Início › Índice Multilingual do arquivo › Cimento

 Top 10 artigos Goole Hotmail Lista dos países onde o inglês é uma língua oficial Lista de doenças mentais Gmail Família real britânica Googol Tuenti Tsunami KGB

News:

Cimento

No sentido o mais geral da palavra, a cimento é uma pasta, uma substância que se ajuste e se endureça independentemente, e pode ligar outros materiais junto. O “cimento conhecido” vai para trás ao Romans que usou o termo do “caementitium opus” descrever o masonry que se assemelhou ao concreto e foi feito da rocha esmagada com cal queimado como a pasta. A cinza vulcânica e os aditivos pulverized do tijolo que foram adicionados ao cal queimado para obter uma pasta hidráulica foram consultados mais tarde como ao cementum, ao cimentum, ao cäment e ao cimento. Os cimentos usados na construção são caracterizados como hidráulico ou non-hidráulico.

O uso o mais importante do cimento é a produção de almofariz e concreto - a ligação dos agregados naturais ou artificiais para dar forma a um material de edifício forte que seja durável na cara de efeitos ambientais normais.

Índices 1 Hidráulico contra cimento non-hidráulico 2 História 2.1 Usos adiantados 2.2 Cimento moderno 3 Tipos de cimento moderno 3.1 Cimento de Portland 3.2 Misturas do cimento de Portland 3.3 Cimentos hidráulicos de Non-Portland 4 Impactos ambientais e sociais 4.1 Clima 4.2 Combustíveis e materiais crus 4.3 Impactos locais 5 Negócio do cimento 6 Veja também 7 Ligações externas 8 Leitura mais adicional 9 Referências

Hidráulico contra cimento non-hidráulico

Os cimentos hidráulicos são os materiais que ajuste e endureça após ser combinado com água, em conseqüência de reações químicas com água misturando, e a aquela, após endurecer-se, retenha a força e a estabilidade mesmo sob a água. A exigência chave para estas força e estabilidade é que os hydrates deram forma na reação imediata com água sejam essencialmente insoluble na água. A maioria de cimentos da construção são hoje hidráulicos, e a maioria destes é baseada sobre Cimento de Portland, de que é feito primeiramente pedra calcária, certo argila minerais, e gypsum em um processo de alta temperatura que expela dióxido de carbono e combina quimicamente os ingredientes preliminares em compostos novos. os cimentos Non-hidráulicos incluem materiais como os emplastros (non-hidráulicos) do cal e do gypsum, que devem ser mantidos seco a fim ganhar a força, e o oxychloride cements, que têm componentes líquidos. Os almofarizes de cal, por exemplo, “ajustaram-se” somente dessecar, e pela força do ganho somente muito lentamente pelo absorption do dióxido de carbono da atmosfera para reformar completamente o carbonato de cálcio carbonatation.

Ajustando-se e endurecendo-se de cimentos hidráulicos é causado pela formação dos compostos water-containing, que dão forma em conseqüência das reações entre componentes do cimento e água. A reação e os produtos da reação são consultados como ao hydration e aos hydrates ou às fases do hydrate, respectivamente. Em conseqüência do começo imediato das reações, endurecer-se pode ser observado que são inicialmente ligeiro mas que aumenta com tempo. O ponto em que se endurecer alcança um determinado nível é consultado como ao começo do ajuste. Uma consolidação mais adicional é chamada ajuste, depois do qual a fase de endurecer-se começa. A força compressive do material cresce então firmemente, sobre um período que varie de alguns dias no exemplo de “ultra-rápido-endurecer” cimentos a diversos anos na caixa de cimentos ordinários.

História

Usos adiantados

Os cimentos os mais adiantados da construção são tão velhos quanto a construção,^[1] e eram non-hidráulico. Onde quer que os tijolos primitivos da lama foram usados, foram alojados junto com uma camada fina de pasta da argila. os materiais Lama-baseados foram usados também rendendo nas paredes da madeira ou wattle e daub estruturas. Cal foi usado provavelmente para a primeira vez como um aditivo nestes rende, e para assoalhos estabilizando-se da lama. Uma lama do “daub”, um dung da vaca e um cal consistindo produzem um resistente e revestir, devido ao coagulation, pelo cal, das proteínas no dung da vaca. Este sistema simples era comum em Europa até épocas completamente recentes. Com o advent de tijolos ateados fogo, e seu uso em estruturas maiores, as várias culturas começaram experimentar com os almofarizes da elevado-força baseados no betume (em Mesopotamia), no gypsum (em Egipto) e no cal (em muitas partes do mundo).

É incerto onde se descobriu primeiramente que uma combinação do cal non-hidráulico hydrated e do a pozzolan produz uma mistura hidráulica, mas o concreto feito de tais misturas foi usado primeiramente em uma escala grande pelo Romans. Usaram ambos os pozzolans naturais (trass ou polimento) e pozzolans artificiais (tijolo ou cerâmica da terra) nestes concretos. Muitos exemplos excelentes das estruturas feitas destes concretos estão estando ainda, notàvelmente a abóbada monolítica enorme do Pantheon em Roma. O uso do concreto estrutural desapareceu em Europa medieval, embora os concretos pozzolanic fracos continuassem a ser usados como um núcleo preenchessem as paredes e as colunas de pedra.

Cimento moderno

Os cimentos hidráulicos modernos começaram a ser desenvolvidos do começo da volta industrial (ao redor 1700), dirigido por três necessidades principais:

• Hidráulico rende para edifícios terminando do tijolo em climas molhados
• Os almofarizes hidráulicos para a construção do masonry do porto trabalham etc., no contato com água de mar.
• Desenvolvimento de concretos fortes.

Em Grâ Bretanha particularmente, a pedra de edifício da qualidade boa tornou-se sempre mais cara durante um período do crescimento rápido, e transformou-se uma prática comum construir edifícios do prestige dos tijolos industriais novos, e terminá-los com a stucco para imitate a pedra. Os cais hidráulicos foram favorecidos para este, mas a necessidade por um tempo rápido do jogo incentivou o desenvolvimento de cimentos novos. O mais famoso entre estes era Parker “Cimento Roman."^[2] Isto foi desenvolvido perto James Parker no 1780s, e patenteado finalmente em 1796. Não era, no fato, nada como nenhum material usado pelo Romans, mas era “um cimento natural” feito queimando o septaria - os nodules que são encontrados em determinados depósitos da argila, e que contêm minerais da argila e carbonato de cálcio. Os nodules queimados foram moídos a um pó fino. Este produto, feito em um almofariz com areia, jogo em 5-15 minutos. O sucesso “do cimento Roman” conduziu a outros fabricantes desenvolver os produtos rivais queimando misturas artificiais da argila e do giz.

John Smeaton fêz uma contribuição importante ao desenvolvimento dos cimentos quando planeava a construção do third Farol de Eddystone (1755-9) na canaleta inglesa. Necessitou um almofariz hidráulico que se ajustasse e desenvolve alguma força no período de doze horas entre marés elevadas sucessivas. Executou uma pesquisa de mercado exhaustive sobre os cais hidráulicos disponíveis, visitando seus locais da produção, e anotou que o “hydraulicity” do cal estêve relacionado diretamente ao índice da argila da pedra calcária de que foi feito. Smeaton era a coordenador civil pela profissão, e fêz exame da idéia não mais mais. Aparentemente inconsciente do trabalho de Smeaton, o mesmo princípio foi identificado perto Louis Vicat na primeira década do décimo nono século. Vicat foi sobre planejar um método de combinar o giz e a argila em uma mistura intimate, e, queimando esta, produziu “um cimento artificial” em 1817. Geada de James,^[3] trabalhar em Grâ Bretanha, produzido o que se chamou “cimento britânico” em uma maneira similar em torno do mesmo tempo, mas não obteve uma patente até 1822. Em 1824, Joseph Aspdin patenteou um material similar, que chamasse cimento de Portland, porque render feito dele estava na cor similar ao prestigioso Pedra de Portland.

Todos os produtos acima não poderiam competir com o cal/concretos pozzolan por causa do rápido-ajuste (que dão a hora insuficiente para a colocação) e das forças adiantadas baixas (reque atrasa de muitas semanas antes que o formwork poderia ser removido). Os cais hidráulicos, os cimentos “naturais” e os cimentos “artificiais” todos confiam no seu belite índice para o desenvolvimento da força. Belite desenvolve a força lentamente. Porque foram queimados em temperaturas abaixo do °C 1250, contiveram o No. alite, que é responsável para a força adiantada em cimentos modernos. O primeiro cimento para conter consistentemente o alite era aquele feito pelo filho de Joseph Aspdin William no 1840s adiantado. Este era o que nós nos chamamos hoje cimento de Portland “moderno”. Por causa do ar do mistério com que William Aspdin cercou seu produto, outros (por exemplo. Vicat e I C Johnson) reivindicaram a precedência nesta invenção, mas a análise recente^[4] de seu cimento concreto e cru mostraram que produto de William Aspdin feito em Northfleet, Kent era um cimento alite-baseado verdadeiro. Entretanto, os métodos de Aspdin eram “régua--polegar”: Vicat é responsável para estabelecer a base química destes cimentos, e Johnson estabeleceu a importância de sintering a mistura no kiln.

A inovação de William Aspdin era contador-intuitive para fabricantes “de cimentos artificiais”, porque requereram mais cal na mistura (um problema para seu pai), porque requereram uma temperatura muito mais alta do kiln (e conseqüentemente mais combustível) e porque o clinker resultante era muito duro e ràpidamente desgastava abaixo os millstones que eram a única tecnologia moendo disponível do tempo. Os custos do Manufacturing eram conseqüentemente consideravelmente mais elevados, mas o produto ajustou-se razoavelmente lentamente e desenvolveu-se a força rapidamente, assim a abertura acima de um mercado para o uso no concreto. O uso do concreto na construção cresceu ràpidamente de 1850 avante, e foi logo o uso dominante para cimentos. Assim o cimento de Portland começou seu papel predominant.

Tipos de cimento moderno

Cimento de Portland

Artigo principal: Cimento de Portland

O cimento é feito aquecendo a pedra calcária com quantidades pequenas de outros materiais (tais como a argila) a 1450°C em um kiln. A substância dura resultante, chamada clinker do `', é moída então com um pouco de gypsum em um pó para fazer a `o cimento de Portland ordinário', o tipo o mais geralmente usado de cimento (consultado frequentemente como a OPC).

O cimento de Portland é um ingrediente básico de concreto, almofariz e a maioria de non-speciality grout. O uso o mais comum para o cimento de Portland está na produção do concreto. O concreto é consistir do material composto agregado (cascalho e areia), cimento, e água. Como um material de construção, o concreto pode ser moldado em quase toda a forma desejada, e endurecido uma vez, pode tornar-se (um elemento estrutural do rolamento da carga). O cimento de Portland pode ser cinzento ou branco.

Para detalhes da manufatura do cimento de Portland, veja o artigo principal. O homem que o primeiro inventou o cimento de Portland era de Wakefield, ocidental - yorkshire.

Misturas do cimento de Portland

Estes estão frequentemente disponíveis como misturas da inter-terra dos fabricantes do cimento, mas as formulação similares frequentemente são misturadas também dos componentes à terra na planta misturando concreta.^[5]

Cimento de Portland Blastfurnace contem até 70% a terra granulated o slag do alto-forno, com o clinker de Portland do descanso e pouco gypsum. Todas as composições produzem a força final elevada, mas enquanto o índice do slag é aumentado, a força adiantada está reduzida, quando a resistência do sulfate aumentar e evolução do calor diminui. Usado como uma alternativa econômica a sulfate-resistir de Portland e a cimentos low-heat.^[6]

Cimento de Portland Flyash contem até 30% cinza de mosca. O flyash é pozzolanic, de modo que a força final seja mantida. Porque a adição do flyash permite um índice de água concreto mais baixo, a força adiantada pode também ser mantida. Onde o flyash barato da qualidade boa está disponível, esta pode ser uma alternativa econômica ao cimento de Portland ordinário.^[7]

Cimento de Portland Pozzolan inclui o cimento da cinza de mosca, desde que a cinza de mosca é uma pozzolan, mas inclui também os cimentos feitos de outros pozzolans naturais ou artificiais. Nos países onde as cinzas vulcânicas estão disponíveis (por exemplo. Italy, o Chile, México, as Filipinas) estes cimentos são frequentemente o formulário o mais comum no uso.

Cimento das emanações do silicone de Portland. Adição de emanações do silicone pode render forças excepcionalmente elevadas, e os cimentos que contêm emanações do silicone 5-20% são produzidos ocasionalmente. Entretanto, as emanações do silicone são adicionadas mais geralmente ao cimento de Portland no misturador concreto.^[8]

Cimentos do Masonry são usados preparando bricklaying almofarizes e stuccos, e não deve ser usado no concreto. São geralmente formulação proprietárias complexas que contêm o clinker de Portland e um número outros dos ingredientes que podem incluir a pedra calcária, o cal hydrated, os entrainers do ar, os retarders, os waterproofers e os agentes da coloração. São formulados para render os almofarizes workable que permitem o trabalho rápido e consistente do masonry. As variações Subtle do cimento do Masonry nos E.U. são cimentos plásticos e cimentos do Stucco. Estes são projetados à ligação controlada produto com blocos do masonry.

Cimentos Expansive contenha, além ao clinker de Portland, clinkers expansive (geralmente clinkers do sulfoaluminate), e são projetados deslocar os efeitos de secar o encolhimento que é encontrado normalmente com cimentos hidráulicos. Isto permite que as lajes grandes do assoalho (quadrado de até 60 m) sejam preparadas sem junções de contração.

Cimentos misturados brancos pode ser feito usando o clinker branco e os materiais suplementares brancos tais como high-purity metakaolin.

Cimentos coloridos são usados para finalidades decorativas. Em alguns padrões, a adição dos pigments para produzir “o cimento de Portland colorido” é permitida. Em outros padrões (por exemplo. ASTM), pigments não são permitidos constituents do cimento de Portland, e os cimentos coloridos são vendidos como “cimentos hidráulicos misturados”.

Cimentos muito finamente moídos são feitos das misturas do cimento com areia ou com slag ou o outro tipo pozzolan minerais que são moídas extremamente finamente. Tais cimentos podem ter as mesmas características físicas que o cimento normal mas com 50% menos cimento particularmente devido à área de superfície lá aumentada para a reação química. Mesmo com intensive moer podem usar até 50% menos energia fabricar do que cimentos de Portland ordinários. Cimento de EMC

Cimentos hidráulicos de Non-Portland

cimentos do Pozzolan-cal. Misturas da terra pozzolan e o cal é os cimentos usados pelo Romans, e deve ser encontrado nas estruturas Roman que estão ainda (por exemplo. o Pantheon em Roma). Desenvolvem a força lentamente, mas sua força final pode ser muito elevada. Os produtos do hydration que produzem a força são essencialmente os mesmos que aqueles produzidos pelo cimento de Portland.

cimentos do Slag-cal. A terra granulated o slag do alto-forno não é hidráulico no seus próprios, mas “é ativado” pela adição dos alcalóides, a maioria de cal economicamente usar-se. São similares aos cimentos pozzolan do cal em suas propriedades. Somente slag granulated (isto é. o slag água-extinto, glassy) é eficaz como um componente do cimento.

Cimentos de Supersulfated. Estes contêm o slag granulated terra do alto-forno de aproximadamente 80%, o gypsum de 15% ou o anhydrite e um clinker ou um cal pequeno de Portland como um activador. Produzem a força pela formação de ettringite, com o crescimento da força similar a um cimento de Portland lento. Exibem a resistência boa aos agentes aggressive, including o sulfate.

Cimentos do aluminate do cálcio são os cimentos hidráulicos feitos primeiramente da pedra calcária e da bauxite. Os ingredientes ativos são aluminate monocalcium CaAl₂O₄ (CA dentro Notação do químico do cimento) e Mayenite CA₁₂Al₁₄O₃₃ (C₁₂A₇ em CCN). A força dá forma pelo hydration aos hydrates do aluminate do cálcio. Bem-são adaptados para o uso (em concretos refratários resistente de alta temperatura), por exemplo. para forros de fornalha.

Cimentos do sulfoaluminate do cálcio são feitos dos clinkers que incluem elimite do ye' (CA₄(AlO₂)₆ASSIM₄ ou C₄A₃ em Notação do químico do cimento) como uma fase preliminar. São usados em cimentos expansive, em cimentos adiantados ultra-high da força, e em cimentos “low-energy”. O Hydration produz o ettringite, e as propriedades físicas especializadas (tais como a expansão ou a reação rápida) são obtidas pelo ajuste da disponibilidade de íons do cálcio e do sulfate. Seu uso como uma alternativa low-energy ao cimento de Portland foi aberto caminho em China, onde diverso milhão toneladas por o ano são produzidas^[9][10]. As exigências de energia são mais baixas por causa das temperaturas mais baixas do kiln requeridas para a reação, e da quantidade mais baixa de pedra calcária (que deve endothermically decarbonated) na mistura. Além, o índice mais baixo da pedra calcária e o consumo de combustível mais baixo conduzem a um CO₂ emissão em torno da metade esse associado com clinker de Portland. Entretanto, ASSIM₂ as emissões são geralmente significativamente mais elevadas.

Cimentos “naturais” corresponda a determinados cimentos da era de pre-Portland, produzidos queimando pedras calcárias argillaceous em temperaturas moderadas. O nível de componentes da argila na pedra calcária (ao redor 30-35%) é tal que as quantidades grandes do belite (a força baixa-cedo, o mineral elevado-tarde da força no cimento de Portland) estão dadas forma sem a formação do cal livre das quantidades excessivas. Como com todo o material natural, tais cimentos têm propriedades muito variáveis.

Geopolymer cimentos são feitos das misturas de silicatos alcalinos water-soluble e de pós minerais do aluminosilicate tais como a cinza de mosca e o metakaolin.

Impactos ambientais e sociais

A manufatura do cimento causa impactos ambientais em todos os estágios do processo. Estes incluem emissões da poluição transportada por via aérea no formulário da poeira, dos gáses, do ruído e da vibração ao operar a maquinaria e durante explodir dentro quarries, e os danos ao campo de quarrying. O equipamento para reduzir emissões da poeira durante quarrying e manufatura do cimento é usado extensamente, e o equipamento para prender e separar gáses de exaustão está vindo no uso aumentado. A proteção ambiental inclui também o re-integration dos quarries no campo depois que foram fechados para baixo retornando os à natureza ou re-cultivando os.

Clima

A manufatura do cimento contribuir gáses ambos da estufa diretamente com a produção do dióxido de carbono quando carbonato de cálcio é aquecido, produzindo cal e dióxido de carbono [2], e também indiretamente com o uso da energia, particularmente se a energia é sourced de combustíveis fossil. A indústria de cimento produz 5% do CO sintético global₂ emissões, de que 50% é do processo químico, e 40% de combustível ardente.^[11] A quantidade de CO₂ é emitido pela indústria de cimento quase 900 quilogramas do CO₂ para cada 1000 quilogramas do cimento produziu. ^[12]

Combustíveis e materiais crus

Uma planta do cimento consome 3.000 a 6.500 MJ do combustível por a tonelada do clinker produzida, dependendo dos materiais crus e do processo usados. A maioria de kilns de cimento usam hoje o coke de carvão e de petróleo como combustíveis preliminares, e a poucos gás natural da extensão e óleo de combustível. O desperdício e os by-products selecionados com valor calorific recoverable podem ser usados como combustíveis em um kiln de cimento, substituindo uma parcela de combustíveis fossil convencionais, como o carvão, se se encontrar com especificações estritas. O desperdício selecionado e os by-products que contêm minerais úteis tais como o cálcio, o silicone, o alumina, e o ferro podem ser usados como materiais crus no kiln, substituindo materiais crus tais como a argila, xisto, e pedra calcária. Porque alguns materiais têm o índice mineral útil e o valor calorific recoverable, a distinção entre combustíveis alternativos e materiais crus não está sempre desobstruída. Por exemplo, a lama de sewage tem um valor calorific baixo mas significativo, e queima-se para dar a cinza que contem os minerais úteis na matriz do clinker.^[13]

Impactos locais

Produzir o cimento tem impactos positivos e negativos significativos em um nível local. No lado positivo, a indústria de cimento pode criar oportunidades do emprego e de negócio para povos locais, particularmente nas posições remotas em países tornando-se onde há poucas outras oportunidades para o desenvolvimento econômico. Os impactos negativos incluem o distúrbio à paisagem, poeira e ruído, e rompimento ao biodiversity local de quarrying a pedra calcária (o material cru para o cimento).

Negócio do cimento

Em 2002 a produção do mundo do cimento hidráulico era 1.800 milhão toneladas métricas. Os três produtores superiores eram China com 704, India com 100, e os Estados Unidos com 91 milhão toneladas métricas para um total combinado aproximadamente da metade do total do mundo pelos estados os mais populous do mundo três.^[14]

“Por os 18 anos passados, China consistentemente produziu mais cimento do que todo o outro país no mundo. A exportação do cimento de [...] China peaked em 1994 com 11 milhão toneladas enviada para fora e estêve no declínio constante sempre desde. Somente 5.18 milhão toneladas foram exportadas fora de China em 2002. Oferecido em $34 um a tonelada, o cimento chinês está fixando-se o preço dfora do mercado enquanto Tailândia está perguntando tão pouco quanto $20 para a mesma qualidade. “^[15]

“Exija para o cimento em China espera-se avançar anualmente 5.4% e exceder 1 bilhão toneladas métricas em 2008, dirigido retardar mas por crescimento saudável em despesas da construção. O cimento consumido em China atingirá 44% da demanda global, e China remanescerá o consumidor nacional o maior do mundo do cimento por uma margem grande. “^[16]

Em 2006 estimou-se que China manufaturou 1.235 bilhão toneladas métricas do cimento, que é 44% da produção do cimento do total do mundo.^[17]

Veja também

• Teoria da APOSTA
• Notação do químico do cimento
• Cinza de mosca
• Cimento de Portland
• Cimento de Rosendale
• O cimento rende

Ligações externas

• Associação britânica do cimento (Reino Unido)
• Cembureau (EU)
• Associação do cimento de Portland (E.U.)
• Verein Deutscher Zementwerke E. V. (VDZ), (Germany)
• Emissão do dióxido de carbono da indústria de cimento global (em 1994)
• Iniciativa internacional de Sustainability da indústria de cimento
• Como o cimento é feito? Animation Flash
• Dicionário da engenharia civil

Leitura mais adicional

• Aitcin, Pierre-Claude (2000). "Cimentos do ontem e hoje: Concreto de amanhã". Cimento e pesquisa concreta 30 (9): 1349-1359. doi:10.1016/S0008-8846 (00) 00365-3. 

• Friedrich W. Locher: Cimento: Princípios da produção e do uso, Duesseldorf, Germany: Verlag Bau + Technik GmbH, 2006, ISBN 3-7640-0420-7
• Javed I. Bhatty, F. MacGregor Moleiro, Steven H. Kosmatka; editores: Inovações no Manufacturing do cimento de Portland, SP400, associação do cimento de Portland, Skokie, Illinois, EUA, 2004, ISBN 0-89312-234-3
• De “a indústria cimento está no centro do debate da mudança do clima” artigo por Elizabeth Rosenthal no Tempos de New York Outubro 26, 2007

• Neville, A.m. (1996). Propriedades do concreto. Quartos e padrões finais da edição. Pearson, Prentice Salão. 

• Alfaiate, H.F.W. (1990). Chemistry do cimento. Imprensa académico, 475. 

Referências