Wat is het verschil tussen beton en cement?

Het belangrijkste verschil tussen beton en cement is dat beton een composietmateriaal is dat is gemaakt van water, toeslagmateriaal en cement. Cement is een zeer fijn poeder gemaakt van kalksteen en andere mineralen, dat water absorbeert en fungeert als bindmiddel om het beton bij elkaar te houden. Hoewel cement een bouwmateriaal op zich is, kan beton niet worden gemaakt zonder cement. De twee termen worden vaak verkeerd door elkaar gebruikt, maar beton en cement zijn duidelijk gescheiden producten.

Cement

Cement wordt onder andere gemaakt van kalksteen, calcium, silicium, ijzer en aluminium. Dit mengsel wordt in grote ovens verwarmd tot ongeveer 2.700 ° F (1.482° C) om een ​​product te vormen dat bekend staat als klinkers, dat ruwweg op knikkers lijkt. Deze worden vermalen tot poeder en gips wordt toegevoegd, waardoor de grijze, bloemachtige substantie ontstaat die bekend staat als cement. Wanneer water aan cement wordt toegevoegd, wordt een chemisch proces in gang gezet waardoor het uithardt.

Portland-cement

Er zijn veel verschillende soorten cement, maar het type dat het meest wordt gebruikt in de bouw is Portlandcement. Joseph Aspdin uit Groot-Brittannië ontwikkelde het bouwmateriaal in de 18e eeuw, toen hij ontdekte dat het toevoegen van klei aan kalksteen en het oververhitten van het mengsel ervoor zorgde dat het resulterende mengsel overal kon uitharden. Portlandcement is een soort hydraulisch cement, wat betekent dat wanneer water wordt toegevoegd, het een chemische reactie start die niet afhankelijk is van hoeveel water er is. Hierdoor kan het cement onder water uitharden en ook in natte omstandigheden sterk blijven. De verschillende soorten hydraulisch cement worden voornamelijk gebruikt in beton en mortels.

Beton

Beton daarentegen is een metselwerkmateriaal dat cement gebruikt om steenslag, steen en zand aan elkaar te binden, ook wel aggregaat genoemd. Cement maakt 10% tot 15% uit van de totale massa van beton; de exacte verhoudingen variëren afhankelijk van het type beton dat wordt gemaakt. Het aggregaat en cement worden grondig gemengd met water, waardoor de chemische reactie begint waardoor het cement uithardt en uithardt. Voordat dit gebeurt, kan het betonmengsel in een mal worden gegoten, zodat het in een specifieke vorm uithardt, of het nu een blok of een plaat is.

De hoeveelheid tijd die nodig is om beton uit te harden, hangt gedeeltelijk af van de hoeveelheid gips die aan het mengsel wordt toegevoegd. Deze tijd kan worden versneld door calciumchloride toe te voegen of vertraagd door suiker toe te voegen. Deze verbindingen werken door de ontwikkeling van de verhardende kristallen die zich als betonsets vormen, te beïnvloeden. Aan beton dat wordt blootgesteld aan vries- en dooicondities kunnen extra chemicaliën worden toegevoegd om barsten te voorkomen.

Beton- en cementverhoudingen

De eigenschappen van beton hangen sterk af van de verhouding van aggregaat tot cement tot water in het mengsel. De water-cementverhouding is het belangrijkste, omdat te weinig water het betonmengsel moeilijk maakt om mee te werken, terwijl te veel het eindproduct zal verzwakken. Deze verhouding wordt berekend met de volgende vergelijking:

In deze berekening is r de verhouding, q_H2O is de hoeveelheid water in US gallons, en W_c is het gewicht van cement in ponden. Voor het uitharden van beton is een verhouding van minimaal 0,25 vereist, terwijl waarden van 0,35 tot 0,4 typisch zijn voor de meeste toepassingen.

Aggregaat is ook belangrijk, omdat het meer dan 60% van een betonmix uitmaakt - en in sommige gevallen tot 80%. Grotere stenen hebben minder beton nodig, waardoor er minder water nodig is en er een sterker eindproduct kan worden gemaakt. Aggregaat is ook minder duur dan cement, dus een hoger percentage kan de kosten verlagen. Over het algemeen heeft een goed aggregaat een combinatie van gesteenten van veel verschillende groottes, met een specifieke gemiddelde en maximale grootte; deze stenen moeten schoon en duurzaam zijn en mogen geen klei of andere mineralen bevatten die water kunnen opnemen.

Het hoge steengehalte van beton maakt het extreem duurzaam en wordt vaak gebruikt in zwembadterras, wolkenkrabbers, metro's en lantaarnpalen, evenals trottoirs, opritten en wegen. De ingrediënten in zowel beton als cement behoren tot de meest voorkomende op aarde en beide kunnen worden gerecycled. De productie van cement vereist echter veel energie vanwege de hoge temperaturen die nodig zijn en de industrie is bekritiseerd vanwege haar bijdragen aan de uitstoot van kooldioxide.