Cement

Cement
Hydrauliskt bindemedel Redigera Wikidata
Bindmedel, pulver Redigera Wikidata
Under­klass tillbyggnadsmaterial, bindemedel Redigera Wikidata
Materialkalksten, lera Redigera Wikidata
Emis­si­vi­tet0,54 Redigera Wikidata
Har egenskaphygroskopi Redigera Wikidata
Stora Vika cementfabriks båda roterugnar i drift på 1950-talet.

Cement (latin cæmentum, murbruk) är ett bindemedel, vilket kännetecknas av att det hårdnar genom reaktion med vatten till en produkt som ej är löslig i vatten. Den framställs genom uppvärmning av en blandning av kalksten och lera till en temperatur av 1 450 °C. Blandningen bör innehålla 79-81 procent kalciumkarbonat. En annan typ av cement är aluminatcement som tillverkas av cirka 50 procent kalksten och cirka 50 procent bauxit. Cement används främst till olika slags byggnadsarbeten och är en viktig ingrediens i betong och murbruk.

Historia

Alsensche Portland-Zementfabrik i Tyskland, 1895

Romersk framställning

Redan före vår tideräkning använde sig romarna av cement- och betonglika material vilka de kallade concretum - därav det engelska ordet concrete. Byggnadsverken kallades Opus caementicium, varifrån det svenska ordet cement härstammar.

Romarnas kunnande gick förlorat vid tiden för Romarrikets fall och tekniken var bortglömd fram till 1414, när man i ett schweiziskt kloster hittade Vitruvius verk. Tack vare Vitruvius verk vet man vilka beståndsdelar den romerska cementen bestod av: en blandning av släckt kalk, kiselsyra, aska, vulkanisk sand och tegelmjöl. Detta material kallas idag puzzolaner efter halvön Pozzuoli där romarna vid tiden utvann den vulkaniska askan. Vid tillsats av vatten uppstår en kemisk reaktion som bildar kalciumsilikathydrat. Reaktionen sker även under vatten. Eftersom vatten är den behövliga komponenten för cementens härdning talar man om hydraulisk cement. Romarna lärde sig senare att även använda santorinen, en liknande vulkanisk aska från Santorini.

Nederländsk och brittisk utveckling

1682 byggde en holländare vid namn Santen vid Rhen en kvarn, där han malde den andernachska tuffen till ett pulver, som användes till ett vattenmurbruk, först i Nederländer och sedan i Frankrike, Tyskland, Sverige och på andra håll. Holländarna kallade den pulvriserade tuffstenen "tyrass", vilket kom att ge bruket namnet trass. I takt med att andra länder försökte hitta egna liknande material upptäckte man att flera andra kalkstensarter hade liknade förmåga att hårdna under vatten, men man förstod inte bakgrunden.

John Smeaton var den förste som kom att upptäcka cementens hemlighet. 1755 hade fyrbåken i trä vid Eddystone på nytt förstörs av en storm, och man sökte nu ett hållfast murbruk att uppföra en ny fyr i sten. Han ville undvika att använda puzzolanan, och sökte efter andra liknande stenar. Sedan Vitruvii tid hade man varit i föreställningen att den renaste kalkstenen var den bästa. Smeaton fick höra talas om att en kalksten från Aberthaw lämnade ett murbruk som hårdnade bättre än vanlig kalk och dessutom stod emot vattnet bättre.

År 1756 lät han undersöka kalkens kemiska natur, och upptäckte då att orena kalkstenar, som innehöll lera. Efter noggranna undersökningar fanns man dock att vanlig kalksten vanligen innehöll upp till 12 % lerhalt vid bränningen. Lerhalt på 12 till 18 % gav en gråkalk med svaga hydrauliska egenskaper, en lerhalt på 18 till 30 % gav en hydraulisk kalk, medan lerhalter på över 30 % gjorde att kalken inte kunde släckas till pulver. Då man dock i stället malde kalken till ett pulver och blandade ut dem med vatten hårdnade till en deg, som hårdnade mycket hastigt och även motstod vatten lika bra som puzzolana-cementen. Engelsmannen James Parker var den första att framställa en sådan blandning, och kallade den romersk cement eller roman-cement. Fransmannen Louis Vicat var den förste att framställa en konstgjord blandning av lera och kalksten för att framställa roman-cement.

Portlandcement

Portlandcement är den egentliga beteckningen på dagens cement, patenterad 1824 av Joseph Aspdin. Aspdin lyckades inte producera bra cement. Det var engelsmannen Isaac Charles Johnson som utexperimenterade blandningar och bränningstemperatur. Namnet knyter an till halvön Portland i England, då cementens färg är lik portlandsten, en välkänd byggnadssten. Redan under slutet av 1820-talet uppstod i England de första cementfabrikerna, och fram till 1850 dominerade England fullständigt cementmarknaden. Kort därefter anlades dock en fabrik i Boulogne i Frankrike, och 1855 tillkom den första tyska fabriken i Züllehow utanför Stettin, och under slutet av 1800-talet blev Tyskland den dominerande cementtillverkaren, vid sekelskiftet 1900 fanns omkring 140 fabriker i landet.

Framställning

Vid produktion av cement bearbetas kalksten tillsammans med en rad andra råmaterial som skiffer, lera, m.fl. vid höga temperaturer i en brännugn för att framställa cementklinker. Cementklinkern blandas därefter med gips för att sedan malas.

Varm cementklinker som precis lämnat brännugnen

Cementklinker

Huvudartikel: Cementklinker

Framställningen av cementklinker omfattar följande steg:

  1. Samla in råmaterialet: huvudsakligen kalciumkarbonat, skiffer, sand eller lera och bauxit (beroende på receptet)
  2. Krossa råmaterialet till bitar om ca 10 cm i diameter
  3. Framställa det råa "klinkermjölet" genom att mala råmaterialet
  4. Förvärma klinkermjölet med hjälp av de varma gaserna från en brännugn, i upp till 6 omgångar
  5. Förkalcinering, för att kalkstenen ska brytas ner
  6. Framställning av cementklinker. Efter förkalcineringen tas "mjölet" till brännugnen, där temperaturen är ca 1000 °C. För att nå en temperatur på 1450 °C där klinker kan formas, behövs en temperatur på upp mot 2000 °C i en roterande brännugn. Det uppnås genom att förbränna bränslet inne i själva ugnen.
  7. Efter att cementklinkern har bildats behöver blandningen - som nästan är i smält form - snabbt kylas ner till ungefär 100-200 °C.

Miljö- och klimatpåverkan

Cementindustrin ger upphov till ett flertal miljöproblem inom delar av produktionen, däribland föroreningar genom utsläpp av damm, utsläpp av växthusgaser (särskilt koldioxid), men även utsläpp av giftiga tungmetaller och luftburna partiklar. Produktion av cement beräknas stå för ungefär 8% av de antropogena (människoskapade) utsläpp av växthusgaser.

I takt med att cementproduktionen har ökat under 2000-talet, så har även påverkan på miljö och klimat uppmärksammats allt mer.

Olika typer av cement

Europastandard EN 197

Cement som används till byggnader och anläggningar i Sverige skall vara CE-märkt.

Cementen är enligt standarden indelad i fem huvudtyper:

Det finns tre olika hållfasthetsklasser, för var och en av dem finns tre klasser för tidig hållfasthet. 32,5 42,5 och 52,5 är normtryckhållfastheten efter 28 dygn i MPa. L (low), N (normal) och R (rapid) är klassen för tidig hållfasthet.

Totalt finns 27 typer av vanliga cement.

De större cementproducenterna

Det här avsnittet innehåller inaktuella uppgifter och behöver uppdateras. (2025-09)
Motivering: Över 20 år gammal information
Hjälp gärna Wikipedia att åtgärda problemet genom att redigera artikeln eller diskutera saken på diskussionssidan.
De större cementproducenterna år (2003)
Position Land Produktion
(1000 ton)
Position Land Produktion
(1000 ton)
1Kina813 19011Brasilien34 032
2Indien115 93212Tyskland33 409
3USA94 32913Thailand32 628
4Japan68 52014Indonesien28 956
5Sydkorea60 72015Egypten28 740
6Italien43 92016Saudiarabien23 000
7Ryssland42 20417Vietnam22 600
8Spanien42 00018Frankrike20 000
9Turkiet35 07619Taiwan18 474
10Mexiko34 17620Malaysia17 160

Sverige

Historik i Sverige

Den första svenska cementfabriken grundlades år 1872 i Lomma i Skåne och vid sekelskiftet 1900 fanns sju cementfabriker i landet.

Cementas anläggning på Lövholmen, 2015

Dagens cement tillverkas huvudsakligen av en blandning av finmalen kalksten och lera som bränns till cementklinker (små kulor) i roterande ugnar vid en temperatur upp mot 1 450 °C och är energikrävande. I Limhamnsfabriken gick det år 1910 åt 3 500 kcal per kilo cement, år 1940 var motsvarande siffra 1 400 kcal. Efter kylning mals cementkulorna till pulver. Därefter tillsätts fem procent gips för att hämma cementens bindning till ett fint pulver som saluförs som cement av olika kvalitéer.

I Sverige ökade antalet cementfabriker under slutet av 1800-talet. Det har funnits 15 anläggningar för tillverkning av portlandcement med följande verksamhetsår: Lomma 1873-1905, Limhamn 1889-1978, Visby cementfabrik 1884-1940, Ölands cement i Degerhamn 1888-2019, Hellekis cementfabrik 1892–1978, Maltesholms cementfabrik 1899-1928, Klagshamn 1902-1939, Ivö 1908-1940, Vallevikens cementfabrik 1917, Slite Cement och Kalk 1919-, Gullhögens bruk i Skövde 1925-, Hidinge i Örebro län 1932-1966, Köping 1941-1978 och Stora Vika cementfabrik i Nynäshamns kommun 1949-1980. Idag återstår två av dessa, nämligen i Slite och i Skövde.

Se även

Källor

Noter

  1. ↑ General facts about cement
  2. ↑ Betong, Meddelanden från Svenska betongföreningen, 1924, häfte 3
  3. 1 2 3 Uppfinningarnas bok (red. Arcadius Berglund) band VII, 1903 s. 53-57.
  4. ↑ Betong, 1922, häfte 2, sid 66-67.
  5. 1 2 3 4 Bărbulescu, Alina; Hosen, Kamal (2025-07-14). ”Cement Industry Pollution and Its Impact on the Environment and Population Health: A Review” (på engelska). Toxics 13 (7): sid. 587. doi:10.3390/toxics13070587. ISSN 2305-6304. PMID 40711032. PMC: 12298550. https://www.mdpi.com/2305-6304/13/7/587. Läst 29 september 2025.
  6. ↑ Belaïd, Fateh (2022-11-01). ”How does concrete and cement industry transformation contribute to mitigating climate change challenges?”. Resources, Conservation & Recycling Advances 15: sid. 200084. doi:10.1016/j.rcradv.2022.200084. ISSN 2667-3789. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2667378922000220. Läst 29 september 2025.
  7. ↑ Leijon, Willy, red (2014). Karlebo Materiallära
  8. ↑ Fischer-Weltalmanach 2007
  9. ↑ Skånes jord- och stenindustri, 1947, Lars Bjerning.
  10. ↑ Ahlberg (2012), s.56
  11. ↑ Ingemar Wickström, Kalksten, 2020

Övriga källor

Externa länkar