Цемент - Cement

Цементный порошок, кондиционированный в мешке, готов к смешиванию с заполнителями и водой. Следует избегать распыления сухой цементной пыли в воздухе, чтобы предотвратить проблемы со здоровьем.
Примеры конструкций из цементных блоков от компании Multiplex Manufacturing Company из Толедо, штат Огайо, в 1905 году.

Цемента является связующее , вещество , используемое для строительства , который устанавливает , твердеет, и прилипает к другим материалам , чтобы связать их вместе. Цемент редко используется сам по себе, а скорее используется для связывания песка и гравия ( заполнителя ) вместе. Из цемента, смешанного с мелким заполнителем, получается строительный раствор , а из песка и гравия получается бетон . Бетон является наиболее широко используемым существующим материалом и уступает только воде как наиболее потребляемому ресурсу планеты.

Цемент, используемый в строительстве, обычно состоит из неорганических материалов , часто на основе извести или силиката кальция , которые могут быть охарактеризованы как негидравлические или гидравлические соответственно, в зависимости от способности цемента схватываться в присутствии воды (см. Гидравлическая и негидравлическая известковая штукатурка. ).

Негидравлический цемент не схватывается во влажных условиях или под водой. Скорее, он затвердевает при высыхании и вступает в реакцию с углекислым газом в воздухе. После схватывания он устойчив к воздействию химикатов.

Гидравлические цементы (например, портландцемент ) затвердевают и становятся адгезивными в результате химической реакции между сухими ингредиентами и водой. Химическая реакция приводит к образованию минеральных гидратов , которые не очень растворимы в воде и поэтому достаточно устойчивы в воде и защищены от химического воздействия. Это позволяет схватываться во влажных условиях или под водой и дополнительно защищает затвердевший материал от химического воздействия. Химический процесс получения гидравлического цемента был открыт древними римлянами, которые использовали вулканический пепел ( пуццолана ) с добавлением извести (оксида кальция).

Слово «цемент» восходит к древнеримскому термину opus caementicium , который использовался для описания кирпичной кладки, напоминающей современный бетон, который был сделан из щебня с обожженной известью в качестве связующего. Добавки из вулканического пепла и измельченного кирпича, которые добавляли к обожженной извести для получения гидравлического связующего , позже стали называть цементом , циментом , цементом и цементом . В наше время органические полимеры иногда используются в качестве цемента для бетона.

Мировое производство составляет около четырех миллиардов тонн в год, из которых около половины производится в Китае. Если бы цементная промышленность была страной, она была бы третьим по величине источником выбросов углекислого газа в мире с объемом до 2,8 миллиарда тонн, уступая только Китаю и США. На начальную реакцию обжига при производстве цемента приходится около 4% общего количества CO.
2
выбросы. На весь процесс приходится около 8% мирового выбросов CO.
2
выбросов, поскольку цементная печь, в которой происходит реакция, обычно топится углем или нефтяным коксом из-за светового пламени, необходимого для нагрева печи за счет лучистой теплопередачи. В результате производство цемента является основным фактором изменения климата .

Химия

Цементные материалы можно разделить на две отдельные категории: негидравлические цементы и гидравлические цементы в соответствии с их соответствующими механизмами схватывания и затвердевания. Затвердевание и затвердевание гидравлического цемента включает реакции гидратации и, следовательно, требует воды, в то время как негидравлические цементы реагируют только с газом и могут непосредственно затвердевать на воздухе.

Гидравлический цемент

Клинкерные конкреции получают спеканием при 1450 ° C.

Безусловно, наиболее распространенным типом цемента является гидравлический цемент , который затвердевает за счет гидратации минералов клинкера при добавлении воды. Гидравлические цементы (такие как портландцемент) состоят из смеси силикатов и оксидов, четырех основных минеральных фаз клинкера, сокращенно обозначенных химиком цемента , а именно:

C 3 S: алит (3CaO · SiO 2 );
C 2 S: Белит (2CaO · SiO 2 );
C 3 A: алюминат трикальция (3CaO · Al 2 O 3 ) (исторически и до сих пор иногда называется целитом );
C 4 AF: Браунмиллерит (4CaO · Al 2 O 3 · Fe 2 O 3 ).

Силикаты отвечают за механические свойства цемента - трикальцийалюминат и браунмиллерит необходимы для образования жидкой фазы во время процесса спекания ( обжига ) клинкера при высокой температуре в печи . Химия этих реакций до конца не ясна и все еще является объектом исследований.

Во-первых, известняк (карбонат кальция) сжигается, чтобы удалить его углерод, образуя известь (оксид кальция) в так называемой реакции прокаливания . Эта единственная химическая реакция является основным источником глобальных выбросов углекислого газа .

CaCO 3 → CaO + CO 2

Известь реагирует с диоксидом кремния с образованием силиката дикальция и силиката трикальция.

2CaO + SiO 2 → 2CaO · SiO 2
3CaO + SiO 2 → 3CaO · SiO 2

Известь также реагирует с оксидом алюминия с образованием трехкальциевого алюмината.

3CaO + Al 2 O 3 → 3CaO · Al 2 O 3

На последнем этапе оксид кальция, оксид алюминия и оксид железа взаимодействуют вместе с образованием цемента.

4CaO + Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 → 4CaO · Al 2 O 3 · Fe 2 O 3

Негидравлический цемент

Оксид кальция , полученный путем термического разложения из карбоната кальция при высокой температуре (выше 825 ° C).

Менее распространенной формой цемента является негидравлический цемент , такой как гашеная известь ( оксид кальция, смешанный с водой), затвердевающий за счет карбонизации при контакте с двуокисью углерода , который присутствует в воздухе (~ 412 об. Ppm 0,04 об.%) ). Первый оксид кальция (известь) получают из карбоната кальция ( известняка или мела ) путем прокаливания при температуре выше 825 ° C (1517 ° F) в течение примерно 10 часов при атмосферном давлении :

CaCO 3 → CaO + CO 2

Затем оксид кальция расходуется (гашется), смешивая его с водой, чтобы получить гашеную известь ( гидроксид кальция ):

СаО + Н 2 О → Са (ОН) 2

Как только избыток воды полностью испарится (этот процесс технически называется настройкой ), начинается карбонизация:

Са (ОН) 2 + СО 2 → СаСО 3 + Н 2 О

Эта реакция протекает медленно, потому что парциальное давление углекислого газа в воздухе низкое (~ 0,4 миллибар). Реакция карбонизации требует, чтобы сухой цемент подвергался воздействию воздуха, поэтому гашеная известь не является гидравлическим цементом и не может использоваться под водой. Этот процесс называется известковым циклом .

История

Возможно, самое раннее известное появление цемента датируется двенадцатью миллионами лет назад. Залежь цемента образовалась после залегания горючего сланца, расположенного рядом со слоем известняка, сгоревшего по естественным причинам. Эти древние месторождения исследовались в 1960-1970-х годах.

Альтернативы цементу, использовавшемуся в древности

С химической точки зрения цемент - это продукт, который включает известь в качестве основного связующего ингредиента, но это далеко не первый материал, используемый для цементирования. В вавилоняне и ассирийцы использовали битум , чтобы связать вместе жженый кирпич или алебастр плит. В Древнем Египте каменные блоки склеивались раствором из песка и грубо обожженного гипса (CaSO 4 · 2H 2 O), который часто содержал карбонат кальция (CaCO 3 ).

Греки и римляне

Известь (оксид кальция) использовалась на Крите и древними греками . Есть свидетельства того, что минойцы Крита использовали измельченные черепки в качестве искусственного пуццолана для гидравлического цемента. Никто не знает, кто первым открыл, что комбинация гидратированной негидравлической извести и пуццолана дает гидравлическую смесь (см. Также: Пуццолановая реакция ), но такой бетон использовали древние македонцы , а три века спустя в больших масштабах римские инженеры. .

Есть ... вид порошка, который естественным образом дает поразительные результаты. Он находится в окрестностях Байи и в стране, принадлежащей городам вокруг Везувия . Это вещество при смешивании с известью и щебнем не только придает прочность другим зданиям, но даже когда его опоры сооружаются в море, они затвердевают под водой.

-  Марк Витрувий Поллион, Liber II, De Architectura , Глава VI "Pozzolana" Sec. 1

Греки использовали вулканический туф с острова Тера в качестве пуццолана, а римляне использовали измельченный вулканический пепел (активированные силикаты алюминия ) с известью. Эта смесь могла схватываться под водой, повышая ее устойчивость к коррозии, такой как ржавчина. Материал получил название пуццолана из города Поццуоли , к западу от Неаполя, где добывали вулканический пепел. В отсутствие пуццоланового пепла римляне использовали порошкообразный кирпич или глиняную посуду в качестве заменителя, и они, возможно, использовали для этой цели дробленую плитку, прежде чем открыли природные источники недалеко от Рима. Огромный купол в Пантеон в Риме и массивными термы Каракаллы , являются примерами древних конструкций из этих бетонов, многие из которых до сих пор стоят. В обширной системе римских акведуков также широко использовался гидравлический цемент. Римский бетон редко использовался снаружи зданий. Обычной техникой было использование облицовочного кирпича в качестве опалубки для заполнения строительного раствора, смешанного с совокупностью кусков камня, кирпича, черепков , переработанных кусков бетона или другого строительного мусора.

Средний возраст

Какое-либо сохранение этих знаний в средневековой литературе неизвестно, но средневековые каменщики и некоторые военные инженеры активно использовали гидравлический цемент в таких сооружениях, как каналы , крепости, гавани и объекты судостроения . Смесь известкового раствора и заполнителя с кирпичным или каменным облицовочным материалом использовалась в Восточной Римской империи, а также на Западе в готический период . В Рейнской области Германии продолжали использовать гидравлический миномет на протяжении всего средневековья, имея местные месторождения пуццолана, называемые трассами .

16-ый век

Табби - это строительный материал, изготовленный из ракушек устриц, песка и целых раковин устриц для образования бетона. Испанцы завезли его в Америку в шестнадцатом веке.

18-ый век

Технические знания по производству гидравлического цемента были формализованы французскими и британскими инженерами в 18 веке.

Джон Смитон внес важный вклад в развитие цемента при планировании строительства третьего маяка Эддистоун (1755–1759 гг.) В Ла-Манше, ныне известного как Башня Смитона . Ему нужен был гидравлический миномет, который бы схватывался и набирал силу за двенадцать часов между последовательными приливами . Он провел эксперименты с комбинациями различных известняков и добавок, включая трассу и пуццоланы, и провел исчерпывающее исследование рынка доступной гидравлической извести, посетив их производственные участки, и отметил, что «гидравлическая способность» извести напрямую связана с содержанием глины в известняке. использовал, чтобы сделать это. Смитон был инженером-строителем по профессии и не пошел дальше.

На южноатлантическом побережье Соединенных Штатов полосатый кот, основанный на кусках устричных раковин более ранних популяций коренных американцев, использовался при строительстве домов с 1730-х по 1860-е годы.

В частности, в Великобритании качественный строительный камень становился все дороже в период быстрого роста, и стало обычной практикой возводить престижные здания из новых промышленных кирпичей и отделывать их штукатуркой, имитирующей камень. Для этого предпочитали гидравлическую известь, но необходимость быстрого схватывания стимулировала разработку новых цементов. Самым известным был « римский цемент » Паркера . Он был разработан Джеймсом Паркером в 1780-х годах и, наконец, запатентован в 1796 году. Фактически, это был совсем не тот материал, который использовался римлянами, но представлял собой «натуральный цемент», полученный путем сжигания септарий - конкреций , обнаруженных в некоторых глинистых отложениях. , и которые содержат как глинистые минералы, так и карбонат кальция . Обгоревшие узелки измельчали ​​до мелкого порошка. Этот продукт, превращенный в ступку с песком, схватывается за 5–15 минут. Успех «римского цемента» побудил других производителей разрабатывать конкурирующие продукты, сжигая искусственные гидравлические известковые цементы из глины и мела . Римский цемент быстро стал популярным, но в 1850-х годах его в значительной степени заменил портландцемент .

19 век

Очевидно, не зная о работе Смитона , тот же принцип был определен французом Луи Вика в первом десятилетии девятнадцатого века. Вика продолжил разработку метода объединения мела и глины в однородную смесь и, сжигая ее, произвел «искусственный цемент» в 1817 году, который считается «главным предшественником» портландцемента, и «... Эдгар Доббс из Саутварка запатентовал цемент такого рода в 1811 году ».

В России Егор Челиев создал новое связующее, смешав извести и глину. Его результаты были опубликованы в 1822 году в его книге «Трактат об искусстве приготовления хорошего раствора», изданной в Санкт-Петербурге . Несколько лет спустя, в 1825 году, он опубликовал еще одну книгу, в которой описал различные методы производства цемента и бетона, а также преимущества цемента при строительстве зданий и насыпей.

Уильям Аспдин считается изобретателем «современного» портландцемента .

Портландцемент , наиболее распространенный тип цемента , широко используемый во всем мире в качестве основного ингредиента для бетона, строительного раствора , штукатурки и неспециального раствора , был разработан в Англии в середине 19 века и обычно происходит из известняка . Примерно в то же время Джеймс Фрост производил то, что он называл «британский цемент», но не получил патента до 1822 года. В 1824 году Джозеф Аспдин запатентовал аналогичный материал, который он назвал портландцементом , потому что штукатурка, сделанная из него был по цвету похож на престижный портлендский камень, добытый на острове Портленд , Дорсет, Англия. Тем не менее, цемент Aspdins' ничего подобного не было современного портландцемента , но был первый шаг в своем развитии, называемого прото-портландцемент . Сын Джозефа Аспдинса Уильям Аспдин оставил компанию своего отца и, по-видимому, случайно произвел силикаты кальция в 1840-х годах на производстве цемента , что было средней ступенью в развитии портландцемента. Нововведение Уильяма Аспдина было нелогичным для производителей «искусственного цемента», потому что им требовалось больше извести в смеси (проблема его отца), гораздо более высокая температура печи (и, следовательно, больше топлива), и полученный клинкер был очень твердым и быстрым. изнашивали жернова , которые были единственной доступной технологией измельчения в то время. Таким образом, производственные затраты были значительно выше, но продукт схватывался достаточно медленно и быстро набирал прочность, что открывало рынок для использования в бетоне. Использование бетона в строительстве быстро росло с 1850 года и вскоре стало основным применением цемента. Таким образом, портландцемент стал играть главную роль. Исаак Чарльз Джонсон усовершенствовал производство мезопортландцемента (средний этап развития) и заявил, что он был настоящим отцом портландцемента.

Время схватывания и «ранняя прочность» - важные характеристики цементов. Гидравлическая известь, «натуральные» и «искусственные» цементы полагаются на содержание белита (2 CaO · SiO 2 , сокращенно C 2 S) для повышения прочности . Белит медленно набирает силу. Поскольку они были обожжены при температурах ниже 1250 ° C (2280 ° F), они не содержали алита (3 CaO · SiO 2 , сокращенно C 3 S), который отвечает за раннюю прочность современных цементов. Первый цемент, постоянно содержащий алит, был изготовлен Уильямом Аспдином в начале 1840-х годов: это был то, что мы сегодня называем «современным» портландцементом. Из-за атмосферы таинственности, с которой Уильям Аспдин окружал свой продукт, другие ( например, Вика и Джонсон) заявили о приоритете в этом изобретении, но недавний анализ его бетона и сырого цемента показал, что продукт Уильяма Аспдина был изготовлен в Нортфлите , Кент. был настоящим цементом на основе алита. Однако методы Аспдина были «практическим правилом»: Вика отвечал за установление химической основы этих цементов, а Джонсон установил важность спекания смеси в печи .

В США первым крупномасштабным применением цемента стал цемент Rosendale , природный цемент, добытый из массивного месторождения доломита, обнаруженного в начале 19 века недалеко от Rosendale, штат Нью-Йорк . Цемент Rosendale был чрезвычайно популярен для фундамента зданий ( например , Статуи Свободы , Капитолия , Бруклинского моста ) и прокладки водопроводных труб.

Цемент Сорель , или цемент на основе магнезии, был запатентован в 1867 году французом Станисласом Сорелем . Он был прочнее портландцемента, но его низкая водостойкость (выщелачивание) и коррозионные свойства ( точечная коррозия из-за присутствия выщелачиваемых хлорид- анионов и низкий pH (8,5–9,5) поровой воды) ограничивали его использование в качестве железобетона для строительства. строительство.

Следующим шагом в производстве портландцемента стало внедрение вращающейся печи . Он давал клинкерную смесь, которая была более прочной из-за повышенного образования алита (C 3 S) при более высокой температуре, которую она достигла (1450 ° C), и более однородной. Поскольку сырье постоянно подается во вращающуюся печь, это позволило непрерывному производственному процессу заменить процессы серийного производства с меньшей производительностью .

20 век

Новый завод Национальной цементной компании Эфиопии в Дыре-Дауа .

Цемент на основе алюмината кальция был запатентован в 1908 году во Франции Жюлем Бидом для лучшей устойчивости к сульфатам. Также в 1908 году Томас Эдисон экспериментировал с сборным железобетоном в домах в Юнионе, штат Нью-Джерси.

В США после Первой мировой войны длительный срок выдержки цемента Rosendale, составляющий не менее месяца, сделал его непопулярным для строительства дорог и мостов, и многие штаты и строительные фирмы обратились к портландцементу. Из-за перехода на портландцемент к концу 1920-х годов выжила только одна из 15 цементных компаний Rosendale. Но в начале 1930-х годов строители обнаружили, что, хотя портландцемент схватывался быстрее, он не был таким прочным, особенно для шоссе - до такой степени, что некоторые штаты перестали строить шоссе и дороги с использованием цемента. Бертрейн Х. Уэйт, инженер, чья компания помогла построить акведук Катскилл в Нью-Йорке , был впечатлен долговечностью цемента Rosendale и придумал смесь цементов Rosendale и Portland, которые обладали достоинствами обоих. Он был очень прочным и имел гораздо более быстрое время схватывания. Уэйт убедил комиссара автомобильных дорог Нью-Йорка построить экспериментальный участок шоссе недалеко от Нью-Палтц, штат Нью-Йорк , используя один мешок Rosendale на шесть мешков портландцемента. Это имело успех, и на протяжении десятилетий смесь цемента Rosendale-Portland использовалась в строительстве шоссе и мостов.

Вяжущие материалы использовались в качестве матрицы для иммобилизации ядерных отходов более полувека. Технологии цементирования отходов были разработаны и внедрены в промышленных масштабах во многих странах. Цементные формы отходов требуют тщательного отбора и проектирования, адаптированного к каждому конкретному типу отходов, чтобы удовлетворить строгие критерии приемлемости отходов для длительного хранения и захоронения.

Современные цементы

Развитие современной гидравлики началось с началом промышленной революции (около 1800 г.), движимой тремя основными потребностями:

  • Гидроцементная штукатурка ( штукатурка ) для отделки кирпичных зданий во влажном климате
  • Гидравлические растворы для кладки портовых сооружений и т. Д., Контактирующих с морской водой.
  • Разработка прочных бетонов
Компоненты цемента:
сравнение химических и физических характеристик
Имущество Портланд
цемент
Кремнистая
летучая зола
Известковая
летучая зола

Цемент шлаковый
Silica
дыма
Массовая доля (%)
SiO 2 21,9 52 35 год 35 год 85–97
Al 2 O 3 6.9 23 18 12 -
Fe 2 O 3 3 11 6 1 -
CaO 63 5 21 год 40 <1
MgO 2,5 - - - -
SO 3 1,7 - - - -
Удельная поверхность (м 2 / кг) 370 420 420 400 15
000–30 000
Удельный вес 3,15 2.38 2,65 2,94 2,22
Общее назначение Первичное связующее Замена цемента Замена цемента Замена цемента Усилитель собственности

Современные цементы часто представляют собой портландцемент или смеси портландцемента, но в промышленности также используются другие цементы.

портландцемент

Портландцемент, форма гидравлического цемента, на сегодняшний день является наиболее распространенным типом цемента для общего использования во всем мире. Этот цемент получают путем нагревания известняка (карбоната кальция) с другими материалами (такими как глина ) до 1450 ° C (2640 ° F) в печи в процессе, известном как кальцинирование, которое высвобождает молекулу диоксида углерода из карбоната кальция в образуют оксид кальция или негашеную известь, которая затем химически соединяется с другими материалами в смеси с образованием силикатов кальция и других вяжущих соединений. Полученное твердое вещество, называемое «клинкер», затем измельчается с небольшим количеством гипса в порошок для получения обычного портландцемента , наиболее часто используемого типа цемента (часто называемого OPC). Портландцемент является основным ингредиентом бетона, строительного раствора и большинства других строительных растворов . Чаще всего портландцемент используется для изготовления бетона. Бетон - это композитный материал, состоящий из заполнителя ( гравия и песка ), цемента и воды. В качестве строительного материала бетон может быть отлит практически любой формы, а после его затвердевания может быть конструктивным (несущим) элементом. Портландцемент может быть серым или белым .

Смесь портландцемента

Смеси портландцемента часто доступны в виде перемолотых смесей от производителей цемента, но аналогичные составы часто также смешиваются из измельченных компонентов на бетонном заводе.

Портландцемент доменного шлака, или доменный цемент (номенклатура ASTM C595 и EN 197-1 соответственно), содержит до 95% измельченного гранулированного доменного шлака с остальным портландским клинкером и небольшим количеством гипса. Все композиции обеспечивают высокий предел прочности, но по мере увеличения содержания шлака начальная прочность снижается, в то время как сульфатостойкость увеличивается, а тепловыделение уменьшается. Используется как экономичная альтернатива портландским сульфатостойким и низкотемпературным цементам.

Цемент из портландцементной золы содержит до 40% летучей золы по стандартам ASTM (ASTM C595) или 35% по стандартам EN (EN 197–1). Летучая зола является пуццолановой , поэтому сохраняется максимальная прочность. Поскольку добавление летучей золы позволяет снизить содержание воды в бетоне, можно также сохранить раннюю прочность. Там, где доступна дешевая летучая зола хорошего качества, она может быть экономичной альтернативой обычному портландцементу.

Портланд пуццолановый цемент включает цемент из летучей золы, поскольку летучая зола представляет собой пуццолан , но также включает цементы, изготовленные из других природных или искусственных пуццоланов. В странах, где имеется вулканический пепел (например, Италия, Чили, Мексика, Филиппины), эти цементы часто являются наиболее распространенной формой использования. Максимальные коэффициенты замещения обычно определяются как для портландцемента с зольной пылью.

Портландцемент на основе дымчатого кремнезема . Добавление микрокремнезема может дать исключительно высокую прочность, и иногда производятся цементы, содержащие 5–20% микрокремнезема, причем 10% - это максимально допустимая добавка в соответствии с EN 197–1. Однако микрокремнезем чаще добавляется к портландцементу в бетономешалке.

Кладочные цементы используются для приготовления строительных растворов и штукатурки , и их нельзя использовать в бетоне. Обычно они представляют собой сложные запатентованные составы, содержащие портлендский клинкер и ряд других ингредиентов, которые могут включать известняк, гашеную известь, воздухововлекающие агенты, замедлители схватывания, гидроизоляции и красители. Они разработаны для получения рабочих растворов, которые позволяют проводить быструю и последовательную кладку. Тонкие разновидности кладочного цемента в Северной Америке - это пластиковый цемент и штукатурный цемент. Они предназначены для обеспечения контролируемого сцепления с кладочными блоками.

Расширяющиеся цементы содержат, помимо портландского клинкера, расширяющиеся клинкеры (обычно сульфоалюминатные клинкеры) и предназначены для компенсации эффектов усадки при высыхании, которые обычно встречаются в гидравлических цементах. Из этого цемента можно изготавливать бетон для плит перекрытия (до 60 м²) без усадочных швов.

Белые смешанные цементы могут быть изготовлены с использованием белого клинкера (содержащего мало железа или не содержащего железа) и белых дополнительных материалов, таких как метакаолин высокой чистоты . Цветной цемент служит декоративным целям. Некоторые стандарты разрешают добавление пигментов для производства цветного портландцемента . Другие стандарты (например, ASTM) не допускают пигментов в портландцементе, а цветные цементы продаются как смешанные гидравлические цементы .

Цемент очень мелкого помола - это цемент, смешанный с песком, шлаком или другими минералами пуццоланового типа, которые очень тонко измельчены. Такие цементы могут иметь те же физические характеристики, что и обычный цемент, но содержат на 50% меньше цемента, особенно из-за их увеличенной площади поверхности для химической реакции. Даже при интенсивном измельчении они могут потреблять до 50% меньше энергии (и, следовательно, меньше выбросов углерода) для производства, чем обычные портландцементы.

Прочие цементы

Пуццоланово-известковые цементы представляют собой смеси измельченного пуццолана и извести . Это цемент, который использовали римляне, и он присутствует в сохранившихся римских постройках, таких как Пантеон в Риме. Они медленно развивают силу, но их предел прочности может быть очень высоким. Продукты гидратации, обеспечивающие прочность, по сути такие же, как и в портландцементе.

Шлако-известковые цементы - измельченный гранулированный доменный шлак сам по себе не является гидравлическим, а «активируется» добавлением щелочей, наиболее экономично с использованием извести. По своим свойствам они похожи на пуццолановые известковые цементы. Только гранулированный шлак (т.е. закаленный в воде стекловидный шлак) эффективен в качестве цементного компонента.

Суперсульфатированные цементы содержат около 80% измельченного гранулированного доменного шлака, 15% гипса или ангидрита и немного портландского клинкера или извести в качестве активатора. Они создают прочность за счет образования эттрингита , с ростом прочности, аналогичным медленному портландцементу. Они обладают хорошей устойчивостью к агрессивным агентам, в том числе сульфатам. Цементы на основе алюмината кальция - это гидравлические цементы, изготовленные в основном из известняка и бокситов . Активными ингредиентами являются алюминат монокальция CaAl 2 O 4 (CaO · Al 2 O 3 или CA в обозначении химиков цемента , CCN) и майенит Ca 12 Al 14 O 33 (12 CaO · 7 Al 2 O 3 или C 12 A 7 в CCN). Прочность образуется за счет гидратации до гидратов алюмината кальция. Они хорошо приспособлены для использования в огнеупорных (жаростойких) бетонах, например, для футеровки печей.

Цементы на основе сульфоалюмината кальция производятся из клинкеров, которые включают в себя элимит (Ca 4 (AlO 2 ) 6 SO 4 или C 4 A 3 S в обозначении химика-цемента ) в качестве первичной фазы. Они используются в расширяющихся цементах, в цементах сверхвысокой ранней прочности и в цементах с низким энергопотреблением. Гидратация дает эттрингит, а специальные физические свойства (такие как расширение или быстрая реакция) достигаются путем регулирования доступности ионов кальция и сульфата. Их использование в качестве низкоэнергетической альтернативы портландцементу впервые началось в Китае, где производится несколько миллионов тонн в год. Потребности в энергии ниже из-за более низких температур печи, необходимых для реакции, и меньшего количества известняка (который должен быть подвергнут эндотермической декарбонизации) в смеси. Кроме того, более низкое содержание известняка и меньший расход топлива приводят к выбросу CO 2 примерно вдвое по сравнению с выбросами портлендского клинкера. Однако выбросы SO 2 обычно значительно выше.

«Натуральные» цементы, соответствующие определенным цементам допортлендской эпохи, производятся путем обжига глинистых известняков при умеренных температурах. Уровень глинистых компонентов в известняке (около 30–35%) таков, что большие количества белита ( минерал с низкой, ранней и высокой прочностью в портландцементе) образуются без образования чрезмерного количества свободной извести. Как и любой природный материал, такие цементы обладают очень разными свойствами.

Геополимерные цементы изготавливаются из смесей водорастворимых силикатов щелочных металлов и порошков алюмосиликатных минералов, таких как летучая зола и метакаолин .

Полимерные цементы производятся из полимеризуемых органических химикатов. Производители часто используют термореактивные материалы. Хотя они часто значительно дороже, они могут дать водостойкий материал, обладающий полезным пределом прочности на разрыв.

Цемент Sorel - это твердый, прочный цемент, изготовленный из оксида магния и раствора хлорида магния.

Цемент с волокнистой сеткой или бетон, армированный волокном, - это цемент, который состоит из волокнистых материалов, таких как синтетические волокна, стекловолокно, натуральные волокна и стальные волокна. Этот тип сетки равномерно распределяется по мокрому бетону. Волокнистая сетка предназначена для уменьшения потерь воды из бетона, а также для повышения его структурной целостности. При использовании в штукатурках волокнистая сетка увеличивает когезионную способность, прочность на разрыв, ударопрочность и снижает усадку; В конечном счете, основная цель этих комбинированных свойств - уменьшить растрескивание.

Отверждение, отверждение и отверждение

Цемент начинает схватываться при смешивании с водой, что вызывает серию химических реакций гидратации. Компоненты медленно гидратируются, а гидраты минералов затвердевают. Сцепление гидратов придает цементу прочность. Вопреки распространенному мнению, гидравлический цемент не схватывается при высыхании - для правильного отверждения требуется поддержание соответствующего содержания влаги, необходимого для реакций гидратации во время схватывания и процессов твердения. Если гидравлический цемент высыхает во время фазы отверждения, полученный продукт может быть недостаточно гидратирован и значительно ослаблен. Рекомендуется минимальная температура 5 ° C, но не более 30 ° C. Бетон в молодом возрасте необходимо защищать от испарения воды из-за прямого солнечного света, повышенной температуры, низкой относительной влажности и ветра.

Межфазной переходной зоне (ИТЗ) представляет собой область цементной пасты вокруг в агрегированные частицы , в бетоне . В зоне происходит постепенный переход микроструктурных особенностей. Эта зона может иметь ширину до 35 микрометров. Другие исследования показали, что ширина может достигать 50 микрометров. Среднее содержание непрореагировавшей фазы клинкера уменьшается, а пористость уменьшается по направлению к поверхности агрегата. Аналогично увеличивается содержание эттрингита в ITZ.

Вопросы безопасности

На мешках с цементом обычно напечатаны предупреждения о здоровье и безопасности, потому что цемент не только очень щелочной , но и процесс схватывания является экзотермическим . В результате влажный цемент является сильно едким (pH = 13,5) и может легко вызвать серьезные ожоги кожи, если его сразу не смыть водой. Точно так же сухой цементный порошок при контакте со слизистыми оболочками может вызвать сильное раздражение глаз или дыхательных путей. Некоторые микроэлементы, такие как хром, из примесей, естественным образом присутствующих в сырье, используемом для производства цемента, могут вызывать аллергический дерматит . Восстановители, такие как сульфат железа (FeSO 4 ), часто добавляют в цемент для преобразования канцерогенного шестивалентного хромата (CrO 4 2- ) в трехвалентный хром (Cr 3+ ), менее токсичный химический состав. Пользователи цемента также должны носить соответствующие перчатки и защитную одежду.

Цементная промышленность в мире

Мировое производство цемента в 2010 г.
Производственные мощности по производству цемента в мире в 2010 г.

В 2010 году мировое производство гидравлического цемента составило 3300 миллионов тонн (3,2 × 10 9 длинных тонн; 3,6 × 10 9 коротких тонн) . В тройку лидеров вошли Китай с 1800, Индия с 220 и США с 63,5 миллиона тонн, что в сумме составляет более половины мирового объема по трем самым густонаселенным штатам мира.

Что касается мировых мощностей по производству цемента в 2010 году, ситуация была аналогичной: на три ведущих государства (Китай, Индия и США) приходилось чуть менее половины общемировых мощностей.

В 2011 и 2012 годах мировое потребление продолжало расти, достигнув 3585 млн тонн в 2011 году и 3736 млн тонн в 2012 году, в то время как годовые темпы роста снизились до 8,3% и 4,2% соответственно.

Китай, на долю которого приходится все большая доля мирового потребления цемента, остается главным двигателем глобального роста. К 2012 году спрос в Китае составил 2160 млн т, что составляет 58% мирового потребления. Годовые темпы роста, которые достигли 16% в 2010 году, по-видимому, замедлились, снизившись до 5–6% в 2011 и 2012 годах, поскольку экономика Китая нацелена на более устойчивые темпы роста.

За пределами Китая мировое потребление выросло на 4,4% до 1462 млн тонн в 2010 году, на 5% до 1535 млн тонн в 2011 году и, наконец, на 2,7% до 1576 млн тонн в 2012 году.

В настоящее время Иран является третьим по величине производителем цемента в мире и увеличил производство более чем на 10% с 2008 по 2011 год. Из-за роста цен на энергоносители в Пакистане и других крупных странах-производителях цемента Иран занимает уникальное положение в качестве торгового партнера. , используя собственные излишки нефти для производства клинкерных заводов. В настоящее время Иран является ведущим производителем на Ближнем Востоке и продолжает укреплять свое доминирующее положение на местных рынках и за рубежом.

Показатели в Северной Америке и Европе за период 2010–2012 годов разительно отличались от показателей Китая, поскольку глобальный финансовый кризис перерос в кризис суверенного долга для многих экономик этого региона и рецессию. Уровень потребления цемента в этом регионе упал на 1,9% в 2010 году до 445 млн тонн, восстановился на 4,9% в 2011 году, а затем снова упал на 1,1% в 2012 году.

Показатели в остальном мире, который включает многие развивающиеся экономики в Азии, Африке и Латинской Америке и на который в 2010 году приходилось около 1020 млн тонн цемента, были положительными и более чем компенсировали снижение в Северной Америке и Европе. Годовой рост потребления был зафиксирован на уровне 7,4% в 2010 году, снизившись до 5,1% и 4,3% в 2011 и 2012 годах, соответственно.

По состоянию на конец 2012 года мировая цементная промышленность насчитывала 5673 предприятия по производству цемента, включая как интегрированные, так и помольные, из которых 3900 располагались в Китае, а 1773 - в остальном мире.

Общие мировые мощности по производству цемента в 2012 году составили 5245 млн тонн, из которых 2950 млн тонн находятся в Китае и 2295 млн тонн в остальном мире.

Китай

«В течение последних 18 лет Китай неизменно производил больше цемента, чем любая другая страна в мире. [...] (Однако) экспорт цемента из Китая достиг пика в 1994 году, когда было отгружено 11 миллионов тонн, и с тех пор неуклонно снижается. В 2002 году из Китая было экспортировано всего 5,18 миллиона тонн. Предлагаемый по цене 34 доллара за тонну китайский цемент уходит с рынка, поскольку Таиланд просит всего 20 долларов за такое же качество ».

По оценкам, в 2006 году Китай произвел 1,235 миллиарда тонн цемента, что составило 44% от общего мирового производства цемента. «Спрос на цемент в Китае, как ожидается, будет расти на 5,4% в год и превысит 1 миллиард тонн в 2008 году, что будет обусловлено медленным, но здоровым ростом расходов на строительство. Потребление цемента в Китае составит 44% мирового спроса, а Китай останется в мире. крупнейший национальный потребитель цемента с большим отрывом ».

В 2010 году в мире было потреблено 3,3 миллиарда тонн цемента. Из них на Китай пришлось 1,8 миллиарда тонн.

Воздействие на окружающую среду

Производство цемента оказывает воздействие на окружающую среду на всех этапах производственного процесса. К ним относятся выбросы загрязняющих веществ в атмосферу в виде пыли, газов, шума и вибрации при работе оборудования и во время взрывных работ в карьерах , а также ущерб сельской местности в результате разработки карьеров. Широко используется оборудование для снижения выбросов пыли при разработке карьеров и производстве цемента, а оборудование для улавливания и отделения выхлопных газов находит все более широкое применение. Защита окружающей среды также включает повторную интеграцию карьеров в сельскую местность после того, как они были закрыты, путем их возвращения в природу или рекультивации.

Выбросы CO 2

Глобальные выбросы углерода по видам до 2018 г.

Концентрация углерода в цементных пролетах составляет от ≈5% в цементных конструкциях до ≈8% в случае дорог в цементе. Производство цемента выделяет CO
2
в атмосфере как непосредственно, когда карбонат кальция нагревается, образуя известь и диоксид углерода , так и косвенно за счет использования энергии, если его производство связано с выбросом CO 2 . Цементная промышленность производит около 10% глобальных антропогенных выбросов CO 2 , из которых 60% приходится на химический процесс и 40% - на сжигание топлива. По оценкам исследования Chatham House, проведенного в 2018 году, на 4 миллиарда тонн производимого ежегодно цемента приходится 8% мировых выбросов CO 2 .

На каждые 1000 кг производимого портландцемента выбрасывается около 900 кг CO 2 . В Европейском Союзе удельное потребление энергии для производства цементного клинкера сократилось примерно на 30% с 1970-х годов. Это сокращение потребности в первичной энергии эквивалентно примерно 11 миллионам тонн угля в год с соответствующими преимуществами в сокращении выбросов CO 2 . Это составляет примерно 5% антропогенного CO 2 .

Большая часть выбросов углекислого газа при производстве портландцемента (примерно 60%) происходит в результате химического разложения известняка до извести, ингредиента клинкера портландцемента. Эти выбросы можно уменьшить за счет снижения содержания клинкера в цементе. Их также можно уменьшить с помощью альтернативных методов изготовления, таких как измельчение цемента с песком, шлаком или другими минералами пуццоланового типа до очень тонкого порошка.

Чтобы сократить транспортировку более тяжелого сырья и минимизировать связанные с этим расходы, более экономично строить цементные заводы ближе к карьерам известняка, чем к центрам потребителей.

В некоторых случаях известковый раствор реабсорбирует часть CO 2, который был высвобожден при его производстве, и требует меньше энергии при производстве, чем обычный цемент. Недавно разработанные типы цемента от Novacem и Eco- Cement могут поглощать углекислый газ из окружающего воздуха во время затвердевания.

По состоянию на 2019 год будут проведены испытания улавливания и хранения углерода , но их финансовая жизнеспособность сомнительна.

Выбросы тяжелых металлов в воздух

В некоторых случаях, в основном , в зависимости от происхождения и состава используемого сырья, процесс прокаливания при высокой температуре известняка и глинистых минералов может выпустить в атмосферу газов и пыли , богатых летучих тяжелых металлов , например , таллий , кадмий и ртуть , являются самый токсичный. Тяжелые металлы (Tl, Cd, Hg, ...), а также селен часто встречаются в качестве микроэлементов в обычных сульфидах металлов ( пирит (FeS 2 ), цинковая обманка (ZnS) , галенит (PbS), ...), представленные в виде вторичные минералы в большинстве сырьевых материалов. Во многих странах существуют экологические нормы, ограничивающие эти выбросы. По состоянию на 2011 год в США цементные печи «по закону разрешено перекачивать в воздух больше токсинов, чем печи для сжигания опасных отходов».

Тяжелые металлы, присутствующие в клинкере

Присутствие тяжелых металлов в клинкере связано как с природным сырьем, так и с использованием вторичных вторичных продуктов или альтернативных видов топлива. Высокий pH, преобладающий в поровой воде цемента (12,5 <pH <13,5), ограничивает подвижность многих тяжелых металлов, снижая их растворимость и увеличивая их сорбцию на минеральных фазах цемента. Никель , цинк и свинец обычно содержатся в цементе в незначительных концентрациях. Хром также может возникать как естественная примесь из сырья или как вторичное загрязнение в результате истирания твердых сплавов хромистой стали, используемых в шаровых мельницах при измельчении клинкера. Поскольку хромат (CrO 4 2- ) токсичен и может вызывать тяжелую кожную аллергию при следовых концентрациях, он иногда восстанавливается до трехвалентного Cr (III) путем добавления сульфата железа (FeSO 4 ).

Использование альтернативных видов топлива и побочных продуктов

Цементный завод потребляет от 3 до 6 ГДж топлива на тонну произведенного клинкера, в зависимости от используемого сырья и технологического процесса. Сегодня в большинстве цементных печей в качестве основного топлива используются уголь и нефтяной кокс, а в меньшей степени - природный газ и мазут. Отобранные отходы и побочные продукты с восстанавливаемой теплотой сгорания могут использоваться в качестве топлива в цементной печи (называемой совместной переработкой ), заменяя часть обычных ископаемых видов топлива, таких как уголь, если они соответствуют строгим требованиям. Отобранные отходы и побочные продукты, содержащие полезные минералы, такие как кальций, кремнезем, глинозем и железо, могут использоваться в качестве сырья в печи, заменяя сырье, такое как глина, сланец и известняк. Поскольку некоторые материалы имеют как полезное минеральное содержание, так и извлекаемую теплотворную способность, различие между альтернативными видами топлива и сырьем не всегда очевидно. Например, осадок сточных вод имеет низкую, но значительную теплотворную способность и сгорает с образованием золы, содержащей минералы, полезные в матрице клинкера. Изношенные автомобильные и грузовые шины используются в производстве цемента, поскольку они имеют высокую теплотворную способность, а железо, содержащееся в шинах, можно использовать в качестве исходного сырья.

Клинкер производится путем нагрева 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?) В течение 5-8 секунд (также называемое временем пребывания). Эти характеристики печи для обжига клинкера имеют множество преимуществ и обеспечивают полное разрушение органических соединений, полную нейтрализацию кислых газов, оксидов серы и хлористого водорода. Кроме того, в структуру клинкера вкраплены следы тяжелых металлов, и не образуются побочные продукты, такие как остатки золы.

Цементная промышленность ЕС уже использует более 40% топлива, полученного из отходов и биомассы, для обеспечения тепловой энергией процесса производства серого клинкера. Хотя выбор этого так называемого альтернативного топлива (AF) обычно определяется стоимостью, другие факторы становятся все более важными. Использование альтернативных видов топлива дает преимущества как для общества, так и для компании: выбросы CO 2 ниже, чем при использовании ископаемого топлива, отходы могут быть совместно переработаны эффективным и устойчивым образом, а спрос на определенные первичные материалы может быть снижен. Тем не менее, существуют большие различия в доле альтернативных видов топлива, используемых в странах-членах Европейского Союза (ЕС). Социальные выгоды можно было бы улучшить, если бы больше государств-членов увеличили свою долю альтернативных видов топлива. В исследовании Ecofys оценивались препятствия и возможности для дальнейшего использования альтернативных видов топлива в 14 странах-членах ЕС. Исследование Ecofys показало, что местные факторы ограничивают рыночный потенциал в гораздо большей степени, чем техническая и экономическая осуществимость самой цементной промышленности.

Экологический цемент

Экологический цемент - это вяжущий материал, который соответствует или превосходит функциональные возможности обычного портландцемента за счет включения и оптимизации переработанных материалов, тем самым снижая потребление природного сырья, воды и энергии, что приводит к более экологичному строительному материалу. Один из них - геополимерный цемент .

Новые производственные процессы для производства экологического цемента исследуются с целью уменьшить или даже устранить производство и выброс вредных загрязнителей и парниковых газов, особенно CO 2 .

Растущие экологические проблемы и рост стоимости топлива ископаемого происхождения привели во многих странах к резкому сокращению ресурсов, необходимых для производства цемента и стоков (пыли и выхлопных газов).

Команда из Эдинбургского университета разработала процесс «DUPE», основанный на микробной активности Sporosarcina pasteurii , бактерии, осаждающей карбонат кальция, который при смешивании с песком и мочой может производить блоки раствора с прочностью на сжатие 70%. из обычных строительных материалов.

Обзор экологически безопасных методов производства цемента можно найти здесь.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ «Draeger: Руководство по выбору и использованию фильтрующих устройств» (PDF) . Дрегер . 22 мая 2020. архивации (PDF) с оригинала на 22 мая 2020 года . Проверено 22 мая 2020 .
  2. ^ a b Роджерс, Люси (17 декабря 2018 г.). «Огромный выброс CO2, о котором вы, возможно, не знали» . BBC News . Проверено 17 декабря 2018 года .
  3. ^ a b «Создание бетонных изменений: инновации в низкоуглеродистом цементе и бетоне» . Chatham House . Архивировано 19 декабря 2018 года . Проверено 17 декабря 2018 года .
  4. ^ a b Харгривз, Дэвид (март 2013 г.). «Отчет Global Cement, 10-е издание» (PDF) . Международный цементный обзор . Архивировано 26 ноября 2013 года (PDF) .
  5. ^ a b Уголь и цемент . Всемирная угольная ассоциация. Архивировано 8 августа 2011 года на Wayback Machine.
  6. Бетон: самый разрушительный материал на Земле Хранитель 31.8. 2019 г.
  7. ^ «Выбросы CO2 по видам топлива, Мир, 2018» .
  8. ^ «Если бы цементная промышленность была страной, она была бы третьим по величине источником выбросов в мире» .
  9. ^ Основная молекулярная структура Cement, наконец , декодируется (MIT, 2009) архивируется 21 февраля 2013 года в Wayback Machine
  10. ^ "Обзор EPA парниковых газов" .
  11. ^ "История бетона" . Отделение материаловедения и инженерии, Иллинойский университет, Урбана-Шампейн. Архивировано 27 ноября 2012 года . Проверено 8 января 2013 года .
  12. ^ a b c d e f g h i Блезард, Роберт Г. (2004) «История известковых цементов» в Hewlett, Peter C., ed. Химия цемента и бетона Леа . 4-е изд. Амстердам: Эльзевьер Баттерворт-Хайнеманн. С. 1–24. ISBN  9780080535418
  13. Брабант, Малькольм (12 апреля 2011 г.). Македонцы создали цемент за три столетия до римлян. Архивировано 9 апреля 2019 года в Wayback Machine , BBC News .
  14. Геракл Александру Великому: сокровища из королевской столицы Македонии, греческого королевства в эпоху демократии. Архивировано 17 января 2012 года в Wayback Machine , Эшмолский музей искусства и археологии, Оксфордский университет.
  15. ^ Хилл, Дональд (1984). История инженерии в классические и средневековые времена , Рутледж, с. 106, ISBN  0415152917 .
  16. ^ «История цемента» . www.understanding-cement.com . Проверено 17 декабря 2018 года .
  17. ^ Trendacosta, Катарина (18 декабря 2014). «Как древние римляне сделали бетон лучше, чем мы сейчас» . Gizmodo .
  18. ^ «Как природные пуццоланы улучшают бетон» . Природная ассоциация пуццолана . Проверено 7 апреля 2021 года .
  19. ^ Ridi, Франческа (апрель 2010). «Гидратация цемента: еще многое предстоит понять» (PDF) . La Chimica & l'Industria (3): 110–117. Архивировано 17 ноября 2015 года (PDF) .
  20. ^ "Чистый природный пуццолановый цемент" (PDF) . Архивировано 18 октября 2006 года . Проверено 12 января 2009 года .CS1 maint: bot: исходный статус URL неизвестен ( ссылка ). chamorro.com
  21. Руссо, Ральф (2006) «Архитектура акведука: движение воды в массы в Древнем Риме». Архивировано 12 октября 2008 г. в Wayback Machine , в математике в красоте и реализации архитектуры , Vol. IV, Учебные программы, составленные научными сотрудниками Института учителей Йель-Нью-Хейвен 1978–2012 гг., Институт учителей Йель-Нью-Хейвен.
  22. ^ a b Коуэн, Генри Дж. (1975). «Историческая записка о бетоне». Обзор архитектурной науки . 18 : 10–13. DOI : 10.1080 / 00038628.1975.9696342 .
  23. ^ a b Сисмондо, Серджио (2009). Введение в исследования науки и технологий. Архивировано 10 мая 2016 года в Wayback Machine . Джон Вили и сыновья, 2-е издание, стр. 142. ISBN  978-1-4051-8765-7 .
  24. ^ Мукерджи, Chandra (2009). Невозможная инженерия: технологии и территориальность на Канал дю Миди. Архивировано 26 апреля 2016 года в Wayback Machine . Princeton University Press, стр. 121, ISBN  978-0-691-14032-2 .
  25. ^ a b Taves, Loren Sickels (март – апрель 1995 г.). «Полосатые дома южноатлантического побережья». Архивировано 27 октября 2015 года в Wayback Machine , Old-House Journal . Задняя обложка.
  26. ^ Фрэнсис, AJ (1977) Цементная промышленность 1796–1914: История , Дэвид и Чарльз. ISBN  0-7153-7386-2 , гл. 2.
  27. ^ "Кто открыл цемент" . 12 сентября 2012 года. Архивировано 4 февраля 2013 года.
  28. ^ Значко-Яворский; ИЛ (1969). Егор Герасимович Челидзе, изобретатель цемента . Сабхота Сакартвело. Архивировано 1 февраля 2014 года.
  29. ^ "История Цемента Лафарж" . Архивировано 2 февраля 2014 года.
  30. ^ Курляндия, Роберт (2011). Бетонная планета: странная и увлекательная история о самом распространенном в мире искусственном материале . Амхерст, Нью-Йорк: Книги Прометея. п. 190 . ISBN 978-1616144814.
  31. ^ Фрэнсис, AJ (1977) Цементная промышленность 1796–1914: История , Дэвид и Чарльз. ISBN  0-7153-7386-2 , гл. 5.
  32. ^ Хан, Томас Ф. и Кемп, Эмори Леланд (1994). Цементные заводы на реке Потомак . Моргантаун, Западная Вирджиния: Издательство Университета Западной Вирджинии. п. 16. ISBN  9781885907004
  33. ^ Хьюлетт, Питер (2003). Lea's Chemistry of Cement and Concrete . Баттерворт-Хайнеманн. п. Гл. 1. ISBN 978-0-08-053541-8. Архивировано 1 ноября 2015 года.
  34. ^ a b «Природный цемент возвращается». Архивировано 25 апреля 2016 г. в Wayback Machine , октябрь 1941 г., Popular Science.
  35. Станислав Сорель (1867). " Sur un nouveau ciment magnésien ". Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des Sciences , том 65, страницы 102–104.
  36. ^ Уоллинг, Сэм А .; Провис, Джон Л. (2016). «Цементы на основе магнезии: 150 лет пути и цементы будущего?» . Химические обзоры . 116 (7): 4170–4204. DOI : 10.1021 / acs.chemrev.5b00463 . ISSN  0009-2665 . PMID  27002788 .
  37. ^ McArthur, H .; Сполдинг, Д. (1 января 2004 г.). Инженерное материаловедение: свойства, использование, деградация, восстановление . Эльзевир. ISBN 9781782420491.
  38. ^ «Как работают бетономешалки» . HowStuffWorks . 26 января 2012 . Проверено 2 апреля 2020 .
  39. ^ Глассер F. (2011). Применение неорганических цементов для кондиционирования и иммобилизации радиоактивных отходов. В: Охован М.И. (2011). Справочник передовых технологий кондиционирования радиоактивных отходов. Вудхед, Кембридж, 512 стр.
  40. ^ Абдель Рахман RO, Рахимов Р.З., Рахимова Н.Р., Ojovan MI (2015). Вяжущие материалы для иммобилизации ядерных отходов. Уайли, Чичестер 232 стр.
  41. ^ Голландия, Теренс С. (2005). «Руководство пользователя по кремнеземному дыму» (PDF) . Технический отчет Федерального управления шоссейных дорог Министерства транспорта США и Министерства транспорта США FHWA-IF-05-016 . Проверено 31 октября 2014 года .
  42. ^ Косматка, С .; Керкхофф, Б .; Панерезе, В. (2002). Проектирование и контроль бетонных смесей (14-е изд.). Портлендская цементная ассоциация, Скоки, Иллинойс.
  43. ^ Гэмбл, Уильям. «Цемент, раствор и бетон». В Баумейстере; Аваллоне; Баумейстер (ред.). Справочник Марка для инженеров-механиков (Восьмое изд.). Макгроу Хилл. Раздел 6, с. 177.
  44. ^ Федеральное управление шоссейных дорог США . «Летучая зола» . Архивировано из оригинального 21 июня 2007 года . Проверено 24 января 2007 года .
  45. ^ Федеральное управление шоссейных дорог США . «Кремнеземный дым» . Архивировано из оригинала 22 января 2007 года . Проверено 24 января 2007 года .
  46. ^ Юстнес, Харальд; Эльфгрен, Леннарт; Ронин, Владимир (2005). «Механизм повышения эффективности энергетически модифицированного цемента по сравнению с соответствующим смешанным цементом» (PDF) . Цемент и бетонные исследования . 35 (2): 315–323. DOI : 10.1016 / j.cemconres.2004.05.022 . Архивировано из оригинального (PDF) 10 июля 2011 года.
  47. ^ Bye GC (1999), портландцемент 2е изд., Томас Телфорд. С. 206–208. ISBN  0-7277-2766-4
  48. ^ Чжан, Лян; Су, Мужен; Ван, Янмоу (1999). «Развитие использования сульфо- и ферроалюминатных цементов в Китае». Достижения в области исследований цемента . 11 : 15–21. DOI : 10.1680 / adcr.1999.11.1.15 .
  49. ^ «СЛЕДУЮЩИЙ ПРЕДЫДУЩИЙ Когда использовать Fiber Mesh или Wire Mesh» . Агрегаты портов . 31 декабря 2019 . Проверено 12 апреля 2021 года .
  50. ^ "Руководство по гипсу / штукатурке" (PDF) . Cement.org . 2003. с. 13 . Проверено 12 апреля 2021 года .
  51. ^ «Использование продуктов на основе цемента в зимние месяцы» . sovchem.co.uk . 29 мая 2018. Архивировано из оригинала 29 мая 2018 года.
  52. ^ a b Скривенер, К.Л., Крамби, А.К., и Лаугесен П. (2004). «Межфазная переходная зона (ITZ) между цементным тестом и заполнителем в бетоне». Наука о взаимодействии , 12 (4) , 411–421. DOI: 10.1023 / B: INTS.0000042339.92990.4c.
  53. ^ a b c Х. Ф. В. Тейлор, Химия цемента, 2-е изд. Лондон: Т. Телфорд, 1997.
  54. ^ "Строительный информационный лист № 26 (редакция 2)" (PDF) . hse.gov.uk. Архивировано 4 июня 2011 года (PDF) . Проверено 15 февраля 2011 года .
  55. ^ CIS26 - цемент. Архивировано 4 июня 2011 года на Wayback Machine . (PDF). Проверено 5 мая 2011 г.
  56. ^ Геологическая служба США. «Отчет по цементу по программе USGS Mineral Program (январь 2011 г.)» (PDF) . Архивировано 8 октября 2011 года (PDF) .
  57. ^ Эдвардс, P; Маккаффри Р., Global Cement Directory 2010. Публикации PRo, заархивированные 3 января 2014 года на Wayback Machine . Эпсом, Великобритания, 2010 г.
  58. Список стран по производству цемента 2011 г. Архивировано 22 сентября 2013 г. на Wayback Machine. Проверено 19 ноября 2013 г.
  59. ^ Отдел новостей ICR. Пакистан уступает долю афганского цементного рынка Ирану. Архивировано 22 сентября 2013 года, Wayback Machine . Проверено 19 ноября 2013 года.
  60. Ян, Ли Юн (7 января 2004 г.) Путь Китая вперед вымощен цементом , Asia Times
  61. ^ Китая сейчас нет. 1 в выбросах CO 2 ; США на втором месте: больше информации Архивировано 3 июля 2007 г. на Wayback Machine , NEAA (19 июня 2007 г.).
  62. ^ Спрос на цемент в Китае превысит 1 миллиард тонн в 2008 г. , CementAmericas (1 ноября 2004 г.).
  63. ^ Scalenghe, R .; Malucelli, F .; Ungaro, F .; Perazzone, L .; Filippi, N .; Эдвардс, AC (2011). «Влияние 150 лет землепользования на антропогенные и естественные запасы углерода в регионе Эмилия-Романья (Италия)». Наука об окружающей среде и технологии . 45 (12): 5112–5117. Bibcode : 2011EnST ... 45.5112S . DOI : 10.1021 / es1039437 . PMID  21609007 .
  64. ^ EIA - Выбросы парниковых газов в США, 2006 г. - Выбросы углекислого газа. Архивировано 23 мая 2011 г. вМинистерстве энергетики США Wayback Machine .
  65. ^ Matar, W .; Эльшурафа, AM (2017). «Достижение баланса между прибылью и выбросами углекислого газа в цементной промышленности Саудовской Аравии» . Международный журнал по контролю за парниковыми газами . 61 : 111–123. DOI : 10.1016 / j.ijggc.2017.03.031 .
  66. ^ Тенденции в глобальной CO 2 выбросов: 2014 Отчет архивации 14 октября 2016 в Wayback Machine . PBL Нидерландское агентство по оценке окружающей среды и совместный исследовательский центр Европейской комиссии (2014).
  67. ^ Махасенан, Натесан; Смит, Стив; Хамфризм Кеннет; Кая, Ю. (2003). «Цементная промышленность и глобальное изменение климата: текущие и потенциальные будущие выбросы CO 2 в цементной промышленности » . Технологии контроля парниковых газов - 6-я международная конференция . Оксфорд: Пергамон. С. 995–1000. ISBN  978-0-08-044276-1.
  68. ^ "Смешанный цемент" . Science Direct . 2015 . Проверено 7 апреля 2021 года .
  69. ^ Чандак, Шобхит. «Отчет о цементной промышленности Индии» . писанина. Архивировано 22 февраля 2012 года . Проверено 21 июля 2011 года .
  70. Кент, Дуглас (22 октября 2007 г.). «Ответ: известь - гораздо более экологичный вариант, чем цемент, - говорит Дуглас Кент» . Хранитель . ISSN  0261-3077 . Проверено 22 января 2020 года .
  71. ^ Novacem архивации 3 августа 2009 в Wayback Machine . imperialinnovations.co.uk
  72. Jha, Alok (31 декабря 2008 г.). «Выявлено: цемент, который поедает углекислый газ» . Хранитель . Лондон. Архивировано 6 августа 2013 года . Проверено 28 апреля 2010 года .
  73. ^ «Первый в мире цементный завод с нулевым уровнем выбросов формируется в Норвегии» . EURACTIV.COM Ltd. 13 декабря 2018 г.
  74. ^ "Информационный бюллетень: Таллий" (PDF) . Архивировано 11 января 2012 года (PDF) . Проверено 15 сентября 2009 года .
  75. ^ Berkes, Ховард (10 ноября 2011). «Правила EPA дают разрешение на загрязнение печей: NPR» . NPR.org . Архивировано 17 ноября 2011 года . Проверено 17 ноября 2011 года .
  76. ^ Руководство по выбору и использованию топлива и сырья в процессе производства цемента. Архивировано 10 сентября 2008 г. в Wayback Machine , Всемирный деловой совет по устойчивому развитию (1 июня 2005 г.).
  77. ^ «Увеличение использования альтернативных видов топлива на цементных заводах: лучшая международная практика» (PDF) . Международная финансовая корпорация, Группа Всемирного банка. 2017 г.
  78. ^ Цемент, бетон и круговая экономика . cembureau.eu
  79. ^ де Бир, Джерун и др. (2017) Состояние и перспективы совместной переработки отходов на цементных заводах ЕС . Исследование ECOFYS.
  80. ^ «Инженеры разрабатывают цемент с уменьшением выбросов углекислого газа и энергии на 97 процентов - DrexelNow» . DrexelNow . Архивировано 18 декабря 2015 года . Проверено 16 января +2016 .
  81. ^ Альтернативные виды топлива в цементном производстве - Cembureau брошюра, 1997 архивации 2 октября 2013в Wayback Machine
  82. Монахи, Кирон (22 мая 2014 г.). «Вы бы жили в доме из песка и бактерий? Это удивительно хорошая идея» . CNN. Архивировано 20 июля 2014 года . Проверено 20 июля 2014 года .
  83. ^ "Top-Innovationen 2020: Zement lässt sich auch klimafreundlich produzieren" . www.spektrum.de (на немецком языке) . Проверено 28 декабря 2020 .

дальнейшее чтение

внешние ссылки