬ cenie zaledwie 190 kg/cm2. Szesciany, po¬ traktowane para wodna, zbadano równiez na obecnosc wolnego wapna i okazalo sie, ze szesciany, wytworzone z cementu port¬ landzkiego bez dodatku gliny, zawieraly okolo 19% wolnego wapna (obliczonego w stosunku do ilosci spoiwa), natomiast szesciany, wytworzone z cementu z glina, po obróbce para nie wykazaly nawet sladu wolnego wapna.Powodem tego korzystnego dzialania dodatku gliny jest prawdopodobnie oko¬ licznosc, ze wapno, które podczas tward¬ nienia cementu zestala sie jako wolne w czasie obróbki para, jest zdolne do zasta¬ pienia glinu w jego zwiazku z krzemionka (w krzemianie glinowym), wytwarzajac wodorokrzemian wapnia i wolny tlenek glinu, tlenek zas ten sluzy w zestalonej masie cementowej jako materjal wypelnia¬ jacy, zwiekszajac przez to znacznie jej nie- przemakalnosc.Dalsze badania wykazaly nieoczekiwa¬ nie, ze 75% gliny i 25% cementu port¬ landzkiego daje prawie taka sama wytrzy¬ malosc, jak 40% gliny i 60% cementu port¬ landzkiego. Pomiedzy temi dwiema grani¬ cami, zaleznemi oczywiscie od skladu che¬ micznego gliny i cementu portlandzkiego, istnieje pewien sklad najdogodniejszy, od¬ powiadajacy okolo 40 — 50% cementu portlandzkiego. Jednakze wytrzymalosc przy tym skladzie jest zaledwie o 10 — 20% wyzsza od otrzymanej np. w przypad¬ ku stosowania 25% cementu portlandzkie¬ go. Jesli z drugiej strony obnizy sie zawar¬ tosc cementu portlandzkiego ponizej 25%, to wytrzymalosc wyrobów zaczyna gwal¬ townie spadac. Powodem powyzszych fak¬ tów jest prawdopodobnie to, ze o ile tylko obecna jest dostateczna ilosc krzemionki lub zwiazków krzemionkowych (gliny), to zdolne sa one do reakcji nietylko z wap¬ nem, normalnie uwalniajacem sie podczas procesu twardnienia, lecz takze z kwasne- mi krzemianami cementu, które przytem przeksztalcaja sie na krzemiany obojetne.Ten rozklad krzemianów kwasnych naste¬ puje jednakze tylko wtedy, jesli kwas krzemowy lub jego zwiazki (materjal gli¬ niasty) znajduja sie w nadmiarze. Juz przy skladzie masy, odpowiadajacym okolo 40% gliny i 60% cementu, trudno jest wy¬ kryc wiecej, niz slabe slady wolnego wap¬ na.Przedmioty, wykonane przy uzyciu tej mieszaniny cementowej i potraktowane pa- — 3 —ra wodna, zbadano takze na kurczenie sie po wyschnieciu i znaleziono przytem, ze ich skurczenie sie po calkowitem wysusze¬ niu wynioslo zaledwie 40% odpowiedniej zmiany objetosci przedmiotów, zawieraja¬ cych jedynie cement, jako spoiwo. Badania z innemi glinami wykazaly pewna zalez¬ nosc miedzy zawartoscia kwasu krzemowe¬ go w glinie a otrzymana wytrzymaloscia.Nastepujace wyniki szeregu badan sa mia¬ rodajne. Glina, zawierajaca 56,6% kwasu krzemowego, dala wytrzymalosc na zgnie¬ cenie 840 kg/cm2, podczas gdy glina, za¬ wierajaca zaledwie 43,2% kwasu krzemo¬ wego, dala wytrzymalosc 610 kg/cm2.Przy wyrobie produktów z zestalonego cementu przy uzyciu mieszaniny cemento¬ wej z glina, jako spoiwa, mozna oczywiscie uskuteczniac dodawanie gliny kilkoma spo¬ sobami. Gline mozna np. po wysuszeniu i rozdrobieniu zmieszac z cementem lub in¬ nemi skladnikami albo tez dodac jej do su¬ chej mieszaniny albo zmieszac z woda, do¬ dawana podczas mieszania (w tym przy¬ padku korzystnem okazalo sie pozostawie¬ nie gliny do zestarzenia sie w ciagu kilku dni), poczem dodaje sie jej razem z woda do cementu albo do mieszaniny cementu i cial wypelniajacych.Wykryto równiez, ze cement, zmiesza¬ ny w powyzszy sposób z glina, albo ce¬ ment, do którego podczas wytwarzania zen przedmiotów dodano gliny, nadaje tym przedmiotom wieksza wytrzymalosc me¬ chaniczna, znacznie obniza ich korozje wo¬ dami agresywnemi oraz nadaje wyzej opi¬ sane zalety takze wyrobom, wytworzonym w taki sposób z azbestowego, porowatego cementu zestalonego (aerocementu), zesta¬ lonego cementu, wypelnionego trocinami, plytom zuzlowym i pumeksowym i t. d.Zbadano równiez wplyw pewnych do¬ datków, zwlaszcza chlorków, soli wapnio¬ wych i cukru na wytrzymalosc zestalonego cementu. Naprzyklad w mieszaninie, zlo¬ zonej z 1 czesci cementu glinowego i 3 cze¬ sci normalnego piasku z dodatkiem 2% chlorku wapnia, wytrzymalosc na zgniece¬ nie wzrosla od 760 do 810 kg/cm2, a wy¬ trzymalosc na rozerwanie — od 57 do nie¬ bywalej liczby 79 kg/cm2. Podobne wyniki otrzymano równiez z chlorkami i pewnemi solami wapnia, takiemi, jak azotany i chlorki zasadowe, zwane ,,Cal'\ Dzialanie tych dodatków polega przy¬ puszczalnie przedewszystkiem na przy¬ spieszeniu reakcji, to jest na skróceniu czasu twardnienia wyrobów. Stwierdzono mianowicie, ze takie same, a nawet lepsze wyniki otrzymuje sie bez dodatków, pod warunkiem, zeby utwardzanie para wodna prowadzone bylo dostatecznie dlugo, np. przez 15 — 20 godzin pod cisnieniem okolo 12 kg/cm2. Zwlaszcza cukier, który w zwy¬ klym zestalonym cemencie wykazuje zna¬ ne bardzo szkodliwe dzialanie, tutaj zdaje sie przyspieszac rozklad kwasnych krze¬ mianów, przyspieszajac w ten sposób ich reakcje z kwasem krzemowym lub glina.Cukier wplywa równiez na konsystencje mieszaniny, która staje sie bardziej pla¬ styczna. Inne dodatki, takie jak zelatyna, nadaja wyrobom nieprzepuszczalnosc wzgledem wody.Poniewaz gline w praktyce mozna miec wszedzie po niskiej cenie, a przez dodanie gliny mozna osiagnac oszczednosc na ce¬ mencie, wynoszaca 40 — 80% zwykle sto¬ sowanej ilosci, wiec produkty, wytworzone w ten sposób, sa tanie. Druga zalete, ob¬ nizajaca koszty wyrobu przediniotów, sta¬ nowi to, ze produkty, utwardzone para wodna, sa gotowe do dalszego uzytku bez koniecznosci lezenia na skladzie przez dlu¬ gie okresy czasu, jak to bywa w przypad¬ ku innych produktów cementowych. PL