Цікаві факти про цемент
Цемент рятує від парникових газів
Прийнято вважати, що цемент став набувати звичні нам обриси на початку 19 століття, хоча родинні матеріали з подібними властивостями виготовляли ще вавилоняни, ассирійці, македонці, римляни і представники багатьох інших народів.
При всій своїй важливості для людства цемент має істотний недолік - його виробництво супроводжується викидами великої кількості парникових газів.
Вони складають 90% світового обсягу викидів вуглекислого газу від промислових процесів і 5% від сукупних викидів, якщо враховувати спалювання викопного палива. Відбувається це тому, що для перетворення вапняку в цемент необхідна температура близько 1500 C. Для її досягнення також необхідно спалювати велику кількість того самого викопного палива.
А так як цей матеріал потрібен практично повсюдно і виробляється у величезних кількостях, екологи цілком мають право відчувати серйозне хвилювання з приводу його загальносвітового виробництва. Тільки з 1930 по 2013 рік у світі було отримано близько 76 мільярдів тонн цементу, що призвело до викиду в атмосферу 38,2 гігатонн вуглекислого газу.
Ось ще інформація про те, як За 2 роки Китай виробив більше цементу, ніж США за весь 20-е століття
І, тим не менш, відомий факт, що той же самий цемент здатний поглинати парникові гази. Позитивний ефект цього процесу для екології ніколи не оцінювався. У надії заповнити цю прогалину і хоча б частково виправдати цемент, за справу взялася міжнародна команда дослідників під керівництвом професора Університету Східної Англії Дабо Гуаня.
Вчені виявили, що в ході природного процесу карбонізації цементу і матеріалів на його основі відбувається поглинання вуглекислого газу з повітря, з яким дійсно варто рахуватися. Вони проаналізували нові польові дані, зібрані в Китаї, а також вже наявні результати досліджень цементу протягом усього терміну його служби, включаючи вторинне використання, і змоделювали регіональне і глобальне поглинання атмосферного вуглекислого газу всіма цими матеріалами між 1930 і 2013 роками.
Як повідомляється в офіційному прес-релізі, за цей часовий період цементні матеріали повинні були поглинути близько 4,5 гігатонн вуглецю або, в перерахунку на вуглекислий газ, 16 гігатонн. І це компенсує до 43% викидів вуглекислого газу при їх виробництві.
Була виявлена також цікава залежність процесу поглинання вуглекислого газу від віку цементу. Так з 2000 до 2013 року матеріали старше 5 і 10 років повинні були поглинати щорічно 25 і 14% від загальної кількості поглиненого вуглекислого газу, відповідно. Тобто в ході старіння цементу ефективність процесу підвищується. Це відбувається в тому числі і тому, що матеріал "у віці" більш схильний до руйнування, що в свою чергу веде до утворення нових порожнин і поверхонь, готових до корисної праці.
На думку фахівців, результати цього дослідження змусять істотно переглянути моделі глобальних викидів парникових газів в атмосферу. Крім цього, вони показують, що цемент, сам по собі, - не таке вже велике зло, яким його виставляють екологи, і що головна проблема - це все той же викопне паливо. І якщо його хоча б частково вдасться замінити при виробництві, то в довгостроковій перспективі використання цементу може потенційно мати навіть позитивний екологічний ефект.
Результати роботи були опубліковані авторами в виданні Nature Geoscience.
Здавалося б, що може бути цікавого в цементі. А виявляється є. Що ми знаємо про нього і взагалі про в`яжучих будівельних сумішах?
цемент (Лат. Caementum - «щебінь, битий камінь») - штучне неорганічне в`язка речовина. Один з основних будівельних матеріалів. При взаємодії з водою, водними розчинами солей та іншими рідинами утворює пластичну масу, яка потім твердне і перетворюється в камневидное тіло.
В основному використовується для виготовлення бетону і будівельних розчинів. Цемент є гідравлічним в`яжучим і має здатність набирати міцність у вологих умовах, ніж принципово відрізняється від деяких інших мінеральних в`яжучих - (гіпсу, повітряного вапна), які твердіють тільки на повітрі.
Марка цементу це умовна величина, позначає, що міцність при стисненні, не нижче визначеної марки (200, 300, 400, 500, 600)
Цемент для будівельних розчинів це малоклінкерний композиційний цемент, призначений для кладок і штукатурних розчинів. Виготовляють спільним помелом портландцементного клінкеру, активних мінеральних добавок і наповнювачів.
Знаменитий портландцемент виходить при нагріванні вапняку і глини або інших матеріалів подібного валового складу і достатньої активності до температури +1450 - +1480 ° С. Відбувається часткове плавлення, і утворюються гранули клінкеру.
Клінкер (в цементній промисловості) - проміжний продукт при виробництві цементу.
При нагріванні суміші отриманої з вапняку (близько 75%) і глини (близько 25%) або інших матеріалів подібного валового складу і достатньої активності до температури 1450 ° С відбувається часткове плавлення і утворюються гранули клінкеру.
Для отримання цементу, клінкер перемішують з кількома відсотками гіпсу (близько 5%, що залежить від марки гіпсу і змісту SO3 в клінкері) і тонко перемелюють. Гіпс управляє швидкістю схвативанія- його можна частково замінити іншими формами сульфату кальцію. Деякі технічні умови дозволяють додавати інші матеріали під час помелу.
Клінкер розмелюють спільно приблизно з 5 відсотками гіпсового каменю. Гіпсовий камінь управляє швидкістю схвативанія- його можна частково замінити іншими формами сульфату кальцію.
Деякі технічні умови дозволяють додавати інші матеріали під час помелу. Типовий клінкер має приблизний склад 67% Сао, 22% SiO2, 5% Al2О3, 3% Fe2O3 і 3% інших компонентів і зазвичай містить чотири головні фази, звані Аліто, білить, алюмінатних фаза і алюмоферрітная фаза. У клінкері зазвичай присутні в невеликих кількостях і кілька інших фаз, таких як лужні сульфати і оксид кальцію.
Історія появи цементу
Способи виробництва в`яжучих речовин були винайдені десь в 3-4 тисячолітті до нашої ери. Це відбувалося в процесі випалу гірських порід і подальшого подрібнення продуктів випалу. Перші штучно створені в`яжучі речовини - вапно і будівельний гіпс застосовувалися під час будівництва бетонної галереї лабіринту в Єгипті в 3600 році до нашої ери, римського Пантеону, Великої Китайської стіни, фундаментів стародавніх будинків в Мексиці. В`яжучі матеріали вапно, гіпс і глина володіють здатністю укріпляти тільки на повітрі тому вони і називаються повітряними. Міцність у всіх повітряних в`яжучих матеріалів досить невисока.
З плином часу водостійкість таких вапняних розчинів вже вміли підвищувати шляхом введення в розчин обпаленої глини дрібного помелу і вулканічних порід, що називаються «пуцолани» (так називалися вони тому, що поклади цих порід знаходилися в стародавньому Римі біля міста Поццуоллі).
У Москві з 1584 року діє так званий «Кам`яний наказ», основним завданням якого було виробництво цегли і заготівля каменю для будівництва, також він займався і виробництвом вапна.
Протягом багатьох тисячоліть тільки повітряні суміші вапна і гіпсу були в`яжучими матеріалами. Їх недоліком була низька водостійкість.
У зв`язку з великою інтенсивністю розвитку в 18-м столітті промисловості в Росії виникла необхідність у систематизації знань про в`яжучих речовинах, створення їх удосконалених видів.
Нам же цемент відомий з 1822 року. Єгор Челиев, російський будівельник, методом змішування глини та вапна отримав матеріал з в`яжучими властивостями. За подію декількох років він випустив книгу, в якій описав процес приготування цементних матеріалів і бетону, а також всі переваги використання їх при кладці цегли в будівництві набережних і будівель.
Англієць Д. Аспінд в 1824 році отримав на виготовлення цементу патент. Він запропонував виготовляти цемент наступним чином: потрібно змішати глину і вапняну пил, і цю суміш обробити при високій температурі. Вийшов сірий матеріал (клінкер). Його необхідно було подрібнити до дрібного помелу і змішати з водою. При висиханні виходив матеріал високої міцності. Цей матеріал назвали портландцемент. У місті Портланд добували камінь, схожий по своїй міцності і кольором на цемент, який був отриманий Аспінд.
Після появи цементу він був гідно оцінений. Зараз без використання цементу навіть не можна уявити собі жодне будівництво або ремонт. Цемент це не конкретний будівельний матеріал. Ця назва узагальнює групу речовин з такими фізичними характеристиками як, в`язкість, порошкоподібних, здатність утворювати разом з водою пластичну масу, яка приймає, висихаючи, камневидное стан. Цей процес повністю односторонній.
Якщо цемент затвердів, то в первісний стан він не повернеться ніколи. Основні компоненти цементу - глинисті, маргелістие, вапняні породи і добавки (шлак, боксити і ін.) У процесі високотемпературної і високотехнологічної обробки сировина потрапляє в стадію часткового або повного плавлення. При цьому процесі утворюються алюмінати або силікати кальцію, завдяки їм цемент набуває високу міцність. Є дуже багато видів цементу: портландцемент, глиноземистий цемент, пуццолановий і шлаковий цементи, спеціальні цементи, наприклад, кислототривкий і ін.
