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낱말의 일반적인 감에서는, a 시멘트 바인더, 독립적으로 놓고 강하게 하고 물질은 이고, 다른 물자를 함께 묶을 수 있다. 유명한 "시멘트"는 콘크리트를 닮고 생석회를 가진 자갈돌에게서 바인더로 만들어진 석공술을 기술하기 위하여 기간 "작 caementitium" 이용한 Romans 등을 맞댄 간다. 유압 바인더를 얻기 위하여 생석회에 추가된 분쇄된 벽돌 첨가물 백악질, cimentum, cäment 및 시멘트로 및 화산 재 은 나중에 불렸다. 건축에서 이용된 시멘트는 것과 같이 성격을 나타낸다 유압 또는 비 유압.
시멘트의 가장 중요한 사용은 생산의이다 박격포 그리고 구체 - 정상적인 환경의 영향에도 불구하고 튼튼한 강한 건축재료를 형성하는 자연 인공적인 골재의 접합.
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유압 시멘트는 결합 후에 놓고 강하게 하십시오 물자이다 물, 결과로 화학 반응 섞는 물 및 저것으로, 강하게 하기 후에, 물의 밑에 조차 힘과 안정성을 유지하십시오. 이 힘 및 안정성을 위한 중요한 필요조건은 수화물이 물을 가진 즉시 반응에 있다 근본적으로 물에서 불용해성 형성했다 이다. 대부분의 건축 시멘트는 오늘 유압 이고, 이들의 최대량은 위에 근거한다 포틀랜드 시멘트, 1 차로 만들어지는 석회석, 확신하는 찰흙 무기물, 석고 물리치는 높은 온도 과정에서 이산화탄소 그리고 화학으로 새로운 화합물로 1 차 성분을 결합한다. 비 유압 시멘트는 (힘을 얻기 위하여 건조한 유지되어야 하는, 비 유압) 석회와 석고 고약 및 액체 분대가 있는 산염화물에는 시멘트를 바른다와 같은 물자를 포함한다. 석회 박격포는, 예를 들면, 탄산 칼슘을 처음부터 끝까지 개혁하는 완전히 말리고는, 그리고 대기권에서 이산화탄소의 흡수에 의하여 단지 아주 느리의 이익 힘에 의하여서만 "놓았다" carbonatation.
유압 시멘트의 놓고 강하게 해서 시멘트 분대와 물 사이 반응 결과로 형성하는 water-containing 화합물의 대형에 기인된다. 반응 및 반응 제품은 수화 및 수화물 또는 수화물 단계로, 각각 불린다. 반응의 즉시 시작 결과로, 처음에 경미한 그러나 시간으로 증가하는 경직은 관찰될 수 있다. 경직이 특정 수준을 도달하는 점은 조정의 시작으로 불린다. 더 강화는 조정에게 불린다, 그 후에 강하게 하기의 단계는 시작된다. 물자의 압축 강도는 정규 시멘트의 경우에 수년에 시멘트를 "매우 급속하 강하게 하기"의 경우에 약간 일에서 배열하는 기간에 그 때, 꾸준하게 성장한다.
가장 이른 건축 시멘트는 건축 처럼 오래되다,[1] 그리고 비 유압 이었다. 원시 진흙 벽돌이 이용되었다 어디든지, 찰흙 슬러리의 얇은 층과 함께 잤다. 진흙 근거한 물자는 또한 갱도지주의 벽에 만들기를 위해 또는 이용되었다 욋가지와 총소리 구조. 석회 이들에 있는 첨가물이 만든 대로 아마 안정시키는 진흙 지면을 위해, 처음으로 사용되고. 암소 똥거름에 있는 거친 것 그리고 단백질, 응고 때문에, 의 석회에 의하여, 입히가 진흙, 암소 똥거름 및 석회를 이루어져 있는 "총소리에 의하여" 생성한다. 이 단순 시스템은 확실히 최근 시간까지 유럽에서 일반적이었다. 발사한 벽돌의 출현, 및 더 큰 구조에 있는 그들의 사용으로, 각종 문화는 가연 광물 (Mesopotamia에서), 석고 (이집트에서) 및 석회에 근거한 높 힘 박격포로 실험하는 것을 시작했다 (세계의 많은 부분에서).
그것은 미심쩍다 곳에 처음으로 발견된 수화된 비 유압 석회 및 a의 조합 pozzolan 유압 혼합물을 생성한다, 그러나 그런 혼합물에게서 한 콘크리트는 Romans에 의해 처음으로 크게 보면 이용되었다. 그들은 이용했다 두 자연적인 pozzolans 다 (trass 또는 경석이 콘크리트에서) 그리고 인공적인 pozzolans (지상 벽돌 또는 도기). 이 콘크리트에게서 한 구조의 많은 우수한 보기는 아직도, 주목할 만하게의 거대한 모놀리식 돔 서 있고 있다 판테온 로마에서. 구조상 콘크리트의 사용은 중세 유럽에서 약한 pozzolanic 콘크리트가 기입하더라도 돌담 및 란을 중핵으로 이용되기 위하여 계속했더라도, 사라졌다.
현대 유압 시멘트는 3개 주요 필요에 의해 산업 혁명 (약 1700년)의, 몰아 시작부터 개발되는 것을 시작되었다:
특히 브리튼에서는, 좋은-품질 건물 돌은 급속한 성장의 기간 동안에 더 비싸게 되고, 새로운 산업 벽돌에서 명성 건물을 건설하고, a에 완료하는 관행이 되었다 치장 벽토 돌을 모방하기 위하여. 유압 석회는 이것을 위해 호의를 보였다, 그러나 빠른 세트 시간 동안 필요는 새로운 시멘트의 발달을 격려했다. 이들의 사이에서 가장 고명했다 Parker는 "로마 시멘트."[2] 이것은 곁에 개발되었다 제임스 Parker 1780 년대에서는, 그리고 1796년에 마지막으로 특허를 얻어. 그것은, 실제로, Romans에 의해 이용된 어떤 물자든지 같이 아무것도 아니, 그러나 septaria - 있는, 특정 찰흙 예금에서 찰흙 둘 다 무기물과 탄산 칼슘을 포함하고 작은혹을 점화해서 한 "자연적인 시멘트"이었다. 점화된 작은혹은 정밀한 분말에 갈렸다. 모래, 5-15 분에 있는 세트를 가진 박격포로 하는 이 제품. "로마 시멘트"의 성공은 다른 제조자를 찰흙과 백묵의 인공적인 혼합물을 점화해서 경쟁자 제품을 개발하는 지도했다.
죤 Smeaton 그가 세 번째의 건축을 계획할 때 시멘트의 발달에 중요한 기여금을 했다 Eddystone 등대 (1755-9년) 영국 해협에서. 그는 놓을 유압 박격포를 필요로 하고 계속되는 고조 사이 12 시간 기간에 있는 약간 힘을 개발한다. 그는 그들의 생산 위치를 방문하는 유효한 유압 석회에 대한 철저한 시장 조사를 실행하고, 석회의 "hydraulicity"가 만들어진 석회석의 찰흙 내용과 직접적으로 관련있었다는 것을 주의했다. Smeaton는 a이었다 토목 기사 직업에 의하여, 아이디어를 아니 더 받아들였다. Smeaton의 일을 명백하게 모른, 동일한 원리는 곁에 확인되었다 루이 Vicat 19 세기의 첫번째 십년간에서. Vicat는 백묵 결합의 방법을 고안하기 위하여 계속하고 1817년에 "인공적인 시멘트"가 이것을 점화하는 친밀한 혼합물로 찰흙에 의하여, 생성했다. 제임스 서리,[3] 그가 동일한 시간의 주위에 유사한 방법에서 "영국 시멘트이라고" 칭한 무슨을 생성한 브리튼에서 일은, 그러나 1822년까지 특허를 얻지 않았다. 1824년에, 조셉 Aspdin 그것에게서 만들어지기 만들이 유명했던 것과 유사했던 색깔에 있었기 때문에, 그가 포틀랜드 시멘트이라고 칭한 유사한 물자의 특허를 얻었다, 포틀란드 돌.
모든 위 제품은 (배치를 위한 부족한 시간을 주는) 빠르 조정과 많은 요구하는 낮은 이른 힘 때문에 석회 또는 pozzolan 콘크리트와 formwork가 제거될 수 있기 전에) 수 없었다 (주의 지연을 경쟁할. 유압 석회는 그들을, "자연적인" 시멘트 및 "인공적인" 시멘트 전부 의지한다 belite 힘 발달을 위한 내용. Belite는 힘을 느리게 개발한다. 그들이 1250년 °C 이하 온도에 점화되었기 때문에, 아니오를 포함했다 알라이트, 현대 시멘트에 있는 이른 힘에 책임 있는. 일관되게 알라이트를 포함하는 첫번째 시멘트는 조셉 Aspdin 아들에 의해 한 저것이었다 윌리엄 이른 1840s에서. 이것은 우리가 "현대" 포틀랜드 시멘트이라고 오늘 칭하는 무슨이었다. 윌리엄이 Aspdin 그의 제품을 포위한 신비의 공기 때문에, 다른 사람 (예를들면. Vicat I C 존슨) 이 발명품에 있는 앞서기, 그러나 최근 분석을 요구했다[4] 그의 구체적이고 익지않는 시멘트의에 한 윌리엄 Aspdin 제품 보여주었다 Northfleet, 켄트 진실한 알라이트 근거한 시멘트는 이었다. 그러나, Aspdin의 방법은 "어림짐작"이었다: Vicat는 이 시멘트의 화학 기초 설치에 책임 있고, 존슨은 킬른에 있는 혼합 소결의 중요성을 설치했다.
윌리엄 Aspdin 혁신은 매우 더 높은 킬른 온도를 요구했기 때문에 그들이 혼합 (그의 아버지를 위한 문제)에 있는 석회를 더 요구했기 때문에, "인공적인 시멘트"의 제조자를 위해 반직관적이었다, (와 그러므로 연료 더) 유래 클링커가 아주 단단하기 급속하게 아래로 착용하고 때문에 시간의 유일하게 유효한 가는 기술인 석구를. 제조 원가는 그러므로 상당하게 더 높고, 그러나 곱집합 적당하게 작게 개발한 힘 빨리이어, 따라서 콘크리트에 있는 사용을 위한 시장을 연. 건축에 있는 콘크리트의 사용은 1850년에서 앞으로 성장하고, 빨리 시멘트를 위한 급속하게 지배적인 사용에이었다. 따라서 포틀랜드 시멘트는 그것의 우위한 역할을 시작했다.
시멘트는 킬른에 있는 1450°C에 다른 물자의 소량을 가진 석회석을 (찰흙과 같은) 가열해서 한다. `클링커에게' 불린 유래 단단한 물질은 분말로 소량 석고로, 그 때, (수시로 OPC로 불리는) 시멘트의 상용되는 유형 `에게 정규 포틀랜드 시멘트'를 만들기 위하여 갈린다.
포틀랜드 시멘트는 기본적인 성분의이다 구체, 박격포 그리고 최대 비 명물 주둥이로 파헤침. 포틀랜드 시멘트를 위한 일반적인 사용은 콘크리트의 생산에 있다. 콘크리트는 이루어져 있는 복합 재료이다 골재 (자갈과 모래), 시멘트 및 물. 건설물자로, 콘크리트는 원한 거의 어떤 모양든지에서 던져지골, 한 번 강하게 해, 구조상 (짐 방위) 성분은 될 수 있다. 포틀랜드 시멘트는 또는 회색 일지도 모른다 백색.
포틀랜드 시멘트의 제조의 세부사항을 위해, 주요 기사를 보십시오. 첫번째 포틀랜드 시멘트를 발명한 남자는 Wakefield, 서쪽 요크셔에서 이었다.
이들은 수시로 시멘트 제조자에서 간 지상 혼합물로 유효하다, 그러나 유사한 정립은 또한 구체적인 섞는 식물에 지상 분대에서 수시로 섞인다.[5]
포틀란드 Blastfurnace 시멘트 70%까지 포함한다 지상은 용광로 광재를 알갱이로 만들었다, 나머지 포틀란드 클링커 및 적은 석고와 더불어. 모든 구성은 높은 극한 강도를 일으킨다, 그러나 광재 내용이 증가되는 만큼, 이른 힘은 황산염 저항은 증가하고는 열이 발전 점감하는 그러나, 감소된다. 포틀란드 황산염 저항 그리고 저열 시멘트에 경제 대안으로 사용하는.[6]
포틀란드 Flyash 시멘트 30%까지 포함한다 비산회. flyash는 극한 강도가 유지된다 그래야, pozzolanic 이다. flyash 추가가 더 낮은 구체적인 수분 함량을 허용하기 때문에, 이른 힘은 또한 유지될 수 있다. 좋은-품질 싼 flyash가 유효한 곳에, 이것은 정규 포틀랜드 시멘트에 경제 대안일 수 있다.[7]
포틀란드 Pozzolan 시멘트 비산회가 pozzolan이기 때문에, 비산회 시멘트를 포함하고 또한 다른 자연 인공적인 pozzolans에게서 한 시멘트를 포함한다. 화산 재가 유효한 국가에서 (예를들면. 이탈리아, 칠레, 멕시코, 필리핀은) 이 시멘트 수시로 사용중인 일반적인 모양이다.
포틀란드 실리카 증기 시멘트. 추가의 실리카 증기 특별하게 높은 힘을 열매를 산출할 수 있고, 5-20% 실리카 증기를 포함하는 시멘트는 때때로 생성한다. 그러나, 실리카 증기는 구체 믹서에 포틀랜드 시멘트에 보통 추가된다.[8]
석공술 시멘트 bricklaying 준비를 위해 사용된다 박격포 그리고 치장 벽토, 콘크리트에서 사용되고. 그들은 보통 석회석, 수화한 석회, 공기 entrainers, 억제제, waterproofers 및 그림물감 대리인을 포함할지도 모른다 다수 다른 성분과 포틀란드 클링커을 포함하는 복잡한 소유 정립이다. 그들은 급속하고 일관된 석공술 일을 허용하는 실행할 수 있는 박격포를 열매를 산출하기 위하여 공식화된다. 미국에 있는 석공술 시멘트의 미묘한 변이는 플라스틱 시멘트 및 치장 벽토 시멘트이다. 이들은 석공술 구획을 가진 생성에 의하여 통제된 유대에 디자인된다.
팽창성 시멘트 , 포틀란드 클링커 이외에, 팽창성 클링커 (보통 sulfoaluminate 클링커)를 포함하고, 유압 시멘트로 일반적으로 부닥치는 수축량을 말리기의 효력을 상쇄하기 위하여 디자인된다. 이것은 큰 지면 석판 (60까지 m 사각)가 수축 합동 없이 준비되는 것을 허용한다.
백색 혼합된 시멘트 high-purity와 같은 백색 클링커 그리고 백색 보충 물자를 사용하여 만들어진 일지모른다 metakaolin.
착색된 시멘트 장식적인 목적을 위해 사용된다. 몇몇 기준에서는, "착색된 포틀랜드 시멘트"를 생성하는 안료의 추가는 허용된다. 다른 기준에서 (예를들면. ASTM는), 안료 포틀랜드 시멘트의 성분을 주어지지 않으며, 착색된 시멘트는 "혼합된 유압 시멘트"로 판매된다.
아주 정밀하게 갈린 시멘트 극단적으로 정밀하게 갈리는 모래 가진 또는 광재 다른 pozzolan 유형 무기물을 가진 시멘트의 혼합물에게서 만들어진다. 그런 시멘트에는 화학 반응을 위한 거기 증가한 표면 때문에 50%를 가진 정상적인 시멘트와 동일한 신체적 특징이 그러나 더 적은 시멘트 특히 있을 수 있다. 집중 갈기 함께 조차 그들은 날조하기 위하여 정규 포틀랜드 시멘트 보다는 더 적은 에너지 50%까지 이용해서 좋다. EMC 시멘트
Pozzolan 석회 시멘트. 지상의 혼합물 pozzolan 그리고 석회는 Romans에 의해 이용된 시멘트이고, 지금도 서 있는 로마 구조에서 찾아낼 것이다 (예를들면. 로마에 있는 판테온). 그들은 힘을 느리게 개발한다, 그러나 그들의 극한 강도는 아주 높을 수 있다. 힘을 일으키는 수화 제품은 포틀랜드 시멘트에 의해 생성한 그들과 근본적으로 동일하.
광재 석회 시멘트. 지상은 용광로 광재를 알갱이로 만들었다 독자적으로 유압, 그러나 경제적으로 "활성화된다 석회를 사용하여 알칼리의 추가에 의해", 이지 않는다. 그들은 그들의 재산에 있는 pozzolan 석회 시멘트와 유사하다. 알갱이로 만들어진 광재만 (i.e. 물 냉각한, 투명한 광재는) 시멘트 분대로 효과적이다.
Supersulfated 시멘트. 이들은 활성제로 대략 80% 지상에 의하여 알갱이로 만들어진 용광로 광재, 15% 석고 또는 무수석고 및 포틀란드 작은 클링커 또는 석회 포함한다. 그들은 대형에 의하여 힘을의 일으킨다 ettringite, 느린 포틀랜드 시멘트와 유사한 힘 성장과 더불어. 그들은 황산염을 포함하여 호전적인 대리인에 좋은 저항을, 전시한다.
칼슘 알루민산염 시멘트 석회석과 보크사이트에게서 1 차로 한 유압 시멘트는 이다. 유효 성분은 monocalcium 알루민산염 CaAl이다2O4 (안으로 캘리포니아 시멘트 화학자 표기법) 그리고 Mayenite 캘리포니아12알루미늄14O33 (C12A7 CCN에서). 힘은 칼슘 알루민산염 수화물에 수화에 의하여 형성한다. 그들은 다루기 힘든 (고열 저항하는) 콘크리트에 있는 사용을 위해, 예를들면 잘 적응시킨다. 로 안대기를 위해.
칼슘 sulfoaluminate 시멘트 포함하는 클링커에게서 만들어진다 ye' elimite (캘리포니아4(ALO2)6이렇게4 또는 C4A3 에서 시멘트 화학자의 표기법) 1 차 단계로. 그들은 팽창성 시멘트, 극초단파 이른 힘 시멘트, 및 "low-energy" 시멘트에서 이용된다. ettringite가 수화에 의하여 생성하고, 전문화된 유형 자산은 칼슘의 가용성의 조정에 의해 (확장 또는 급속한 반응과 같은) 얻어지고 이온을 황산염화한다. 포틀랜드 시멘트에 low-energy 대안으로 그들의 사용은 년 당 몇몇 백만 톤이 일어나는 중국에서 개척되었다,[9][10]. 에너지 필요량은 반응을 위해 요구된 더 낮은 킬른 온도, 및 (endothermically 이산화탄소를 제거되어야 하는) 더 낮은 양 때문에 더 낮다 혼합에서 석회석. 더하여, 더 낮은 석회석 내용 및 더 낮은 연료 소비는 CO에 지도한다2 포틀란드 클링커에 저 연합되는 반의 주위에 방출. 그러나, 이렇게2 방출은 보통 현저하게 더 높다.
"자연적인" 시멘트 점화해서 생성한 전 포틀란드 시대의 특정 시멘트에 대응하십시오 점토질 석회석 온건한 온도에. 석회석 (약 30-35%)에 있는 찰흙 분대의 수준은 다량 belite (포틀랜드 시멘트에 있는 낮은 일찌기 힘, 높은 늦게 힘 무기물)가 과량 총계 유리 석회의 대형 없이 형성된ㄴ다는 것을 그런이다. 어떤 자연적인 물자든지로 것과 같이, 그런 시멘트에는 아주 변하기 쉬운 재산이 있다.
Geopolymer 시멘트 비산회와 metakaolin와 같은 수용성 알칼리 금속 규산염 그리고 aluminosilicate 무기물 분말의 혼합물에게서 만들어진다.
시멘트 제조는 과정의 모든 단계에서 환경에 주는 영향을 일으키는 원인이 된다. 이들은 먼지, 가스, 소음 및 진동의 모양으로 그리고 안으로 폭파 동안에 기계장치를 운영할 때 공수 오염의 방출을 포함한다 채석장및 돌을 파내기에서 시골에 손상. 돌을 파내기 동안에 먼지 방출 시멘트의 제조를 감소시키는 장비는 널리 이용되고, 증가한 사용이 배기 개스를 덫을 놓고 분리하는 장비에 의하여 들어오고 있다. 환경 보호는 또한 시골로 그들이 그들을 성격에 돌려보내거나 재 경작해서 닫은 후에 채석장의 재통합을 포함한다.
시멘트 제조는 이산화탄소의 생산을 통해 온실 가스를 둘 다 직접적으로 때 공헌한다 탄산 칼슘 격렬하, 생성한 석회 그리고 이산화탄소 [2], 특히 에너지가 인 경우에 또한 간접적으로 에너지의 사용을 통해, 에서 sourced 화석 연료. 세계적인 인공 CO의 5%가 시멘트 공업에 의하여 생성한다2 50%가 화학 공정에서 인, 불타는 연료에서 방출 그리고 40%.[11] CO 양2 CO의 거의 900 킬로그램은 시멘트 공업에 의해 방출된다2 시멘트의 매 1000 킬로그램을 위해 생성했다. [12]
시멘트 식물은 사용된 원료 및 과정에 따라서, 생성한 클링커의 톤 당 연료의 3,000 6,500 MJ를 소모한다. 대부분의 시멘트 가마는 1 차 연료로 오늘 석탄과 석유 코크를, 그리고 조금 적게 천연 가스 및 연료유를 이용한다. 준엄한 명세에 부응하는 경우에, 회복시킬 수 있는 발열량을 가진 선정한 낭비 그리고 부산물은 평범한 화석 연료의 부분을, 석탄 같이 대체하는 시멘트 가마에 있는 연료로 이용될 수 있다. 칼슘 실리카, 반토 및 철과 같은 유용한 무기물을 포함하는 선정한 낭비 및 부산물은 찰흙과 같은 원료 혈암 및 석회석을 대체하는 킬른에 있는 원료로 이용될 수 있다. 약간 물자에는 유용한 무기물 함량 및 회복시킬 수 있는 발열량이 둘 다 있기 때문에, 양자택일 연료와 원료 사이 구별은 항상 명확하지 않다. 예를 들면, 하수 오물 진창에는 낮고 그러나 뜻깊은 발열량이 있고, 클링커 모체에 유용한 무기물을 포함하는 재를 주기 위하여 점화한다.[13]
시멘트를 생성하는 것에는 현지 수준에 뜻깊은 긍정 적이고 및 부정적인 영향력이 있다. 긍정적인 측에, 시멘트 공업은 경제 개발을 위한 다른 몇몇 기회가 있는 개발도상국에 있는 먼 장소에서 현지 사람들을 위한 고용 그리고 사업 기회를, 특히 창조할지도 모른다. 부정적인 영향력은 조경에 소요를, 먼지 및 소음 및 석회석 (시멘트를 위한 원료)를 돌을 파내기에서 현지 생물의 다양성에 붕괴 포함한다.
2002에서 유압 시멘트의 세계 생산은 1,800백만 미터톤이었다. 최고 3명의 생산자는 세계 3의 가장 인구가 많ㄴ 국가 옆에 704를 가진 중국, 100를 가진 인도, 및 세계 합계 대략 반의 결합한 합계를 위한 91백만 미터톤을 가진 미국이었다.[14]
"과거 18 년간, 중국 일관되게 세계에 있는 다른 어떤 국가 보다는 시멘트를 더 생성했다. 밖으로 발송된 11백만 톤에 1994년에 뾰족해진 [...] 중국 시멘트 수출은 꾸준한 쇠퇴에 그후 내내 있고. 단지 5.18 백만 톤은 2002년에 중국에서 수출되었다. 톤 $34에 제안해, 중국 시멘트는 시장에서 타이란드가 동일한 질을 $20 만큼 조금 요구하기 때문에 가격 설정 자체이다. "[15]
"중국에 있는 시멘트를 위해 5.4%를 연례로 전진하고 2008년에 1십억 미터톤을 초과하고 예상된다 감속 그러나 건축 비용에 있는 건강한 성장에 의해, 모는 요구하십시오. 중국에서 소모된 시멘트는 세계적인 수요의 44%에 도달하고, 중국은 큰 한계 덕분에 세계에서 시멘트의 가장 큰 국가 소비자에 남아 있을 것이다. "[16]
2006년에 중국이 세계 합계 시멘트 생산의 44%인 시멘트의 1.235 10억 미터톤을 제조했다는 것은 고 추정되었다.[17]
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