Цемент


Цемент используемое - это связующее , химическое вещество, для конструкции, которое устанавливает , затвердевает и придерживается других материалов , чтобы связывать их вместе. Цемент редко используется самостоятельно, а для связывания песка и гравия ( агрегата ) вместе. Цемент, смешанный с тонким заполнителем, производит раствор для кладки или с песком и гравием , производит бетон . Бетон является наиболее широко используемым материалом в существовании и стоит только за водой в качестве наиболее потребляемого ресурса планеты. [ 2 ]
Цементы, используемые в конструкции, обычно неорганические , часто извести или кальциевые силикатные основы, которые можно охарактеризовать как гидравлический или менее распространенный негидравлический , в зависимости от способности цемента устанавливать в присутствии воды (см. Гидравлический -гидравлическая штукатурка извести ).
Гидравлические цементы (например, портлендский цемент ) устанавливаются и становятся клеями посредством химической реакции между сухими ингредиентами и водой. Химическая реакция приводит к минеральным гидратам , которые не очень растворимы в воде. Это позволяет устанавливать во влажных условиях или в воде и дополнительно защищает закаленный материал от химической атаки. Химический процесс гидравлического цемента был обнаружен древними римлянами, которые использовали вулканическую пепел ( пуццолана ) с добавленной лаймом (оксид кальция).
Неидравлический цемент (менее распространенный) не устанавливается во влажных условиях или в воде. Скорее, он устанавливается, поскольку он высыхает и реагирует с углекислым газом в воздухе. Это устойчиво к атаке химикатами после настройки.
Слово «цемент» может быть прослежено до древнего римского термина « Опус Caementicium» , используемого для описания каменной кладки, напоминающей современный бетон, который был сделан из измельченной скалы с обожженной известью в качестве связующего. Вулканическая зола и измельченные кирпичные добавки, которые были добавлены в сгоревшую извести, для получения гидравлического связующего , позже назывались цементом , Cimentum , Cäment и Cement . В наше время органические полимеры иногда используются в качестве цементов в бетоне.
Мировое производство цемента составляет около 4,4 млрд. Тонн в год (2021, оценка), [ 3 ] [ 4 ] из которых около половины сделано в Китае, за которыми следуют Индия и Вьетнам. [ 3 ] [ 5 ]
Процесс производства цемента отвечает почти 8% (2018) выбросов CO 2 , [ 4 ] который включает в себя нагревательное сырье в цементной печи путем сжигания топлива и полученного высвобождения CO 2, хранящегося в карбонате кальция (процесс кальцинирования). Его гидратированные продукты, такие как бетон, постепенно реабсорбируют значительные количества атмосферного CO 2 (процесс карбонизации), компенсируя около 30% от начальных выбросов CO 2 , как предполагают оценки. [ 6 ]
Химия
[ редактировать ]Цементные материалы могут быть классифицированы на две отдельные категории: гидравлические цементы и негидравлические цементы в соответствии с их соответствующими условиями и механизмами укрепления. Гидравлическое цемент и укрепление включают реакции гидратации и, следовательно, требуют воды, в то время как негидравлические цементы реагируют только с газом и могут непосредственно устанавливать под воздухом.
Гидравлический цемент
[ редактировать ]
Безусловно, наиболее распространенным типом цемента является гидравлический цемент , который затвердевает путем гидратации минералов клинкера при добавлении воды. Гидравлические цементы (такие как портланд цемент) изготовлены из смеси силикатов и оксидов, четыре основных минеральных фаз клинкера, сокращенного в нотации химика цемента , существо: существо:
- C 3 S: Alite (3CAO · SIO 2 );
- C 2 S: Belite (2CAO · SIO 2 );
- C 3 A: Tricalcium Aluminate (3Cao · Al 2 O 3 ) (исторически, и все еще иногда, называется Celite );
- C 4 AF: Brownmillerite (4cao · Al 2 или 3 · Fe 2 или 3 ).
Силикаты ответственны за механические свойства цемента - алюминат трикалициум и коричневый миллерит необходимы для образования жидкой фазы во время спекания ( стрельба ) процесса клинкера при высокой температуре в печи . Химия этих реакций не совсем ясна и до сих пор является объектом исследований. [ 7 ]
Во -первых, известняк (карбонат кальция) сжигается для удаления его углерода, производя извести (оксид кальция) в так называемой реакции кальцинирования . Эта единственная химическая реакция является основным излучателем глобальных выбросов углекислого газа . [ 8 ]
Извести реагирует с диоксидом кремния с образованием дикалициум силиката и трикалициум.
Извести также реагирует с оксидом алюминия с образованием алюмината трикальции.
На последнем этапе оксид кальция, оксид алюминия и оксида железа реагируют вместе с образованием коричневогомиллерита.
Негидравлический цемент
[ редактировать ]Менее распространенной формой цемента является негидравлический цемент , такой как слабак-извести ( оксид кальция, смешанный с водой), который затвердевает от карбонизации при контакте с диоксидом углерода , который присутствует в воздухе (~ 412 об. PPM ≃ 0,04 об. Об. %). Первый оксид кальция (извести) производится из карбоната кальция ( известняк или мела ) путем прокалывания при температурах выше 825 ° C (1517 ° F) в течение примерно 10 часов при атмосферном давлении :
Затем оксид кальция проводится (пощечину), смешивая его с водой, чтобы изготавливать извести ( гидроксид кальция ):
Как только избыточная вода полностью испарится (этот процесс технически называется настройкой ), карбонизация начинается:
Эта реакция является медленной, потому что парциальное давление диоксида углерода в воздухе низкое (~ 0,4 миллибара). Реакция карбонизации требует, чтобы сухой цемент был подвергнут воздействию воздуха, поэтому шлаковая известь представляет собой негидравлический цемент и не может использоваться под водой. Этот процесс называется циклом извести .
История
[ редактировать ]Возможно, самое раннее известное явление цемента - двенадцать миллионов лет назад. Месторождение цемента сформировалось после появления нефтяного сланца, расположенного рядом с слоем известняка, сгоревшего по естественным причинам. Эти древние месторождения были исследованы в 1960 -х и 1970 -х годах. [ 9 ]
Альтернативы цементу, используемому в античности
[ редактировать ]Цемент, химически говоря, является продуктом, который включает извести в качестве первичного ингредиента связывания, но далеко от первого материала, используемого для цементации. Вавилоняне ) , и ассирийцы использовали битум (асфальт или шаг чтобы связать сгоревшие кирпичные или алебастерские плиты. В Древнем Египте каменные блоки были закрепились вместе с раствором из песка и грубо сгоревшего гипса (CASO 4 · 2H 2 O), который представляет собой гипс Парижа, который часто содержал карбонат кальция (Caco 3 ), [ 10 ]
Древняя Греция и Рим
[ редактировать ]Извести (оксид кальция) использовали на Крите и древние греки . Существуют доказательства того, что минойцы Крита использовали измельченные схерды в качестве искусственного пуццолана для гидравлического цемента. [ 10 ] Никто не знает, кто впервые обнаружил, что комбинация гидравлированной негидравлической извести и пуццолана производит гидравлическую смесь (см. Также: пуццоланическая реакция ), но такой бетон использовался греками, в частности, древними македонцами . [ 11 ] [ 12 ] и три столетия спустя римские инженеры . [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]
Существует ... своего рода порошок, который по естественным причинам дает удивительные результаты. Он найден в районе Байае и в стране, принадлежащей городам вокруг горы Везувий . Это вещество при смешивании с лаймом и обломками не только придает силу зданиям других видов, но даже когда его опор строится в море, они сильно устанавливаются под водой.
- Маркус Витрувий , Книга 2, Архитектура , глава 6 «Пуццолана» с. 1
Греки использовали вулканический туф с острова Теры в качестве их пуццолана, а римляне использовали измельченный вулканический пепел (активированные алюминиевые силикаты ) с лаймом. Эта смесь может установить под водой, повышая ее сопротивление коррозии, как ржавчина. [ 16 ] Материал назывался Пуццолана из города Поццуоли , к западу от Неаполя , где был извлечен вулканический пепел. [ 17 ] В отсутствие пуццоланового пепла римляне использовали порошкообразной кирпич или керамику в качестве заменителя, и они могли использовать измельченные плитки для этой цели, прежде чем обнаружить природные источники вблизи Рима. [ 10 ] Огромный купол пантеона . в Риме и массивные ванны Каракаллы являются примерами древних сооружений, изготовленных из этих бетонов, многие из которых все еще стоят [ 18 ] [ 2 ] Огромная система римских акведуков также широко использовала гидравлическое цемент. [ 19 ] Римский бетон редко использовался на внешней стороне зданий. Нормальной техникой состояла в том, чтобы использовать материал для кирпича в качестве опалубки для заполнения раствора, смешанного с совокупностью разбитых кусочков камня, кирпича, многослойных , переработанных кусков бетона или другого здания. [ 20 ]
Мезоамерика
[ редактировать ]Легкий бетон был спроектирован и использован для строительства структурных элементов доколумбовыми строителями , которые жили в очень продвинутой цивилизации в Эль-Таджине недалеко от Мехико, в Мексике. Подробное исследование состава заполнителя и связующего показывает, что заполнителем была пемза, а связующее - пуццоланическое цемент, изготовленный из вулканического пепла и известь. [ 21 ]
Средний возраст
[ редактировать ]Любое сохранение этого знания в литературе из средневековья неизвестно, но средневековые масоны и некоторые военные инженеры активно использовали гидравлический цемент в таких структурах, как каналы , крепости, гавани и судостроительные объекты . [ 22 ] [ 23 ] смесь лаймового раствора и заполнителя с кирпичным или каменным материалом В восточной Римской империи, а также на западе использовалась . Немецкая Рейнланд продолжала использовать гидравлический раствор в средневековье, имея местные месторождения пуццоланы, называемые трассами . [ 20 ]
16 век
[ редактировать ]Tabby - это строительный материал, изготовленный из раковины, песка и целых устриц, изготовленного из оболочки устриц, чтобы сформировать бетон. Испанцы представили его в Америку в шестнадцатом веке. [ 24 ]
18 век
[ редактировать ]Технические знания для производства гидравлического цемента были официально формализованы французскими и британскими инженерами в 18 веке. [ 22 ]
Джон Смитон внес важный вклад в развитие цементов, планируя строительство третьего маяка Эддистоун (1755–59) в английском канале, который теперь известен как башня Смитона . Ему нужен был гидравлический раствор, который установил бы и развил некоторую силу в двенадцатичасовом периоде между последовательными приливами . Он провел эксперименты с комбинациями различных известняков и добавок, включая Trass и Pozzolanas [ 10 ] и провели исчерпывающее исследование рынка доступных гидравлических лаймов, посетив их производственные участки, и отметило, что «гидравличность» извести была непосредственно связана с содержанием глины в известняке, используемом для его создания. Смеатон был инженером по строительству по профессии и не поднял эту идею дальше.
В южноатлантическом побережье Соединенных Штатов Табби полагается на устричную среду среднего населения более ранних населения коренных американцев, которые использовались в строительстве дома с 1730-х годов по 1860-е годы. [ 24 ]
В частности, в Британии, здание хорошего качества стало еще дороже в течение периода быстрого роста, и стало обычной практикой для строительства престижных зданий из новых промышленных кирпичей и закончить их со штукатуркой , чтобы имитировать камень. Гидравлические лаймы были предпочтительны для этого, но необходимость быстрого установленного времени поощряла развитие новых цементов. » Паркера Самым известным был « римский цемент . [ 25 ] Это было разработано Джеймсом Паркером в 1780 -х годах и, наконец, запатентовано в 1796 году. Это было, на самом деле, ничего похожего на материал, используемый римлянами, но был «естественным цементом», созданным с помощью сжигания септар - узелков , которые встречаются в определенных глиняных отложениях и это содержат как глинистые минералы, так и карбонат кальция . Сгоревшие узелки были заземлены до тонкого порошка. Этот продукт, превращенный в раствор с песком, установленным через 5–15 минут. Успех «римского цемента» привел других производителей к разработке конкурирующих продуктов, сжигая искусственные гидравлические цементы глины и мела . был заменен Portland Cement . Roman Cement быстро стал популярным, но в 1850 -х годах [ 10 ]
19 -й век
[ редактировать ]Очевидно, не зная о работе Смеатона определил тот же принцип , француз Луи Викат в первом десятилетии девятнадцатого века. Далее Викат разработал метод объединения мела и глины в интимную смесь и, сжигая это, создал «искусственный цемент» в 1817 году. [ 26 ] Считается «главным предшественником» [ 10 ] Портлендского цемента и «... Эдгар Доббс из Саутуорка запатентовал такого цемента в 1811 году». [ 10 ]
В России Эгор Челиев создал новое связующее, смешивая извести и глину. Его результаты были опубликованы в 1822 году в его книге «Трактат об искусстве», чтобы подготовить хороший раствор, опубликованный в Санкт -Петербурге . Несколько лет спустя, в 1825 году, он опубликовал еще одну книгу, в которой описаны различные методы изготовления цемента и бетона, а также преимущества цемента при строительстве зданий и набережной. [ 27 ] [ 28 ]

Портлендский цемент , наиболее распространенный тип цемента в общем использовании по всему миру в качестве основного ингредиента бетона, раствора , штукатурки и неспециальной затирки , была разработана в Англии в середине 19-го века и обычно происходит из известняка . Джеймс Фрост произвел то, что он назвал «британским цементом» аналогичным образом примерно в то же время, но не получил патент до 1822 года. [ 30 ] В 1824 году Джозеф Аспдин запатентовал аналогичный материал, который он назвал Portland Cement , потому что рендерин, сделанный из него, был в цвете, похожий на престижный Портлендский камень, добытый на острове Портленд , Дорсет, Англия. Тем не менее, цемент Aspdins был не похож на современный портлендский цемент, но был первым шагом в его разработке, называемом прото-портлендским цементом . [ 10 ] Сын Джозефа Аспдинса Уильям Аспдин покинул компанию своего отца, и в его производстве цемента, по -видимому, случайно произвел кальциевые силикаты в 1840 -х годах, средний шаг в развитии портлендского цемента. Инновации Уильяма Аспдина были нелогичными для производителей «искусственных цементов», потому что им потребовалось больше лайма в миксе (проблема для его отца), гораздо более высокая температура в печи (и, следовательно, больше топлива), и полученный клинкер был очень сложным и быстро Носит вниз по мельницам , которые были единственной доступной технологией шлифования того времени. Следовательно, производственные затраты были значительно выше, но продукт установил достаточно медленно и быстро развил прочность, что открыло рынок для использования в бетоне. Использование бетона в строительстве быстро росло с 1850 года и вскоре стало доминирующим использованием цементов. Таким образом, Портленд Цемент начал свою преобладающую роль. Исаак Чарльз Джонсон также усовершенствовал производство мезо-портлендского цемента (средняя стадия развития) и заявил, что он был настоящим отцом Портлендского цемента. [ 31 ]
Установка времени и «ранняя сила» являются важными характеристиками цементов. Гидравлические лаймы, «естественные» цементы и «искусственные» цементы все полагаются на их содержание белиты (2 CAO · SIO 2 , сокращенное как C 2 S) для развития силы . Белита медленно развивает силу. Поскольку они были сожжены при температуре ниже 1250 ° C (2280 ° F), они не содержали алиты (3 CAO · SIO 2 , сокращенного как C 3 S), что отвечает за раннюю силу в современных цементах. Первый цемент, последовательно содержащий алиту, был сделан Уильямом Аспдином в начале 1840 -х годов: это было то, что мы называем сегодня «современным» портландцементом. Из -за воздуха тайны, с которой Уильям Аспдин окружил его продукт, другие ( например, Викат и Джонсон) претендовали на приоритет в этом изобретении, но недавний анализ [ 32 ] Как из его бетона, так и сырого цемента показал, что продукт Уильяма Аспдина, изготовленный в Нортфлите , Кент был настоящим цементом на основе алиты. Тем не менее, методы Aspdin были «правилом, по которой»: Викат отвечает за установление химической основы этих цементов, и Джонсон установил важность спекания смеси в печи .
В США первым крупномасштабным использованием цемента было Rosendale Cement , естественный цемент, добытый от огромного месторождения доломита , обнаруженного в начале 19-го века недалеко от Розендейла, штат Нью-Йорк . Розендейл Цемент был чрезвычайно популярен для фундамента зданий ( например , Статуя Свободы , здания Капитолия , Бруклинского моста ) и подкладки водных труб. [ 33 ] Sorel Cement , или цемент на базе Magnesia, был запатентован в 1867 году французом Stanislas Sorel . [ 34 ] Он был сильнее портлендского цемента, но его плохая водостойкость (выщелачивание) и коррозионные свойства ( коррозия разжигания из -за наличия анионов выщелачиваемых хлоридов и низкого pH (8,5–9,5) из поры воды) ограничивал его использование в качестве усиленного бетона для строительства строительство. [ 35 ]
Следующей разработкой в производстве Portland Cement стало введение роторной печи . Он создал смесь клинкера , которая была сильнее, потому что больше алиты (C 3 S) образуется при более высокой температуре, которую он достиг (1450 ° C) и более однородным. Поскольку сырье постоянно подается в роторную печь, это позволяло непрерывному производству процесс замены производственных процессов с более низкой мощностью. [ 10 ]
20 -й век
[ редактировать ]
Алюминатные цементы кальция были запатентованы в 1908 году во Франции Жюлем, наклонившись за лучшую устойчивость к сульфатам. [ 36 ] Также в 1908 году Томас Эдисон экспериментировал с предварительным бетоном в домах в Юнион, штат Нью-Джерси [ 37 ]
В США, после Первой мировой войны, длительное время лечения , по крайней мере, месяц для Розендейла Цемента, сделало его непопулярным для строительства автомагистралей и мостов, а многие штаты и строительные фирмы обратились к цементу Портленда. Из -за перехода на Portland Cement, к концу 1920 -х годов только одна из 15 цементных компаний Rosendale выжила. Но в начале 1930 -х годов строители обнаружили, что, хотя Portland Cement устанавливается быстрее, он был не так долговечен, особенно для автомагистралей - до того, что некоторые штаты перестали строить автомагистрали и дороги с цементом. Бертрейн Х. Уэйт, инженер, чья компания помогла построить нью -йоркский акведук Catskill , был впечатлен долговечностью цемента Розендейла и придумала смесь как цементов Розендейла, так и Портленда, которые имели хорошие атрибуты обоих. Это было очень долговечно и имело гораздо более быстрое время. Wait убедил Нью -Йоркского комиссара по автомагистралям построить экспериментальную часть шоссе недалеко от Нью -Йорка, штат Нью -Йорк , используя один мешок Розендейла для шести мешков портлендского цемента. Это был успех, и на протяжении десятилетий была использована смесь цемента Розендейл-Портленда в бетонном шоссе и конструкции бетонных мостов. [ 33 ]
Цементные материалы использовались в качестве иммобилизационной матрицы ядерных отходов более полувека. [ 38 ] Технологии цементации отходов были разработаны и развернуты в промышленном масштабе во многих странах. Цементные отходы требуют тщательного процесса отбора и проектирования, адаптированного к каждому конкретному типу отходов, чтобы удовлетворить строгие критерии принятия отходов для долгосрочного хранения и утилизации. [ 39 ]
Типы
[ редактировать ]Свойство | Портленд цемент |
Кремнистый [ B ] летать пепла |
Известко [ C ] летать пепла |
Шлак цемент |
Кремнезый по -прежнему | |
---|---|---|---|---|---|---|
Пропорция по массе (%)
|
SIO 2 | 21.9 | 52 | 35 | 35 | 85–97 |
AL 2 O 3 | 6.9 | 23 | 18 | 12 | — | |
Fe 2 O 3 | 3 | 11 | 6 | 1 | — | |
Высокий | 63 | 5 | 21 | 40 | <1 | |
MGO | 2.5 | — | — | — | — | |
Итак 3 | 1.7 | — | — | — | — | |
Удельная поверхность (м 2 /кг) [ D ] | 370 | 420 | 420 | 400 | 15,000 – 30,000 | |
Удельная гравитация | 3.15 | 2.38 | 2.65 | 2.94 | 2.22 | |
Общее назначение | Первичное связывание | Замена цемента | Замена цемента | Замена цемента | Enhancer | |
|
Современное развитие гидравлического цемента началось с начала промышленной революции (около 1800 года), обусловленного тремя основными потребностями:
- Гидравлический цементный рендеринг ( штукатурка ) для отделки кирпичных зданий во влажном климате
- Гидравлические растворы для каменной строительства гаваниных работ и т. Д. В контакте с морской водой
- Развитие сильных бетонов
Современным цементом часто являются портландские цементные или портлендские смеси, но другие цементные смеси используются в некоторых промышленных условиях.
портландцемент
[ редактировать ]Portland Cement, форма гидравлического цемента, безусловно, является наиболее распространенным типом цемента в общем использовании во всем мире. Этот цемент производится путем нагревания известняка (такими как глина ) до 1450 ° C (2640 ° F) в , в процессе, известном как кальцина печи (карбонат кальция) с другими материалами образуют оксид кальция , или QuickLime, который затем химически объединяется с другими материалами в смеси, образуя силикаты кальция и другие цементные соединения. Полученное жесткое вещество, называемое «клинкером», затем заземляется небольшим количеством гипса ( CASO 4 · 2H 2 O ) в порошок, чтобы сделать обычный портландский цемент , наиболее часто используемый тип цемента (часто называемый OPC). Portland Cement является основным ингредиентом бетона , раствора и самой не специальной затирки . Наиболее распространенное использование для портлендского цемента - сделать бетон. Портлендский цемент может быть серым или белым .
Портлендский цементный смеси
[ редактировать ]Портлендские цементные смеси часто доступны в качестве межполезных смесей от производителей цемента, но аналогичные составы часто также смешиваются из наземных компонентов на бетонном заводе.
Портлендский взрывной цемент , или взрывная печь (ASTM C595 и EN 197-1 номенклатура соответственно), содержит до 95% измельченной гранулированной блассовой печи , с клинкером Портленда отдыха и небольшим количеством гипса. Все композиции дают высокую максимальную прочность, но по мере увеличения содержания шлака ранняя прочность снижается, в то время как резистентность к сульфату увеличивается и уменьшается эволюция тепла. Используется в качестве экономической альтернативы в портлендскому сульфат-резистенту и низко-нагреть цементы.
Пепельный цемент, лежащий в Портленде, содержит до 40% летучей золы по стандартам ASTM (ASTM C595) или 35% по стандартам EN (EN 197–1). Флайс ясень является пуццолановым , так что сохраняется конечная сила. Поскольку добавление летучей золы обеспечивает более низкое содержание бетонной воды, можно также сохранить раннюю прочность. Там, где доступен дешевый ясен для хорошего качества, это может быть экономической альтернативой обычным портландцементом. [ 43 ]
Портлендский пуццоланский цемент включает в себя цемент летучей золы, так как летучая пепела является пуццоланом , но также включает в себя цементы, сделанные из других естественных или искусственных пуццоланов. В странах, где вулканический пепел доступно (например, Италия, Чили, Мексика, Филиппины), эти цементы часто являются наиболее распространенной формой в использовании. Максимальные коэффициенты замены обычно определяются как для пепельного цемента, лежащего в Портленде.
Портленд кремнеземной цемент. Добавление кремнезема может дать исключительно высокие силы, а цементы, содержащие 5–20%, иногда производятся, а 10% - максимально допустимое добавление в течение 197–1. Тем не менее, кремнеземной мучениц чаще добавляется в портлендский цемент на бетонном миксере. [ 44 ]
Масонские цементы используются для подготовки кирпичных районов и укусов , и не должны использоваться в бетоне. Обычно они представляют собой сложные запатентованные составы, содержащие портлендский клинкер и ряд других ингредиентов, которые могут включать известняк, увлажненный извести, воздушные заводы, замедлители, водонепроницаемые и раскраски. Они сформулированы для получения работоспособных растворов, которые позволяют быстро и последовательно каменную работу. Тонкие вариации масонства в Северной Америке - это пластиковые цементы и штукатурные цементы. Они предназначены для создания контролируемой связи с кладбищами.
Экспансивные цементы содержат, в дополнение к портлендскому клинкеру, обширные клинкеры (обычно сульфуалумитные клинкеры) и предназначены для компенсации эффектов сушильной усадки, обычно встречающейся при гидравлических цементах. Этот цемент может изготовить бетон для пола плит (до 60 м квадратных) без сжатия суставов.
Белые смешанные с высокой точкой цементы могут быть изготовлены с использованием белого клинкера (содержащего мало или нет железа) и белых дополнительных материалов, таких как метакаолин . Цветные цементы служат декоративным целям. Некоторые стандарты позволяют добавлять пигменты для производства цветного портлендского цемента. Другие стандарты (например, ASTM) не допускают пигменты в портлендском цементе, а цветные цементы продаются в виде смешанных гидравлических цементов.
Очень мелкозернистые цементы смешаны с песком или с помощью шлака или других минералов пуццолана, которые чрезвычайно тонко измельчают. Такие цементы могут иметь те же физические характеристики, что и нормальный цемент, но при 50% меньше цемента, особенно потому, что для химической реакции наблюдается больше площади поверхности. Даже при интенсивном измельчении они могут использовать на 50% меньше энергии (и, следовательно, меньше выбросов углерода) для изготовления, чем обычные портландские цементы. [ 45 ]
Другой
[ редактировать ]Пуццолан-лаймские цементы представляют собой смеси из наземного пуццолана и лайма . Это цементы, которые использовали римляне, и присутствуют в выживших римских структурах, таких как Пантеон в Риме. Они развивают силу медленно, но их конечная сила может быть очень высокой. Продукты гидратации, которые производят прочность, по сути такие же, как и в портлендском цементе.
Шлаг-лайм- цементы -наземный гранулированный взрывной шлак -сами по себе не являются гидравлическими, но «активируются» путем добавления щелочи, наиболее экономически с использованием извести. Они похожи на Pozzolan Lime Cements в своих свойствах. Только гранулированный шлак (то есть затянутый водой, стеклянный шлак) эффективен в качестве цементного компонента.
Суперсольфатированные цементы содержат около 80% наземного гранулированного шлака для бластого печи, 15% гипса или ангидрита и небольшого портлендского клинкера или лайма в качестве активатора. Они дают силу путем образования эттрингита , с ростом силы, похожим на медленный портландский цемент. Они демонстрируют хорошее сопротивление агрессивным агентам, включая сульфат.
кальция Алюминатные цементы представляют собой гидравлические цементы, изготовленные в основном из известняка и боксита . Активными ингредиентами являются монокальция -алюминатный Caal 2 O 4 (Cao · Al 2 O 3 или Ca в записей химика цемента , CCN) и Mayenite Ca 12 Al 14 O 33 (12 Cao · 7 O 3 или C 12 A 7 в CCN). Прочность формируется путем гидратации в алюминатные гидраты кальция. Они хорошо адаптированы для использования в рефрактерных (высокотемпературных) бетонах, например, для печи.
Сульфуалуминатные цементы кальция изготовлены из клинкеров, которые включают Ye'elimite (Ca 4 (Alo 2 ) 6 SO 4 или C 4 A 3 S в обозначениях химика цемента ) в качестве первичной фазы. Они используются в обширных цементах, в сверхвысоких ранних цементах и в «низкоэнергетических» цементах. Гидратация производит эттрингит, а специализированные физические свойства (такие как расширение или быстрая реакция) получают путем корректировки доступности ионов кальция и сульфата. Их использование в качестве низкоэнергетической альтернативы Портлендскому цементу было впервые в Китае, где производится несколько миллионов тонн в год. [ 46 ] [ 47 ] Требования к энергии ниже из -за более низких температур печи, необходимых для реакции, и более низкого количества известняка (который должен быть эндотермически декарбонирован) в смеси. Кроме того, содержание нижнего известняка и более низкий расход топлива приводят к эмиссии CO 2 около половины, связанного с Портлендским клинкером. Однако, поэтому 2 выброса обычно значительно выше.
«Естественные» цементы, соответствующие определенным цементам эпохи до Портландии, производятся с помощью сжигания аргиллических известняков при умеренных температурах. Уровень компонентов глины в известняке (около 30–35%) таково, что большое количество белита (низко-ранняя прочность, минерала с высокой полосой прочности в портлендском цементе) образуются без образования чрезмерного количества свободного извести. Как и в случае с любым природным материалом, такие цементы обладают сильно изменчивыми свойствами.
Геополимерные цементы изготовлены из смесей водорастворимых щелочных металлических силикатов и минеральных порошков алюминосликата, таких как летучая зола и метакаолин .
Полимерные цементы сделаны из органических химикатов, которые полимеризуются. Производители часто используют терморетические материалы. Хотя они часто значительно дороже, они могут дать водонепроницаемый материал, который обладает полезной прочностью на растяжение.
Сорель цемент - это прочный, прочный цемент, изготовленный путем объединения оксида магния и раствора хлорида магния
Клетчатая сетчатая сетчатая или волокно -железобетон представляет собой цемент, который состоит из волокнистых материалов, таких как синтетические волокна, стеклянные волокна, натуральные волокна и стальные волокна. Этот тип сетки распределяется равномерно по всему влажному бетону. Целью клетчатки состоит в том, чтобы уменьшить потерю воды от бетона, а также повысить ее структурную целостность. [ 48 ] При использовании в пластах волоконно -сетка увеличивает сплоченность, прочность на растяжение, сопротивление воздействия и уменьшение усадки; В конечном счете, основная цель этих комбинированных свойств - уменьшить растрескивание. [ 49 ]
электрический Предлагается, что цемент будет производиться путем переработки цемента из отходов сноса в электрической дуговой печи в рамках процесса создания стали . Переработанный цемент предназначен для использования для замены части или всего извести , используемого в производстве стали, что приводит к шлакоподобному материалу, который аналогичен минералогии с портландцементом, что устраняет большинство связанных выбросов углерода. [ 50 ]
Установка, укрепление и отверждение
[ редактировать ]Цемент начинает устанавливаться при смешивании с водой, что вызывает серию гидратационных химических реакций. Составляющие медленно увлажняют, а минеральные гидраты затвердевают и затвердевают. Блокировка гидратов дает цементу его прочность. Вопреки распространенному мнению, гидравлический цемент не устанавливается путем высыхания - правильное отверждение требует поддержания соответствующего содержания влаги, необходимого для реакций гидратации во время настройки и процессов упрочнения. Если гидравлические цементы высыхают во время фазы отверждения, полученный продукт может быть недостаточно увлажнен и значительно ослаблен. Рекомендуется минимальная температура 5 ° C и не более 30 ° C. [ 51 ] Бетон в молодом возрасте должен быть защищен от испарения воды из -за прямой инсоляции, повышенной температуры, низкой относительной влажности и ветра.
Межфазная зона перехода (ITZ) представляет собой область цементной пасты вокруг агрегатных частиц в бетоне . В зоне происходит постепенный переход в микроструктурных особенностях. [ 52 ] Эта зона может иметь ширину до 35 микрометров. [ 53 ] : 351 Другие исследования показали, что ширина может составлять до 50 микрометров. Среднее содержание невосприимчивой фазы клинкера уменьшается, а пористость уменьшается в направлении поверхности заполнителя. Точно так же содержание Ettringite увеличивается в ITZ. [ 53 ] : 352
Проблемы безопасности
[ редактировать ]В мешках с цементом обычно напечатаны предупреждения о здоровье и безопасности, потому что цемент не только очень щелочный , но и процесс установки является экзотермическим . В результате влажный цемент сильно едкий (рН = 13,5) и может легко вызвать сильные ожоги кожи , если не быстро промывается водой. Аналогичным образом, сухой цементный порошок в контакте с слизистыми мембранами может вызвать тяжелое раздражение глаз или дыхания. Некоторые следовые элементы, такие как хром, от примесей, естественных, присутствующих в сырье, используемом для производства цемента, могут вызвать аллергический дерматит . [ 54 ] Ренцирующие агенты, такие как сульфат железа (FESO 4 ), часто добавляются к цементу для преобразования канцерогенного гексавалентного хромата (CRO 4 2− ) в тривалентный хром (Cr 3+ ), менее токсичный химический вид. Пользователи цемента также должны носить соответствующие перчатки и защитную одежду. [ 55 ]
Цементная промышленность в мире
[ редактировать ]

В 2010 году мировое производство гидравлического цемента составило 3300 мегатоннов (3600 × 10 6 короткие тонны) . Три лучших производителя были Китай с 1800, Индией с 220, а Соединенные Штаты с 63,5 млн. Тонн - в общей сложности более половины мира в общей сложности из трех самых населенных штатов мира. [ 56 ]
Для мирового потенциала производить цемент в 2010 году ситуация была похожа на три ведущих штата (Китай, Индия и США), что составляет чуть менее половины мира общей мощности. [ 57 ]
В 2011 и 2012 годах глобальное потребление продолжало расти, увеличиваясь до 3585 тонн в 2011 году и 3736 тонн в 2012 году, в то время как годовые темпы роста снизились до 8,3% и 4,2% соответственно.
Китай, представляющий растущую долю потребления мирового цемента, остается основным двигателем глобального роста. К 2012 году китайский спрос был зарегистрирован на уровне 2160 тонн, что составляет 58% мирового потребления. Годовые темпы роста, которые достигли 16% в 2010 году, по -видимому, смягчились, замедлившись до 5–6% в 2011 и 2012 годах, поскольку экономика Китая нацелена на более устойчивый темпы роста.
За пределами Китая потребление по всему миру выросло на 4,4% до 1462 млн. Тонн в 2010 году, на 5% до 1535 тонн в 2011 году и, наконец, на 2,7% до 1576 тонн в 2012 году.
В настоящее время Иран является 3 -м по величине производителем цемента в мире и увеличил свою допуску более чем на 10% с 2008 по 2011 год. [ 58 ] Из-за выхода затрат на энергию в Пакистане и других крупных цементных странах, Иран занимает уникальную позицию в качестве торгового партнера, используя свои собственные избыточные нефти на электростанции. Теперь ведущий производитель на Ближнем Востоке, Иран еще больше увеличивает свою доминирующую позицию на местных рынках и за рубежом. [ 59 ]
Выступление в Северной Америке и Европе в течение периода 2010–12 гг. Поразительно контрастировала с результатами Китая, поскольку мировой финансовый кризис превратился в суверенный долг кризис для многих экономик в этом регионе [ нужно разъяснения ] и рецессия. Уровни потребления цемента для этого региона упали на 1,9% в 2010 году до 445 тонн, что в 2011 году восстановилось на 4,9%, а затем упал на 1,1% в 2012 году.
Выступление в остальном мире, которое включает в себя многие развивающиеся экономики в Азии, Африке и Латинской Америке и представляющий около 1020 MT -цементный спрос в 2010 году, была позитивной и более чем компенсировала снижение в Северной Америке и Европе. Годовой рост потребления был зарегистрирован на уровне 7,4% в 2010 году, смягчав 5,1% и 4,3% в 2011 и 2012 годах соответственно.
По состоянию на конец 2012 года глобальная цементная промышленность состояла из 5673 производственных средств цемента, в том числе как интегрированное, так и шлифование, из которых 3900 были расположены в Китае и 1773 в остальном мире.
Общая цементная мощность по всему миру была зарегистрирована на уровне 5245 тонн в 2012 году: 2950 тонн в Китае и 2295 тонн в остальном мире. [ 5 ]
Китай
[ редактировать ]«В течение последних 18 лет Китай последовательно производил больше цемента, чем любая другая страна в мире. . [ 60 ]
В 2006 году было подсчитано, что Китай производил 1,235 млрд. Тонн цемента, что составило 44% от общего производства цемента в мире. [ 61 ] «Спрос на цемент в Китае, как ожидается, будет продвигаться на 5,4% в год и превысит 1 миллиард тонн в 2008 году, что обусловлено замедлению, но здоровым ростом расходов на строительство. Цемент, потребляемый в Китае, составит 44% глобального спроса, а Китай останется мировым крупнейший национальный потребитель цемента с большим отрывом ». [ 62 ]
В 2010 году 3,3 миллиарда тонн цемента было потреблено во всем мире. Из этого Китай составлял 1,8 миллиарда тонн. [ 63 ]
Воздействие на окружающую среду
[ редактировать ]Производство цемента вызывает воздействие на окружающую среду на всех этапах процесса. К ним относятся выбросы загрязнения в воздухе в виде пыли, газов, шума и вибрации при эксплуатации и во время взрыва в карьерах , а также повреждения сельской местности от карьера. Оборудование для сокращения выбросов пыли во время карьера и изготовления цемента широко используется, а оборудование для ловушки и отдельных выхлопных газов вступает в повышение использования. Защита окружающей среды также включает в себя повторную интеграцию карьеров в сельскую местность после того, как они были закрыты, возвращая их на природу или повторную культивирование.
Ко 2 выбросов
[ редактировать ]
Концентрация углерода в цементе простирается от ≈5% в цементных структурах до ≈8% в случае дорог в цементе. [ 64 ] Цементное производство выпускает CO 2 в атмосфере, как непосредственно, когда карбонат кальция нагревается, производя извести и углекислый газ , [ 65 ] [ 66 ] а также косвенно благодаря использованию энергии, если ее производство включает в себя выброс CO 2 . Цементная промышленность производит около 10% глобальных , производимого человека CO 2 выбросов , из которых 60% от химического процесса и 40% от сжигания топлива. [ 67 ] Исследование Chatham House , проведенное в 2018 году, оценивает, что 4 миллиарда тонн цемента производили, ежегодно приходится на 8% всемирных выбросов CO 2 . [ 4 ]
Почти 900 кг CO 2 испускаются на каждые 1000 кг портового цемента портленда. В Европейском Союзе конкретное потребление энергии для производства цементного клинкера было снижено примерно на 30% с 1970 -х годов. Это сокращение требований к первичной энергии эквивалентно приблизительно 11 миллионам угля в год с соответствующими преимуществами при сокращении выбросов CO 2 . Это составляет приблизительно 5% антропогенного CO 2 . [ 68 ]
Большая часть выбросов углекислого газа при изготовлении портлендского цемента (приблизительно 60%) производится из химического разложения известняка до извести, ингредиента в портлендском цементном клинкере. Эти выбросы могут быть уменьшены путем снижения содержания клинкера цемента. Они также могут быть уменьшены с помощью альтернативных методов изготовления, таких как интергрирующий цемент с песком или с помощью шлака или других минералов пуццолана, до очень мелкого порошка. [ 69 ]
Чтобы уменьшить транспортировку более тяжелого сырья и минимизировать связанные затраты, более экономично строить цементные растения ближе к карьерам из известняка, а не к потребительским центрам. [ 70 ]
По состоянию на 2019 год [update] Установка углерода и хранение будет проверено, но его финансовая жизнеспособность неопределенна. [ 71 ]
CO 2 поглощение
[ редактировать ]Гидратированные изделия портлендского цемента, такие как бетон и растворы, медленно реабсорбирует атмосферный газ CO2, который был выпущен во время прокалывания в печи. Этот естественный процесс, обращенный на прокат, называется карбонизация. [ 72 ] Поскольку это зависит от диффузии CO2 в большую часть бетона, его скорость зависит от многих параметров, таких как условия окружающей среды и площадь поверхности, подверженную воздействию атмосферы. [ 73 ] [ 74 ] Карбонизация особенно значима на последних этапах бетонной жизни - после сноса и сокрушительного мусора. Было подсчитано, что в течение всего жизненного цикла цементных продуктов он может быть реабсорбирован почти 30% атмосферного CO2, генерируемого производством цемента. [ 74 ]
Карбонизация рассматривается как механизм деградации бетона. Это уменьшает рН бетона, который способствует коррозии армирования стали. [ 72 ] Однако, поскольку продукт CA (OH) 2, CACO3, занимает больший объем, пористость бетона уменьшается. Это увеличивает прочность и твердость бетона. [ 75 ]
Существуют предложения по снижению углеродного трасса гидравлического цемента путем принятия негидравлического цемента, известного раствора для определенных применений. Он реабсорбирует часть CO 2 во время упрочнения и имеет более низкие энергетические требования к производству, чем Portland Cement. [ 76 ]
Несколько других попыток увеличить поглощение углекислого газа включают цементы на основе магния ( цемент сореля ). [ 77 ] [ 78 ] [ 79 ]
Выбросы тяжелых металлов в воздухе
[ редактировать ]В некоторых обстоятельствах, в основном в зависимости от происхождения и состава используемого сырья, высокотемпературный процесс кальцинирования известняковых и глинистых минералов может высвобождаться в газах атмосферы и пыли, богатой летучими тяжелыми металлами , например , Thallium , [ 80 ] Кадмий и Меркурий являются самыми токсичными. Тяжелые металлы (TL, CD, HG, ...), а также селен часто встречаются в виде следовых элементов в общих сульфидах металла ( пирит (FES 2 ), Цинковая смеси (ZNS) , Галена (PBS), ...) Присутствует как Вторичные минералы в большинстве сырья. Во многих странах существуют экологические нормы для ограничения этих выбросов. По состоянию на 2011 год в Соединенных Штатах цементные печи «юридически разрешено накачать больше токсинов в воздух, чем мусоросжигательные заводы с опасными отходами». [ 81 ]
Тяжелые металлы, присутствующие в клинкере
[ редактировать ]Присутствие тяжелых металлов в клинкере возникает как из естественного сырья, так и из-за использования переработанных побочных продуктов или альтернативных видов топлива . Высокий pH, преобладающий в цементной поровой воде (12,5 <13,5), ограничивает подвижность многих тяжелых металлов за счет уменьшения растворимости и увеличения их сорбции на цементные минеральные фазы. Никель , цинк и свинец обычно встречаются в цементе в нежимых концентрациях. Хром также может непосредственно возникать как естественная примесь из сырья или как вторичное загрязнение от истирания твердых хромиальных стальных сплавов, используемых на шаровых мельницах, когда клинкер заземлен. Как хромат (Cro 4 2− ) является токсичным и может вызвать тяжелую кожную аллергию при концентрации трассировки, иногда она уменьшается до тривалентного CR (III) путем добавления сульфата железа (FESO 4 ).
Использование альтернативных видов топлива и побочных материалов
[ редактировать ]Цементный завод потребляет от 3 до 6 ГДж топлива на тонну производимого клинкера, в зависимости от сырья и используемого процесса. Большинство цементных печей сегодня используют угольную и нефтяную колу в качестве первичного топлива и в меньшей степени природного газа и мазута. Выбранные отходы и побочные продукты с восстанавливаемой калориальной стоимостью могут использоваться в качестве топлива в цементной печи (называемой совместной обработкой ), заменяя часть обычного ископаемого топлива , например, угля, если они соответствуют строгим спецификациям. Выбранные отходы и побочные продукты, содержащие полезные минералы, такие как кальций, кремнезем, глинозем и железо, могут использоваться в качестве сырья в печи, заменив сырье, такое как глина, сланец и известняк. Поскольку некоторые материалы имеют как полезное содержание минералов, так и восстанавливаемое калорийное значение, различие между альтернативным топливом и сырью не всегда ясно. Например, осадок сточных вод имеет низкую, но значительную калорию, и ожоги, придающие пепел, содержащий минералы, полезные в матрице клинкера. [ 82 ] Автомобильные и грузовые шины лома полезны при производстве цемента, так как они имеют высокую калорию, а железо, встроенное в шины, полезно в качестве корма. [ 83 ] : p. 27
Клинкер изготавливается путем отопления сырья внутри основной горелки печи до температуры 1450 ° C. Пламя достигает температуры 1800 ° C. Материал остается при 1200 ° C в течение 12–15 секунд при 1800 ° C (и/ или?) [ нужно разъяснения ] в течение 5–8 секунд (также называется временем проживания). Эти характеристики печи Клинкер предлагают многочисленные преимущества, и они обеспечивают полное разрушение органических соединений, полную нейтрализацию кислотных газов, оксидов серы и хлорида водорода. Кроме того, следы тяжелых металлов встроены в структуру клинкера, и не производится побочные продукты, такие как зола или остатки. [ 84 ]
Цементная промышленность ЕС уже использует более 40% топлива, полученное из отходов и биомассы при поставке тепловой энергии в процесс изготовления серых клинкеров. Хотя выбор для этого так называемого альтернативного вида топлива (AF), как правило, основан на затратах, другие факторы становятся более важными. Использование альтернативного топлива обеспечивает преимущества как для общества, так и для компании: CO 2 -Элементы ниже, чем при ископаемом топливе, отходы могут быть совместно выполнены эффективно и устойчивым образом, а спрос на определенные девственные материалы может быть снижен. Тем не менее, существуют большие различия в доле альтернативных видов топлива, используемых между государствами -членами Европейского Союза (ЕС). Социальные льготы могут быть улучшены, если больше государств -членов увеличит свою альтернативную долю топлива. Исследование EcoFys [ 85 ] оценили барьеры и возможности для дальнейшего использования альтернативных видов топлива в 14 государствах -членах ЕС. Исследование ECOFYS показало, что местные факторы ограничивают рыночный потенциал в гораздо большей степени, чем техническая и экономическая осуществимость самой цементной промышленности.
Цемент с уменьшенным пехотом
[ редактировать ]Растущие экологические проблемы и растущая стоимость ископаемого топлива привело во многих странах резкого сокращения ресурсов, необходимых для производства цемента, а также сточных вод (пыль и выхлопные газы). [ 86 ] Цемент с уменьшенным отпечатками-это цементный материал, который соответствует или превышает функциональные возможности производительности портлендского цемента. Различные методы находятся в стадии разработки. Одним из них является геополимерный цемент , который включает в себя переработанные материалы, тем самым снижая потребление сырья, воды и энергии. Другой подход заключается в том, чтобы уменьшить или устранить производство и выброс разрушительных загрязняющих веществ и парниковых газов, особенно CO 2 . [ 87 ] Утилизация старого цемента в электрических дуговых печи - еще один подход. [ 88 ] Кроме того, команда Эдинбургского университета разработала процесс «Dupe», основанный на микробной активности Sporosarcina pasteurii , бактерии, осаждающего карбонат кальция, который при смешивании с песком и мочой может производить ракорительные блоки с силой сжима 70% 70%. из -за бетона. [ 89 ] Обзор методов производства цемента, благоприятных для климата, можно найти здесь. [ 90 ]
Смотрите также
[ редактировать ]- Асфальтобетон
- Теория ставок
- Кальциевые алюминатные цементы
- Цементный химик записи
- Цементный рендер
- Cenocell
- Энергетически модифицированный цемент (EMC)
- Летать пепла
- Геополимерный цемент
- портландцемент
- Розендейл Цемент
- Сульфатная атака в бетоне и растворе
- Серый бетон
- Тиоко
- Пустота (композиты)
- Список стран по производству цемента
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Draeger: Руководство по выбору и использованию фильтрационных устройств» (PDF) . Драйгер. 22 мая 2020 года. Архивировано (PDF) из оригинала 22 мая 2020 года . Получено 22 мая 2020 года .
- ^ Jump up to: а беременный Роджерс, Люси (17 декабря 2018 г.). «Массивный излучатель CO 2, о котором вы можете не знать» . BBC News . Получено 17 декабря 2018 года .
- ^ Jump up to: а беременный «Цемент» (PDF) . Геологическая служба США (USGS) . Получено 26 сентября 2023 года .
- ^ Jump up to: а беременный в «Внесение конкретных изменений: инновации в низкоуглеродичном цементе и бетоне» . Чатем Хаус . 13 июня 2018 года. Архивировано с оригинала 19 декабря 2018 года . Получено 17 декабря 2018 года .
- ^ Jump up to: а беременный Харгривз, Дэвид (март 2013 г.). «Глобальный отчет о цементе 10th Edition» (PDF) . Международный обзор цемента . Архивировано (PDF) из оригинала 26 ноября 2013 года.
- ^ Цао, Чжи; Майерс, Руперт Дж.; Люптон, Ричард С.; Дуан, Хуабо; Сакчи, Роман; Чжоу, Нэн; Рид Миллер, Т.; Каллен, Джонатан М.; GE, Quansheng; Лю, банда (29 июля 2020 года). «Эффект губки и потенциалы смягчения выбросов углерода в глобальном цементном цикле» . Природная связь . 11 (1): 3777. Бибкод : 2020natco..11.3777c . doi : 10.1038/s41467-020-17583-w . ISSN 2041-1723 . PMC 7392754 . PMID 32728073 .
- ^ «Основная молекулярная структура Цемента, наконец, расшифрована (MIT, 2009)» . Архивировано из оригинала 21 февраля 2013 года.
- ^ «Обзор EPA парниковых газов» . 23 декабря 2015 года.
- ^ «История бетона» . Департамент материаловедения и инженерии, Университет Иллинойса, Урбана-Шампейн. Архивировано с оригинала 27 ноября 2012 года . Получено 8 января 2013 года .
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и фон глин час я Блазард, Роберт Дж. (12 ноября 2003 г.). «История известковых цементов». В Hewlett, Питер (ред.). Химия цемента и бетона Ли . Elsevier. С. 1–24. ISBN 978-0-08-053541-8 .
- ^ Брабант, Малкольм (12 апреля 2011 г.). Македонцы создали цемент за три столетия до того, как римляне архивировали 9 апреля 2019 года в The Wayback Machine , BBC News .
- ^ Гракал Александра Великому: Сокровища из королевской столицы Македона, эллинского королевства в эпоху демократии, архивировав 17 января 2012 года на машине Wayback , Ашмолеанском музее искусств и археологии, Оксфордский университет
- ^ Хилл, Дональд (1984). История инженерии в классические и средневековые времена , Routledge, p. 106, ISBN 0415152917 .
- ^ «История цемента» . www.stonstinging-cement.com . Получено 17 декабря 2018 года .
- ^ Трендакоста, Кэтрин (18 декабря 2014 г.). «Как древние римляне стали лучше бетоном, чем мы делаем сейчас» . Гизмодо .
- ^ «Как естественные пуццоланы улучшают бетон» . Натуральная ассоциация пуццолана . Получено 7 апреля 2021 года .
- ^ Риди, Франческа (апрель 2010 г.). «Увлажнение цемента: еще многое можно понять» (PDF) . La Chimica & L'Industria (3): 110–117. Архивировано (PDF) из оригинала 17 ноября 2015 года.
- ^ «Чистый естественный пуццоланский цемент» (PDF) . Архивировано из оригинала 18 октября 2006 года . Получено 12 января 2009 года .
{{cite web}}
: CS1 Maint: Bot: исходный статус URL неизвестен ( ссылка ) . ChamoRro.com - ^ Руссо, Ральф (2006) «Архитектура акведука: перемещение воды к массам в древнем Риме» Архивировано 12 октября 2008 года на машине Wayback , в математике в красоте и реализации архитектуры , вып. IV, Учебные программы от парни из Йельского института преподавателей в Йель-Нью-Хейвене 1978–2012, Институт учителей Йельского Нью-Хейвена.
- ^ Jump up to: а беременный Коуэн, Генри Дж. (1975). «Историческая нота о бетоне». Архитектурная научная обзор . 18 : 10–13. doi : 10.1080/00038628.1975.9696342 .
- ^ Г. Кабрера.; Р. Ривера-Виллареал.; Р. Шри Равиндрараджа (1997). «Свойства и долговечность доколумбового легкого бетона». SP-170: Четвертая Международная конференция CANMET/ACI по долговечности бетона . Тол. 170. С. 1215–1230. doi : 10.14359/6874 . ISBN 9780870316692 Полем S2CID 138768044 .
{{cite book}}
:|journal=
игнорируется ( помощь ) - ^ Jump up to: а беременный Сисмондо, Серджио (20 ноября 2009 г.). Введение в научные и технологические исследования . Уайли. ISBN 978-1-4443-1512-7 .
- ^ Mukerji, Chandra (2009). Невозможная инженерия: Технология и территориальность на канале дю Миди . ПРИЗНАЯ УНИВЕРСИТЕТА ПРИСЕТА. п. 121. ISBN 978-0-691-14032-2 .
- ^ Jump up to: а беременный < Тавес, Лорен Сипендс (27 октября 2015 г.). «Табби -дома из побережья Южной Атлантики» . Журнал старого дома . Active Interest Media, Inc.: 5.
- ^ Фрэнсис, AJ (1977) Цементная индустрия 1796–1914 гг.: История , Дэвид и Чарльз. ISBN 0-7153-7386-2 , гл. 2
- ^ «Кто обнаружил цемент» . 12 сентября 2012 года. Архивировано с оригинала 4 февраля 2013 года.
- ^ Znachko-Iavorskii; I. L. (1969). Egor Gerasimovich Chelidze, izobretatelʹ tsementa . Sabchota Sakartvelo. Archived from the original on 1 February 2014.
- ^ «История цемента Лафарге» . Архивировано из оригинала 2 февраля 2014 года.
- ^ Courland, Robert (2011). Бетонная планета: странная и захватывающая история самого распространенного в мире искусственного материала . Амхерст, Нью -Йорк: Книги Прометея. п. 190 . ISBN 978-1616144814 .
- ^ Фрэнсис, AJ (1977) Цементная индустрия 1796–1914 гг.: История , Дэвид и Чарльз. ISBN 0-7153-7386-2 , гл. 5
- ^ Хан, Томас Ф. и Кемп, Эмори Леланд (1994). Цементные мельницы вдоль реки Потомак . Morgantown, WV: издательство Университета Западной Вирджинии. п. 16 ISBN 9781885907004
- ^ Hewlett, Peter (2003). Химия цемента и бетона Ли . Баттерворт-Хейнеманн. п. Гнездо 1. ISBN 978-0-08-053541-8 Полем Архивировано с оригинала 1 ноября 2015 года.
- ^ Jump up to: а беременный «Естественный цемент возвращается» . Популярная наука . Корпорация Боннье. Октябрь 1941 г. с. 118
- ^ Станислас Сорел (1867). « На новом магнезианском цементе ». Еженедельные сообщения о сессиях Академии наук , том 65, страницы 102–104.
- ^ Стена, Сэм А.; Prosis, Джон Л. (2016). «Центр на основе магнезии: путешествие 150 лет и цементы на будущее?» Полем Химические обзоры . 116 (7): 4170–4204. doi : 10.1021/acs.chemrev.5b00463 . ISSN 0009-2665 . PMID 27002788 .
- ^ Макартур, Х.; Spalding, D. (1 января 2004 г.). Инженерная материаловая наука: свойства, использование, деградация, исправление . Elsevier. ISBN 9781782420491 .
- ^ «Как работают цементные миксеры» . Howstuffworks . 26 января 2012 года . Получено 2 апреля 2020 года .
- ^ Glasser F. (2011). Применение неорганических цементов к кондиционированию и иммобилизации радиоактивных отходов. В: Ojovan Mi (2011). Справочник по передовым технологиям кондиционирования радиоактивных отходов. Вудхед, Кембридж, 512 стр.
- ^ Абдель Рахман Р.О., Рахимов Р.З., Рахимова Н.Р., Ойован М.И. (2015). Цементные материалы для иммобилизации ядерных отходов. Уайли, Чичестер 232 стр.
- ^ Голландия, Теренс С. (2005). «Руководство пользователя кремнезема» (PDF) . Ассоциация кремнезема Фюме и Министерство транспорта США Техническое отчет Федерального администрирования шоссе FHWA-IF-05-016 . Получено 31 октября 2014 года .
- ^ Kosmatka, S.; Керхофф, Б.; Panerese, W. (2002). Проектирование и управление бетонными смесями (14 изд.). Портлендская цементная ассоциация, Скоки, Иллинойс.
- ^ Азартный, Уильям. «Цемент, раствор и бетон». В Baumeister; Аваллоне; Baumeister (ред.). Справочник Марка для инженеров -механиков (восьмое изд.). МакГроу Хилл. Раздел 6, стр. 177.
- ^ Администрация федерального шоссе США . "Летать пепел" . Архивировано из оригинала 21 июня 2007 года . Получено 24 января 2007 года .
- ^ Администрация федерального шоссе США . "Силиком Фум" . Архивировано из оригинала 22 января 2007 года . Получено 24 января 2007 года .
- ^ Юстонс, Харальд; Эльфгрен, Леннарт; Ронин, Владимир (2005). «Механизм производительности энергетически модифицированного цемента в сравнении с соответствующим смешанным цементом» (PDF) . Цемент и конкретные исследования . 35 (2): 315–323. doi : 10.1016/j.cemconres.2004.05.022 . Архивировано из оригинала (PDF) 10 июля 2011 года.
- ^ Bye, GC (1999). Портлендский цемент . 2 -е изд., Томас Телфорд. С. 206–208. ISBN 0-7277-2766-4
- ^ Чжан, Лян; Су, Мужэн; Ван, Янму (1999). «Разработка использования сульфо- и ферролюминационных цементов в Китае». Достижения в области исследований цемента . 11 : 15–21. doi : 10.1680/adpr.1999.11.1.15 .
- ^ Манселл, Вера (31 декабря 2019 г.). «Бетонная сетка: когда использовать волоконно -сетку или проволочную сетку | портовые агрегаты» . Портовые агрегаты . Получено 19 сентября 2022 года .
- ^ «Гип / штукатурка» (PDF) . Cement.org . 2003. с. 13 Получено 12 апреля 2021 года .
- ^ Барнард, Майкл (30 мая 2024 г.). «Многие зеленые цементные дороги проводят через электрические дуговые стальные печи» . Чистая техническая техника . Получено 11 июня 2024 года .
- ^ «Использование продуктов на основе цемента в зимние месяцы» . sovchem.co.uk . 29 мая 2018 года. Архивировано с оригинала 29 мая 2018 года.
- ^ Jump up to: а беременный Scrivener, KL, Crumbie, AK и Laugesen P. (2004). «Межфазная зона перехода (ITZ) между цементной пастой и заполнителем в бетоне». Интерфейс Science, 12 (4) , 411–421. doi: 10.1023/b: ints.0000042339.92990.4c.
- ^ Jump up to: а беременный в HFW Taylor, Cement Chemistry, 2 -е изд. Лондон: Т. Телфорд, 1997.
- ^ «Информационный лист строительства № 26 (Revision2)» (PDF) . HSE.gov.uk. Архивировано (PDF) из оригинала 4 июня 2011 года . Получено 15 февраля 2011 года .
- ^ CIS26 - Цементный архив 4 июня 2011 года на машине Wayback . (PDF). Получено 5 мая 2011 года.
- ^ Геологическая служба США. «Отчет о цементном отчете USGS Mineral. (Январь 2011)» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 8 октября 2011 года.
- ^ Эдвардс, P; McCaffrey, R. Global Cement Directory 2010. Pro Publications Archived 3 января 2014 года на машине Wayback . Эпсом, Великобритания, 2010.
- ^ Список стран по производству цемента 2011 года Архивировал 22 сентября 2013 года на машине Wayback, полученном 19 ноября 2013 года.
- ^ ICR Newsroom. Иране Пакистан теряет долю рынка афганского цемента в Архивированном 22 сентября 2013 года на машине Wayback . Получено 19 ноября 2013 года.
- ^ Йонг (7 января 2004 г. . ) Ян, Ли
- ^ Китай сейчас нет. 1 в CO 2 выбросах ; США на второй позиции: дополнительная информация заархивирована 3 июля 2007 года на машине Wayback , NEAA (19 июня 2007 г.).
- ^ Китайский спрос на цементный спрос до 1 миллиарда тонн в 2008 году , Cementamericas (1 ноября 2004 г.).
- ^ Уголь и цемент . Всемирная ассоциация угольной ассоциации архив 8 августа 2011 года на машине Wayback
- ^ Scalenghe, R.; Малуцелли, Ф.; Унгаро, ф.; Perazzone, L.; Филиппи, н.; Эдвардс, AC (2011). «Влияние 150-летнего землепользования на антропогенные и природные запасы углерода в области Эмилии-романья (Италия)». Экологическая наука и технология . 45 (12): 5112–5117. Bibcode : 2011enst ... 45.5112S . doi : 10.1021/es1039437 . PMID 21609007 .
- ^ EIA-Выбросы парниковых газов в США в 2006 году выбросы диоксида углерода в 2006 году архивированы 23 мая 2011 года в Министерстве энергетики США.
- ^ Matar, W.; Elshurafa, Am (2017). «Выразите баланс между выбросами прибыли и углекислого газа в саудовской цементной промышленности» . Международный журнал управления парниковыми газами . 61 : 111–123. Bibcode : 2017ijggc..61..111m . doi : 10.1016/j.ijggc.2017.03.031 .
- ^ Тенденции в глобальных выбросах CO 2 : отчет за 2014 год Архивировал 14 октября 2016 года на машине Wayback . PBL Netherlands Агентство по оценке экологической оценки и Объединенный исследовательский центр Европейской комиссии (2014).
- ^ Махасенан, Натесан; Смит, Стив; Хамфрисм Кеннет; Кая, Ю. (2003). «Цементная промышленность и глобальное изменение климата: текущие и потенциальные будущие Cement Industry CO 2 выбросы » . Технологии контроля парниковых газов - 6 -я Международная конференция . Оксфорд: Пергамон. С. 995–1000. ISBN 978-0-08-044276-1 .
- ^ «Смешанный цемент» . Science Direct . 2015 . Получено 7 апреля 2021 года .
- ^ Чандак, Шобхит. «Отчет о цементной промышленности в Индии» . Спирбд. Архивировано из оригинала 22 февраля 2012 года . Получено 21 июля 2011 года .
- ^ «Первое в мире цементное растение с нулевым выбором формируется в Норвегии» . Euractiv.com Ltd. 13 декабря 2018 года.
- ^ Jump up to: а беременный Пэйд, Клаус; Гимарас, Мария (1 сентября 2007 г.). «Поглощение CO2 бетона в 100 -летней перспективе» . Цемент и конкретные исследования . 37 (9): 1348–1356. doi : 10.1016/j.cemconres.2007.06.009 . ISSN 0008-8846 .
- ^ Си, фенминг; Дэвис, Стивен Дж.; Сиайс, Филипп; Кроуфорд-Браун, Дуглас; Гуан, Дабо; Пэйд, Клаус; Ши, Тимао; Сиддалл, Марк; Lv, jie; Джи, Ланчжу; Бинг, Лонгфей; Ван, Цзяоюе; Вэй, Вэй; Ян, Кеун-Хьёк; Lagerblad, Björn (декабрь 2016 г.). «Существенное глобальное поглощение углерода с помощью цементной карбонизация» . Природа Геонаука . 9 (12): 880–883. Bibcode : 2016natge ... 9..880x . doi : 10.1038/ngeo2840 . ISSN 1752-0908 .
- ^ Jump up to: а беременный Цао, Чжи; Майерс, Руперт Дж.; Люптон, Ричард С.; Дуан, Хуабо; Сакчи, Роман; Чжоу, Нэн; Рид Миллер, Т.; Каллен, Джонатан М.; GE, Quansheng; Лю, банда (29 июля 2020 года). «Эффект губки и потенциалы смягчения выбросов углерода в глобальном цементном цикле» . Природная связь . 11 (1): 3777. Бибкод : 2020natco..11.3777c . doi : 10.1038/s41467-020-17583-w . HDL : 10044/1/81385 . ISSN 2041-1723 . PMC 7392754 . PMID 32728073 .
- ^ Ким, Джин-Кеун; Ким, Чин-Йонг; Yi, Seong-tae; Ли, Юнь (1 февраля 2009 г.). «Влияние карбонизации на количество отскока и прочность на сжатие бетона» . Цементные и бетонные композиты . 31 (2): 139–144. doi : 10.1016/j.cemconcomp.2008.10.001 . ISSN 0958-9465 .
- ^ Кент, Дуглас (22 октября 2007 г.). «Ответ: Лайм - гораздо более зеленый вариант, чем цемент, говорит Дуглас Кент» . Хранитель . ISSN 0261-3077 . Получено 22 января 2020 года .
- ^ "Novacem 'Carbon Oftion Cement " . Американское керамическое общество . 9 марта 2011 года . Получено 26 сентября 2023 года .
- ^ Novacem Arackied 3 августа 2009 года на машине Wayback . ImperialinNovations.co.uk
- ^ Jha, Alok (31 декабря 2008 г.). «Раскрыто: цемент, который ест углекислый газ» . Хранитель . Лондон Архивировано из оригинала 6 августа 2013 года . Получено 28 апреля 2010 года .
- ^ «Фактический лист на: таллий» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 11 января 2012 года . Получено 15 сентября 2009 года .
- ^ Беркс, Говард (10 ноября 2011 г.). «Правила EPA дают разрешение Kilns на загрязнение: NPR» . Npr.org . Архивировано с оригинала 17 ноября 2011 года . Получено 17 ноября 2011 года .
- ^ Руководящие принципы по выбору и использованию топлива и сырья в процессе производства цемента архивировали 10 сентября 2008 года в The Wayback Machine , Всемирный бизнес -совет по устойчивому развитию (1 июня 2005 г.).
- ^ «Увеличение использования альтернативных топлива на цементных растениях: международная лучшая практика» (PDF) . Международная финансовая корпорация, Группа Всемирного банка. 2017.
- ^ Цемент, бетон и круговая экономика архивировали 12 ноября 2018 года на машине Wayback . Cembureau.eu
- ^ de Beer, Jeroen et al. (2017) Статус и перспективы совместной обработки отходов на цементных заводах ЕС архивировали 30 декабря 2020 года на машине Wayback . ЭКОФИС ИССЛЕДОВАНИЕ.
- ^ «Альтернативные топлива в производстве цемента - Брошюра Cembureau, 1997» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2 октября 2013 года.
- ^ «Инженеры развивают цемент с на 97 процентов меньшего количества углекислого газа и энергетического следа - Drexelnow» . Drexelnow . 20 февраля 2012 года. Архивировано с оригинала 18 декабря 2015 года . Получено 16 января 2016 года .
- ^ «Как сделать низкоуглеродистый бетон от старого цемента» . Экономист . ISSN 0013-0613 . Получено 27 апреля 2023 года .
- ^ Монахи, Кирон (22 мая 2014 г.). «Вы бы жили в доме из песка и бактерий? Это удивительно хорошая идея» . CNN. Архивировано с оригинала 20 июля 2014 года . Получено 20 июля 2014 года .
- ^ «Top Innovations 2020: цемент также может быть произведен по климату» . www.spektrum.de (на немецком языке) . Получено 28 декабря 2020 года .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Тейлор, Гарри Ф.В. (1997). Цементная химия . Томас Телфорд. ISBN 978-0-7277-2592-9 .
- Питер Хьюлетт; Мартин Лиска (2019). Химия цемента и бетона Ли . Баттерворт-Хейнеманн. ISBN 978-0-08-100795-2 .
- Aitcin, Pierre-Cloade (2000). «Цементы вчера и сегодня: бетон завтра». Цемент и конкретные исследования . 30 (9): 1349–1359. doi : 10.1016/s0008-88446 (00) 00365-3 .
- Ван Осс, Хендрик Г.; Падовани, Эми С. (2002). «Производство цемента и окружающая среда, часть I: химия и технология». Журнал промышленной экологии . 6 (1): 89–105. Bibcode : 2002Jinec ... 6 ... 89o . doi : 10.1162/108819802320971650 . S2CID 96660377 .
- Ван Осс, Хендрик Г.; Падовани, Эми С. (2003). «Производство цемента и окружающая среда, часть II: экологические проблемы и возможности» (PDF) . Журнал промышленной экологии . 7 (1): 93–126. Bibcode : 2003Jinec ... 7 ... 93o . Citeseerx 10.1.1.469.2404 . doi : 10.1162/108819803766729212 . S2CID 44083686 . Архивировано из оригинала (PDF) 22 сентября 2017 года . Получено 24 октября 2017 года .
- Deolalkar, SP (2016). Проектирование зеленых цементных растений . Амстердам: Баттерворт-Хейнеманн. ISBN 9780128034354 Полем OCLC 919920182 .
- Фридрих В. Лохер: Цемент: принципы производства и использования , Дюссельдорф, Германия: Verlag Bau + Technik Gmbh, 2006, ISBN 3-7640-0420-7
- Джавед И. Бхатти, Ф. МакГрегор Миллер, Стивен Х. Косматка; Редакторы: Инновации в Portland Cement Manufacturing , SP400, Портлендская цементная ассоциация , Skokie, Illinois, US, 2004, ISBN 0-89312-234-3
- «Почему выбросы цемента имеют значение для изменения климата», архивировано 21 марта 2019 года в The Wayback Machine Carbon Brief 2018
- Невилл, А.М. (1996). Свойства бетона. Четвертое и последнее стандарты издания . Пирсон, Прентис Холл. ISBN 978-0-582-23070-5 Полем OCLC 33837400 .
- Тейлор, HFW (1990). Цементная химия . Академическая пресса. п. 475 . ISBN 978-0-12-683900-5 .
- Ульм, Франц-Джозеф; Roland J.-M. Pellenq; Акихиро Кушима; Рузбе Шахсавари; Кристин Дж. Ван Влиет; Маркус Дж. Бюлер; Сидни Йип (2009). «Реалистичная молекулярная модель цементных гидратов» . Труды Национальной академии наук . 106 (38): 16102–16107. BIBCODE : 2009PNAS..10616102P . doi : 10.1073/pnas.0902180106 . PMC 2739865 . PMID 19805265 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- Encyclopædia Britannica . Тол. 5 (11 -е изд.). 1911. .