Fråga Experten: Material i klinkermineralen?

Fråga Experten

Vilka material ingår i cementklinkermineralen?
/Daniel

Cementkemi är intressant, det förklarar de reaktioner betongens hårdnande och eventuella angrepp som kan uppstå senare. När man tillverkar cement är råmaterialen kalksten (kalciumkarbonat) och lite sand/lera/märgsten (innehåller bl.a. kisel, aluminium och järn). När detta hettas upp till hög temperatur (ca 1450 grader) drivs koldioxiden ur kalkstenen och reaktioner (sintring och omfas) sker där klinkern bildas.

Dessa klinkermineraler består av ett antal oxider av kalcium (CaO, förkortat C), kisel (SiO2 förkortat S), aluminium (Al2O3 förkortat A) och järnoxid (Fe2O3 förkortat F). Dessutom finns det lite oxider av magnesium (MgO), natrium (Na2O) och kalium (K2O). För kontrollera det mycket snabba reaktionerna som aluminiumoxid har så tillsatts max 5% gips (kalciumsulfat) vid malningen av klinkern, och det räknas också som klinker (vilket är konstigt).

Frånsett gipsen så innehåller klinkern de fyra klinkermineralerna:

Alit (trikalciumsilikat, C3S), ca 50-70%
Belit (dikalciumsilikat, C2S), ca 15-20%
Aluminat (trikalciumaluminat, C3A), ca 5-10%
Ferrit (tetrakalciumaluminatferrit, C4AF), ca 5-10%

Dessa klinkermineral har lite olika egenskaper, framför allt på betongens tillstyvnande och hårdnande, men även på beständighet, uttorkning, nyans m.m. Så för att svara på din fråga om följande ämnen ingår i cementklinkern:

Gips CaSo4+2H2O – Är egentligen inte klinker, men kan ändå räknas som detta.
Bränd kalk CaO – Ingår som delkomponent i klinkern (förkortas C).
Koppar Cu – Ingår inte i klinkern, även om mycket små mängder kan förekomma om det finns i de lokala råmaterialen.
Kalciumhydroxid Ca(OH)2 – Ingår inte i klinkern, är en av de reaktionsprodukterna som bildas när vatten och cement reagerar och är viktig för att skydda armeringsjärnen från korrosion.
Kalksten CaCo3 – Ingår inte i klinkern, men är huvudbeståndsdelen vid tillverkningen av klinkern eller bränd kalk.

Oskar Esping, tekn. dr. Thomas Betong och Thomas Concrete Group