Página principal › Índice multilingüe del archivo › Cemento

 Top 10 de los artículos YouTube Gmail Goole GayRomeo Números chinos Números romanos Orkut Costco Sistema porta hepático El mundo Factbook

News:

Cemento

En el sentido más general de la palabra, a cemento es una carpeta, una sustancia que fije y endurezca independientemente, y puede atar otros materiales juntos. El “cemento conocido” va de nuevo al Romans que utilizó el término “caementitium del opus” para describir la albañilería que se asemejó al concreto y fue hecha de roca machacada con la cal quemada como carpeta. La ceniza volcánica y los añadidos pulverizados del ladrillo que fueron agregados a la cal quemada para obtener una carpeta hidráulica fueron referidos más adelante como el cementum, el cimentum, el cäment y cemento. Los cementos usados en la construcción se caracterizan como hidráulico o no-hidráulico.

El uso más importante del cemento es la producción de mortero y concreto - la vinculación de los agregados naturales o artificiales para formar un material de construcción fuerte que es durable frente a efectos ambientales normales.

Contenido 1 Hidráulico contra cemento no-hidráulico 2 Historia 2.1 Aplicaciones tempranas 2.2 Cemento moderno 3 Tipos de cemento moderno 3.1 Cemento de Portland 3.2 Mezclas del cemento de Portland 3.3 Cementos hydráulicos de No-Portland 4 Impactos ambientales y sociales 4.1 Clima 4.2 Combustibles y materias primas 4.3 Impactos locales 5 Negocio del cemento 6 Vea también 7 Acoplamientos externos 8 Lectura adicional 9 Referencias

Hidráulico contra cemento no-hidráulico

Los cementos hydráulicos son los materiales con los cuales fije y endurezca después de ser combinado agua, como resultado de reacciones químicas con el agua que se mezcla, y ésa, después de endurecer, conserve la fuerza y la estabilidad incluso debajo del agua. El requisito dominante para esta fuerza y estabilidad es que los hidratos formaron en la reacción inmediata con agua sean esencialmente insolubles en agua. La mayoría de los cementos de la construcción son hoy hidráulicos, y la mayor parte de éstos se basan encendido Cemento de Portland, de que se hace sobre todo piedra caliza, seguro arcilla minerales, y yeso en un proceso de alta temperatura que elimina bióxido de carbono y químicamente combina los ingredientes primarios en compuestos nuevos. los cementos No-hidráulicos incluyen los materiales tales como los yesos (no-hidráulicos) de la cal y del yeso, que se deben mantener seco para ganar fuerza, y el oxicloruro cementa, que tienen componentes líquidos. Los morteros de cal, por ejemplo, “fijaron” solamente por la desecación, y la fuerza del aumento solamente muy lentamente por la absorción del bióxido de carbono de la atmósfera para reformar el carbonato de calcio a través carbonatación.

Fijando y endureciendo de cementos hydráulicos es causado por la formación de los compuestos con agua, que forman como resultado de reacciones entre los componentes del cemento y el agua. La reacción y los productos de la reacción se refieren como la hidración e hidratos o fases del hidrato, respectivamente. Como resultado del comienzo inmediato de las reacciones, el atiesarse puede ser observado que es inicialmente leve pero que aumenta con tiempo. El punto en el cual el atiesarse alcanza cierto nivel se refiere como el comienzo de fijar. La consolidación adicional se llama ajuste, después de lo cual la fase de endurecer comienza. La fuerza compresiva del material entonces crece constantemente, sobre un período que se extienda a partir de algunos días en el caso de “ultra-rápido-endurecer” los cementos a varios años en el caso de los cementos ordinarios.

Historia

Aplicaciones tempranas

Los cementos más tempranos de la construcción son tan viejos como la construcción,^[1] y eran no-hidráulico. Dondequiera que los ladrillos primitivos del fango fueran utilizados, fueron acostados junto con una capa delgada de la mezcla de la arcilla. los materiales Fango-basados también fueron utilizados para rendir en las paredes de la madera o zarzo y embadurnamiento estructuras. Cal fue utilizado probablemente por primera vez como un añadido en éstos rinde, y para los pisos del fango que se estabilizaban. Un fango del “embadurnamiento”, un dung de la vaca y una cal que consisten en produce un resistente y una capa, debido a la coagulación, por la cal, de proteínas en el dung de la vaca. Este sistema simple era común en Europa hasta épocas absolutamente recientes. Con el advenimiento de ladrillos encendidos, y su uso en estructuras más grandes, las varias culturas comenzaron a experimentar con los morteros de la alto-fuerza basados en el betún (en Mesopotamia), el yeso (en Egipto) y la cal (en muchas partes del mundo).

Es incierto donde primero fue descubierto que una combinación de la cal no-hidráulica hidratada y de a pozzolan produce una mezcla hidráulica, pero el concreto hecho de tales mezclas primero fue utilizado en una escala grande por el Romans. Utilizaron ambos pozzolans naturales (trass o piedra pómez) y pozzolans artificiales (ladrillo o cerámica de la tierra) en estos concretos. Muchos ejemplos excelentes de las estructuras hechas de estos concretos todavía están estando parados, notablemente la bóveda monolítica enorme del Pantheon en Roma. El uso del concreto estructural desapareció en Europa medieval, aunque los concretos pozzolanic débiles continuaron siendo utilizados como base completan las paredes y las columnas de piedra.

Cemento moderno

Los cementos hydráulicos modernos comenzaron a ser desarrollados del comienzo de la revolución industrial (alrededor 1700), conducido por tres necesidades principales:

• Hidráulico rinde para los edificios del ladrillo que acaban en climas mojados
• Los morteros hydráulicos para la construcción de la albañilería del puerto trabajan el etc, en contacto con la agua de mar.
• Desarrollo de concretos fuertes.

En Gran Bretaña particularmente, la piedra de edificio de la buena calidad llegó a ser siempre más costosa durante un período del crecimiento rápido, y se convirtió en una práctica común construir edificios del prestigio de los ladrillos industriales nuevos, y acabarlos con a estuco para imitar la piedra. Las cales hidráulicas fueron favorecidas para esto, pero la necesidad por un tiempo rápido del sistema animó el desarrollo de cementos nuevos. El más famoso entre éstos era Parker “Cemento romano."^[2] Esto fue desarrollada cerca James Parker en el 1780s, y finalmente patentado en 1796. No era, de hecho, nada como ningún material usado por el Romans, sino era un “cemento natural” hecho quemándose el septaria - los nódulos que se encuentran en ciertos depósitos de la arcilla, y que contienen los minerales de la arcilla y el carbonato de calcio. Los nódulos quemados fueron molidos a un polvo fino. Este producto, hecho en un mortero con la arena, sistema en 5-15 minutos. El éxito del “cemento romano” condujo a otros fabricantes a desarrollar los productos rivales quemándose mezclas artificiales de la arcilla y de la tiza.

Juan Smeaton hizo una contribución importante al desarrollo de cementos cuando él planeaba la construcción del tercero Faro de Eddystone (1755-9) en el canal inglés. Él necesitó un mortero hydráulico que fijaría y desarrolla una cierta fuerza en el período de doce horas entre las altas mareas sucesivas. Él realizó un estudio de mercados exhaustivo sobre las cales hidráulicas disponibles, visitando sus sitios de la producción, y observó que el “hydraulicity” de la cal fue relacionado directamente con el contenido de la arcilla de la piedra caliza de la cual fue hecho. Smeaton era a ingeniero civil por la profesión, y tomó la idea no más lejos. Al parecer inconsciente del trabajo de Smeaton, el mismo principio fue identificado cerca Louis Vicat en la primera década del diecinueveavo siglo. Vicat se encendió idear un método de combinar tiza y la arcilla en una mezcla íntima, y, quemándose esto, produjo un “cemento artificial” en 1817. Helada de James,^[3] el trabajo en Gran Bretaña, producida lo que él llamó “cemento británico” de una manera similar alrededor del mismo tiempo, pero no obtuvo una patente hasta 1822. En 1824, José Aspdin patentó un material similar, que él llamó cemento de Portland, porque la representación hecha de ella estaba en el color similar al prestigioso Piedra de Portland.

Todos los productos antedichos no podrían competir con la cal/los concretos pozzolan debido a rápido-fijar (que da la hora escasa para la colocación) y fuerzas tempranas bajas (el requerir retrasa de muchas semanas antes de que el encofrado se podría quitar). Las cales hidráulicas, los cementos “naturales” y los cementos “artificiales” todas confían en su belite contenido para el desarrollo de la fuerza. Belite desarrolla fuerza lentamente. Porque fueron quemados en las temperaturas debajo del °C 1250, contuvieron no alite, que es responsable de fuerza temprana en cementos modernos. El primer cemento para contener constantemente alite era ése hecho por el hijo de José Aspdin Guillermo en el 1840s temprano. Esto era lo que llamamos hoy cemento de Portland “moderno”. Debido a el aire del misterio con el cual Guillermo Aspdin rodeó su producto, otros (e.g. Vicat y I C Johnson) han demandado precedencia en esta invención, pero análisis reciente^[4] de su cemento concreto y crudo han demostrado que producto de Guillermo Aspdin hecho en Northfleet, Kent era un cemento alite-basado verdadero. Sin embargo, los métodos de Aspdin eran “regla-de-pulgar”: Vicat es responsable de establecer la base química de estos cementos, y Johnson estableció la importancia de sinterizar la mezcla en el horno.

La innovación de Guillermo Aspdin era contador-intuitiva para los fabricantes de “cementos artificiales”, porque requirieron más cal en la mezcla (un problema para su padre), porque requirieron una temperatura mucho más alta del horno (y por lo tanto más combustible) y porque la escoria que resultaba era muy dura y rápidamente usó abajo de las piedras de molino que eran la única tecnología que molía disponible del tiempo. Los costes de la fabricación eran por lo tanto considerablemente más altos, pero el producto fijó razonablemente lentamente y desarrolló fuerza rápidamente, así abriendo un mercado para el uso en concreto. El uso del concreto en la construcción creció rápidamente a partir de 1850 hacia adelante, y era pronto el uso dominante para los cementos. Así el cemento de Portland comenzó su papel predominante.

Tipos de cemento moderno

Cemento de Portland

Artículo principal: Cemento de Portland

El cemento es hecho calentando la piedra caliza con cantidades pequeñas de otros materiales (tales como arcilla) a 1450°C en un horno. La sustancia dura que resulta, llamada escoria del `', entonces se muele con una cantidad pequeña de yeso en un polvo para hacer `el cemento de Portland ordinario', el tipo más de uso general de cemento (designado a menudo OPC).

El cemento de Portland es un ingrediente básico de concreto, mortero y la mayoría de la no-especialidad lechada. El uso más común para el cemento de Portland está en la producción del concreto. El concreto es el consistir en el material compuesto agregado (grava y arena), cemento, y agua. Como material de construcción, el concreto se puede echar en casi cualquier forma deseada, y endurecido una vez, puede convertirse un elemento (portador) estructural. El cemento de Portland puede ser gris o blanco.

Para los detalles de la fabricación del cemento de Portland, vea el artículo principal. El hombre que el primer inventó el cemento de Portland era de Wakefield, West Yorkshire.

Mezclas del cemento de Portland

Éstos están a menudo disponibles como mezclas de la inter-tierra de fabricantes del cemento, pero las formulaciones similares a menudo también se mezclan de los componentes de tierra en la planta de la mezcla de hormigón.^[5]

Cemento de Portland Blastfurnace contiene el hasta 70% la tierra granuló la escoria del alto horno alto, con la escoria de Portland del resto y un poco yeso. Todas las composiciones producen alta última fuerza, pero como se aumenta el contenido de la escoria, se reduce la fuerza temprana, mientras que la resistencia del sulfato aumenta y la evolución del calor disminuye. Utilizado como alternativa económico a sulfato-resistir de Portland y a cementos low-heat.^[6]

Cemento de Portland Flyash contiene el hasta 30% cenizas volantes. El flyash es pozzolanic, para mantener la última fuerza. Porque la adición del flyash permite un contenido en agua concreto más bajo, la fuerza temprana puede también ser mantenida. Donde está disponible el flyash barato de la buena calidad, esto puede ser un alternativa económico al cemento de Portland ordinario.^[7]

Cemento de Portland Pozzolan incluye el cemento de las cenizas volantes, puesto que las cenizas volantes son pozzolan, pero también incluye los cementos hechos de otros pozzolans naturales o artificiales. En países donde están disponibles las cenizas volcánicas (e.g. Italia, Chile, México, las Filipinas) estos cementos son a menudo la forma más común funcionando.

Cemento del humo de la silicona de Portland. Adición de humo de la silicona puede rendir fuerzas excepcionalmente altas, y los cementos que contienen el humo de la silicona 5-20% se producen de vez en cuando. Sin embargo, el humo de la silicona se agrega más generalmente al cemento de Portland en el mezclador concreto.^[8]

Cementos de la albañilería se utilizan para preparar bricklaying morteros y estucos, y no debe ser utilizado en concreto. Son generalmente formulaciones propietarias complejas que contienen la escoria de Portland y un número de otros ingredientes que pueden incluir la piedra caliza, la cal hidratada, entrainers del aire, los retardadores, los waterproofers y los agentes del colorante. Se formulan para rendir los morteros realizables que permiten el trabajo rápido y constante de la albañilería. Las variaciones sutiles del cemento de la albañilería en los E.E.U.U. son cementos plásticos y cementos del estuco. Éstos se diseñan al enlace controlado producto con los bloques de la albañilería.

Cementos expansivos contenga, además de la escoria de Portland, las escorias expansivas (generalmente escorias del sulfoaluminate), y se diseñan compensar los efectos de secar la contracción que se encuentra normalmente con cementos hydráulicos. Esto permite que las losas grandes del piso (cuadrado de hasta 60 m) sean preparadas sin los empalmes de contracción.

Cementos mezclados blancos puede ser hecho usando la escoria blanca y los materiales suplementarios blancos tales como de gran pureza metakaolin.

Cementos coloreados se utilizan para los propósitos decorativos. En algunos estándares, la adición de los pigmentos para producir el “cemento de Portland coloreado” se permite. En otros estándares (e.g. ASTM), los pigmentos se prohiben componentes del cemento de Portland, y los cementos coloreados se venden como “cementos hydráulicos mezclados”.

Cementos muy molidos finamente se hacen de las mezclas del cemento con la arena o con la escoria o el otro tipo pozzolan minerales que son extremadamente molidas finamente. Tales cementos pueden tener las mismas características físicas que el cemento normal pero con el 50% menos cemento particularmente debido al área superficial allí creciente para la reacción química. Incluso con intensivo moler pueden utilizar el hasta 50% menos energía para fabricar que los cementos de Portland ordinarios. Cemento de EMC

Cementos hydráulicos de No-Portland

cementos de la Pozzolan-cal. Mezclas de la tierra pozzolan y la cal es los cementos usados por el Romans, y debe ser encontrada en las estructuras romanas todavía que están paradas (e.g. el Pantheon en Roma). Desarrollan fuerza lentamente, pero su última fuerza puede ser muy alta. Los productos de la hidración que producen fuerza son esencialmente iguales que ésos producidos por el cemento de Portland.

cementos de la Escoria-cal. La tierra granuló la escoria del alto horno alto no es hidráulico en sus el propio, pero “es activado” por la adición de los álcalis, la mayoría de la cal económicamente el usar. Son similares a los cementos pozzolan de la cal en sus características. Solamente escoria granulada (es decir. la escoria agua-apagada, vidriosa) es eficaz como componente del cemento.

Cementos de Supersulfated. Éstos contienen la escoria granulada tierra del alto horno alto del cerca de 80%, yeso del 15% o anhidrita y una pequeña escoria o cal de Portland como activador. Producen fuerza por la formación de ettringite, con el crecimiento de la fuerza similar a un cemento de Portland lento. Exhiben buena resistencia a los agentes agresivos, incluyendo el sulfato.

Cementos del aluminato del calcio son los cementos hydráulicos hechos sobre todo de la piedra caliza y de la bauxita. Los ingredientes activos son aluminato monocálcico CaAl₂O₄ (CA adentro Notación del químico del cemento) y Mayenite CA₁₂Al₁₄O₃₃ (C₁₂A₇ en CCN). La fuerza forma por la hidración a los hidratos del aluminato del calcio. Bien-se adaptan para el uso en concretos refractarios (resistente de alta temperatura), e.g. para los revestimientos de horno.

Cementos del sulfoaluminate del calcio se hacen de las escorias que incluyen elimite del ye' (CA₄(AlO₂)₆TAN₄ o C₄A₃ en Notación del químico del cemento) como fase primaria. Se utilizan en cementos expansivos, en cementos tempranos ultraaltos de la fuerza, y en cementos “de poca energía”. La hidración produce el ettringite, y las características físicas especializadas (tales como extensión o reacción rápida) son obtenidas por el ajuste de la disponibilidad de los iones del calcio y del sulfato. Su uso como alternativa de poca energía al cemento de Portland se ha iniciado en China, en donde vario millón de toneladas por año se producen^[9][10]. Las necesidades energéticas son más bajas debido a las temperaturas más bajas del horno requeridas para la reacción, y la cantidad más baja de piedra caliza (que debe endothermically ser descarbonatada) en la mezcla. Además, el contenido más bajo de la piedra caliza y la consumición de combustible más baja conduce a un CO₂ emisión alrededor de la mitad ese asociado con la escoria de Portland. Sin embargo, TAN₂ las emisiones son generalmente perceptiblemente más altas.

Cementos “naturales” corresponda a ciertos cementos de la era de pre-Portland, producidos quemándose piedras calizas arcillosas en las temperaturas moderadas. El nivel de los componentes de la arcilla en la piedra caliza (alrededor 30-35%) es tal que las cantidades grandes del belite (la fuerza baja-temprano, el mineral alto-tarde de la fuerza en el cemento de Portland) están formadas sin la formación de la cal libre de las cantidades excesivas. Como con cualquier material natural, tales cementos tienen características muy variables.

Geopolymer cementos se hacen de las mezclas de silicatos alcalinos-metálicos solubles en agua y de polvos mineral del aluminosilicate tales como cenizas volantes y metakaolin.

Impactos ambientales y sociales

La fabricación del cemento causa consecuencias para el medio ambiente en todas las etapas del proceso. Éstos incluyen emisiones de la contaminación aerotransportada bajo la forma de polvo, gases, ruido y vibración al funcionar la maquinaria y durante arruinar adentro minas, y daños al campo de sacar. El equipo para reducir emisiones del polvo durante sacar y la fabricación del cemento es ampliamente utilizado, y el equipo para atrapar y para separar los gas de escape está entrando en uso creciente. La protección del medio ambiente también incluye la reintegración de minas en el campo después de que hayan sido cerrados abajo volviéndolas a la naturaleza o re-cultivándolas.

Clima

La fabricación del cemento contribuye los gases ambos del invernadero directamente con la producción del bióxido de carbono cuando carbonato de calcio se calienta, produciendo cal y bióxido de carbono [2], y también indirectamente con el uso de la energía, particularmente si es la energía sourced de combustibles fósiles. La industria del cemento produce el 5% de CO artificial global₂ emisiones, de las cuales el 50% es del proceso químico, y el 40% del combustible ardiente.^[11] La cantidad de CO₂ es emitido por la industria del cemento casi 900 kilogramos de CO₂ para cada 1000 kilogramos de cemento producidos. ^[12]

Combustibles y materias primas

Una planta del cemento consume 3.000 a 6.500 MJ del combustible por la tonelada de escoria producida, dependiendo de las materias primas y del proceso usados. La mayoría de los hornos de cemento utilizan hoy coque del carbón y del petróleo como combustibles primarios, y en un grado inferior el gas natural y el fuel-oil. La basura y los subproductos seleccionados con valor recuperable se pueden utilizar como combustibles en un horno de cemento, substituyendo una porción de combustibles fósiles convencionales, como el carbón, si resuelven especificaciones terminantes. La basura seleccionada y los subproductos que contienen los minerales útiles tales como calcio, silicona, alúmina, e hierro se pueden utilizar como materias primas en el horno, substituyendo las materias primas tales como arcilla, la pizarra, y la piedra caliza. Porque algunos materiales tienen el contenido mineral útil y valor recuperable, la distinción entre los combustibles alternativos y las materias primas no está siempre clara. Por ejemplo, el lodo de aguas residuales tiene un valor bajo pero significativo, y se quema para dar la ceniza que contiene los minerales útiles en la matriz de la escoria.^[13]

Impactos locales

Producir el cemento tiene impactos positivos y negativos significativos en un nivel local. En el lado positivo, la industria del cemento puede crear las oportunidades del empleo y de negocio para la gente local, particularmente en posiciones remotas en países en vías de desarrollo donde hay pocas otras oportunidades para el desarrollo económico. Los impactos negativos incluyen disturbio al paisaje, polvo y ruido, e interrupción a la biodiversidad local de sacar la piedra caliza (la materia prima para el cemento).

Negocio del cemento

En 2002 la producción del mundo del cemento hydráulico era 1.800 millones de toneladas métricas. Los tres productores superiores eran China con 704, la India con 100, y los Estados Unidos con 91 millones de toneladas métricas para un total combinado alrededor de la mitad del total del mundo al lado de los estados más populosos del mundo tres.^[14]

“Por los últimos 18 años, China ha producido constantemente más cemento que cualquier otro país en el mundo. La exportación del cemento de [...] China enarboló en 1994 con 11 millones de toneladas enviada hacia fuera y ha estado en la declinación constante desde que. Solamente 5.18 millones de toneladas fueron exportadas de China en 2002. Ofrecido en $34 por tonelada, el cemento chino se está tasando fuera del mercado mientras que Tailandia está pidiendo tan poco como $20 la misma calidad. “^[15]

“Exija para el cemento en China espera avanzar 5.4% anualmente y exceder 1 mil millones toneladas métricas en 2008, conducido por retardarse pero crecimiento sano en gastos de la construcción. El cemento consumido en China ascenderá hasta el 44% de la demanda global, y China seguirá siendo el consumidor nacional más grande del mundo del cemento al lado de un margen grande. “^[16]

En 2006 era estimado que China fabricó 1.235 mil millones toneladas métricas del cemento, que es el 44% de la producción del cemento del total del mundo.^[17]

Vea también

• Teoría de la APUESTA
• Notación del químico del cemento
• Cenizas volantes
• Cemento de Portland
• Cemento de Rosendale
• El cemento rinde

Acoplamientos externos

• Asociación británica del cemento (Reino Unido)
• Cembureau (EU)
• Asociación del cemento de Portland (los E.E.U.U.)
• Verein Deutscher Zementwerke E. V. (VDZ), (Alemania)
• Emisión del bióxido de carbono de la industria del cemento global (en 1994)
• Iniciativa internacional de Sustainability de la industria del cemento
• ¿Cómo se hace el cemento? Animación de destello
• Diccionario del genio civil

Lectura adicional

• Aitcin, Pierre-Claude (2000). "Cementos de ayer y hoy: Concreto de mañana". Cemento e investigación concreta 30 (9): 1349-1359. doi:10.1016/S0008-8846 (00) 00365-3. 

• Friedrich W. Locher: Cemento: Principios de la producción y del uso, Duesseldorf, Alemania: Verlag Bau + Technik GmbH, 2006, ISBN 3-7640-0420-7
• Javed I. Bhatty, F. MacGregor Molinero, Steven H. Kosmatka; redactores: Innovaciones en la fabricación del cemento de Portland, SP400, asociación del cemento de Portland, Skokie, Illinois, los E.E.U.U., 2004, ISBN 0-89312-234-3
• La “industria del cemento está en el centro del discusión del cambio del clima” artículo de Elizabeth Rosenthal en Tiempos de Nueva York 26 de octubre de 2007

• Neville, mañana. (1996). Características del concreto. Cuartos y finales estándares de la edición. Pearson, Prentice Pasillo. 

• Taylor, H.F.W. (1990). Química del cemento. Prensa académica, 475. 

Referencias