[Fr., Lat. caementum, hardsteen, gehouwen natuursteen om te metselen], m./o.,
1. ben. voor verschillende stoffen die een snel verhardend bindmiddel voor bouwwerken(mortel) opleveren;
2. (fig. in dichterlijke taal) bindmiddel, verbindende kracht: geloof is het cement van de Kerk;
3. kit, lijm- of bindmiddel; stof die op cement (1) lijkt, o.a. gebruikt om holle kiezen te vullen;
4. de beenachtige laag om de wortels der tanden;
5. stof waarmee men een metaal laat gloeien ten einde bepaalde stoffen daarmee te verbinden of daaraan te onttrekken: houtskool is het cement om ijzer in staal te veranderen;
6. residu bij een bepaalde bereidingswijze van zuren;
7. (zeemansterm) snert.
Cement is een hydraulisch bindmiddel, dat een hoofdbestanddeel vormt bij de vervaardiging van beton en bij het samenstellen van metsel- en pleisterspecie. Hydraulisch betekent in dit verband dat het cement met water reageert tot een steenachtige massa die na verharding waterbestendig is. De meeste cementsoorten worden vervaardigd op basis van portlandcementklinker; bij enkele voor bijzondere doeleinden toegepaste soorten is dit niet het geval, zoals bij aluminiumcement en gesulfateerd cement.
Eigenschappen
Cement reageert met water onder vorming van hydraten, zgn. hydratatie. Hierbij vormt zich geleidelijk een massa, bestaande uit water en zeer kleine colloïdale deeltjes, de cementgel. In deze gel gaan de colloïde deeltjes zich aan elkaar hechten: er vormt zich een structuur die de cementspecie langzaam een bepaalde stijfheid verleent (het binden van het cement). Deze reactie zet zich voort totdat ten slotte een steenachtige massa ontstaat (het verharden van cement). Er zijn een aantal factoren die de chemische reactie beïnvloeden en die bij het toepassen van cement in betonspecie van belang zijn. De snelheid waarmede de hydratatie en dus ook de verharding plaatsvindt, is afhankelijk van de chemische samenstelling, de fijnheid van maling (hoe fijner gemalen, hoe sneller en vollediger de hydratatie), de temperatuur (verhoging van temperatuur werkt versnellend, verlaging van temperatuur werkt vertragend) en de cement-waterverhouding van het mengsel (de zgn. watercementfactor, w.c.f.). zie beton.
De w.c.f. is weer sterk afhankelijk van de korrelopbouw van het zand-grindmengsel dat voor betonspecie wordt gebruikt en van de graad van verwerkbaarheid (consistentie) die deze specie voor bepaalde doeleinden moet hebben. Cementsoorten. Portlandcement wordt verkregen door het fijnmalen van portlandcementklinker, die hoofdzakelijk bestaat uit hydraulische calciumsilicaten. De belangrijkste grondstof is calciumcarbonaat (CaCo3), dat in de natuur voorkomt als mergel of krijt. De andere bestanddelen, siliciumoxide (SiO2) en aluminiumoxide (Al2O3) worden gewonnen uit klei of kleiachtige materialen; het ijzer in oxide (Fe2O3) uit pyrietas, ijzeraarde of hoogovenstof. De bereiding geschiedt door kalkmengsels te breken en onder toevoeging van een nauwkeurig afgestemd mengsel van klei en andere silicium-, aluminium- en ijzerhoudende materialen te malen.
Men kent het ‘natte proces’, waarbij deze grondstoffen, gemengd met water worden gemalen tot ‘fijnpap’, en het ‘droge proces’ waarbij de grondstoffen vooraf gedroogd worden in droogovens en daarna gemalen tot z.g. ‘ruwmeel’. Fijnpap of ruwmeel worden vervolgens in lange roterende buisovens gebrand. De cementoven is hellend opgesteld; het materiaal wordt in het hoogst gelegen gedeelte ingelaten, waarna het langzaam naar beneden stroomt in de richting van de olie- of gasgestookte vuurmond. Het materiaal wordt steeds heter om tenslotte bij ca. 1400 °C te sinteren, tot donkergrijs gekleurde bolletjes, de cementklinker. Dit halffabrikaat wordt gekoeld en gebroken, waarna het in cementmolens tot een zeer fijn poeder wordt gemalen onder toevoeging van een bepaalde hoeveelheid gips of anhydriet, als bindtijdregelende toeslag. Dit eindprodukt is portlandcement.
De toeslag is nodig om te voorkomen dat het cement als het met water in aanraking komt te snel zou binden en verharden, waardoor moeilijkheden zouden ontstaan bij het verwerken van betonspecie. In Nederland komt slechts op enkele plaatsen kalkmergel voor die geschikt is voor fabricage van portlandcement, nl. in Zuid-Limburg (Sint-Pietersberg); daar bevindt zich dan ook de enige portlandcementfabriek in Nederland, de Eerste Nederlandse Cement Industrie (ENCI). In België bevinden zich portlandcementfabrieken te Bergen, Gent, Haccourt, Haren, Harmingnies, Lixhe, Marchienne en Obourg.
Naast portlandcement is hoogovencement de meest toegepaste cementsoort (in Nederland bedraagt het verbruik ervan zelfs 55% van de totale hoeveelheid die in de bouwnijverheid wordt verwerkt). Hoogovencement ontstaat door samenmaling van portlandcementklinker met gegranuleerde basische hoogovenslak (in het algemeen 65-70% slak en ca. 30-35% portlandcementklinker). De slak, ontstaan bij de winning van ruwijzer in hoogovens en in vloeibare toestand op het gesmolten ijzer drijvend, wordt afzonderlijk afgetapt en onmiddellijk met een grote hoeveelheid water afgekoeld. Bij deze bewerking (het granuleren) valt de slak uiteen in kleine glasachtige korrels. Dit materiaal bestaat uit verbindingen van kalk met kiezelzuur, aluminium- en ijzeroxide, verbindingen die een duidelijke chemische verwantschap vertonen met portlandcementklinker. Dit materiaal bezit dan ook hydraulische eigenschappen, die echter latent aanwezig zijn.
Het portlandcement, dat met de slak wordt samengemalen, dient als activator, waardoor een cement ontstaat dat voor nagenoeg alle toepassingsgebieden gelijkwaardig is aan portlandcement. IJzerportlandcement bestaat voor ca. een derde uit hoogovenslak en voor twee derde uit portlandcementklinker.
Gesulfateerd cement wordt vervaardigd door samenmalen van hoogovenslak met gebrand gips en een kleine hoeveelheid portlandcementklinker. Trasportlandcement is een mengsel van tras (d.i. vulkanische tufsteen die o.a. in de Eifel en aan de Rijn in Duitsland wordt gewonnen) en portlandcementklinker.
Aluminiumcement is een donkergekleurd cement, dat in hoofdzaak bestaat uit verbindingen van kalk met aluminiumoxide. Het heeft een zeer hoge beginsterkte, waardoor het toepassing vindt in gevallen waarin binnen zeer korte tijd, b.v. enkele uren, al een grote betonsterkte noodzakelijk is. Verder wordt aluminiumcement toegepast voor vuurvast metselwerk of beton.
De eisen die aan cement dienen te worden gesteld zijn voor Nederland vastgelegd in NEN 3550 ‘Cement’, Definities, keuringseisen en beproevingsmethoden; voor België in NBN B 12-001 en -002, B 12101 tot -107 en B 12-201 tot 213.
De wereldproduktie van cement bedroeg in 1974: 700 mln. t, waarvan in West-Europa ca. 30%. Nederland produceerde in 1975: 3,7 mln. t; België in 1974: 7 mln. t.
Geschiedenis
De benaming ‘cement’ is afkomstig van de Romeinen, die muurwerk vervaardigden uit gebroken natuursteen met gebrande kalk als bindmiddel; zij noemden dit opus caementitium. Tegen het einde van de 18e eeuw onderkende men de invloed en waarde van het kleigehalte in hydraulische mortels. Dit leidde tot industriële vervaardiging van de oude Romeinse bindmiddelen. In 1824 vervaardigde de Engelsman J. Aspdin door branden van een mengsel met kalksteen en klei een cement dat aanzienlijk hogere hydraulische eigenschappen bezat. Omdat het verharde produkt overeenkomst vertoonde met een in de natuur voorkomende kalksteensoort op het schiereiland Portland in Dorsetshire noemde hij het portlandcement.
Zijn zoon W. Aspdin verbeterde het procédé door onder hoge temperatuur tot sinteren toe te branden. Sindsdien zijn de fabricagemethoden geperfectioneerd en volledig geïndustrialiseerd.
LITT. W. Czernin en K.L.A. van der Leeuw, Cementchemie voor de bouwwereld (1968); F. Keil, Zement, Herstellung und Eigenschaften (1971); A. Heerding, Cement in Nederland (1971); D.W.E. Smit, C. Souwerbren en A.P. van Vugt, Betontechnologie (1974).