En el sentido más general de la palabra, el cemento es una carpeta, una sustancia que fije y endurezca independiente, y puede atar otros materiales juntos. El " conocido; cement" vuelve a los romanos que utilizaron el " del término; caementitium" del opus; para describir la albañilería que se asemejó al concreto y fue hecha de roca machacada con la cal quemada como carpeta. La ceniza volcánica y los añadidos pulverizados del ladrillo que fueron agregados a la cal quemada para obtener una carpeta hidráulica fueron referidos más adelante como el cementum, el cimentum, el cäment y cemento. Los cementos usados en la construcción se caracterizan como el hidráulico o no-hidráulico.

El uso más importante del cemento es la producción del mortero y concreto - la vinculación de agregados naturales o artificiales de formar un material de construcción fuerte que sea durable frente a efectos ambientales normales.

Cementos hydráulicos

Los cementos hydráulicos son los materiales que fijan y endurecen después de ser combinado con agua, como resultado de las reacciones químicas con el agua de mezcla, y que, después de endurecer, conservan fuerza y estabilidad incluso debajo del agua. El requisito dominante para esta fuerza y estabilidad es que los hidratos formaron en la reacción inmediata con agua sean esencialmente insolubles en agua. La mayoría de los cementos de la construcción son hoy hidráulicos, y la mayor parte de éstos se basan en el cemento de Portland del, que se hace sobre todo de la piedra caliza, de ciertos minerales de la arcilla, y del yeso en un proceso de alta temperatura que elimine el dióxido de carbono y químicamente combine los ingredientes primarios en nuevos compuestos. los cementos No-hidráulicos incluyen los materiales tales como los yesos (no-hidráulicos) de la cal y del yeso, que se deben mantener seco para ganar fuerza, y el oxicloruro cementa, que tienen componentes líquidos. Morteros de cal, por ejemplo, " set" solamente por la desecación, y la fuerza del aumento solamente muy lentamente por la absorción del dióxido de carbono de la atmósfera para reformar el carbonato de calcio con la carbonatación .

Fijando y endureciendo de cementos hydráulicos es causado por la formación de compuestos con agua, que forman como resultado de reacciones entre los componentes del cemento y el agua. La reacción y los productos de la reacción se refieren como la hidración e hidratos o fases del hidrato, respectivamente. Como resultado del comienzo inmediato de las reacciones, el atiesarse puede ser observado que es muy pequeño en el principio pero que aumenta con tiempo. El punto en el cual el atiesarse alcanza cierto nivel se refiere como el comienzo del ajuste. La consolidación adicional se llama ajuste, después de lo cual la fase de endurecimiento comienza. La fuerza compresiva del material entonces crece constantemente, durante un período que se extienda a partir de algunos días en el caso de " ultra-rápido-hardening" cementos a varios años en el caso de los cementos ordinarios.

Historia

Aplicaciones tempranas

Los cementos más tempranos de la construcción son tan viejos como la construcción, y eran no-hidráulicos. Dondequiera que los ladrillos primitivos del fango fueran utilizados, fueron acostados junto con una capa delgada de la mezcla de la arcilla. los materiales Fango-basados también fueron utilizados para rendir en las paredes del zarzo de la madera o y daub las estructuras de . La cal fue utilizada probablemente por primera vez como un añadido en éstos rinde, y para los pisos estabilizadores del fango. Un " daub" consistiendo en fango, el estiércol de la vaca y la cal produce una capa resistente e impermeable, debido a la coagulación, por la cal, de proteínas en el estiércol de la vaca. Este sistema simple era común en Europa hasta épocas absolutamente recientes. Con el advenimiento de ladrillos encendidos, y su uso en estructuras más grandes, las varias culturas comenzaron a experimentar con los morteros de la alto-fuerza basados en el betún (en Mesopotamia), el yeso (en Egipto) y la cal (en muchas partes del mundo).

Es incierto donde primero fue descubierto que una combinación de cal no-hidráulica hidratada y de un Pozzolan produce una mezcla hidráulica, pero el concreto hecho de tales mezclas primero fue utilizado en un gran escala por los romanos. Utilizaron los pozzolans naturales (Trass o piedra pómez ) y los pozzolans artificiales (ladrillo o cerámica de la tierra) en estos concretos. Muchos ejemplos excelentes de las estructuras hechas de estos concretos todavía se están colocando, notablemente la bóveda monolítica enorme del panteón en Roma. El uso del concreto estructural desapareció en Europa medieval, aunque los concretos puzolánicos débiles continuaran siendo utilizados como base completen las paredes de piedra y las columnas.

Cemento moderno

Los cementos hydráulicos modernos comenzaron a ser desarrollados del comienzo de la Revolución industrial (alrededor 1700), conducido por tres necesidades principales:
El hidráulico rinde para los edificios de ladrillo del acabamiento en climas mojados
Los morteros hydráulicos para la construcción de albañilería del puerto trabajan el etc, en contacto con la agua de mar.
Desarrollo de concretos fuertes. En Gran Bretaña particularmente, la piedra de construcción de la buena calidad llegó a ser siempre más costosa durante un período de crecimiento rápido, y se convirtió en una práctica común construir ganancias de prestigio de los nuevos ladrillos industriales, y acabarlos con un estuco para imitar la piedra. Las cales hidráulicas fueron favorecidas para esto, pero la necesidad por un tiempo rápido del sistema animó el desarrollo de nuevos cementos. El más famoso entre éstos era el " de Parker; " romano del cemento ;. Esto fue desarrollada por el James Parker en los 1780s, y finalmente patentada en 1796. No era, de hecho, nada como ningún material usado por los romanos, sino era un " Cement" natural; hecho quemando el septaria - nódulos que se encuentran en ciertos depósitos de la arcilla, y que contienen los minerales de la arcilla y el carbonato de calcio. Los nódulos quemados fueron molidos a un polvo fino. Este producto, hecho en un mortero con la arena, sistema en 5-15 minutos. El éxito del " Cement" romano; llevó otros fabricantes a desarrollar los productos rivales quemando mezclas artificiales de arcilla y de tiza.

El Juan Smeaton hizo una contribución importante al desarrollo de cementos cuando él planeaba la construcción del tercer faro (1755-9) de Eddystone en el canal inglés. Él necesitó un mortero hydráulico que fijaría y desarrolla una cierta fuerza en el período de doce horas entre las altas mareas sucesivas. Él realizó un estudio de mercados exhaustivo sobre las cales hidráulicas disponibles, visitando sus sitios de la producción, y observó que el " hydraulicity" de la cal fue relacionado directo con el contenido de la arcilla de la piedra caliza de la cual fue hecha. Smeaton era ingeniero civil por la profesión, y tomó la idea no más lejos. Al parecer inconsciente del trabajo de Smeaton, el mismo principio fue identificado por el Louis Vicat en la primera década del siglo XIX. Vicat se encendió idear un método de combinar tiza y la arcilla en una mezcla íntima, y, quemando esto, produjo un " cement" artificial; en 1817. heladas de James, trabajando en Gran Bretaña, produjo lo que él llamó " Cement" británico; de una manera similar alrededor del mismo tiempo, pero no obtuvo una patente hasta 1822. En 1824, el José Aspdin patentó un material similar, que él llamó cemento de Portland, porque la representación hecha de ella estaba en el color similar al prestigioso Portland de piedra.

Todos los productos antedichos no podrían competir con la cal/los concretos pozzolan debido a el endurecedor rápido (que da la hora escasa para la colocación) y las fuerzas tempranas bajas (que requieren un retardo de muchas semanas antes de que el encofrado se podría quitar). Cales hidráulicas, " natural" cementos y " artificial" cementa todos confían en su contenido de Belite para el desarrollo de la fuerza. Belite desarrolla fuerza lentamente. Porque fueron quemados en las temperaturas debajo del °C 1250, no contuvieron ninguna alita, que es responsable de fuerza temprana en cementos modernos. El primer cemento para contener constantemente alita era ése hecho por el Guillermo del hijo de José Aspdin en el 1840s temprano. Esto era lo que llamamos hoy " modern" Cemento de Portland. Debido a el aire del misterio con el cual Guillermo Aspdin rodeó su producto, otros (e. Vicat y el I C Johnson ) han demandado precedencia en esta invención, pero análisis reciente de su cemento concreto y crudo han demostrado que el producto de Guillermo Aspdin hecho en el Northfleet, Kent era un cemento alita-basado verdadero. Sin embargo, los métodos de Aspdin eran " regla-de-thumb": Vicat es responsable de establecer la base química de estos cementos, y Johnson estableció la importancia de sinterizar la mezcla en el horno.

La innovación de Guillermo Aspdin era antiintuitiva para los fabricantes de " cements" artificial;, porque requirieron más cal en la mezcla (un problema para su padre), porque requirieron una temperatura mucho más alta del horno (y por lo tanto más combustible) y porque la escoria resultante era muy dura y rápido agotó las piedras de molino que eran la única tecnología de pulido disponible del tiempo. Los costes de fabricación eran por lo tanto considerablemente más altos, pero el sistema de producto razonablemente lentamente y fuerza desarrollada rápidamente, así abriendo un mercado para el uso en concreto. El uso del concreto en la construcción creció rápido a partir de 1850 hacia adelante, y era pronto el uso dominante para los cementos. Así el cemento de Portland comenzó su papel predominante.

Tipos de cemento moderno

Cemento de Portland

considera también:

l cemento de Portland El cemento es hecho calentando la piedra caliza con pequeñas cantidades de otros materiales (tales como arcilla) a 1450°C en un horno. La sustancia dura resultante, llamada escoria del `', entonces se muele con una pequeña cantidad de yeso en un polvo para hacer `el cemento de Portland ordinario', el tipo más de uso general de cemento (a menudo designado el OPC).

El cemento de Portland es un ingrediente básico concreto, del mortero y de la mayoría de la lechada de la no-especialidad. El más de uso común para el cemento de Portland está en la producción de concreto. El concreto es un material compuesto que consiste en el agregado (grava y arena), el cemento, y el agua. Como material de construcción, el concreto se puede echar en casi cualquier forma deseada, y endurecido una vez, puede convertirse un elemento (portador) estructural. El cemento de Portland puede ser gris o el blanco.

Para los detalles de la fabricación de cemento de Portland, ver el artículo principal.

Mezclas del cemento de Portland

Éstos están a menudo disponibles como mezclas de la inter-tierra de fabricantes del cemento, pero las formulaciones similares a menudo también se mezclan de los componentes de tierra en la planta de mezcla concreta.

El cemento de horno de Portland del contiene la escoria de horno granulada tierra del hasta 70%, con la escoria de Portland del resto y un poco yeso. Todas las composiciones producen alta última fuerza, pero como se aumenta el contenido de la escoria, se reduce la fuerza temprana, mientras que la resistencia del sulfato aumenta y la evolución del calor disminuye. Utilizado como alternativa económica a la sulfato-resistencia de Portland y a cementos de pocas calorías.

El cemento de la ceniza de Portland del contiene las cenizas volantes del hasta 30% . La ceniza es puzolánica, para mantener la última fuerza. Porque la adición de la ceniza permite un contenido en agua concreto más bajo, la fuerza temprana puede también ser mantenida. Donde está disponible la ceniza barata de la buena calidad, esto puede ser una alternativa económica al cemento de Portland ordinario.

El cemento de Portland Pozzolan del incluye el cemento de las cenizas volantes, puesto que las cenizas volantes son pozzolan, pero también incluye los cementos hechos de otros pozzolans naturales o artificiales. De países donde están disponibles las cenizas volcánicas (e. Italia, Chile, México, las Filipinas) estos cementos son a menudo la forma más común funcionando.

Cemento del humo de la silicona de Portland del . La adición del humo de la silicona puede rendir fuerzas excepcionalmente altas, y los cementos que contienen el humo de la silicona 5-20% se producen de vez en cuando. Sin embargo, el humo de la silicona se agrega más generalmente al cemento de Portland en el mezclador concreto.

Los cementos de la albañilería del se utilizan para preparar los morteros de la levantamiento de muros y los estucos, y no se deben utilizar en concreto. Son generalmente formulaciones propietarias complejas que contienen la escoria de Portland y un número de otros ingredientes que pueden incluir la piedra caliza, la cal hidratada, entrainers del aire, los retardadores, los waterproofers y los agentes de colorante. Se formulan para rendir los morteros realizables que permiten el trabajo rápido y constante de la albañilería. Las variaciones sutiles del cemento de la albañilería en los E. son cementos plásticos y cementos del estuco. Éstos se diseñan para producir el enlace controlado con los bloques de la albañilería.

Los cementos expansivos contienen, además de la escoria de Portland, las escorias expansivas (generalmente escorias del sulfoaluminate), y se diseñan compensar los efectos de secar la contracción que se encuentra normalmente con cementos hydráulicos. Esto permite que las losas de piso grandes (cuadrado de hasta 60 m) sean preparadas sin los empalmes de contracción.

Los cementos mezclados blancos se pueden hacer usar la escoria blanca y los materiales suplementarios blancos tales como de gran pureza Metakaolin .

Los cementos coloreados se utilizan para los propósitos decorativos. En algunos estándares, la adición de pigmentos para producir el " cement" coloreado de Portland; se permite. En otros estándares (e. ASTM), los pigmentos se prohiben componentes del cemento de Portland, y los cementos coloreados se venden como " cements" hidráulico mezclado;.

Cementos hydráulicos de No-Portland

cementos de la Pozzolan-cal del . Las mezclas de de tierra pozzolan y de cal son los cementos usados por los romanos, y deben ser encontradas en las estructuras romanas todavía que se colocan (e. el panteón en Roma). Desarrollan fuerza lentamente, pero su última fuerza puede ser muy alta. Los productos de la hidración que producen fuerza son esencialmente iguales que ésos producidos por el cemento de Portland.

cementos de la Escoria-cal del . la escoria de horno granulada tierra de no es hidráulica en sus la propia, pero “es activada” por la adición de álcalis, lo más económicamente posible usar la cal. Son similares a los cementos pozzolan de la cal en sus características. Solamente la escoria granulada (escoria es decir agua-apagada, vidriosa) es eficaz como componente del cemento.

Cementos de Supersulfated del . éstos contienen la escoria de horno granulada tierra del cerca de 80%, yeso del 15% o anhidrita y una pequeña escoria o cal de Portland como activador. Producen fuerza por la formación del Ettringite, con el crecimiento de la fuerza similar a un cemento de Portland lento. Exhiben buena resistencia a los agentes agresivos, incluyendo el sulfato.

los cementos del aluminato del calcio del son cementos hydráulicos hechos sobre todo de la piedra caliza y de la bauxita. Los ingredientes activos son el aluminato monocálcico CaAl₂O₄ (CA en la notación del químico del cemento) y Mayenite Ca₁₂Al₁₄O₃₃ (C₁₂A₇ en CCN). La fuerza forma por la hidración a los hidratos del aluminato del calcio. Bien-se adaptan para el uso en concretos refractarios (resistente de alta temperatura), e. para los revestimientos de horno.

Los cementos del sulfoaluminate del calcio del se hacen de las escorias que incluyen elimite (Ca₄ (AlO₂) ₆SO₄ o C₄A₃$\backslash \; barra\; \backslash \; mathrm\; \{S\}$ a YE el' en la notación del químico del cemento) como fase primaria. Se utilizan en cementos expansivos, en cementos tempranos ultraaltos de la fuerza, y en " bajo-energy" cementos. La hidración produce el ettringite, y las características físicas especializadas (tales como extensión o reacción rápida) son obtenidas por el ajuste de la disponibilidad de los iones del calcio y del sulfato. Su uso como alternativa de poca energía al cemento de Portland se ha iniciado en China, en donde vario millón de toneladas por año se producen. Las necesidades energéticas son más bajas debido a las temperaturas más bajas del horno requeridas para la reacción, y la cantidad más baja de piedra caliza (que debe endothermically ser descarbonatada) en la mezcla. Además, el contenido más bajo de la piedra caliza y la consumición de combustible más baja lleva a una emisión de CO₂ alrededor de mitad ese asociado con la escoria de Portland. Sin embargo, las emisiones de SO₂ son generalmente perceptiblemente más altas.

Los cementos “naturales” corresponden a ciertos cementos de la era de pre-Portland, producidos quemando las piedras calizas arcillosas en las temperaturas moderadas. El nivel de componentes de la arcilla en la piedra caliza (alrededor 30-35%) es tal que las granes cantidades del belite (la fuerza baja-temprano, el alto-tarde mineral de la fuerza en el cemento de Portland) están formadas sin la formación de cal libre de las cantidades excesivas. Como con cualquier material natural, tales cementos tienen características muy variables.

los cementos de Geopolymer del se hacen de las mezclas de silicatos alcalinos-metálicos solubles en agua y de polvos minerales del aluminosilicate tales como cenizas volantes y metakaolin.

Impactos ambientales y sociales

La fabricación del cemento causa consecuencias para el medio ambiente en todas las etapas del proceso. Éstos incluyen emisiones de la contaminación aerotransportada bajo la forma de polvo, los gases, ruido y vibración al funcionar la maquinaria y durante la voladura en las minas, y daño al campo desde la extracción. El equipo para reducir emisiones de polvo durante la extracción y la fabricación de cemento es ampliamente utilizado, y el equipo para atrapar y para separar los gas de escape está entrando en uso creciente. La protección del medio ambiente también incluye la reintegración de minas en el campo después de que hayan sido cerrados abajo volviéndolas a la naturaleza o re-cultivándolas.

Clima

La fabricación del cemento contribuye los gases de efecto invernadero ambos directo con la producción de dióxido de carbono cuando el carbonato de calcio es heated, produciendo la cal y el dióxido de carbono, y también indirectamente con el uso de la energía, particularmente si la energía es originaria de los combustibles fósiles . La industria del cemento produce el 5% de emisiones de CO2 artificiales globales, cuyo el 50% es del proceso químico, y el 40% del combustible ardiente.

Combustibles y materias primas

Una planta del cemento consume 3.500 MJ de combustible por la tonelada de escoria producida, dependiendo de las materias primas y el proceso utilizaron. La mayoría de los hornos de cemento utilizan hoy coque del carbón y del petróleo como combustibles primarios, y en un grado inferior gas natural y aceite combustible. La basura y los subproductos seleccionados con poder calorífico recuperable se pueden utilizar como combustibles en un horno de cemento, substituyendo una porción de combustibles fósiles convencionales, como el carbón, si resuelven especificaciones terminantes. La basura seleccionada y los subproductos que contienen los minerales útiles tales como calcio, silicona, alúmina, e hierro se pueden utilizar como materias primas en el horno, substituyendo las materias primas tales como arcilla, la pizarra, y la piedra caliza. Porque algunos materiales tienen el contenido mineral útil y poder calorífico recuperable, la distinción entre los combustibles alternativos y las materias primas no está siempre clara. Por ejemplo, el lodo de aguas residuales tiene un poder calorífico bajo pero significativo, y quema para dar la ceniza que contiene los minerales útiles en la matriz de la escoria.

Impactos locales

Producir el cemento tiene impactos positivos y negativos significativos en un nivel local. En el positivo el lado, la industria del cemento puede crear las oportunidades del empleo y de negocio para la gente local, particularmente en posiciones remotas en países en vías de desarrollo donde hay pocas otras oportunidades para el desarrollo económico. Los impactos negativos incluyen el disturbio al paisaje, polvo y divulgar, e interrupción a la biodiversidad local de extraer la piedra caliza (la materia prima para el cemento).

Negocio del cemento

En 2002 la producción de mundo de cemento hydráulico era 1.800 millones de toneladas métricas. Los tres productores superiores eran China con 704, la India con 100, y los Estados Unidos con 91 millones de toneladas métricas para un total combinado alrededor de mitad del total del mundo al lado de los estados más populosos del mundo tres.

" Por los últimos 18 años, China ha producido constantemente más cemento que cualquier otro país en el mundo. La exportación del cemento de China enarbolada en 1994 con 11 millones de toneladas enviadas hacia fuera y ha estado en la declinación constante desde que.18 millones de toneladas fueron exportadas fuera de China en 2002. Ofrecido en $34 por tonelada, el cemento chino es la tasación sí mismo fuera del mercado pues Tailandia está pidiendo tan poco como $20 el mismo quality."

" Exigir para el cemento en China es esperado avanzar 5.4% anualmente y exceder 1 mil millones toneladas métricas en 2008, conducido por la reducción pero el crecimiento sano en gastos de construcción. El cemento consumido en China ascenderá hasta el 44% de la demanda global, y China seguirá siendo el consumidor nacional más grande del mundo del cemento por un margin." grande;

En 2006 era estimado que China fabricó 1.235 mil millones toneladas métricas de cemento, que es el 44% de la producción del cemento del total del mundo.

Ver también

Teoría de la APUESTA
Notación del químico del cemento
Cenizas volantes
Cemento de Portland
Cemento de Rosendale

.

Zenithic

Sulfamethoxazole

Random links:

Heroína | Tomte | 1984 en la India | Arrondissements del departamento Ain | Caballo de alquiler traga el ferrocarril