Cement portlandzki: cena, parametry, gdzie jaki stosować

Nie ma chyba bardziej znanego materiału, niż cement portlandzki. Spotkać go można na prawie każdej budowie i w każdym sklepie budowlanym. Niestety, nazwa tego produktu jest często stosowana zamiennie do różnych rodzajów cementu. Nie jest to praktyka uczciwa, gdyż to właśnie cement portlandzki zaliczany jest do grona najlepszych cementów na rynku. W poniższym artykule zamieścimy wszystkie najważniejsze informacje dotyczące tego produktu. Dowiemy się, czym tak on naprawdę jest i jak odróżniać do od podróbek. Poznamy też jego najważniejsze parametry i rodzaje i dowiemy się, ile mniej więcej kosztuje i jakie jest jego zastosowanie.

Co to jest cement portlandzki?

Cement w odmianie portlandzkiej, jest hydraulicznym materiałem wiążącym. Oznacza to, że uzyskuje on swoje właściwości dopiero po wymieszaniu z wodą. Nazwę tą nadał mu jego odkrywca, Joseph Aspdin. Po wynalezieniu “portlandu” miał on zauważyć, że swoim wyglądem przypomina on skały na znajdującej się w pobliżu wyspie Portland.

Niestety, jak to często bywa, nazewnictwo to zostało zapożyczone również przez innych producentów cementu, który nie miał zbyt dużo wspólnego ze swoim portlandzkim odpowiednikiem. To, co odróżnia tą formę cementu od innych jej odmian, to właściwości fizyczne. “Portlandem” nazywamy szary, sypki materiał, który otrzymuje się ze zmielenia gipsu (maksymalnie 5 procent mieszaniny) i klinkieru cementowego.

Materiał ten jest zresztą znany już dosyć długo. Jego twórca uzyskał na niego patent już w 1824 roku. Przy określaniu właściwości cementu, należy uwzględnić jego skład. Co prawda temat ten poruszymy w dalszej części artykułu, ale już teraz możemy zaznaczyć, że ogromną rolę odgrywają tutaj dodatki.

I właśnie dlatego, cement portlandzki charakteryzuje się najwyższą czystością. Jednym słowem, nie posiada on żadnych dodatków, przez co charakteryzuje się bardzo dobrymi właściwościami wiążącymi w określonych warunkach.

Skład i produkcja cementu portlandzkiego

Proces produkcji cementu w odmianie portlandzkiej, jest bardzo złożony i skomplikowany. Pierwszym etapem jego powstawania, jest produkcja klinkieru cementowego. Uzyskuje się go przez wypalenie w specjalnym piecu (przy temperaturze około 1450 stopni Celsjusza) specjalnie dobranej mieszaniny różnych surowców, które składają się przede wszystkim z glinokrzemianów i wapnia. Gdy klinkier zostaje już wypalony, staje się on zwarty i twardy. Następnym i ostatnim etapem produkcji cementu, będzie zmielenie wspomnianego klinkieru z domieszką gipsu. Tak jak wspominaliśmy wcześniej, jakość wszystko zależy tu od składników dodatkowych.

Klasa cementu, jego skład i oznaczenia

W tym momencie dochodzimy do sedna sprawy. Kupując cement portlandzki, nie można sugerować się wyłącznie informacją na sklepowych ladach. Wręcz przeciwnie – warto sugerować się danymi przedstawionymi na karcie charakterystyki cementu portlandzkiego, gdyż to ona powinna przedstawiać skład chemiczny produktu. Tak jak powiedzieliśmy wcześniej, nazwa “portlandzki” może być chwytem marketingowym. Warto więc wiedzieć na co zwrócić uwagę, by potem nie żałować. Najważniejsze informacje, jakie powinny znajdować się na danym opakowaniu, dotyczą przede wszystkim rodzaju cementu i jego składu (z uwzględnieniem zawartości składników dodatkowych). Odczytanie niektórych ze wspomnianych informacji, wymaga znajomości symboliki przedstawionej przez producenta o czym zresztą napiszemy poniżej. Bezsprzecznie najważniejszą informacją przedstawioną na opakowaniu cementu, jest jego rodzaj. Wyróżniamy kilka klas produktu.

Podział ten przyda się nam podczas późniejszej identyfikacji wyrobu.

1. CEM I – to cement portlandzki. Najniższa klasa oznacza jednocześnie najczystszą formę cementu, w której nie ma składników dodatkowych.
2. CEM II – to również cement portlandzki, choć w tym przypadku jest to już produkt wieloskładnikowy. Najczęstszym dodatkiem wchodzącym w jego skład jest wapień.
3. CEM III – to cement hutniczy. Jest wykorzystywany do produkcji elementów poddawanych działaniu wysokich temperatur. Dzięki zastosowaniu dużej liczby składników dodatkowych, może on uzyskiwać konkretne właściwości, tożsame dla tego rodzaju produktu.
4. CEM IV – to cement pucolanowy.
5. CEM V – to cement wieloskładnikowy o bardzo złożonym składzie chemicznym.

Może się okazać, że w sklepie spotkamy się z szeregiem dodatkowych oznaczeń. Przykładowo cementy wykonane w klasie II i III, mogą w swojej nazwie posiadać dodatkową literkę A, lub B. Oznaczenie A mówi nam o tym, że wartość składników w przedziałach procentowych w danym produkcie wynosi od 6 do 20 procent. Oznaczenie B, będzie z kolei wiązało się z nieco wyższą ilością składników, gdzieś na poziomie 21 – 35 procent. To jednak nie wszystko. Na wielu opakowaniach cementu, można znaleźć szereg dodatkowych liter, oznaczających skład konkretnego produktu.

Dla przykładu:

• litera S będzie oznaczać dodatek w postaci granulowanego żużla wielkopiecowego,
• litera P będzie oznaczać dodatek pucolany w naturalnej postaci,
• litera D będzie z kolei oznaczać dodatek w postaci lotnego pyłu krzemionkowego.

Dlaczego o tym piszemy? Ponieważ chcemy zaznaczyć, że podział ten jest bardzo zawiły i skomplikowany. Tym samym, znalezienie autentycznego, 100 – procentowego cementu portlandzkiego, może być w praktyce bardzo trudne. Sprawę pogarsza fakt, że wielu producentów stosuje własne oznaczenia, które mają postać specjalnego kodu. Odnalezienie informacji kryjących się za nim, będzie zatem wymagało odwiedzenia strony internetowej danego producenta, lub też zapoznania się z katalogiem ofertowym. Podczas zakupu cementu warto również zwrócić uwagę na oznaczenia wytrzymałości (najczęściej wczesnej). Choć parametr ten będzie dokładniej opisywany w dalszej części artykułu, to jednak chcemy już w tym miejscu zaznaczyć, że istnieje określona klasyfikacja rodzajów cementu, wynikająca z tego parametru.

Tym samym:

• literą R oznaczymy cement portlandzki, charakteryzujący się wysoką wytrzymałością wczesną,
• literą L oznaczymy cement hutniczy, wyróżniający się wysoką wytrzymałością wczesną,
• literą N oznaczymy cement portlandzki, który będzie charakteryzował się wypoziomowaną wartością wytrzymałości wczesnej.

Jak więc widać, dokładne określenie konkretnego rodzaju cementu nie zawsze jest takie proste, jak wcześniej mogłoby się wydawać.

Najważniejsze parametry cementu portlandzkiego

Liczba parametrów określająca właściwości cementu portlandzkiego, jest z reguły dosyć duża. Stąd też bardzo ważna jest znajomość każdego z nich, by w miarę możliwości znać podstawowe cechy kupowanego produktu.

Zmiany objętości

Parametr ten określa różnicę pomiędzy objętością dopiero co zmieszanego i związanego betonu. Normy dla cementu w odmianie portlandzkiej jednoznacznie wskazują, że winien on wynosić maksymalnie 10 mm na każdym z wymiarów wylewki. Dobre cementy portlandzkie spełniają to zalecenie z nawiązką, zmieniając swoją objętość o zaledwie 0.3 mm.

Początek okresu wiązania

Parametr ten jest szczególnie ważny dla budowlańców, gdyż określa on czas, w którym od momentu nałożenia, można dokonywać podstawowych poprawek. Normy określają, że cement portlandzki powinien zacząć wiązać po co najmniej 60 minutach. W przypadku dobrych cementów, czas ten jest jeszcze dłuższy i wynosi około 140 – 150 minut.

Wytrzymałość na ściskanie

To parametr o którym pisaliśmy już wcześniej. Określa on odporność związanego betonu na oddziaływania zewnętrzne. Przyjęło się, że polskie normy dla “portlanda” zakładają wspomnianą wytrzymałość na poziomie 10 MPa (po dwóch dniach) i ≥ 42,5 MPa ale też ≤ 62,5 MPa (po 28 dniach). Zdecydowana większość cementów portlandzkich, które można znaleźć na rynku, doskonale wpisuje się w te zalecenia. Przy tum punkcie warto nadmienić, że cementy portlandzkie różnią się pomiędzy sobą klasami wytrzymałości na ściskanie.

Pod tym względem, wyróżniamy trzy podstawowe rodzaje tego produktu.

• Cementy w klasie pierwszej – to produkty, w przypadku których wytrzymałość pobranych próbek po 28 dniach wynosi 32.5 – 52.5 MPa.
• Cementy w klasie drugiej – to produkty, w przypadku których wytrzymałość pobranych próbek po 28 dniach wynosi 42.5 – 62.5 MPa.
• Cementy w klasie trzeciej – to produkty, w przypadku których wytrzymałość pobranych próbek po 28 dniach wynosi więcej, niż 52.5 MPa.

Podsumowując, im wyższa klasa wytrzymałości, tym twardszą zaprawę uzyskamy z wybranego cementu.

Stopień białości

To parametr, określający jakość cementu. Im jest on bardziej biały, tym zawiera on mniejszą liczbę dodatków i innych zanieczyszczeń. Polskie normy zakładają, że cement portlandzki powinien charakteryzować się białością na poziomie 75 procent. Większość polskich producentów cementu, oferuje produkty z gatunku Portland o białości co najmniej na poziomie 80 – 85 procent.

Pozostałość nierozpuszczalna

Określa ilość cementu, jaka w procesie mieszania nie zostaje rozpuszczona. W praktyce powinna być ona jak najmniejsza, gdyż wspomniane grudy mogą doprowadzić do powstania wewnątrz betonu miejsc o zmniejszonej spoistości. W dobrych cementach z gatunku Portland, ilość takich składników nie powinna być wyższa, niż 5 procent całości produktu.

Informacje dodatkowe

Producenci są również zobowiązani do przedstawienia szczegółowych danych na temat obecności w ich produktach siarczanów i chlorków. Im jest ich mniej, tym oczywiście lepiej. Zaleca się, by maksymalna ilość siarczanów wynosiła około 3.5 procenta zawartości. W przypadku chlorków obostrzenia te są jeszcze bardziej surowe, gdyż ich zawartość nie może być wyższa, niż 0.01 procenta.

Rodzaje cementu portlandzkiego

Tak jak wspominaliśmy wcześniej, cement portlandzki dzieli się na dwa podstawowe rodzaje, czyli odmianę “czystą” i wieloskładnikową.

Czym one się od siebie różnią?

Przede wszystkim składem chemicznym a co za tym idzie – najważniejszymi właściwościami.

1. Cement portlandzki cem CEM I – ze względu na fakt, że jest on pozbawiony dodatków, jego stosowanie wiąże się ze zwiększonym przyrostem wytrzymałości wczesnej, co ma konkretny wpływ na sposób stosowania. Oprócz tego, CEM I jest produktem który ma wysokie ciepło hydratacji, co oznacza, że podczas zalewania wodą będzie on generował duże ilości ciepła. Na koniec jeszcze jedna, ważna informacja. Cement CEM I charakteryzuje się bardzo krótkim czasem wiązania. Jest to spowodowane dużą zawartością czystego gipsu, pozbawionego składników mogących spowolnić proces tej reakcji.
2. Cement portlandzki cem CEM II – to nieco inna odmiana “Portlanda”, co widać zarówno na przykładzie składu chemicznego, jak również konkretnych parametrów fizycznych. Cement wieloskładnikowy (bo to jego nazwa zamienna) zawiera również szereg dodatków w postaci lotnych popiołów, żużlu i itd. Oczywiście jego podstawowym składnikiem nadal pozostaje klinkier o którym zresztą pisaliśmy wcześniej. Cement portlandzki CEM II charakteryzuje się on przede wszystkim:
   • wysokim, choć czasem umiarkowanym poziomem wzrastania wytrzymałości wczesnej,
   • stosunkowo niewielkim ciepłem hydratacji (czyli mieszania z wodą, nawadniania),
   • zdecydowanie dłuższym czasem wiązania, niż w przypadku odmiany I,
   • niewielkim skurczem objętościowym,
   • zwiększoną odpornością na oddziaływania chemiczne (np, korozja chemiczna).

Kolorystyka cementu

Cement portlandzki ma zwykle kolor biały. Można jednak znaleźć produkty, w skład których będą wchodzić związki żelaza. Im więcej ich będzie, tym dany cement będzie miał niższą biel. Co ważne, będzie to miało ogromne znaczenie w kontekście budownictwa. Przykładowo cementy szare sprawdzą się głównie do zastosowań przemysłowych. Z kolei produkty białe, będą znacznie lepszym rozwiązaniem w przypadku rozbudowanych elementów architektonicznych, utrzymanych w typowej, białej aranżacji.

Można by zatem uznać, że powyższy akapit całkowicie wyczerpuje temat koloru otrzymanego cementu. Niemniej, dzięki zastosowaniu pigmentów, temat ten jest znacznie bardziej obszerny, niż mogłoby się wydawać. Oczywiście pigmenty nie wchodzą zwykle w skład samego cementu. Zwykle kupuje się je oddzielnie, z przeznaczeniem do określonego rodzaju betonu. Ich skład chemiczny opiera się na składnikach łączących się z cementem, dzięki czemu można z powodzeniem wykorzystywać je w takich sytuacjach. W zasadzie wszystkie pigmenty uzyskiwane są w sposób sztuczny.

Niemniej, na ich końcową kolorystykę ogromny wpływ ma zastosowanie konkretnych substancji chemicznych. Zdecydowana większość barw pigmentowych, a finalnie koloru otrzymanego cementu jest uzależniona od obecności (w określonych ilościach) wspomnianych związków żelaza.

Niektóre z nich a zwłaszcza te o intensywnej barwie czerwonej, zawierają w sobie praktycznie 100 procent związków tego metalu. Nie jest to jednak regułą. Żelazo sprawia, że pigment ma barwę czerwoną, lub różową.

Z kolei związki tytanu odpowiedzialne są za uzyskanie białego koloru otrzymanego cementu.

Jeśli zależy nam na betonie utrzymanym w zielonej kolorystyce, trzeba będzie do niego dodać związków chromianów a konkretnie tlenków chromu.

W przypadku barwy niebieskiej, w składzie chemicznym pigmentu znajdziemy z kolei tlenki kobaltu.

Bardzo istotnym parametrem pigmentów cementowych jest ich odporność na światło słoneczne a konkretnie – na promieniowanie ultrafioletowe.

Informacje na ten temat powinny być podane na opakowaniu pigmentu.

Jeśli ich nie ma, jego zakup powinniśmy poddać w wątpliwość.

Zwłaszcza, że to właśnie promieniowanie UV jest najczęstszą przyczyną wyblaknięcia danej barwy.

Jak dobrać odpowiednią ilość pigmentu do betonu?

Najlepiej kierować się w tym przypadku zaleceniami producenta i… prostymi obliczeniami.

Idealnym rozwiązaniem jest sugerowanie się proporcjami wagowymi pigmentu (masą na jednostkę objętości), w stosunku do ilości cementu. Na tej podstawie można w dość prosty sposób wyliczyć, jak dużo pigmentu można dodać.

Co ważne, jest jeszcze jedna zasada, którą należy się kierować. Ilość dodawanego pigmentu nie powinna być wyższa, niż 5 procent ogólnej masy cementu.

Jeśli ten próg zostanie przekroczony, uzyskany w ten sposób kolor nie będzie bardziej wyrazisty a sam beton będzie charakteryzował się zmniejszoną przyczepnością.

O czym pamiętać przy dodawaniu pigmentu?

1. Poszczególne jego porcje powinny być dodawane w sposób bardzo dokładny i ściśle wymierzony. Jeśli proporcje te zostaną zaburzone, kolejne “porcje” betonu mogą mieć inny odcień.
2. Największe zmiany w odcieniu betonu są widoczne tylko w przypadku niewielkich ilości dodawanego pigmentu. Jeśli do jednej miary betonu dodamy kolejną jednostkę pigmentu, barwa nie zmieni się tak bardzo, jak w przypadku jego mniejszej ilości.
3. Na ostateczny odcień zaprawy betonowej, może mieć wpływ również zawarte w niej wapno. Dlatego cement portlandzki klasy drugiej, może osłabić kolorystykę pigmentu. Zwłaszcza, że najczęściej posiada on w swoim składzie związki wapnia.

Cement portlandzki cena

Ile kosztuje cement portlandzki na tle innych rodzajów cementu? Na ile swój produkt wyceniają określeni jego producenci? Na te pytania postaramy odpowiedzieć poniżej.

Chyba najpopularniejszym producentem cementu jest Ożarów. Cementownia ta powstała już w latach 70-tych i do dziś jest jednym z największych producentów w naszym kraju. Twórcy popularnej “jedynki” nie ograniczają się jednak wyłącznie do “Portlandu”. W ich ofercie można znaleźć szereg różnych produktów, uzależnionych od ich specyfikacji i składu chemicznego. Jak zatem łatwo się domyślić, cena cementu będzie uzależniona od jego klasy. Za typowy cement portlandzki (produkt klasy I), zapłacimy od 11 zł do 12 zł. Zauważmy jednocześnie, że w tej cenie możemy kupić jeden worek, w którym znajduje się 25 kilogramów produktu.

Nieco mniej zapłacimy za analogiczne opakowanie w klasie drugiej. Jego cena będzie oscylować w okolicach 9,5 zł. Oczywiście powyższe kwoty nie są jedynym i niepodważalnym standardem.

Na rynku można np. znaleźć cement biały marki CEMEX (klasa pierwsza) o wytrzymałości 52.5 R, za którego opakowanie (25 kilogramów) zapłacimy aż 30 złotych. Niemniej, jest to produkt specjalnego przeznaczenia, który stosuje się zwłaszcza w przypadku najbardziej zaawansowanych prac architektonicznych.

Jak na tym tle wygląda oferta innych producentów?

Przykładowo za cement klasy drugiej o parametrze wytrzymałościowym 32.5 R, zapłacimy nieco ponad 8 złotych (również za opakowanie o masie 25 kilogramów). Minimalnie więcej będzie nas kosztował cement tej samej klasy, ale za to o nieco wyższych parametrach wytrzymałościowych (42.5 N). Za jedną toną produktu, trzeba nam będzie zapłacić około 350 złotych. Oznacza to, że jedno, 25 – kilogramowe opakowanie, uszczupli nasz portfel o około 8.5 złotych. W porównaniu do powyższej oferty, jest to cena znacznie korzystniejsza. Oczywiście należy pamiętać również o tym, że na ostateczny koszt (w ramach określonej inwestycji), wpływ będą miały również inne czynniki, które trudno uwzględnić w sposób wymierny. Sposób wykorzystania cementu a także indywidualne umiejętności, będą w tym przypadku kluczowe.

Zastosowanie cementu portlandzkiego

Tak jak wspomnieliśmy już na samym początku naszego artykuły, cement w odmianie portlandzkiej jest wykorzystywany w różnych procesach budowlanych i to nie tylko podczas produkcji zaprawy betonowej.

Gdzie zatem możemy mieć do czynienia z tą formą cementu?

1. Przygotowanie zapraw murarskich – jest to najczęściej spotykane zastosowanie tego materiału. Zamiennie można go również stosować w procesie przygotowania i produkcji zapraw tynkarskich o zwiększonej wytrzymałości na oddziaływania zewnętrzne.
2. Gotowe mieszanki tynkarskie – cement ten bardzo często wchodzi w skład gotowych mieszanek tynkarskich. Ich zaletą jest prosty proces przygotowania zaprawy, obejmujący wyłącznie zmieszanie jej z wodą. Poprzez gotowe mieszanki rozumiemy przede wszystkim produkty dekoracyjne o dużej zawartości ozdobnych składników dodatkowych.
3. Kleje – cement klasy I może wchodzić również w skład wielu popularnych klejów budowlanych. W tym przypadku, jego rolą jest zwiększenie siły wiążącej kleju a także ustabilizowanie procesu jego zasychania.
4. Prefabrykaty – ze względu na swoje silne cechy wiążące, cementy te wykorzystuje się również do produkcji prefabrykatów. Oczywiście mamy tu na myśli elementy betonowe i kostkę brukową. Zastosowanie tego materiału budowlanego, korzystnie wpływa na zwiększenie twardości poszczególnych bloków, bądź też wspomnianych kostek brukowych.
5. Beton architektoniczny – wysokiej klasy cementy portlandzkie, stosuje się również w tzw. betonie architektonicznym. Charakteryzuje się on wysoką jakością wykonania, bardzo dużą twardością i praktycznie idealną bielą (w przeciwieństwie do bardziej tradycyjnego betonu szarego).
6. Fugi – cementy portlandzkie wykorzystuje się również do produkcji fug. Jego domieszka znacznie zwiększa siły wiążące w obrębie zaprawy, co ostatecznie wpływa na wytrzymałość fugi. Mają one wpływ również na zwiększoną odporność na działanie wody i niskich temperatur.
7. Tynki renowacyjne – białe cementy portlandzkie wykorzystuje się również do produkcji szerokiej gamy tynków renowacyjnych. Specyficzne parametry fizykochemiczne produktu sprawiają, że można go stosować zarówno w przypadku tynków stosowanych na powierzchnię zewnętrzną, jak również w tynkach wewnętrznych.

Ostatnią, bardzo ważną zaletą portlanda (zwłaszcza występującego w klasie I), jest jego wysoka temperatura hydratyzacji o której zresztą pisaliśmy wcześniej.

Oznacza to, że jego wiązanie może odbywać się również w warunkach stosunkowo niskich temperatur.

Zanim kupisz…

Po pierwsze – wybieraj tylko taki cement portlandzki, który jest wyprodukowany przez czołowych i profesjonalnych polskich wytwórców. Zaufanie odpowiedniej marce to podstawa, jeśli zależy nam na mocnym i trwałym betonie. Niestety, na rynku wciąż jest bardzo dużo produktów, które z prawdziwym cementem portlandzkim mają niewiele wspólnego. Warto je zatem omijać szerokim łukiem i wybierać tylko te, do których mamy największą pewność.

Po drugie – kupujmy zawsze taki cement portlandzki, na opakowaniu którego znajdują się konkretne informacje na jego temat. Zakup produktu, na którym dane te są przedstawione w sposób nieczytelny, bądź rozmazany, nie ma najmniejszego sensu. Nie warto również kupować go od producentów, którzy nie podają na opakowaniach pełnej dokumentacji wyrobu. Trzymajmy się zasady, że wszystkie te dane muszą znaleźć się na opakowaniu.

Po trzecie – kupujmy cement z głową. Nikt jeszcze nie wyprodukował budulca uniwersalnego, który sprawdzał by się w każdych warunkach. Takim cementem nie są zwłaszcza produkty z klasy I. Mimo, że charakteryzuje je zwiększona odporność na oddziaływania zewnętrzne, nikt nam nie zagwarantuje, że struktura ta równie dobrze poradzi sobie z korozją chemiczną (tak, jak np. klasa druga). Dlatego zakup określonego rodzaju produktu powinien być uzależniony konkretnymi potrzebami i oczekiwaniami przyszłego użytkownika.

Po czwarte – w razie jakichkolwiek pytań dotyczących konkretnego wyrobu, sugerujmy się zawsze zdaniem sprzedawcy. Jeśli mamy wątpliwości co do danego rodzaju cementu, zawsze możemy je przedyskutować z osobą, która specjalizuje się w danym temacie.

Cement cementowi nigdy nie był równy. Czasami znalezienie produktu, który doskonale sprawdzi się w przewidzianych przez nas pracach, jest zwyczajnie niemożliwe. Mamy nadzieję, że powyższy artykuł pomógł Państwu choć trochę zorientować się złożoności “cementowego” tematu.