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Cemento de Portland

Cemento de Portland es el tipo más común de cemento en general uso en muchas partes del mundo, pues es un ingrediente básico de concreto, mortero, estuco y la mayoría de la no-especialidad lechada. Es un polvo fino producido moliendo el cemento de Portland escoria (más el de 90%), una cantidad limitada de sulfato de calcio qué controles el tiempo del sistema, y componentes del menor de edad del hasta 5% (según lo permitido por varios estándares).

Según lo definido por Estándar europeo EN197.1, “escoria del cemento de Portland es a hidráulico material de el cual consistirá en por lo menos dos tercios por la masa silicatos del calcio (3CaO.SiO2 y 2CaO.SiO2), el aluminio que consiste en del resto e hierro-contener fases y otra de la escoria compuestos. El cociente de CaO a SiO2 no sea menos de 2.0. El contenido del magnesio (MgO) no excederá de 5.0% por la masa. “(Los dos requisitos pasados fueron precisados ya en el estándar alemán, publicado en 1909).

La escoria del cemento de Portland es hecha calentando, en a horno, una mezcla homogénea de materias primas a a sinterización temperatura, que es el °C cerca de 1450 para los cementos modernos. El óxido de aluminio y el óxido del hierro son presente como a flujo y contribuya poco a la fuerza. Para los cementos especiales, tales como tipos resistentes bajos del calor (LH) y del sulfato (SR), es necesario limitar la cantidad de aluminato tricálcico (3CaO.Al2O3) formado. La materia prima principal para la escoria-fabricación está generalmente piedra caliza (CaCO3) mezclado con los segundos materiales que contienen la arcilla como fuente del alumino-silicato. Normalmente, una piedra caliza impura que contiene la arcilla o SiO2 se utiliza. El CaCO3 el contenido de estas piedras calizas puede ser tan bajo como el 80%. Las materias en segundo lugar primas (materiales en el rawmix con excepción de la piedra caliza) dependen de la pureza de la piedra caliza. Algunas de las segundas materias primas usadas son: arcilla, pizarra, arena, mineral de hierro, bauxita, cenizas volantes y escoria. Cuando a horno de cemento es encendido por el carbón, la ceniza de los actos del carbón como materia prima secundaria.

Contenido

Historia

Portland fue desarrollada de los cementos (o correctamente de las cales hidráulicas) hechos adentro Gran Bretaña en la parte anterior del diecinueveavo siglo, y su nombre se deriva de su semejanza a Piedra de Portland, un tipo de piedra de edificio que fue sacada en Isla de Portland en Dorset, Inglaterra. José Aspdin, concedieron un albañil británico, en 1824 una patente para un proceso de hacer un cemento que él llamó cemento de Portland. Su cemento era una cal hidráulica artificial similar en características al material conocido como “Cemento romano“(patentado en 1796 por James Parker) y su proceso era similar a ése patentado en 1822 y utilizó desde 1811 cerca Helada de James quién llamó su cemento “cemento británico”. El “cemento de Portland conocido” también se registra en un directorio publicado en 1823 que es asociado a un Guillermo Lockwood y posiblemente otros. Hijo de Aspdin Guillermo en 1843 hizo una versión mejorada de este cemento y él inicialmente la llamó “cemento de Portland de la patente” aunque él no tenía ninguna patente. En Guillermo 1848 Aspdin más futuro mejoró su cemento y en 1853 se movió a Alemania en donde él estuvo implicado en la fabricación del cemento.[1] Mucha gente ha demandado haber hecho el primer cemento de Portland en el sentido moderno, pero está generalmente aceptado que primero fue fabricado por Guillermo Aspdin en Northfleet, Inglaterra en alrededor 1842[2]. El gobierno alemán publicó un estándar en el cemento de Portland en 1878.

Producción

Hay tres etapas fundamentales en la producción del cemento de Portland:

  1. Preparación de la mezcla cruda
  2. Producción del escoria
  3. Preparación del cemento

La química del cemento es muy compleja, tan notación del químico del cemento fue inventado para simplificar el fórmula de los óxidos comunes encontrados en el cemento. Esto refleja el hecho de que la mayor parte de los elementos están presentes en su estado más alto de la oxidación, y los análisis químicos del cemento están expresados como por ciento totales de estos óxidos teóricos.

Preparación de Rawmix

Artículo principal: Rawmill

Las materias primas para la producción del cemento de Portland son una mezcla (como muy bien pulverícese en el “proceso seco” o bajo la forma de a mezcla en el “proceso mojado”) de contener de los minerales óxido de calcio, óxido del silicio, óxido de aluminio, óxido férrico, y óxido del magnesio. Las materias primas se sacan generalmente de la roca local, que en algunos lugares es ya prácticamente la composición deseada y en otros lugares requiere la adición de arcilla y piedra caliza, así como mineral de hierro, bauxita o materiales reciclados. Las materias primas individuales primero se machacan, típicamente debajo de 50 milímetros. En muchas plantas, algunos o todas las materias primas entonces se mezclan áspero en una “pila del prehomogenization”. Las materias primas son tierra siguiente juntas en a rawmill. Los silos de materias primas individuales se arreglan sobre la banda transportadora de la alimentación. Las proporciones exactamente controladas de cada material son entregadas sobre la correa por los pesar-alimentadores. Pasando en el rawmill, la mezcla se muele al rawmix. La fineza del rawmix se especifica en términos de tamaño de las partículas más grandes, y es generalmente controlada de modo que haya menos de 5-15% al lado de la masa de las partículas que exceden el μm 90 en diámetro. Es importante que el rawmix no contiene ninguna partícula grande para terminar las reacciones químicas en el horno, y asegurar la mezcla es químicamente homogenous. En el caso de un proceso seco, el rawmill también seca las materias primas, generalmente pasando los gas de escape calientes del horno a través del molino, de modo que el rawmix emerja como polvo fino. Esto es transportada al sistema que mezcla por la banda transportadora o por una bomba del polvo. En el caso de proceso mojado, el agua se agrega a la alimentación del rawmill, y el producto del molino es una mezcla con el contenido de agua generalmente en la gama 25-45% al lado de masa. Esta mezcla es transportada al sistema que mezcla por las bombas líquidas convencionales.

El mezclar de Rawmix

El rawmix se formula a una especificación química muy apretada. Típicamente, el contenido de componentes individuales en el rawmix debe ser controlado dentro de 0.1% o mejorar. El calcio y el silicio están presentes para formar los silicatos del calcio fuerza-que producen. El aluminio y el hierro se utilizan para producir el líquido (“flujo”) en la zona ardiente del horno. El líquido actúa como solvente para las reacciones de silicato-formación, y permite que éstos ocurran en una temperatura económicamente baja. El aluminio y el hierro escasos conducen a quemarse difícil de la escoria, mientras que las cantidades excesivas conducen a la fuerza baja debido a la dilusión de los silicatos por los aluminatos y las ferritas. Los cambios muy pequeños en contenido del calcio conducen a los cambios grandes en el cociente del alite al belite en la escoria, y a corresponder cambian en las características del fuerza-crecimiento del cemento. Las cantidades relativas de cada óxido son constante por lo tanto guardada para mantener condiciones constantes en el horno, y mantener características constantes del producto. En la práctica, el rawmix es controlado por análisis químico frecuente (cada hora cerca Fluorescencia de la radiografía análisis, o cada 3 minutos por gamma pronto análisis por activación de neutrón). Los datos del análisis se utilizan para hacer ajustes automáticos a los niveles de entrada de la materia prima. La variación química restante es reducida al mínimo pasando la mezcla cruda a través de un sistema que mezcla que homogeneice hasta la fuente de un día del rawmix (15.000 toneladas en el caso de un horno grande).

Formación de la escoria

Artículo principal: Horno de cemento

La mezcla cruda se calienta en a horno de cemento, lentamente el rotar y un cilindro inclinado, con las temperaturas aumentando sobre la longitud del cilindro hasta una temperatura máxima de 1400-1450 °C. Una sucesión compleja de reacciones químicas ocurre (véase horno de cemento) como las subidas de la temperatura. Se regula la temperatura máxima de modo que el producto contenga sinterizado pero terrones no fundidos. La sinterización consiste en derretir de 25-30% de la masa del material. El líquido que resulta dibuja las partículas sólidas restantes juntas por la tensión de superficie, y actúa como solvente para la reacción química final en la cual alite se forma. Demasiado bajo una temperatura causa la sinterización escasa y la reacción incompleta, pero resultados demasiado altos de una temperatura en una masa o un cristal fundida, la destrucción de la guarnición del horno, y la pérdida de combustible. Cuando todo va a planear, el material que resulta es escoria. En refrescarse, se transporta al almacenaje. Un cierto esfuerzo se hace generalmente de mezclar la escoria, porque aunque la química del rawmix pudo haber estado rigurosamente controlada, el proceso del horno potencialmente introduce nuevas fuentes de la variabilidad química. La escoria se puede almacenar por un número de años antes de usar. La exposición prolongada al agua disminuye reactividad del cemento producido de escoria resistida.

La entalpia de la formación de la escoria de los minerales del carbonato y de la arcilla de calcio es ~1700 kJ/kg. Sin embargo, debido a pérdida de calor durante la producción, los valores reales pueden ser mucho más altos. Las altas necesidades energéticas y el lanzamiento de cantidades significativas de marcas del bióxido de carbono cementan la producción una preocupación por el calentarse global. Vea los “efectos ambientales” abajo.

El moler del cemento

Artículo principal: Molino del cemento

Para alcanzar las calidades que fijan deseadas en el producto final, una cantidad (2-8%, pero el típicamente 5%) de sulfato de calcio (generalmente yeso o anhidrita) se agrega a la escoria y la mezcla es molida finamente formar el polvo acabado del cemento. Esto se alcanza en a molino del cemento. El proceso que muele se controla para obtener un polvo con un amplio tamaño de partícula gama, en la cual el típicamente 15% por la masa consiste en partículas debajo de diámetro de 5 μm, y el 5% de partículas sobre el μm 45. La medida de fineza usada generalmente es “superficie específica“, que es el área superficial de la partícula total de una masa de la unidad del cemento. El índice de la reacción inicial (hasta 24 horas) del cemento en la adición del agua es directamente proporcional a la superficie específica. Los valores típicos son 320-380 m2·kilogramo-1 para los cementos de fines generales, y 450-650 m2·kilogramo-1 para los cementos “que endurecen” rápidos. El cemento es transportado por la correa o la bomba del polvo a un silo para el almacenaje. Las plantas del cemento tienen normalmente suficiente espacio del silo para la producción de las semanas 1-20, dependiendo de ciclos locales de la demanda. El cemento se entrega a los usuarios finales en bolsos o como polvo a granel soplado de un vehículo de la presión en el silo del cliente. En países desarrollados, el 80% o más de cemento se entrega en bulto, y muchas plantas del cemento no tienen ninguna facilidad del bolso-embalaje. En países en vías de desarrollo, los bolsos son el modo normal de la entrega.

Componentes típicos de la escoria de Portland y del cemento de Portland. Notación del estilo de la industria del cemento en itálica:
Escoria El Mass% Cemento El Mass%
Silicato tricálcico (CaO)3.SiO2, C3S 45-75% Óxido de calcio, CaO, C 61-67%
Silicato dicálcico (CaO)2.SiO2, C2S 7-32% Óxido del silicio, SiO2, S 19-23%
Aluminato tricálcico (CaO)3. Al2O3, C3A 0-13% Óxido de aluminio, Al2O3, A 2.5-6%
Aluminoferrite de Tetracalcium (CaO)4. Al2O3. FE2O3, C4AF 0-18% Óxido férrico, FE2O3, F 0-6%
Yeso CaSO4 · 2 H2O 2-10% Sulfato


Uso

El uso más común para el cemento de Portland está en la producción del concreto. Concreto es un agregado el consistir en del material compuesto (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. Los usuarios pueden estar implicados en la producción de la fábrica de las unidades prefabricadas, tales como paneles, de las vigas, muebles del camino, o pueden hacer el molde"in-situ" concreto tal como superstructures del edificio, caminos, presas. Éstos se pueden proveer del concreto mezclado en sitio, o se pueden proporcionar el concreto “preparado” hecho en los sitios que se mezclan permanentes. El cemento de Portland también se utiliza en morteros (con la arena y agua solamente) para los yesos y los screeds, y en las lechadas (las mezclas del cemento/del agua exprimidas en boquetes para consolidar bases, capas de balasto, el etc).

El fijar y el endurecer

Cuando el agua se mezcla con el cemento de Portland, el producto fija sobre algunas horas y endurece durante semanas. Estos procesos pueden variar extensamente depender de la mezcla usada y las condiciones de curar del producto, pero un concreto típico fija (es decir. llega a ser rígido) sobre cerca de 6 horas, y desarrolla una fuerza compresiva de 8~ MPa sobre 24 horas. La fuerza se levanta a 15~ MPa en 3 días, a 23~ MPa en una semana, a 35~ MPa en 4 semanas, y a 41~ MPa en tres meses. En principio, la fuerza continúa levantándose lentamente mientras el agua esté disponible para la hidración continuada, pero el concreto se permite generalmente desecar después de algunas semanas, y éste hace crecimiento de la fuerza parar.

Fijando y endureciendo del cemento de Portland es causado por la formación de compuestos con agua, formando como resultado de reacciones entre los componentes del cemento y el agua. Generalmente, el cemento reacciona en una mezcla plástica solamente en los cocientes del agua/cemento entre 0.25 y 0.75. La reacción y los productos de la reacción se refieren como la hidración e hidratos o fases del hidrato, respectivamente. Como resultado de las reacciones (que comienzan inmediatamente), el atiesarse puede ser observado que es muy pequeño en el principio, pero que aumenta con tiempo. El punto a tiempo en cuál alcanza cierto nivel se llama el comienzo de fijar. La consolidación posterior consecutiva se llama ajuste, después de lo cual la fase de endurecer comienza.

El atiesarse, el ajuste y el endurecer son causados por la formación de una microestructura de los productos de la hidración de la rigidez que varía que llena los espacios intersticiales llenos de agua entre las partículas sólidas de la goma del cemento, el mortero o el concreto. El comportamiento con la época de atiesarse, del ajuste y de endurecer por lo tanto depende a un grado muy grande del tamaño de los espacios intersticiales, I. e. en el cociente del agua/cemento. Los productos de la hidración que afectan sobre todo la fuerza son hidratos del silicato del calcio (“C-S-H pone en fase”). Productos más futuros de la hidración son hidróxido de calcio, hidratos sulfatic (AFm y fases en popa), y compuestos, hydrogarnet, e hidrato relacionados del gehlenite. Los silicatos del calcio o los componentes del silicato componen sobre 70 % por la masa de cementos silicato-basados. La hidración de éstos los compuestos y las características de los hidratos del silicato del calcio producidos es por lo tanto particularmente importante. Los hidratos del silicato del calcio contienen menos CaO que los silicatos del calcio en escoria del cemento, así que el hidróxido de calcio se forma durante la hidración del cemento de Portland. Esto está disponible para la reacción con los materiales de cemento suplementarios por ejemplo la tierra granuló la escoria del alto horno alto y pozzolans. La reacción simplificada de alite con agua puede ser expresado como:

2Ca3OSiO4 + 6H2→ 3CaO.2SiO de O2.3H2O + 3Ca (OH)2

Esto es una reacción relativamente rápida, causando fijar y el desarrollo de la fuerza en las semanas primeras. La reacción de belite es:

2Ca2SiO4 + 4H2→ 3CaO.2SiO de O2.3H2O + CA (OH)2

Esta reacción es relativamente lenta, y es principalmente responsable de crecimiento de la fuerza después de una semana. La hidración tricálcica del aluminato es controlada por el sulfato de calcio agregado, que entra inmediatamente la solución cuando se agrega el agua. En primer lugar, ettringite se forma rápidamente, causando retardarse de la hidración (véase aluminato tricálcico):

CA3(AlO3)2 + 3CaSO4 + 32H2→ CA de O6(AlO3)2(TAN4)3.32H2O

El ettringite reacciona posteriormente lentamente con aluminato tricálcico adicional a la forma “monosulfate” - una “fase del AFm”:

CA6(AlO3)2(TAN4)3.32H2O + CA3(AlO3)2 + 4H2→ 3Ca de O4(AlO3)2(TAN4) .12H2O

Esta reacción es completa después de 1-2 días. El aluminoferrite del calcio reacciona lentamente debido a la precipitación de óxido hidratado del hierro:

2Ca2AlFeO5 + CaSO4 + 16H2→ CA de O4(AlO3)2(TAN4) .12H2O + CA (OH)2 + 2Fe (OH)3

El pH-valor de la solución del poro alcanza valores comparable altos y es de importancia para la mayor parte de las reacciones de la hidración.

Pronto después de que el cemento de Portland se mezcle con agua, un comienzo breve e intenso de la hidración (período de la pre-inducción). Los sulfatos de calcio disuelven totalmente y los sulfatos del álcali casi totalmente. El cortocircuito, los cristales aciculares hexagonales del ettringite forma en la superficie de las partículas de la escoria como resultado de las reacciones entre los iones del calcio y del sulfato con el aluminato tricálcico. Además, originando de silicato tricálcico, primero hidratos del silicato del calcio (C-S-H) en forma coloidal puede ser observado. Causado por la formación de una capa delgada de los productos de la hidración en la superficie de la escoria, este primer período de la hidración cesa y el período de la inducción comienza durante cuál ocurre casi ninguna reacción. Los primeros productos de la hidración son demasiado pequeños tender un puente sobre el boquete entre las partículas de la escoria y no forman una microestructura consolidada. Por lo tanto la movilidad de las partículas del cemento en lo referente a una otra se afecta solamente levemente, I. e. la consistencia de la goma del cemento da vuelta solamente levemente más densamente. El fijar comienza después de aproximadamente una a tres horas, cuando el primer silicato del calcio hidrata la forma en la superficie de las partículas de la escoria, que son muy de grano fino en el principio. Después de la terminación del período de la inducción, otra hidración intensa de las fases de la escoria ocurre. Este tercer período (acelerado período) comienza después de aproximadamente cuatro horas y extremos después de 12 a 24 horas. Durante este período las formas básicas de una microestructura, C-S-H que consiste en needles y C-S-H hojea, hidróxido de calcio platy y crecimiento de cristales del ettringite en forma longitudinal. Debido a los cristales crecientes, el boquete entre las partículas del cemento se tiende un puente sobre cada vez más. Durante la hidración adicional, endurecer constantemente aumentos, pero con velocidad que disminuye. La densidad de la microestructura se levanta y los poros llenan: el relleno del aumento de la fuerza de las causas de los poros.

Tipos de cemento de Portland

General

Hay diversos estándares para la clasificación del cemento de Portland. Los dos estándares principales son ASTM C150 usado sobre todo en los E.E.U.U. y EN-197 europeo. Los tipos CEM I, II, III, IV, y V del cemento del EN 197 no corresponden al cemento similar-nombrado mecanografían adentro ASTM C 150.

ASTM C150

Hay cinco tipos de cementos de Portland con variaciones de los primeros tres según ASTM C150.

Mecanografíe I El cemento de Portland se conoce como cemento común o de fines generales. Se asume generalmente a menos que se especifique otro tipo. Es de uso general para la construcción general especialmente al hacer el concreto prefabricado y prefabricar-prestressed que no es estar en contacto con suelos o el agua subterránea. Las composiciones compuestas típicas de este tipo son:

el 55% (C3S), EL 19% (C2S), EL 10% (C3A), EL 7% (C4AF), 2.8% MgO, 2.9% (TAN3), 1.0% Pérdida de la ignición, y 1.0% CaO libre.

Una limitación en la composición es que (C3A) no excederá quince por ciento.

Tipo II se piensa tener moderado sulfato resistencia con o sin el calor moderado de la hidración. Este tipo de cemento cuesta casi como el tipo I. Su composición compuesta típica es:

el 51% (C3S), EL 24% (C2S), EL 6% (C3A), EL 11% (C4AF), 2.9% MgO, 2.5% (TAN3), 0.8% pérdidas de la ignición, y 1.0% CaO libre.

Una limitación en la composición es que (C3A) no excederá ocho por ciento que reduce su vulnerabilidad a los sulfatos. Este tipo está para la construcción general que se expone al ataque moderado del sulfato y se significa para el uso cuando el concreto está en contacto con suelos y el agua subterránea especialmente en los Estados Unidos occidentales debido al alto contenido del sulfuro del suelo. Debido a precio similar a el del tipo I, el tipo II se utiliza mucho como cemento de fines generales, y la mayoría de cemento de Portland vendida en Norteamérica resuelve esta especificación.

Nota: La reunión del cemento (entre otras) las especificaciones para el tipo I e II ha llegado a estar comúnmente disponible en el mercado mundial.

Tipo III es tiene fuerza temprana relativamente alta. Su composición compuesta típica es:

el 57% (C3S), EL 19% (C2S), EL 10% (C3A), EL 7% (C4AF), 3.0% MgO, 3.1% (TAN3), 0.9% pérdidas de la ignición, y 1.3% CaO libre.

Este cemento es similar mecanografiar I, pero molió más fino. Algunos fabricantes hacen una escoria separada con una C más alta3S y/o C3Un contenido, pero esto es cada vez más raro, y la escoria de fines generales se utiliza generalmente, tierra a a superficie específica típicamente 50-80% más alto. El nivel del yeso se puede también aumentar una cantidad pequeña. Esto da el concreto usando este tipo de cemento una fuerza compresiva de tres días igual a la fuerza compresiva de siete días de los tipos I e II. Su fuerza compresiva de siete días es casi igual a los tipos I e II 28 fuerzas compresivas del día. La única desventaja es que la fuerza de seis meses del tipo III es igual o levemente menos que el de tipos I e II. Por lo tanto la fuerza a largo plazo se sacrifica un pequeño. Se utiliza generalmente para la fabricación del concreto prefabricado, donde el colmo 1 fuerza del día permite el volumen de ventas rápido de moldes. Puede también ser utilizado en la construcción de la emergencia y las reparaciones y construcción de las bases de la máquina y de las instalaciones de la puerta.

Tipo IV El cemento de Portland se sabe generalmente para su calor bajo de la hidración. Su composición compuesta típica es:

el 28% (C3S), EL 49% (C2S), EL 4% (C3A), EL 12% (C4AF), 1.8% MgO, 1.9% (TAN3), 0.9% pérdidas de la ignición, y 0.8% CaO libres.

Los porcentajes de (C2S) y (C4Los AF) son relativamente colmo y (C3S) y (C3A) sea relativamente bajo. Una limitación en este tipo es que el porcentaje máximo de (C3A) es siete, y el porcentaje máximo de (C3S) es treinta y cinco. Esto causa el calor emitido por reacción de la hidración para convertirse en una tarifa más lenta. Sin embargo, por consiguiente la fuerza del concreto se convierte lentamente. Después de uno o dos años la fuerza es más alta que los otros tipos después por completo de curar. Este cemento se utiliza para las estructuras concretas muy grandes, tales como presas, que tienen una superficie baja al cociente del volumen. Este tipo de cemento no es almacenado generalmente por los fabricantes pero algo pudo considerar una orden especial grande. Este tipo de cemento no se ha hecho por muchos años, porque los cementos de Portland-pozzolan y la tierra granuló la escoria del alto horno alto oferta de la adición un alternativa más barato y más confiable.

Mecanografíe V se utiliza donde está importante la resistencia del sulfato. Su composición compuesta típica es:

el 38% (C3S), EL 43% (C2S), EL 4% (C3A), EL 9% (C4AF), 1.9% MgO, 1.8% (TAN3), 0.9% pérdidas de la ignición, y 0.8% CaO libres.

Este cemento tiene un muy bajo (C3A) composición que explica su alta resistencia del sulfato. El contenido máximo de (C3A) se permite cinco por ciento para el tipo cemento de V Portland. Otra limitación es que (C4AF) + 2 (C3A) la composición no puede exceder veinte por ciento. Este tipo se utiliza en el concreto a el cual es ser expuesto álcali suelo y agua subterránea sulfatos con cuál reaccione (C3A) causar la extensión quebrantadora. Es inasequible en muchos lugares aunque su uso es común en los Estados Unidos y el Canadá occidentales. Como con el tipo IV, el tipo cemento de V Portland ha sido suplantado principalmente por el uso del cemento ordinario con la escoria granulada tierra agregada del alto horno alto o los cementos mezclados terciarios que contenían la escoria y las cenizas volantes.

Tipos Ia, IIa, e IIIa tenga la misma composición que tipos I, II, e III. La única diferencia está ésa en Ia, IIa, e IIIa un agente air-entraining se muele en la mezcla. El aire-arrastre debe resolver el mínimo y la especificación opcional máxima encontrados en el manual de ASTM. Estos tipos están solamente disponibles en los Estados Unidos y el Canadá del este pero se pueden encontrar solamente sobre una base limitada. Son un acercamiento pobre al aire-arrastre que mejora resistencia a congelar bajo bajas temperaturas.

EN 197

EN 197-1 define 5 clases del cemento común que abarquen el cemento de Portland como componente principal. Estas clases diferencian de las clases de ASTM.

I Cemento de Portland Abarcar el cemento de Portland y el hasta 5% de componentes adicionales de menor importancia
II cemento Portland-compuesto Cemento de Portland y el hasta 35% de otros solos componentes
III Cemento de Blastfurnace El cemento de Portland y porcentajes más altos del blastfurnace se convierten en escoria
IV Cemento de Pozzolanic Cemento de Portland y el hasta 55% de componentes pozzolanic
V Cemento compuesto Cemento de Portland, escoria del blastfurnace y pozzolana o cenizas volantes

Los componentes que se permiten en cementos Portland-compuestos son escoria del blastfurnace, humo de la silicona, natural e industrial pozzolans, silicious y calcáreo cenizas volantes, pizarra y piedra caliza quemadas.

Cemento de Portland blanco

Artículo principal: Cemento de Portland blanco

El cemento de Portland blanco diferencia físicamente de la forma gris solamente en su color, y mientras que tal puede bajar en muchas de las categorías antedichas (e.g. Tipo I, II e III de ASTM). Sin embargo, su fabricación es perceptiblemente diferente de la del producto gris, y se trata por separado.

Seguridad y efectos ambientales

Seguridad

Cuando el cemento se mezcla con agua a altamente alcalino solución (pH ~13) es producido por la disolución de calcio, sodio y potasio hidróxidos. Guantes, anteojos y a máscara del filtro debe ser utilizado para la protección. Las manos se deben lavar después de contacto. El cemento puede causar quemaduras serias si se prolonga el contacto o si la piel no se lava puntualmente. Una vez el cemento hidratos, la masa endurecida se puede tocar con seguridad sin los guantes.

En Escandinavia, Francia y Reino Unido, el nivel de cromo (VI), que se piensa para ser tóxico y un irritante importante de la piel, no puede exceder de 2 PPM (partes por millón).

Efectos ambientales

La fabricación del cemento de Portland puede causar 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 en minas, consumición de cantidades grandes de combustible durante la fabricación, lanzamiento del CO2 de las materias primas durante la fabricación, y del daño 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.

Exposición epidemiológica del dióxido de sulfuro de las notas y de los informes en plantas del cemento de Portland, de los centros para el control de enfermedad indica a “trabajadores en las instalaciones del cemento de Portland, particularmente ésas combustible ardiente que contiene el sulfuro, debe estar enterado de los efectos agudos y crónicos de la exposición a TAN2 [dióxido de sulfuro], y concentraciones máximas y full-shift de TAN2 debe ser medido periódicamente. “ [4] “El departamento del Arizona de la calidad ambiental fue informado a esta semana esa el cemento de Portland del Arizona Co. falló un segundo redondo de la prueba para las emisiones de los agentes contaminadores peligrosos del aire en la planta de Rillito de la compañía cerca de Tucson. El redondo más último de la prueba, realizado en enero de 2003 por la compañía, se diseña para asegurarse de que la facilidad se conforma con los estándares federales que gobiernan las emisiones de los dioxins y de los furans, que son subproductos del proceso de fabricación. “ [5] Cemente la caja de los detalles del Web page de las “noticias ambientales” de las revisiones después del caso de problemas ambientales con la fabricación del cemento. [6]

Un esfuerzo independiente de la investigación de Tecnología de AEA para identificar las ediciones críticas para la industria del cemento concluyó hoy el ambiente más importante, salud y las ediciones del funcionamiento de seguridad que hacen frente a la industria del cemento son lanzamientos atmosféricos (emisiones de gas incluyendo del invernadero, dioxin, NOx, TAN2, y particulates), accidentes y exposición del trabajador al polvo. [7]

El CO2 asociado a la fabricación del cemento de Portland cae en 3 categorías:

(1) CO2 derivado de la descarburación de piedra caliza,

(2) CO2 de la combustión del combustible del horno,

(3) CO2 producido por los vehículos en plantas y la distribución del cemento.

La fuente 1 es bastante constante: mínimo alrededor de 0.47 kilogramos CO2 por el kilogramo de cemento, máximo 0.54, valor típico alrededor de 0.50 mundial. La fuente 2 varía con eficacia de la planta: planta eficiente 0.24 kilogramo CO del precalciner2 por el cemento del kilogramo, proceso mojado de la bajo-eficacia de hasta 0.65, prácticas modernas típicas (e.g Reino Unido) que hacen un promedio de alrededor 0.30. La fuente 3 es casi insignificante en 0.002-0.005. Total tan típico CO2 es alrededor 0.80 kilogramos CO2 por el kilogramo cemento acabado. Esto sale a un lado del CO2 asociado a la consumición de la energía eléctrica, puesto que esto varía según el tipo y la eficacia locales de la generación. La consumo de energía eléctrica típica está de la orden de 90-150 KVH por el cemento de la tonelada, equivalente a 0.09-0.15 kilogramos CO2 por el kilogramo cemento acabado si carbón-se genera la electricidad.

Total, con la energía nuclear o hidroeléctrica y la fabricación eficiente, CO2 la generación puede ser tan poco como 0.7 kilogramos por el cemento del kilogramo, pero pueden ser tan altos como dos veces esta cantidad. El empuje de la innovación para el futuro es reducir las fuentes 1 y 2 por la modificación de la química del cemento, por el uso de basuras, y adoptando procesos más eficientes. Aunque la fabricación del cemento es claramente un CO muy grande2 emisor, concreto (de qué cemento compone el cerca de 15%) compara absolutamente favorable con otros sistemas del edificio en este respeto. Vea también emisiones del horno de cemento.

Plantas del cemento como alternativas a la disposición inútil o al proceso convencional

Debido a las temperaturas altas adentro hornos de cemento, combinado con la atmósfera (oxígeno-rica) que oxidaba y los tiempos de residencia largos, los hornos de cemento se han utilizado como opción de proceso para los varios tipos de corrientes inútiles. Las corrientes inútiles contienen a menudo el material combustible que permite la substitución de la parte del combustible fósil usado normalmente en el proceso.

Materiales de desecho usados en hornos de cemento como suplemento del combustible: [1]

  1. Neumáticos del coche y del carro; las correas de acero se toleran fácilmente en los hornos
  2. Solventes y lubricantes inútiles.
  3. Desechos peligrosos; los hornos de cemento destruyen totalmente compuestos orgánicos peligrosos
  4. Comida del hueso; basura de la casa de la matanza debido a encefalopatía del spongiform de los bóvidos preocupaciones de la contaminación
  5. Plásticos inútiles
  6. Lodo de aguas residuales
  7. Cáscaras del arroz
  8. Basura del bastón de azúcar

La fabricación del cemento de Portland también tiene el potencial de quitar subproductos industriales de la perder-corriente, secuestrando con eficacia algunas basuras ambientalmente que dañan.[8] Éstos incluyen:

  1. Escoria
  2. Cenizas volantes (de centrales eléctricas)
  3. Humo de la silicona (de los molinos de acero)
  4. Sintético yeso (de la desulfurización)

Vea también

Referencias

  1. ^ “La industria del cemento 1796-1914: Una historia, “por el A. J. Francis, 1977
  2. ^ P. C. Hewlett (Ed)Química de Lea del cemento y del concreto: 4to Ed, Arnold, 1998, ISBN 0-340-56589-6, Capítulo 1
  3. ^ Prototipos de la cubierta: Calle de la página
  4. ^ Exposición epidemiológica del dióxido de sulfuro de las notas y de los informes en plantas del cemento de Portland
  5. ^ http://www.azdeq.gov/function/news/2003/jan.html
  6. ^ CemNet.com | Las noticias y la información más últimas del cemento
  7. ^ Hacia una industria del cemento sostenible: Mejora del funcionamiento del ambiente, de la salud y de seguridad
  8. ^ “Como generalización, el probablemente 50% de todos los subproductos industriales tenga potencial como las materias primas para la fabricación del cemento de Portland.” Kosmatka, S.H.; Panarese, W.C. (1988). Diseño y control de mezclas concretas. Skokie, IL, los E.E.U.U.: Asociación del cemento de Portland, P. 15. ISBN 0-89312-087-1. 

Acoplamientos externos

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