Cement

Már az ókor építészei tudták, hogy a fehér mész bizonyos földnemü anyagokkal keverve vizállóvá lesz. Smeaton J. angol mérnök volt az első, aki 1756. tapasztalta, hogy az agyagot és homokot tartalmazó mészkövek égetés után vizben megkeményedő meszet adnak; de csakis Parkernek sikerült 1796. ily meszet nagyobb mennyiségben gyártani, melyet római v. román cementnek nevezett. 1824. gyártotta első izben Aspin J. angol kőmives azt a C.-t, melyet portland cementnek nevezett. Mai nap ismerünk: hidrauilkus meszet, román C -t, portland C.-t, puzzuolán C.-t, kevert C.-t és hidraulikus pótlékokat.

Agyagos kövek ill. mészmárgák, ha azoknak sósavban oldhatatlan (agyag, homok) részük 12-20% égetés után oly meszet adnak, mely oltás közben mérsékelt megmelegedés és csekély térfogatszaporodás mellett egészben, v. részben porrá esik. Az oltás közben szétesett por külön leszitálva, adja a könnyü hidraulikus meszet, mig a szét nem esett darabok őrölményét nevezik nehéz hidraulikus mésznek. A hidraulikus mész földes tapintatu, fehér v. szürkébe játszó, világos sárga szinü por; mely vizzel feleresztve nem melegszik meg és igen lassan keményedik de szilárdsága idő folytán viz alatt s ugy mint a szabad levegőn is folytonosan növekedik. Fajsulya 2,8 és 2,9 között áll és izzítva sulyának rendesen több mint 8%-át veszíti. Ez a mészfaj használható száraz- és vizépítkezéseknél, de utóbbi esetben célszerüen csak akkor, ha a viznek behatását levegőn való keményedés előzheti meg. Igen alkalmas nedves alapozásoknál és mindenütt, ahol a falazatnak gyorsabb kiszáradása kivánatos.

Bizonyos fizikai minőségü mintegy 20-50% sósavban oldhatatlan részt tartalmazó márgák égetés után oly meszet adnak, mely sem vizzel nedvesítve, sem huzamosb időig a levegőn tartva porrá szét nem esik; az ily mész megőrölve adja a román C.-t; ez földes tapintatu, sárgástól vöröses-barnáig váltakozó színü por; vizzel feleresztve erősen vagy csekélyebb mértékben megmelegszik és megkeményedése is gyorsabb vagy lassubb; fajsulya ritkán haladja meg a 3%- ot, és izzítás alatt 5%-nál kisebb sulyveszteséget szenved. Az alkalmas márgának égetése v. akna- v. Hofmann-féle kemencében történik; előbbiben rend szerint folytonos tüzelés mellett olyformán, hogy mig a kemence szádjába a márga és tüzelő anyag rétegenként adagoltatik addig a kész gyártmány a kemence alján eltávolíttatik. A helyesen vezetett égetésen kivül, a gyártott román C. jósága az őrlés minőségétől is függ. A jóság mely a térfogatállandóságban és szilárdságban nyer kifejezést, megállapított normativumok alapján határoztatik meg. Hazánkban hatóságilag érvényes ily megállapodások nem léteznek; a bécsi normáliák, melyek nálunk is közszokásban vannak, szabványos arányban kevert habarcsból készült próbatestektől, 28 napos korukban lassan kötő román C.-nél 10 kg. huzó és 80 kg. nyomás ellentállást mig gyorsan kötőknél 8 illetve 60 kg.-ot követelnek cm²-ként. Román C. használható mindenfelé beton építkezéseknél ott, ahol felette nagy szilárdság nem követeltetik. Igen alkalmas anyag az épület-homlokzat készítésére, mert a belőle készített vakolatnak az idő viszontagságai iránti ellentállása olyan, mint a jobb fajta köveké.

Hazánkban a román C.- gyártás a negyvenes évekre vezethető vissza, amikor a budapesti lánchid építésénél ily hazai gyártmány is lett alkalmazva. Hazánk földjének geologiai alakulása bő tárházát nyujtja az ily célra alkalmas márgáknak, de mind e mellett is román-C.-iparunk koránt sem érte el ma még, közgazdasági fontosságának megfelelő fejlettségét.

Oly építkezéseknél, melyeknél a nagy szilárdság a főkövetelmény: portland C.-et használnak. Némely román C. előállítására is alkalmas mész dusabb márgák, magasabb hőfokig, azaz a fehér izzásig hevítve, összetöpörödnek és a megőrölés kezdetének jeleit magukon viselő, sötét-szürke kékesbe játszó kő darabokat adnak melyek megőrölve képezik a portland C.-t. Az ennek gyártásához szükséges, igen különleges kémiai összetételü márgák azonban igen ritkák, és ahol előfordulnak is, ott sincs meg összetételüknek azon kivánatos egyöntetüsége, mely a megbizható gyártásnak fő kelléke, azért célirányosabbnak mutatkozik, a helyes összetételt mesterséges uton eszközölni; az ily uton nyert gyártmány a mesterséges portland C.; ez minden tulajdonságaiban megbízhatóbb és mint minden tekintetben első rendü gyártmány, ez uralja a piacot. A portland C. érdes tapintatu, sötét-szürke, s kék-zöldes szinbe játszó por, mely vizzel feleresztve alig, v. semmit sem melegszik meg, és rövidebb vagy hosszabb idő multával keményedik meg; fajsulya 3,1 felett áll és izzítás alatt sulyának alig 2%- át veszíti.

A gyártáshoz szükséges nyers anyagok, lehetőleg tiszta, főkép magnézia-mentes mészkő és agyagnak a kellő arányban való keverése, vagy száraz vagy nedves uton történik. Utóbbi mód, mely iszapolásnak is neveztetik, adja a lehető legbensőbb elkeveredést, de csakis lazább, inkább kréta alaku mészköveknél alkalmazható. Elterjedtebb a száraz uton való keverés, amidőn az előre megszárított darabos nyers anyagok, kellő arányban elegyítve, együttesen őröltetnek. Ily eljáráshoz a kristályos tömör mészkő a legjobb, mert az az őrölő készülékhez tapadó agyagot onnan jobban lesurolja, az őrlés folyamatát tehát megkönnyítí. Az együtt őrölt és többszöri szitálás által finomitott és egyenletes keverékü por, vagy szárazon sajtolás, vagy nedves uton leszen vályoggá feldolgozva, és kellő szárítás után akna vagy Hofmann-kemencékben égetve. A helyesen égetett portland C. téglák sötét-szürke szinüek, taplósan összetöpörödöttek, a kezdő megolvadás jelét mutató, csengő üvegkemény darabok; ezeknek megőrlése meglehetősen nehéz müvelet; történik az: törők zúzók hengerek, görgők, őrlő székek kőjáratok, golyómalmok, stb. által, mely művelet alatt, a szükséges finomság megadása végett ismételt szitálás alkalmaztatik. A kész gyártmányt lehető egyenlősítése végett, nagyobb mennyiségben folytonos összekeverés mellett, raktározzák. A helyes raktározás minden C.-nek fokozza jó tulajdonságait, amiért portland C.-t is, csak hónapokra terjedő raktározás után, és sohasem fris állapotban kell használni.

A portland C. jóságát megállapító faktorok: őrlés-finomság, térfogat-állandóság, kötő-erő és szilárdság stb. irányában támasztandó követelmények mennyiségei és azok megállapításának módozataira, a Magy. Mérnök- és Építész-egylet által megállapított és hazánkban érvényes szabványokban lettek összefoglalva; ezen megállapodások értelmében szabványos keverékben készített és vizben keményedett próbatestekből, azoknak 28 napos korukban legalább is 16 kg. húzó és 160 kg. nyomó ellentállás kivántatik cm²-kint. A portland cementet használják mindenféle oly beton építkezéseknél, ahol első sorban nagy szilárdság és tömörség követeltetik; leginkább vizépítkezéseknél tesz igen jó szolgálatot és pedig épp ugy édes vizben, mint a tenger vizében. Ez utóbbi esetben nem szabad a falazatot igen sovány, tehát felette likacsocs betonból készíteni, mert az ilyen kilugoztatik és megromlik. A tengerviznek klór és kénsavas magnézia-sói a cementet ugyanis megtámadják olyképen, hogy cserebomlás utján klórmész és gipsz képződik, melyek feloldatván, helyettük oldhatatlan magnéziahidrát válik ki; a lecsapódott magnéziahidrát, ha a falazat pórusait kitölti, a tengerviznek tovább behatolását meggátolja, a C.-t a kilugozás ellen tehát megvédi. Szárazépítkezésnél a portland C. és fehér mész keveréke is használatban van és ámbár igen jó habarcsot ad, de hazai viszonyaink mellett ugyan ezen célt az olcsóbb román C. használatával sokkal jutányosabban érjük el.

Hidraulikus pótlékok alatt oly term. avagy mestérséges anyagot értünk, melyek fehér mészhez keverve annak hidraulikus tulajdonságot adnak. Ezen anyagokat melyeknek használata igen régi, nevezték eredetileg C.-nek. Használatuk a folytonosan fejlődő modern C.-ipar által mindinkább háttérbe szorul és inkább helyi jellegü. A hidraulikus pótlékoknak hatása a bennük levő, oldható kovasavtól függ; ennek mennyisége szabja meg értéküket. A természetben előforduló ily anyagok, az ujabb eruptiv kőzeteknek tuffái; ilyenek a trassz, a puzzuolan és santorin-föld, stb. Hazánk gazdag trachit hegységei ezen anyagok bő lelhelyei; ilyenek az aradvmegyei lukareci tuffakő, mely a temesvári erődítmények építésénél lett felhasználva. Nagy-Kartal község határában található tuffának sósavban oldható kovasavtartalma 34%. Hidraulikus pótlékul használhatók még a vas olvasztó kemencéknek bázikus salakjai is; vala- mint égetett agyagok azaz téglapor stb. Lisztfinomságra őrölt hidraulikus pótlékoknak mészhidráttal gyárilag előállított keveréke adja a puzzuolán C.-t, ez a használt pótló anyag szerint mint salak C. v. trassz C. stb. jön forgalomba. Ezen C.-k fajsulya rendszerint kisebb a 2,8-nál; izzítás alatt sulyuknak legalább is 10%-át veszítik; szinük az alapanyag szinétől függ; tapintatuk lisztes puha; vizzel feleresztve meg nem melegednek és igen lassan keményednek meg. A belőlük készített habarcs, a mészhidrát tartalom miatt, a kiszáradáskor igen hajlandó a megrepedésre, miért is szárazban való építéskor, a vele készített vakolatot folytonosan nedvesen kell tartani. Jó tulajdonsága ellenben, hogy a belőle készített beton direkte vizbe öntve is kevés hajlandóságot mutat az eliszaposodásra, miért is ily építkezéseknél indokolt a használata.

C.-t tisztán igen ritka esetben használunk; a legtöbb esetben kevesebb v. több homokkal keverve, mint habarcs jő alkalmazásba, és pedig éppugy falazásoknál, mint főleg beton építkezéseknél. Minden alkalmazásánál, hogy a megkivánt cél eléressék, azaz hogy szilárdsága és egyéb jó tulajdonságai teljes mértékben érvényesülhessenek a C.-nek háborítatlanul kell leköthetnie; ami csak azon esetben történik, ha a C., lekötésének kezdete előtt, már fel lett dolgozva. Ezen szempontból a lassan kötő C.-é az előny. A C.-nek lekötése igen bonyolódott kémiai folyamat, melynek az a lényege, hogy viznek jelenlétében kalcium és aluminium szilikát dupla sók képződnek, mely alkalommal 12-20% hidrátviz is köttetik le. A megkeményedés folyama alatt még mintegy 10-25% szénsav is vétetik fel. A C.-nek felhasználásakor gondoskodni kell a lekötésre megkivánt viz jelenlétéről; valamivel több viz kevésbbé ártalmas mint kevés. Nagyobb vizmennyiség a C. lekötését lassítja; felette sok viz a kötőerőt és szilárdságot csökkenti miért is legjobb a C.-t sohasem hig folyékony, hanem keményebb, de még kenhető péppé ereszteni föl. A használt viznek minőségétől és hőfokától is függ a lekötés ideje. Romlott és igen kemény viz a legkárosabb következményü lehet; savanyu, sós és tengerviz a le nem kötött C.-re bomlasztólag hat, mig a megkeményedett C.-t alig támadja meg. Magasabb hőfok a kötést gyorsítja, alacsonyabb lassítja. Fagy a C. leköté- sét lassítja, annak szilárdságát azonban észrevehetőleg nem csökkenti de elővigyázatra int, mert a feles viznek megfagyása bomlasztó hatással lehet. Tiszta C. lekötéskor habár igen csekély mértékben is, de mégis összehuzódik, miért is nagyobb kiterjedésben alkalmazva megreped. Ezt meggátolja a homoktartalom, mely még a hőfokváltozás iránti érzékenységét is csökkenti.

Jó építő homokkal egyenlő arányban kevert C. szilárdsága alig különbözik a tiszta C. szilárdságától, vagy sok esetben nagyobb is. A szükséges homokmennyiség a megkivánt szilárdság és főkép a tömörség szempontjából állpíttatik meg. A keverési arányt mindig sulyviszonyban fejezzük ki, habár a tényleges összekeverés könnyebbség miatt térfogat szerint történik; ezen eljárás azonban igen könnyü és laza C.-nél könnyen vezet csalódásokra. A megkeményedett habarcsban a C. által elfoglalt térfogat, csekély különbséggel egyenlő a felhasznált C. sulya és fajsulyából kiszámított térfogattal, hozzáadva a lekötéskor felvett viznek térfogatát. A habarcsnak összes térfogatát első sorban a homok állapítja meg, amennyiben ennek térfogata nagyobbodást csak akkor és csak oly mértékben szenved, amennyiben a hézagainak kitöltésére szükséges C. pépnél nagyobb mennyiség lett felhasználva. A homoknak hézagai térfogatának mintegy egyharmadát teszik. C. vakolatot tömöríteni ugy lehet, ha lekötése előtt felületére száraz C. port hintünk, és azt jól bedörzsöljük. C.-t fémoxidokkal szinezni is lehet, mely eljárás patronokba préselt beton lemezek készíté- sénél van használatban.

Pallas Nagylexikon