Домашняя страница › Индекса Многоязычнoго Архива › Цемент

 Топ 10 статей Направляющий выступ Hitchhiker к галактике (игра компьютера) Pablo Neruda Zaara (серии TV) Clownfish Экстраполяция Великобританское королевская семья Римские цифры Силикат натрия Декартовая система координат Типы незанятости

News:

Цемент

В вообще чувстве слова, a цемент связыватель, вещество которое устанавливает и твердеет независимо, и может связать другие материалы совместно. Названный «цемент» идет back to Romans использовало термину «caementitium opus» для того чтобы описать masonry походил бетон и был сделан от задавленного утеса с, котор сгорели известкой как связыватель. Вулканическая зола и распыленные добавки кирпича были добавлены, что к, котор сгорели известке получили гидровлический связыватель более поздно были refer to как cementum, cimentum, cäment и цемент. Цементы используемые в конструкции охарактеризованы как гидровлическо или non-гидровлическо.

Самой важной пользой цемента будет продукция ступка и конкретно - bonding естественных или искусственних компоситов для того чтобы сформировать сильное строительные материалы прочно in the face of нормальные воздействия окружающей среды.

Содержание 1 Гидровлическо против non-гидровлический цемент 2 История 2.1 Предыдущие пользы 2.2 Самомоднейший цемент 3 Типы самомоднейшего цемента 3.1 Цемент Portland 3.2 Бленды цемента Portland 3.3 Цементы Non-Portland гидровлические 4 Относящие к окружающей среде и социальные удары 4.1 Климат 4.2 Топлива и сырые материалы 4.3 Местные удары 5 Дело цемента 6 См. также 7 Внешние соединения 8 Более дальнеишее чтение 9 Справки

Гидровлическо против non-гидровлический цемент

Гидровлические цементы будут материалами установите и затвердейте после быть совмещенным с вода, в результате химически реакции с смешивая водой, и тем, после твердеть, сохраньте прочность и стабилность даже под водой. Ключевое требование для этих прочности и стабилности что гидраты сформировали на немедленно реакции с водой необходимо неразрешимы в воде. Большинств цементы конструкции сегодня гидровлические, и большое часть из этих основана дальше Цемент Portland, которого делает главным образом от известняк, уверенн глина минералы, и гипс в высокотемпературном процессе drive off двуокись углерода и химически совмещает главным образом ингридиенты в новые смеси. Non-гидровлические цементы вклюают такие материалы как (non-гидровлические) гипсолиты известки и гипса, которые необходимо держать сух для того чтобы приобрести прочность, и хлорокись цементируют, которая имеет жидкостные компоненты. Ступки известки, например, «установили» только путем dry out, и прочность увеличения только очень медленно абсорбциой двуокиси углерода от атмосферы для того чтобы реформировать карбонат кальция до конца carbonatation.

Устанавливающ и твердеющ гидровлических цементов причиняет образованием water-containing смесей, которые формируют в результате реакций между компонентами цемента и водой. Реакция и продукты реакции refer to как оводнение и гидраты или участки гидрата, соответственно. В результате немедленно старта реакций, коченеть можно наблюдать который первоначально небольшие но который увеличивает с временем. Пункт на коченеть достигает некоторый уровень refer to как старт устанавливать. Более дальнеишая консолидация вызвана установкой, after which участок твердеть начинает. Сжимающая прочность материала после этого растет устоичив, над периодом который колебается от немного дней в случае «ультра-быстро-твердеть» цементы к нескольким лет в случае обычных цементов.

История

Предыдущие пользы

Самые предыдущие цементы конструкции как стары как конструкция,^[1] и был non-гидровлическо. Wherever примитивные кирпичи mud были использованы, они были положены в постель совместно с thin layer slurry глины. Mud-основанные материалы также были использованы для представлять на стенах тимберса или wattle и daub структуры. Известка вероятно использовал for the first time по мере того как добавка в этих представляет, и для стабилизируя полов mud. Mud «daub» consist of, dung коровы и известка производят грубое и покрывать, из-за свертывания, известкой, протеинов в dung коровы. Эта просто система не быть общей в Europe до довольно недавних времен. С пришествием ых кирпичей, и их пользой в более больших структурах, различные культуры начали экспериментировать при ступки высок-прочности основанные на битуме (в Mesopotamia), гипсе (в Египте) и известке (в много частей мира).

Оно неуверенн где сперва было открыно что комбинация ой водой non-гидровлической известки и a pozzolan производит гидровлическую смесь, но бетон сделанный от таких смесей сперва был использован на большом диапазоне Romans. Они использовали оба естественных pozzolans (trass или пемза) и искусственние pozzolans (кирпич или гончарня земли) в этих бетонах. Много превосходных примеров структур сделанных от этих бетонов все еще стоят, знатно огромный монолитовый купол Pantheon в Rome. Польза структурно бетона исчезла в средневековом Europe, хотя слабые pozzolanic бетоны продолжались быть использованным как сердечник заполняют внутри каменные стены и колонки.

Самомоднейший цемент

Самомоднейшие гидровлические цементы начали быть начатым от старта промышленного переворота (вокруг 1700), управляемого 3 GLAVNыми потребностями:

• Гидровлическо представляет для заканчивая зданий кирпича в влажных климатах
• Гидровлические ступки для конструкции masonry гавани работают etc, in contact with морская вода.
• Развитие сильных бетонов.

В Британии определенно, камень здания хорошего качества стал всегда дорогле во время периода резкого возрастания, и стало общей практикой построить здания престижности от новых промышленных кирпичей, и закончить их с a stucco имитировать камень. Гидровлические известки были ы для этого, но потребность на быстрое время комплекта ободрила развитие новых цементов. Самое известное среди этих было Parker «Римский цемент."^[2] Это было начато мимо Джеймс Parker в 1780s, и окончательно запатентовано в 1796. Оно было, в действительности, ничего как любой материал используемый Romans, но было «естественным цементом» сделанным путем гореть septaria - nodules которые найдены в некоторых залемах глины, и которые содержит и минералы глины и карбонат кальция. , котор сгорели nodules были смолоты к точному порошку. Этот продукт, сделанный в ступку с песком, комплектом в 5-15 MINUTах. Успех «римского цемента» вел другие изготовления начать соперничающие продукты путем гореть искусственние смеси глины и мелка.

Джон Smeaton сделал важный вклад к развитию цементов когда он планировал конструкцию трети Маяк Eddystone (1755-9) в английском канале. Ему была нужна гидровлическая ступка установила бы и начинает некоторую прочность в периоде 12 часов между последовательными высокими tides. Он выполнил исчерпывающее изучение рынка на имеющихся гидровлических известках, посещая их места продукции, и заметил что «hydraulicity» известки сразу было отнесено к содержанию глины известняка от которого оно было сделано. Smeaton было a гражданский инженер профессией, и принял идею не более дальше. Явно незнающе работы Smeaton, такой же принцип был определен мимо Луис Vicat в первой декаде девятнадцатого столетия. Vicat пошло дальше изобрести метод совмещать мелок и глина в плотную смесь, и, горя это, произвела «искусственний цемент» в 1817. Заморозок Джеймс,^[3] работа в Британии, произведенной он вызвал «великобританским цементом» таким же образом вокруг такого же времени, но не получить патент до 1822. В 1824, Иосиф Aspdin запатентовал подобный материал, который он вызвал цементом Portland, потому что представлять сделанный от его находился в цвете подобном к prestigious Камень Portland.

Все вышеуказанные продукты не смогли состязаться с известкой/pozzolan бетонами из-за быстр-устанавливать (давая недостаточное время для размещения) и низкие предыдущие прочностей (требовать задерживает много неделей прежде чем форма-опалубка смогла извлечься). Гидровлические известки, «естественные» цементы и «искусственние» цементы все полагаются на их belite содержание для развития прочности. Belite начинает прочность медленно. Потому что они сгорелись на температурах под °C 1250, они не содержали нет алит, который ответственн для предыдущей прочности в самомоднейших цементах. Первый цемент последовательно для того чтобы содержать алит был тем сделанным сынком Иосиф Aspdin's William в предыдущем 1840s. Это было мы вызываем сегодня «самомоднейшим» цементом Portland. Из-за воздуха тайны с William Aspdin окружил его продукт, другие (например. Vicat и Iий c Johnson) востребуйте предшествование в этом вымысле, но недавний анализ^[4] и его конкретного и сырцового цемента покажите что продукт William Aspdin сделанный на Northfleet, Kent был поистине алит-основанный цемент. Однако, методами Aspdin был «правил--большой пец руки»: Vicat ответственн для устанавливать химически основу этих цементов, и Johnson установило важность спекать смешивание в печи.

Рационализаторство William Aspdin было счетчик-интуитивно для изготовлений «искусственних цементов», потому что они требовали больше известки в смешивании (проблеме для его отца), потому что они требовали гораздо высокее температуры печи (и поэтому больше топлива) и потому что приводя к клинкер был очень трудн и быстро носил вниз с жорновов которые были единственной имеющейся меля технологией времени. Производительные расходы были поэтому значительно более высоки, но продукт установил разумно медленно и начал прочность быстро, таким образом open up рынок для пользы в бетоне. Пользой бетона в конструкции выросла быстро от 1850 onwards, и была скоро доминантная польза для цементов. Таким образом цемент Portland начал свою большей частью роль.

Типы самомоднейшего цемента

Цемент Portland

Главным образом статья: Цемент Portland

Цемент сделан путем нагревать известняк с малыми количествами других материалов (such as глина) к 1450°C в печи. Приводя к трудное вызванное вещество, клинкером `', после этого смолото с малым количеством гипса в порошок для того чтобы сделать `обычный цемент Portland', само общ используемый тип цемента (часто refer to как OPC).

Цемент Portland будет основным ингридиентом конкретно, ступка и большинств non-speciality grout. Самая общяя польза для цемента Portland находится в продукции бетона. Бетон consist of составного материала компосит (гравий и песок), цемент, и вода. Как строительный материал, бетон можно бросить в почти любой желательной форме, и раз твердеем, может стать структурно (элемент подшипника нагрузки). Цемент Portland может быть сер или бело.

Для деталей изготовления цемента Portland, см. главным образом статью. Человек первое изобрело цемент Portland был от Wakefield, западного - yorkshire.

Бленды цемента Portland

Эти часто имеющиеся как смеси взаимо--земли от изготовлений цемента, но подобные образования часто также смешаны от земных компонентов на конкретном смешивая заводе.^[5]

Цемент Portland Blastfurnace содержит up to 70% земля раздробила шлак blast furnace, с клинкером Portland остальных и меньшим гипсом. Все составы производят высокую предельную прочность, но по мере того как содержание шлака увеличено, предыдущая прочность уменьшена, пока сопротивление сульфата увеличивает и развитие жара умаляет. Использовано как хозяйственная алтернатива к сульфат-сопротивлять Portland и низкотермичные цементам.^[6]

Цемент Portland Flyash содержит up to 30% пепел. Flyash pozzolanic, TAK, CTO предельная прочность будет поддержана. Потому что добавление flyash позволяет более низкое конкретное содержание воды, предыдущую прочность можно также поддерживать. Где flyash хорошего качества дешевое имеющееся, это может быть хозяйственная алтернатива к обычному цементу Portland.^[7]

Цемент Portland Pozzolan вклюает цемент пепла, в виду того что пепел pozzolan, но также вклюает цементы сделанные от других естественных или искусственних pozzolans. В странах где вулканические золы имеющиеся (например. Италия, Чили, Мексика, Philippines) эти цементы будут часто самой общей формой in use.

Цемент перегара кремнезема Portland. Добавление перегар кремнезема смогите произвести исключительнейше высокие прочности, и цементы содержа перегар кремнезема 5-20% случайн произведены. Однако, перегар кремнезема обычно добавлен к цементу Portland на конкретном смесителе.^[8]

Цементы Masonry используйте для подготовлять bricklaying ступки и stuccos, и быть использовано в бетоне. Ими будут обычно сложные собственнические образования содержа клинкер Portland и несколько другие ингридиенты могут включить известняк, ую водой известку, entrainers воздуха, ретардеры, waterproofers и вещества расцветки. Они сформулированы для того чтобы произвести workable ступки позволяют быстро и последовательную работу masonry. Subtle изменениями цемента Masonry в США будут пластичными цементами и цементами Stucco. Эти конструированы к скреплению контролируемому продукцией с блоками masonry.

Экспансивные цементы содержите, в дополнение к клинкеру Portland, экспансивные клинкера (обычно клинкера sulfoaluminate), и конструируйте для того чтобы возместить влияния сушить усушку которая нормальн столкнута с гидровлическими цементами. Это позволяет большие слябы пола (квадрат up to 60 m) быть подготовленным без соединений сужением.

Белые смешанные цементы смогите быть сделано использующ белый клинкер и белые дополнительные материалы such as высокочистое metakaolin.

Покрашенные цементы используйте для декоративных целей. В некоторых стандартах, позволено добавление пигментов для того чтобы произвести «покрашенный цемент Portland». В других стандартах (например. Не позволяют ASTM), пигменты составы цемента Portland, и покрашенные цементы проданы как «смешанные гидровлические цементы».

Очень точно смолотые цементы сделайте от смесей цемента с песком или с шлаком или другими pozzolan минералами типа весьма точно смолоты. Такие цементы могут иметь такие же физические характеристики как нормальный цемент но с 50% меньше цемент определенно из-за там увеличенной поверхностной зоны для химически реакции. Даже с интенсивнейший молоть они могут использовать up to 50% меньше энергия для того чтобы изготовить чем обычные цементы Portland. Цемент EMC

Цементы Non-Portland гидровлические

цементы Pozzolan-известки. Смеси земли pozzolan и известка будет цементами используемыми Romans, и должны быть найденным в римских структурах все еще стоя (например. Pantheon в Rome). Они начинают прочность медленно, но их предельная прочность может быть очень высока. Продукты оводнения производят прочность необходимо этими же как те произведенные Portland цементируют.

цементы Шлак-известки. Земля раздробила шлак blast furnace не гидровлическое на своих, но «активирован» добавлением алкалиов, большинств экономичное использование известки. Они подобны к pozzolan цементам известки в их свойствах. Только раздробленный шлак (т.е. вод-погашенный, стекловидный шлак) эффективн как компонент цемента.

Цементы Supersulfated. Эти содержат шлак blast furnace около 80% раздробленный землей, гипс 15% или ангидрит и маленькие клинкер или известку Portland как активатор. Они производят прочность образованием эттрингит, с ростом прочности подобным к медленному цементу Portland. Они exhibit хорошее сопротивление к завоевательным веществам, включая сульфат.

Цементы алюмината кальция гидровлические цементы сделанные главным образом от известняка и боксита. Активно ингридиенты будут monocalcium алюминатом CaAl₂O₄ (CA внутри Нотация chemist цемента) и Mayenite Ca₁₂Al₁₄O₃₃ (C₁₂A₇ в CCN). Прочность формирует оводнением к гидратам алюмината кальция. Они наилучшим образом-приспособлены для пользы в тугоплавких (бетонах высокотемпературная упорной), например. для подкладок печи.

Цементы sulfoaluminate кальция сделайте от клинкеров вклюают elimite ye' (Ca₄(AlO₂)₆ТАК₄ или c₄A₃ в Нотация chemist цемента) как главным образом участок. Они использованы в экспансивных цементах, в ультравысоких предыдущих цементах прочности, и в «низкоэнергических» цементах. Оводнение производит эттрингит, и специализированные физические свойства (such as расширение или быстро реакция) получены регулировкой наличия ионов кальция и сульфата. Их польза как низкоэнергическая алтернатива к цементу Portland была pioneered в Китае, где нескольк миллион тонн в год произведены^[9][10]. Энергитические потребности более низки из-за более низких температур печи необходимы для реакции, и более низкого количества известняка (которое необходимо endothermically decarbonated) в смешивании. In addition, более низкое содержание известняка и более низкое расход топлива водят к CO₂ излучение вокруг половины то associated с клинкером Portland. Однако, ТАК₂ излучения обычно значительно более высоки.

«Естественные» цементы соответствуйте к некоторым цементам эры pre-Portland, произведенным путем гореть argillaceous известняки на вмеру температурах. Уровень компонентов глины в известняке (вокруг 30-35%) такое что большое количество belite (низкой-раньше прочности, высокого-поздно минерала прочности в цементе Portland) сформировано без образования известки чрезмерно количества свободно. Как с любым естественным материалом, такие цементы имеют очень переменные свойства.

Geopolymer цементы сделайте от смесей водорастворимого алкалиа - силикаты металла и порошки aluminosilicate минеральные such as пепел и metakaolin.

Относящие к окружающей среде и социальные удары

Изготовление цемента причиняет влияния окружающей среды на всех этапах процесса. Эти вклюают излучения воздушнодесантного загрязнения in the form of пыль, газы, шум и вибрация работая машинное оборудование и во время взрывать внутри карьеры, и повреждение к countryside от quarrying. Оборудование для уменьшения излучений пыли во время quarrying и изготовления цемента широко использовано, и оборудование для того чтобы поглотить и отделить отработанные газы come into увеличенная польза. Охрана окружающей среды также вклюает реинтеграцию карьеров в countryside после того как они были закрыны вниз путем возвращающ их к природе или re-культивировать их.

Климат

Изготовление цемента способствует газы оба парника сразу через продукцию двуокиси углерода когда карбонат кальция нагрюет, производящ известка и двуокись углерода [2], и также косвенно через пользу энергии, определенно если энергия, то sourced от каменные угли. Индустрия цемента производит 5% из глобального man-made CO₂ излучения, of which 50% от химически процесса, и 40% от горящего топлива.^[11] Количество CO₂ испущен индустрией цемента почти 900 килограмм CO₂ для каждых 1000 килограмм цемента произвел. ^[12]

Топлива и сырые материалы

Завод цемента уничтожает от 3.000 до 6.500 MJ топлива в тонну клинкера произведенную, в зависимости от используемых сырых материалов и процесса. Большинств печи цемента сегодня используют кокс угля и петролеума как главным образом топлива, и to a lesser extent природный газ и топливо. Выбранные отход и субпродукты с recoverable варким значением можно использовать как топлива в печи цемента, заменяя ть часть обычных каменных углей, как уголь, если они соотвествуют только спецификациям. Выбранный отход и субпродукты содержа полезные минералы such as кальций, кремнезем, глинозем, и утюг можно использовать как сырые материалы в печи, заменяя ть сырые материалы such as глина, shale, и известняк. Потому что некоторые материалы имеют и полезное минеральное содержание и recoverable варкое значение, различение между другими топливами и сырыми материалами не всегда ясно. Например, канализационный слив имеет низкое но значительно варкое значение, и горит для того чтобы дать золу содержа минералы полезные в матрице клинкера.^[13]

Местные удары

Производить цемент имеет значительно положительные и отрицательные удары на местном уровне. На положительной стороне, индустрия цемента может создать занятость и возможности для бизнеса для местных людей, определенно в дистанционных размещениях в развивающаяся страна где будут немногие другие возможности для экономическое развития. Отрицательные удары вклюают помеху к ландшафту, пыли и шуму, и нарушению к местному biodiversity от quarrying известняк (сырой материал для цемента).

Дело цемента

В 2002 продукция мира гидровлического цемента была 1.800 миллионов метрические тонны. Верхние 3 производителя были Китаем с 704, Индией с 100, и Соединенными Штатами с 91 миллионом метрическими тоннами для совмещенного итога около половины итога мира положениями мира 3 самыми многолюдными.^[14]

«На прошлые 18 лет, Китай последовательно производит больше цемента чем любая другая страна в мире. Экспорт цемента [...] Китая выступленный в 1994 при 11 миллион тонн погруженных вне и находился в неуклонном снижении ever since. Только 5.18 миллиона тонны были ехпортированы из Китая в 2002. Я предложен на $34 тонна, китайский цемент оценивает из рынка по мере того как Таиланд просит как немного как $20 такое же качество. «^[15]

«Потребуйте для цемента в Китае предпологает, что выдвигать 5.4% однолетн и превышать 1 миллиард метрических тонн в 2008, управили путем замедлять но здоровый рост в расходованиях конструкции. Цемент уничтоженный в Китае будет составлять до 44% из глобального требования, и Китай останет едоком мира самым большим национальным цемента большим допустимым пределом. «^[16]

В 2006 было оценено что Китай изготовил 1.235 миллиарда метрические тонны цемента, который 44% из продукции цемента итога мира.^[17]

См. также

• Теория ПАРИА
• Нотация chemist цемента
• Пепел
• Цемент Portland
• Цемент Rosendale
• Цемент представляет

Внешние соединения

• Великобританская ассоциация цемента (Великобритания)
• Cembureau (EU)
• Ассоциация цемента Portland (США)
• Verein Deutscher Zementwerke E. V. (VDZ), (Германия)
• Излучение двуокиси углерода от глобальной индустрии цемента (в 1994)
• Международная инициатива Sustainability индустрии цемента
• Как цемент сделан? Внезапная одушевленност
• Словарь гражданской инженерии

Более дальнеишее чтение

• Aitcin, Pierre-Клод (2000). "Цементы вчера и сегодня: Бетон завтра". Цемент и конкретное исследование 30 (9): 1349-1359. doi:10.1016/S0008-8846 (00) 00365-3. 

• W. Friedrich. Locher: Цемент: Принципы продукции и пользы, Duesseldorf, Германия: Verlag Bau + Technik GmbH, 2006, ISBN 3-7640-0420-7
• Javed i. Bhatty, F. MacGregor Miller, H. Steven. Kosmatka; редакторы: Рационализаторства в изготавливании цемента Portland, SP400, ассоциация цемента Portland, Skokie, Illinois, США, 2004, ISBN 0-89312-234-3
• «Индустрия цемента находится на центре Debate изменения климата» статья Элизабет Rosenthal в Нью-Йорк Таймс 26-ое октября 2007

• Neville, A M. (1996). Свойства бетона. Стандарты четверти и окончательной редакция. Pearson, Prentice Hall. 

• Портной, H.F.W. (1990). Химия цемента. Академическая пресса, 475. 

Справки