Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для использования в других целях, см Цемент (значения) .
Не путать с бетоном или строительным раствором (кладкой) .

Цементный порошок, кондиционированный в мешке, готов к смешиванию с заполнителями и водой. Следует избегать распыления сухой цементной пыли в воздухе, чтобы избежать проблем со здоровьем. [1]
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 для связывания песка и гравия ( заполнителя ). Из цемента, смешанного с мелким заполнителем, получается строительный раствор , а из песка и гравия - бетон. Бетон является наиболее широко используемым существующим материалом и уступает только воде как наиболее потребляемому ресурсу планеты. [2]

Цемент, используемый в строительстве, обычно состоит из неорганических материалов , часто на основе извести или силиката кальция , которые можно охарактеризовать 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 двуокисью углерода 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. В результате химической реакции образуются минеральные гидраты , которые не очень растворимы в воде, поэтому они довольно 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 были добавлены к обожженной извести для получения гидравлического вяжущего , 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 [3], из которых около половины производится в Китае. [4] [5] Если бы цементная промышленность была страной, она была бы третьим по величине источником выбросов углекислого газа в мире с объемом до 2,8 миллиардов тонн, уступая только Китаю и США. [6] На начальную реакцию обжига при производстве цемента приходится около 4% общего количества CO.
2выбросы. [7] На общий процесс приходится около 8% глобального выбросов CO.
2выбросов, 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. [8] В результате производство цемента является основным фактором изменения климата .

Химия [ править ]

Цементные материалы можно разделить на две отдельные категории: негидравлические цементы и гидравлические цементы в соответствии с их соответствующими механизмами схватывания и твердения. При схватывании и затвердевании гидравлических цементов происходит реакция гидратации, поэтому для них требуется вода, в то время как негидравлические цементы реагируют только с газом и могут затвердевать непосредственно на воздухе.

Гидравлический цемент [ править ]

Клинкерные конкреции получают спеканием при 1450 ° C.

Самым распространенным типом цемента является гидравлический цемент , который затвердевает за счет гидратации минералов клинкера при добавлении воды. Гидравлические цементы (например, портландцемент) состоят из смеси силикатов и оксидов, при этом четыре основных минеральных фазы клинкера, сокращенно обозначаемых химиком цемента , являются:

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 - алюминат трикальция 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. [9]

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 диоксида углерода . [10]

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 [ править ]

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 , присутствующим 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 (гашится), 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 называется настройкой ), начинается карбонизация:

Са (ОН) 2 + СО 2 → СаСО 3 + Н 2 О

Эта реакция протекает медленно, поскольку 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 [ править ]

Возможно, самое раннее известное появление цемента датируется двенадцатью миллионами лет назад. Отложения цемента образовались после залегания горючего сланца, расположенного рядом со слоем известняка, сгоревшего в результате естественных причин. Эти древние месторождения исследовались в 1960-1970-х годах. [11]

Альтернативы цементу, использовавшемуся в древности [ править ]

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 цементируются вместе с помощью раствора из песка и грубо обожженного гипса (CaSO 4 · 2H 2 O), который часто содержит карбонат кальция (CaCO 3 ). [12]

Греки и римляне [ править ]

Известь (оксид кальция) использовали на Крите и древние греки . Есть свидетельства того, что минойцы Крита использовали измельченные черепки в качестве искусственного пуццолана для гидравлического цемента. [12] Никто не знает, кто первым обнаружил, что комбинация гидратированной негидравлической извести и пуццолана дает гидравлическую смесь (см. Также: Пуццолановая реакция ), но такой бетон использовали древние македонцы , [13] [14] и три столетия спустя в больших масштабах римскими инженерами . [15] [16] [17]

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, увеличивая ее сопротивление. [ требуется пояснение ] Материал получил название пуццолана из города Поццуоли , к западу от Неаполя, где был извлечен вулканический пепел. [18] 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 обнаружили природные источники около Рима. [12] ОгромныйКупол в Пантеон в Риме и массивными термы Каракаллы , являются примерами древних конструкций из этих бетонов, многие из которых до сих пор стоят. [19] [2] Обширная система римских акведуков также широко использовала гидравлический цемент. [20] Римский бетон редко использовался снаружи зданий. Обычной техникой было использование кирпичного облицовочного материала в качестве опалубки для заполнения строительного раствора, смешанного с совокупностью кусков камня, кирпича, черепков , переработанных кусков бетона или другого строительного мусора. [21]

Средние века [ править ]

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 . [22] [23] Смесь известкового раствора и заполнителя с кирпичом 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 . [21]

16 век [ править ]

Табби - это строительный материал, изготовленный из ракушек устриц, песка и целых раковин устриц, образующий бетон. Испанцы завезли его в Америку в шестнадцатом веке. [24]

18 век [ править ]

Технические знания по производству гидравлического цемента были формализованы французскими и британскими инженерами в 18 веке. [22]

Джон Смитон внес важный вклад в разработку цемента при планировании строительства третьего маяка Эддистоун (1755–1759 гг.) В Ла-Манше, ныне известного как Башня Смитона . Ему нужен был гидравлический миномет, который схватывался и набирал силу за двенадцать часов между последовательными приливами . Он провел эксперименты с комбинациями различных известняков и добавок, включая трассу и пуццоланы [12], и провел исчерпывающее исследование рынка доступной гидравлической извести, посетив их производственные участки, и отметил, что «гидравлическая способность» извести напрямую связана с глиной.содержание известняка, использованного для его изготовления. 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. [24]

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 лепниной, имитирующей камень. Для этого предпочитали гидравлическую известь, но необходимость быстрого схватывания подтолкнула к разработке новых цементов. Самым известным был « римский цемент » Паркера . [25] Это было разработано Джеймсом Паркером в 1780-х годах и, наконец, запатентовано в 1796 году. Фактически, это не было ничего похожего на материал, используемый римлянами, но представлял собой «натуральный цемент», полученный путем сжигания септарий - узелков , обнаруженных в определенные месторождения глины, которые содержат обаглинистые минералы 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 . [12]

19 век [ править ]

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, в 1817 году [26] произвел «искусственный цемент», который считается «главным предшественником» [12] портландцемента и «... Эдгар Доббс из Саутварка запатентовал такой цемент в 1811 году ». [12]

В России Егор Челев 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. [27] [28]

Уильям Аспдин считается изобретателем «современного» портландцемента . [29]

Портландцемент , наиболее распространенный тип цемента , широко используемый во всем мире в качестве основного ингредиента для бетона, строительного раствора , штукатурки и неспециализированного раствора , был разработан в Англии в середине 19 века и обычно происходит из известняка . Джеймс Фрост производил то, что он назвал «британский цемент» аналогичным образом примерно в то же время, но не получил патента до 1822 года. [30] В 1824 году Джозеф Аспдин запатентовал аналогичный материал, который он назвал портландцементом , потому что это штукатурка. изготовленный из него, был по цвету похож на престижный портлендский камень, добытый наОстров Портленд , Дорсет, Англия. Тем не менее, цемент Aspdins' ничего подобного не было современного портландцемента , но был первый шаг в своем развитии, называемого прото-портландцемент . [12] Сын Джозефа Аспдинса, Уильям Аспдин, покинул 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 «искусственных цементов», 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. стерли жернова, которые были единственной доступной технологией шлифования в то время. Таким образом, производственные затраты были значительно выше, но продукт схватывался достаточно медленно и быстро набирал прочность, открывая 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. [31]

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 температуре ниже 1250 ° C (2280 ° F), они не содержали алита (3 CaO · SiO 2 , сокращенно C 3S), который отвечает за раннюю прочность современных цементов. Первый цемент, который постоянно содержит алит, был изготовлен Уильямом Аспдином в начале 1840-х годов: это был то, что мы сегодня называем «современным» портландцементом. Из-за таинственности, с которой Уильям Аспдин окружал свой продукт, другие ( например, Вика и Джонсон) заявили о приоритете в этом изобретении, но недавний анализ [32] как его бетона, так и сырого цемента показал, что продукт Уильяма Аспдина был произведен Нортфлит , Кент, был настоящим цементом на основе алита. Однако методы Аспдина были «практическим правилом»: Вика отвечает 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 большого доломита, открытого в начале 19 века недалеко от Rosendale, штат Нью-Йорк . Цемент Rosendale был чрезвычайно популярен для фундамента зданий ( например , Статуи Свободы , Здания Капитолия , Бруклинского моста ) и облицовки водопроводных труб. [33]

Цемент Сорель , или цемент на основе магнезии, был запатентован в 1867 году французом Станиславом Сорелем . [34] 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 армированного материала. бетон для строительства. [35]

Следующим шагом вперед в производстве портландцемента стало внедрение вращающейся печи , которая позволила получить более прочную (больше алита , C 3 S, образованного при более высокой температуре, 1450 ° C), более однородную смесь клинкера и способствовала непрерывному производственному процессу. [12]

20 век [ править ]

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. [36] Также в 1908 году Томас Эдисон экспериментировал с сборным железобетоном в домах в Юнионе, штат Нью-Джерси [37]

В США после Первой мировой войны длительный срок отверждения 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 в некоторых штатах перестали строить шоссе и дороги из цемента. Бертрейн Х. Уэйт, инженер, чья компания помогла построить акведук Катскилл в Нью-Йорке., был впечатлен прочностью цемента Rosendale и придумал смесь цементов Rosendale и Portland, которые обладали хорошими качествами 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. [33]

Вяжущие материалы использовались в качестве матрицы для иммобилизации ядерных отходов более полувека. [38] 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. [39]

Современные цементы [ править ]

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 [a] [40] [41] [42]
СвойствопортландцементКремнистая [b] летучая золаИзвестняковая [c] летучая золаЦементный шлакДым кремнезема
Содержание (%)
SiO 221,95235 год35 год85–97
Al 2 O 36.9231812-
Fe 2 O 331161-
CaO63521 год40<1
MgO2,5----
SO 31,7----
Удельная поверхность [d]
(м 2 / кг)		37042042040015 000–
30 000
Удельный вес3,152.382,652,942.22
Общее использование в бетонеПервичное связующееЗамена цементаЗамена цементаЗамена цементаУсилитель собственности
  1. ^ Указанные значения являются приблизительными: значения для конкретного материала могут отличаться.
  2. ^ ASTM C618 Класс F
  3. ^ ASTM C618 Класс C
  4. ^ Измерения удельной поверхности микрокремнезема методом адсорбции азота (БЭТ), другие измерения методом воздухопроницаемости (Блейн).

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

Портландцемент [ править ]

Основная статья: 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 полученияобычный портландцемент , наиболее часто используемый тип цемента (часто называемый OPC). Портландцемент является основным ингредиентом бетона, раствора и большинства других 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 затвердевания может быть конструктивным (несущим) элементом. Портландцемент может быть серым или белым .

Смесь портландцемента [ править ]

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

Портландцемент для 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 с портланд-зольной пылью 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. [43]

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 замены обычно определяются как для портландцемента с зольной пылью.

Портланд-кварцевый паровой цемент . 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 добавляют в портландцемент в бетономешалке. [44]

Кладочные цементы используются для приготовления кладочных 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 соединения с кирпичными 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. [45]

Другие цементы [ править ]

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 используя известь. По своим свойствам они похожи на пуццолановые известковые цементы. Только гранулированный шлак (т.е. закаленный в воде стекловидный шлак) эффективен в качестве компонента цемента.

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, подобным 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 химика цемента , CCN) имайенит 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 особые 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. [46] [47]Потребность в энергии ниже из-за более низких температур печи, необходимых для реакции, и меньшего количества известняка (который необходимо подвергнуть эндотермической декарбонизации) в смеси. Кроме того, более низкое содержание известняка и более низкий расход топлива приводит 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 давать водостойкий материал, который имеет полезную прочность на разрыв.

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

Отверждение, отверждение и отверждение [ править ]

Цемент начинает схватываться при смешивании с водой, что вызывает ряд химических реакций гидратации. Компоненты медленно гидратируются, а гидраты минералов затвердевают. Сцепление гидратов придает цементу прочность. Вопреки распространенному мнению, гидравлический цемент не затвердевает при высыхании - правильное отверждение требует поддержания 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. [48] Бетон в молодом возрасте должен быть защищен от испарения воды из-за прямого солнечного света, повышенной температуры, низкойотносительная влажность и ветер.

Межфазная переходная зона (ИТЗ) представляет собой область цемента вставить вокруг в агрегированных частицах , в бетоне . В зоне происходит постепенный переход микроструктурных особенностей. [49] Эта зона может быть шириной до 35 микрометров. [50] : 351 Другие исследования показали, что ширина может достигать 50 микрометров. Среднее содержание непрореагировавшей фазы клинкера уменьшается, а пористость уменьшается по направлению к поверхности агрегата. Аналогично, в ITZ увеличивается содержание эттрингита . [50] : 352

Проблемы безопасности [ править ]

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 . [51] 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. [52]

Цементная промышленность в мире [ править ]

Мировое производство цемента в 2010 г.
Производство цемента в мире в 2010 г.
Смотрите также: Список стран по производству цемента и цементной промышленности в США.

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 наиболее населенным штатам мира. [53]

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 мировых мощностей. [54]

В 2011 и 2012 годах мировое потребление продолжало расти, увеличившись до 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, похоже, 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 его производство более чем на 10% с 2008 по 2011 год. [55] Из-за роста цен на энергию в Пакистане и других крупных странах-производителях цемента Иран занимает уникальное положение, поскольку торговый партнер, использующий собственные излишки нефти для работы клинкерных заводов. В настоящее время Иран является ведущим производителем на Ближнем Востоке и продолжает укреплять свое доминирующее положение на местных рынках и за рубежом. [56]

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 [ необходимо разъяснение ] 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 находились в Китае и 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. [4]

Китай [ править ]

Основная статья: Цементная промышленность Китая

«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 сокращается. В 2002 году из Китая было экспортировано всего 5,18 миллиона тонн. Предлагаемый по цене 34 доллара за тонну китайский цемент уходит с рынка, так как Таиланд просит всего 20 долларов за такое же качество ». [57]

По оценкам, в 2006 году Китай произвел 1,235 миллиарда тонн цемента, что составляет 44% от общего мирового производства цемента. [58] «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 замедлением, но значительным ростом расходов на строительство. Потребление цемента в Китае составит 44% мирового спроса, и Китай будет остаются крупнейшим в мире национальным потребителем цемента с большим отрывом ». [59]

В 2010 году в мире было потреблено 3,3 миллиарда тонн цемента. Из них на Китай пришлось 1,8 млрд тонн. [5]

Индия [ править ]

Индия - второй по величине производитель цемента в мире. В Индии есть большие возможности для роста в секторе инфраструктуры и строительства, и ожидается, что цементный сектор получит от этого большую выгоду. Ожидается, что некоторые из недавних инициатив, такие как строительство 98 умных городов, дадут значительный импульс развитию отрасли.

В недавнем прошлом ряд международных игроков, таких как Lafarge-Holcim, Heidelberg Cement и Vicat, инвестировали в страну посредством соответствующей государственной внешней политики. Доступность сырья для производства цемента, такого как известняк и уголь, является важным фактором, способствующим развитию этой отрасли.

Размер рынка [ править ]

Производство цемента в 20 финансовом году достигло 329 млн тонн (тонн) и, как ожидается, достигнет 381 млн тонн к 22 финансовому году. Тем не менее, потребление в 20 финансовом году составило 327 млн ​​тонн, а к 22 финансовому году достигнет 379 млн тонн. По прогнозам, к 2020 году мощности по производству цемента превысят 550 тонн. Цементная промышленность предлагает огромный потенциал для роста, поскольку в Индии имеется большое количество месторождений известняка высокого качества по всему миру.

По данным CLSA (институциональная брокерская и инвестиционная группа), в цементном секторе Индии наблюдается рост спроса. ACC, Dalmia и Ultratech Cement являются основными игроками, определенными компанией. Индийские цементные компании продемонстрировали резкий рост доходов во втором квартале 21 финансового года, а спрос в отрасли вырос, в основном за счет восстановления сельского хозяйства. Перспективы спроса оставались высокими, сельские рынки нормализовались. В 21 финансовом году CLSA ожидает, что спрос на цемент на ее запасы покрытия увеличит ее EBITDA на 14 процентов в год. [60]

Воздействие на окружающую среду [ править ]

Дополнительная информация: Воздействие бетона 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. Охрана 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 [ править ]

Концентрация углерода в цементных пролетах составляет от ≈5% в цементных конструкциях до ≈8% в случае дорог в цементе. [61] Производство цемента выделяет CO2в атмосфере как непосредственно, когда карбонат кальция нагревается, образуя известь и диоксид углерода , [62] [63], 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. [64] По оценкам исследования Chatham House, проведенного в 2018 году, на 4 миллиарда тонн производимого ежегодно цемента приходится 8% мировых выбросов CO 2 . [3]

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 . [65]

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

Чтобы уменьшить транспортировку более тяжелого сырья и минимизировать связанные с этим расходы, более экономично строить цементные заводы ближе к карьерам известняка, чем к центрам потребителей. [66]

В некоторых случаях известковый раствор реабсорбирует часть CO 2, который был высвобожден при его производстве, и требует меньше энергии при производстве, чем обычный цемент. [67] Новые типы цемента от Novacem [68] и Eco- Cement могут поглощать углекислый газ из окружающего воздуха во время твердения. [69]

По состоянию на 2019 год будут проведены испытания улавливания и хранения углерода , но их финансовая жизнеспособность сомнительна. [70]

Выбросы тяжелых металлов в воздух [ править ]

В некоторых случаях, в основном в зависимости от происхождения и состава используемого сырья, процесс высокотемпературного обжига известняка и глинистых минералов может выделять в атмосферу газы и пыль, богатые летучими тяжелыми металлами , например таллием , [71] кадмием. и ртуть являются наиболее токсичными. 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), ...) присутствуют в качестве вторичных минералов 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». [72]

Тяжелые металлы, присутствующие в клинкере [ править ]

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 может также возникать как естественная примесь из сырья или как вторичное загрязнение в результате истирания твердых сплавов хромистой стали, используемых в шаровых мельницах при измельчении клинкера. Как хромат (CrO 4 2−) токсичен и может вызывать тяжелую кожную аллергию в следовых количествах, иногда он восстанавливается до трехвалентного Cr (III) путем добавления сульфата железа (FeSO 4 ).

Использование альтернативных видов топлива и побочных продуктов [ править ]

Цементный завод потребляет от 3 до 6 ГДж топлива на тонну производимого клинкера, в зависимости от используемого сырья и технологического процесса. Сегодня в большинстве цементных печей в качестве основного топлива используются уголь и нефтяной кокс, и 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 обычного ископаемого топлива, такого 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. [73] Изношенные автомобильные и грузовые шины используются в производстве цемента, поскольку они имеют высокую теплотворную способность, а железо, содержащееся в шинах, можно использовать в качестве сырья. [74] : с. 27

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?) [ Требуется уточнение ] в течение 5–8 секунд (также называемое временем пребывания). Эти характеристики печи для обжига клинкера имеют множество преимуществ, и они обеспечивают полное разрушение органических соединений, полную нейтрализацию кислых газов, оксидов серы и хлористого водорода. Кроме того, следы тяжелых металлов вкраплены в структуру клинкера, и не образуются побочные продукты, такие как зола остатков. [75]

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 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. Исследование Ecofys [76]оценили 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 [ править ]

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 устойчивому 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 . [77]

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). [78]

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% от этого из обычных строительных материалов. [79]

Обзор экологически безопасных методов производства цемента можно найти здесь. [80]

См. Также [ править ]

  • Теория ставок
  • Обозначение химика цемента
  • Цементная штукатурка
  • Cenocell
  • Энергетически модифицированный цемент (ЭМС)
  • Летучая зола
  • Геополимерный цемент
  • портландцемент
  • Rosendale цемент
  • Tiocem
  • Пустота (композиты)

Ссылки [ править ]

  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. ^ а б «Создание бетонных изменений: инновации в низкоуглеродистом цементе и бетоне» . Chatham House . Архивировано 31 августа 2020 года . Проверено 17 декабря 2018 года .
  4. ^ a b Харгривз, Дэвид (март 2013 г.). «Глобальный отчет по цементу, 10-е издание» (PDF) . Международный обзор цемента . 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 The Guardian 31.8. 2019 г.
  7. ^ «Выбросы CO2 от 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, Иллинойсский 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 , Эшмоловский музей искусства и археологии, Оксфордский университет.
  15. ^ Хилл, Дональд (1984). История инженерии в классические и средневековые времена , Routledge, стр. 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. ^ Ridi, Франческа (апрель 2010). «Гидратация цемента: еще многое предстоит понять» (PDF) . La Chimica & l'Industria (3): 110–117. Архивировано 17 ноября 2015 года (PDF) .
  19. ^ "Чистый природный пуццолановый цемент" (PDF) . Архивировано 18 октября 2006 года . Проверено 12 января 2009 года . CS1 maint: bot: original URL status unknown (link). chamorro.com
  20. ↑ Руссо, Ральф (2006) «Архитектура акведука: движение воды в массы в Древнем Риме». Архивировано 12 октября 2008 года в Wayback Machine , в математике в красоте и реализации архитектуры , Vol. IV, Учебные программы научных сотрудников Института учителей Йель-Нью-Хейвен 1978–2012 гг., Института учителей Йель-Нью-Хейвен.
  21. ^ а б Коуэн, Генри Дж. (1975). «Историческая записка о бетоне». Обзор архитектурной науки . 18 : 10–13. DOI : 10.1080 / 00038628.1975.9696342 .
  22. ^ 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 . 
  23. ^ 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 . 
  24. ^ a b Taves, Лорен Сикелс (март – апрель 1995 г.). «Полосатые дома южноатлантического побережья». Архивировано 27 октября 2015 года в Wayback Machine , Old-House Journal . Задняя обложка.
  25. ^ Фрэнсис, AJ (1977) Цементная промышленность 1796–1914: История , Дэвид и Чарльз. ISBN 0-7153-7386-2 , гл. 2. 
  26. ^ "Кто открыл цемент" . 12 сентября 2012. Архивировано 4 февраля 2013 года.
  27. ^ Значко-Яворский; ИЛ (1969). Егор Герасимович Челидзе, изобретатель цемента . Сабхота Сакартвело. Архивировано 1 февраля 2014 года.
  28. ^ "История Цемента Лафарж" . Архивировано 2 февраля 2014 года.
  29. ^ 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.
  30. ^ Фрэнсис, AJ (1977) Цементная промышленность 1796–1914: История , Дэвид и Чарльз. ISBN 0-7153-7386-2 , гл. 5. 
  31. ↑ Хан, Томас Ф. и Кемп, Эмори Леланд (1994). Цементные заводы на реке Потомак . Моргантаун, Западная Вирджиния: Издательство Университета Западной Вирджинии. п. 16. ISBN 9781885907004 
  32. ^ 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.
  33. ^ a b «Природный цемент возвращается». Архивировано 25 апреля 2016 г. в Wayback Machine , октябрь 1941 г., Popular Science.
  34. ↑ Станислав Сорель (1867). " Sur un nouveau ciment magnésien ". Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des Sciences , том 65, страницы 102–104.
  35. ^ Уоллинг, Сэм А .; Провис, Джон Л. (2016). «Цементы на магнезиальной основе: 150 лет пути и цементы будущего?» . Химические обзоры . 116 (7): 4170–4204. DOI : 10.1021 / acs.chemrev.5b00463 . ISSN 0009-2665 . PMID 27002788 .  
  36. ^ McArthur, H .; Сполдинг, Д. (1 января 2004 г.). Инженерное материаловедение: свойства, использование, деградация, восстановление . Эльзевир. ISBN 9781782420491.
  37. ^ «Как работают бетономешалки» . HowStuffWorks . 26 января 2012 . Дата обращения 2 апреля 2020 .
  38. ^ 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.
  39. ^ Абдель Рахман RO, Рахимов Р.З., Рахимова Н.Р., Ojovan MI (2015). Вяжущие материалы для иммобилизации ядерных отходов. Уайли, Чичестер 232 стр.
  40. ^ 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 .
  41. ^ Косматка, С .; Керкхофф, Б .; Панерезе, В. (2002). Проектирование и контроль бетонных смесей (14-е изд.). Портлендская цементная ассоциация, Скоки, Иллинойс.
  42. ^ Гэмбл, Уильям. «Цемент, строительный раствор и бетон». В Баумейстере; Аваллоне; Баумейстер (ред.). Справочник Марка для инженеров-механиков (Восьмое изд.). Макгроу Хилл. Раздел 6, с. 177.
  43. ^ Федеральное управление автомобильных дорог США . «Летучая зола» . Архивировано из оригинального 21 июня 2007 года . Проверено 24 января 2007 года .
  44. ^ Федеральное управление автомобильных дорог США . «Кремнеземный дым» . Архивировано из оригинала 22 января 2007 года . Проверено 24 января 2007 года .
  45. ^ Юстнес, Харальд; Эльфгрен, Леннарт; Ронин, Владимир (2005). «Механизм повышения эффективности энергетически модифицированного цемента по сравнению с соответствующим смешанным цементом» (PDF) . Исследование цемента и бетона . 35 (2): 315–323. DOI : 10.1016 / j.cemconres.2004.05.022 . Архивировано из оригинального (PDF) 10 июля 2011 года.
  46. ^ Bye GC (1999), портландцемент 2е изд., Томас Телфорд. С. 206–208. ISBN 0-7277-2766-4 
  47. ^ Чжан, Лян; Су, Мужен; Ван, Янмоу (1999). «Развитие использования сульфо- и ферроалюминатных цементов в Китае». Достижения в исследованиях цемента . 11 : 15–21. DOI : 10.1680 / adcr.1999.11.1.15 .
  48. ^ «Использование продуктов на основе цемента в зимние месяцы» . sovchem.co.uk . 29 мая 2018. Архивировано из оригинала 29 мая 2018 года.
  49. ^ a b Скривенер, К.Л., Крамби, АК, 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.
  50. ^ a b c H. FW Тейлор, Химия цемента, 2-е изд. Лондон: Т. Телфорд, 1997.
  51. ^ "Строительный информационный лист № 26 (редакция 2)" (PDF) . hse.gov.uk. Архивировано 4 июня 2011 года (PDF) . Проверено 15 февраля 2011 года .
  52. ^ CIS26 - цемент. Архивировано 4 июня 2011 года на Wayback Machine . (PDF). Проверено 5 мая 2011 г.
  53. ^ Геологическая служба США. «Отчет по цементной программе USGS Mineral Program (январь 2011 г.)» (PDF) . Архивировано 8 октября 2011 года (PDF) .
  54. ^ Эдвардс, P; Маккаффри, Р. Глобальный каталог цемента, 2010 г. Публикации PRo, заархивированные 3 января 2014 г. на Wayback Machine . Эпсом, Великобритания, 2010 г.
  55. ↑ Список стран по производству цемента 2011 г. Архивировано 22 сентября 2013 г. на Wayback Machine Дата обращения 19 ноября 2013 г.
  56. ^ Отдел новостей ICR. Пакистан уступает долю рынка афганского цемента Ирану. Архивировано 22 сентября 2013 года, Wayback Machine . Проверено 19 ноября 2013 года.
  57. ↑ Ян, Ли Юн (7 января 2004 г.) Путь Китая вперед вымощен цементом , Asia Times
  58. ^ 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.).
  59. ^ Спрос на цемент в Китае превысит 1 миллиард тонн в 2008 г. , CementAmericas (1 ноября 2004 г.).
  60. ^ ОТЧЕТ ИНДИЙСКОЙ ЦЕМЕНТНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
  61. ^ 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 . 
  62. ^ EIA - Выбросы парниковых газов в США, 2006 - Выбросы углекислого газа. Архивировано 23 мая 2011 года вМинистерстве энергетики США Wayback Machine .
  63. ^ Matar, W .; Эльшурафа, AM (2017). «Обеспечение баланса между прибылью и выбросами углекислого газа в цементной промышленности Саудовской Аравии» . Международный журнал контроля парниковых газов . 61 : 111–123. DOI : 10.1016 / j.ijggc.2017.03.031 .
  64. ^ 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).
  65. ^ 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.
  66. ^ Чандак, Шобхит. «Отчет о цементной промышленности Индии» . писанина. Архивировано 22 февраля 2012 года . Проверено 21 июля 2011 года .
  67. ↑ 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 . 
  68. ^ Novacem архивации 3 августа 2009 в Wayback Machine . imperialinnovations.co.uk
  69. ↑ Jha, Alok (31 декабря 2008 г.). «Выявлено: цемент, который ест углекислый газ» . Хранитель . Лондон. Архивировано 6 августа 2013 года . Проверено 28 апреля 2010 года .
  70. ^ «Первый в мире цементный завод с нулевым уровнем выбросов формируется в Норвегии» . EURACTIV.COM Ltd. 13 декабря 2018 г.
  71. ^ "Информационный бюллетень: Таллий" (PDF) . Архивировано 11 января 2012 года (PDF) . Проверено 15 сентября 2009 года .
  72. ^ 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 .
  73. ↑ 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.).
  74. ^ «Увеличение использования альтернативных видов топлива на цементных заводах: лучшая международная практика» (PDF) . Международная финансовая корпорация, Группа Всемирного банка. 2017 г.
  75. ^ Цемент, бетон и круговая экономика . cembureau.eu
  76. ^ де Бир, Джерун и др. (2017) Состояние и перспективы совместной переработки отходов на цементных заводах ЕС . Исследование ECOFYS.
  77. ^ «Инженеры разрабатывают цемент с уменьшением выбросов углекислого газа и энергии на 97 процентов - DrexelNow» . DrexelNow . Архивировано 18 декабря 2015 года . Проверено 16 января +2016 .
  78. ^ Альтернативные виды топлива в цементном производстве - Cembureau брошюра, 1997 архивации 2 октября 2013в Wayback Machine
  79. ↑ 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 .
  80. ^ "Top-Innovationen 2020: Zement lässt sich auch klimafreundlich produzieren" . www.spektrum.de (на немецком языке) . Проверено 28 декабря 2020 .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Aitcin, Пьер-Клод (2000). «Цементы вчера и сегодня: Бетон завтрашнего дня». Исследование цемента и бетона . 30 (9): 1349–1359. DOI : 10.1016 / S0008-8846 (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. DOI : 10.1162 / 108819802320971650 .
  • 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. CiteSeerX  10.1.1.469.2404 . DOI : 10.1162 / 108819803766729212 .
  • Деолалкар, СП (2016). Проектирование зеленых цементных заводов . Амстердам: Баттерворт-Хайнеманн. ISBN 9780128034354. 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: Innovations in Portland Cement Manufacturing , SP400, Portland Cement Association , Skokie, Illinois, US, 2004, ISBN 0-89312-234-3 
  • «Почему выбросы цемента имеют значение для изменения климата» Carbon Brief 2018
  • Невилл, AM (1996). Свойства бетона. Четвертое и последнее издание стандартов . Пирсон, Прентис Холл. ISBN 978-0-582-23070-5. OCLC  33837400 .
  • Тейлор, HFW (1990). Цементная химия . Академическая пресса. п. 475 . ISBN 978-0-12-683900-5.
  • Ульм, Франц-Иосиф; Роланд Ж.-М. Pellenq; Акихиро Кусима; Рузбех Шахсавари; Кристин Дж. Ван Влит; Маркус Дж. Бюлер; Сидни Йип (2009). «Реалистичная молекулярная модель гидратов цемента» . Труды Национальной академии наук . 106 (38): 16102–16107. Bibcode : 2009PNAS..10616102P . DOI : 10.1073 / pnas.0902180106 . PMC  2739865 . PMID  19805265 .

Внешние ссылки [ править ]

  • СМИ, связанные с цементом, на Викискладе?
  • «Цемент»  . Encyclopdia Britannica . 5 (11-е изд.). 1911 г.