Цемент - Cement

Для использования в других целях см. Цемент (значения).
Не путать с Конкретный или же раствор (кладка).

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.

А цемент это связующее, вещество, используемое для строительства, которое наборы, затвердевает и прилипает к другим материалы связать их вместе. Цемент редко используется сам по себе, а скорее используется для связывания песка и гравия (совокупность ) вместе. Цемент, смешанный с мелким заполнителем, дает ступка для кладки или с песок и гравий, производит бетон. Бетон является наиболее широко используемым существующим материалом и уступает только воде как наиболее потребляемому ресурсу планеты.[2]

Цементы, используемые в строительстве, обычно неорганический, довольно часто Лайм или же силикат кальция на основе, которую можно охарактеризовать как негидравлический или же гидравлический 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 по мере высыхания и вступает в реакцию с углекислый газ в воздухе. После схватывания он устойчив к воздействию химикатов.

Гидравлические цементы (например., портландцемент ) установить и стать клей из-за химическая реакция между сухими ингредиентами и водой. В результате химической реакции образуется минеральный гидраты которые не очень растворимы в воде и поэтому достаточно долговечны 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 обнаружен древними римлянами, которые использовали вулканический пепел (пуццолана ) с добавлением извести (оксида кальция).

Слово «цемент» восходит к древнеримскому термину. opus caementicium, используется для описания кирпичной кладки, напоминающей современный бетон, которая была сделана из щебня с негашеной известью в качестве связующего. Добавки вулканического пепла и измельченного кирпича к обожженной извести для получения гидравлическое связующее, позже стали называть цемент, cimentum, cäment, и цемент. 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 миллиарда тонн, уступая только Китаю и США.[6] Начальный прокаливание реакция при производстве цемента составляет около 4% мировых CO
2 выбросы.[7] На общий процесс приходится около 8% мировых CO
2 выбросы, поскольку цементная печь в котором происходит реакция, обычно сжигается углем или нефтяной кокс из-за светящегося пламени, необходимого для нагрева печи за счет лучистой теплопередачи.[8] В результате производство цемента является основным источником изменение климата.

Химия

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

Клинкер конкреции, полученные спеканием при 1450 ° C.

Безусловно, наиболее распространенным типом цемента является гидравлический цемент, который затвердевает за счет увлажнения клинкер минералы при добавлении воды. Гидравлические цементы (например, портландцемент) состоят из смеси силикатов и оксидов, четырех основных минеральных фаз клинкера, сокращенно обозначение химика цемента, существование:

C3S: Алит (3CaO · SiO2);
C2S: Белите (2CaO · SiO2);
C3А: Трикальций алюминат (3CaO · Al2О3) (исторически и до сих пор иногда назывался целит);
C4AF: Браунмиллерит (4CaO · Al2О3· Fe2О3).

Силикаты отвечают за механические свойства цемента - трикальцийалюминат и браунмиллерит необходимы для образования жидкой фазы во время спекание (стрельба ) процесс клинкера при высокой температуре в печь. Химия этих реакций до конца не ясна и до сих пор является объектом исследований.[9]

Во-первых, известняк (карбонат кальция) сжигается для удаления углерода, образуя Лайм (оксид кальция) в так называемом прокаливание реакция. Эта единственная химическая реакция является основным источником глобальных выбросов. выбросы углекислого газа.[10]

CaCO3 → CaO + CO2

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

2CaO + SiO2 → 2CaO.SiO2
3CaO + SiO2 → 3CaO.SiO2

Известь также реагирует с оксидом алюминия с образованием трехкальциевого алюмината.

3CaO + Al2О3 → 3CaO.Al2О3

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

4CaO + Al2О3 + Fe2О3 → 4CaO.Al2О3.Fe2О3

Негидравлический цемент

Оксид кальция получено термическое разложение из карбонат кальция при высокой температуре (выше 825 ° С).

Менее распространенной формой цемента является негидравлический цемент, Такие как гашеная известь (оксид кальция смешанный с водой), затвердевает карбонизация в контакте с углекислый газ, присутствующий в воздухе (~ 412 об. ppm 0,04 об.%). Первый оксид кальция (известь) производится из карбонат кальция (известняк или же мел ) к прокаливание при температуре выше 825 ° C (1517 ° F) в течение примерно 10 часов при атмосферное давление:

CaCO3 → CaO + CO2

Затем оксид кальция потраченный (гашеная) смешивая с водой, чтобы получить гашеную известь (гидроксид кальция ):

CaO + H2О → Са (ОН)2

Как только лишняя вода полностью испарится (этот процесс технически называется параметр) начинается карбонизация:

Са (ОН)2 + CO2 → CaCO3 + H2О

Эта реакция медленная, потому что частичное давление углекислого газа в воздухе мало (~ 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 известковый цикл.

История

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

Цемент, говоря химически, - это продукт, который включает Лайм в качестве основного связующего ингредиента, но это далеко не первый материал, используемый для цементирования. В Вавилоняне и Ассирийцы использовал битум связать жженый кирпич или алебастр плиты. В Древний Египет, каменные блоки были зацементированы ступка сделано из песок и грубо обгорел гипс (CaSO4 · 2H2O), который часто содержал карбонат кальция (CaCO3).[12]

Греки и римляне

Известь (оксид кальция) использовалась на Крит и по Древние греки. Есть свидетельства того, что Минойцы Крита использовали толченый черепок в качестве искусственного пуццолан для гидравлического цемента.[12] Никто не знает, кто первым обнаружил, что сочетание гашеная негидравлическая известь а пуццолан производит гидравлическую смесь (см. также: Пуццолановая реакция ), но именно такой бетон использовали Древние македонцы,[13][14] и три века спустя в больших масштабах Римские инженеры.[15][16][17]

Есть ... вид порошка, который естественным образом дает поразительные результаты. Он находится по соседству с Baiae и в стране, принадлежащей городам вокруг Гора Везувий. 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 «Пуццолана» гл. 1

Греки использовали вулканический туф с острова Тера в качестве пуццолана римляне использовали измельченный вулканический пепел (активирован силикаты алюминия ) с лаймом. Эта смесь могла схватываться под водой, увеличивая ее сопротивление.[требуется разъяснение ] Материал назывался пуццолана из города Поццуоли, к западу от Неаполь где добывался вулканический пепел.[18] В отсутствие пуццоланового пепла римляне использовали порошкообразный кирпич или глиняную посуду в качестве заменителя, и они, возможно, использовали для этой цели измельченную плитку, прежде чем открыли природные источники около Рима.[12] Огромный купол из Пантеон в Риме и массивные Термы Каракаллы являются примерами древних построек из этих бетонов, многие из которых сохранились до сих пор.[19][2] Обширная система Римские акведуки также широко применялся гидравлический цемент.[20] Римский бетон редко использовался снаружи зданий. Обычной техникой было использование облицовочного кирпича в качестве облицовочного материала. опалубка для заполнения ступка смешанный с совокупность осколков камня, кирпича, черепки, переработанные куски бетона или другой строительный мусор.[21]

Средний возраст

Любое сохранение этих знаний в литературе от Средний возраст неизвестно, но средневековый масоны и некоторые военные инженеры активно использовали гидравлический цемент в таких конструкциях, как каналы, крепости, гавани, и судостроительные объекты.[22][23] При строительстве использовалась смесь известкового раствора и заполнителя с облицовочным материалом из кирпича или камня. Восточная Римская Империя а также на Западе в Готический период. Немец Рейнланд продолжали использовать гидравлический раствор в средние века, имея местные месторождения пуццолана, называемые трасса.[21]

16-ый век

Полосатый это строительный материал из раковина устрицы известь, песок и целые раковины устриц для образования бетона. Испанцы завезли его в Америку в шестнадцатом веке.[24]

18-ый век

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

Джон Смитон внесли важный вклад в развитие цемента при планировании строительства третьего Маяк Эддистоун (1755–59) в Английский канал теперь известен как Башня Смитона. Ему нужен был гидравлический миномет, который бы схватывался и развивал некоторую прочность за двенадцать часов между последовательными высотами. Приливы. Он проводил эксперименты с комбинациями разных Известняки и добавки, включая трассу и пуццоланы[12] и провели исчерпывающее исследование рынка доступной гидравлической извести, посетив их производственные площадки, и отметили, что «гидравлическая способность» извести напрямую связана с глина содержание известняк использовал, чтобы сделать это. Смитон был инженером-строителем по профессии и не пошел дальше.

в Южноатлантическое побережье Соединенных Штатов, полосатый полагаясь на устрицу кучи более раннего индейского населения использовалось в 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 лепнина имитировать камень. Для этого предпочитали гидравлическую известь, но необходимость быстрого схватывания подтолкнула к разработке новых цементов. Самым известным был Паркер "Римский цемент ".[25] Это было разработано Джеймс Паркер в 1780-х годах и, наконец, запатентовали в 1796 году. Фактически, это не было ничего похожего на материал, используемый римлянами, но представлял собой «натуральный цемент», полученный путем сжигания септария – узелки которые находятся в определенных глинистых месторождениях и содержат оба глинистые минералы и карбонат кальция. Сгоревший узелки были измельчены до мелкого порошка. Этот продукт, превращенный в ступку с песком, схватывается за 5–15 минут. Успех «римского цемента» побудил других производителей разрабатывать конкурирующие продукты путем сжигания искусственных гидравлическая известь цементы глина и мел Римский цемент быстро стал популярным, но в значительной степени был заменен портландцемент в 1850-х гг.[12]

19 век

Видимо не знает Смитона работы, такой же принцип обозначил француз Луи Вика в первом десятилетии девятнадцатого века. Вика продолжал изобретать метод соединения мела и глины в однородную смесь, и, сжигая ее, в 1817 году произвел «искусственный цемент».[26] считается "главным предшественником"[12] портландцемента и "... Эдгар Доббс из Southwark запатентовал такой цемент в 1811 году ».[12]

В России, Егор Челиев создал новое связующее путем смешивания извести и глины. Его результаты были опубликованы в 1822 году в его книге. Трактат об искусстве приготовления хорошего раствора опубликовано в Санкт-Петербург. Несколько лет спустя, в 1825 году, он опубликовал еще одну книгу, в которой описал различные методы изготовления цемента и бетона, а также преимущества цемента при строительстве зданий и насыпей.[27][28]

Уильям Аспдин считается изобретателем «модерна» портландцемент.[29]

портландцемент, наиболее распространенный тип цемента, широко используемый во всем мире в качестве основного ингредиента бетона, ступка, лепнина, и неспециализированные раствор, был разработан в Англии в середине 19 века и обычно происходит из известняк. Джеймс Фрост примерно в то же время производил то, что он назвал «британским цементом», но не получил патента до 1822 года.[30] В 1824 г. Джозеф Аспдин запатентовал аналогичный материал, который назвал портландцемент, потому что рендер из него был по цвету похож на престижный Портлендский камень добыт на Остров Портленд, Дорсет, Англия. Тем не менее, цемент Аспдинса не был похож на современный портландцемент, а был первым шагом в его развитии, получившим название прото-портландцемент.[12] Сын Джозефа Аспдинса Уильям Аспдин покинул компанию своего отца и на производстве цемента, по-видимому, случайно произвел силикаты кальция в 1840-х годах - средний шаг 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 износил жернова, которые были единственными доступными технология шлифования времени. 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 дальнейшее усовершенствование производства мезо-портландцемент (средняя стадия развития) и утверждал, что он был настоящим отцом портландцемента.[31]

Время схватывания и «ранняя прочность» - важные характеристики цементов. Гидравлическая известь, «натуральные» и «искусственные» цементы полагаются на свои белите (2 CaO · SiO2, сокращенно C2S) контент для сила разработка. Белит медленно набирает силу. Поскольку они были сожжены при температуре ниже 1250 ° C (2280 ° F), они не содержали алит (3 CaO · SiO2, сокращенно C3S), 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, которой Уильям Аспдин окружил свой продукт, другие (например., Вика и Джонсон) заявили о приоритете в этом изобретении, но недавний анализ[32] его бетона и сырого цемента показали, что продукт Уильяма Аспдина производился на Northfleet, 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 спекание смесь в печь.

В США первое крупномасштабное использование цемента было Rosendale цемент, натуральный цемент, добываемый из массивного месторождения большой доломит месторождение, открытое в начале 19 века недалеко от г. Розендейл, Нью-Йорк. Цемент Rosendale был чрезвычайно популярен для фундамента зданий (например, Статуя Свободы, Главное здание, Бруклинский мост ) и футеровка водопроводных труб.[33]

Сорель цемент, или цемент на основе магнезии, был запатентован в 1867 году французом Станислас Сорель.[34] Он был прочнее портландцемента, но имел плохую водостойкость (выщелачивание) и коррозионные свойства (точечная коррозия из-за наличия вымываемых хлористый анионы и низкий pH (8,5–9,5) его поровой воды) ограничивали его использование в качестве железобетона для строительства зданий.[35]

Следующим шагом в производстве портландцемента стало внедрение вращающаяся печь, который произвел более сильный (более алит, С3S, образовавшийся при более высокой температуре, 1450 ° C), более однородный клинкер смесь и способствовали непрерывному производственному процессу.[12]

20 век

Национальная Цементная Акционерная Компания Эфиопия новый завод в Dire Dawa.

Цементы на основе алюмината кальция были запатентованы 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 долгая время отверждения не менее месяца на Rosendale цемент сделало его непопулярным для строительства шоссе 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 здание Нью-Йорка. Акведук Кэтскилл, был впечатлен долговечностью цемента Rosendale и придумал смесь цементов Rosendale и Portland, которые обладали хорошими характеристиками 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-Пальц, 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

Современные гидравлические разработки начались с началом Индустриальная революция (около 1800 г.), движимые тремя основными потребностями:

  • Гидравлический цементная штукатурка (лепнина ) для отделки кирпичных построек 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[а][40][41][42]
СвойствопортландцементКремнистый[b] летучая золаИзвестковый[c] летучая золаЦементный шлакДым кремнезема
Содержание (%)
SiO221.952353585–97
Al2О36.9231812—
Fe2О331161—
CaO6352140< 1
MgO2.5————
ТАК31.7————
Удельная поверхность[d]
(м2/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 воздухопроницаемость метод (Блейн).

Современные цементы часто портландцемент или смеси портландцемента, но промышленность также использует другие цементы.

портландцемент

Основная статья: портландцемент

Портландцемент, форма гидравлического цемента, на сегодняшний день является наиболее распространенным типом цемента для общего использования во всем мире. Этот цемент производится путем нагрева известняк (карбонат кальция) с другими материалами (такими как глина ) до 1450 ° C (2640 ° F) в печь, в процессе, известном как прокаливание который высвобождает молекулу углекислый газ из карбоната кальция с образованием оксид кальция, или негашеная 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 гипс в порошок, чтобы сделать обычный портландцемент, наиболее часто используемый тип цемента (часто называемый OPC) .Портландцемент является основным ингредиентом бетона, ступка, и большинство неспециализированных раствор. Чаще всего портландцемент используется для изготовления бетона. Бетон - это композитный материал из совокупность (гравий и песок ), цемент и вода. В качестве строительного материала бетон может быть отлит практически любой формы, а после затвердевания может быть конструктивным (несущим) элементом. Портландцемент может быть серым или белый.

Смесь портландцемента

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

Портландцемент доменный шлаковый, или доменный цемент (Номенклатура ASTM C595 и EN 197-1 соответственно), содержит до 95% доменный гранулированный измельченный шлак, остальной портлендский клинкер и немного 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.

Зольный портландцемент содержит до 40% летучая зола по стандартам ASTM (ASTM C595) или на 35% по стандартам EN (EN 197-1). Летучая зола пуццолановый, так что сохраняется предел прочности. 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 летучей золы, так как летучая зола является пуццолан, но также включает цементы, изготовленные из других природных или искусственных пуццоланов. В странах, где вулканический пепел доступны (например, Италия, Чили, Мексика, Филиппины), эти цементы часто являются наиболее распространенной формой использования. Максимальные коэффициенты замены обычно определяются как для портландцемента с зольной пылью.

Портландцемент дымчатый кремнезем. Добавление кремнеземный дым могут давать исключительно высокую прочность, и иногда производятся цементы, содержащие 5–20% микрокремнезема, при этом 10% - это максимально допустимая добавка согласно EN 197-1. Однако микрокремнезем чаще добавляют в портландцемент в бетономешалке.[44]

Кладочные цементы используются для подготовки кирпичной кладки минометы и лепнина, и его 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 вещества, замедлители схватывания, гидроизоляционные агенты 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 цементные смеси может быть изготовлен с использованием белого клинкера (содержащего мало железа или не содержащего железа) и белых дополнительных материалов, таких как высокочистый метакаолин. Цветные цементы служат декоративным целям. Некоторые стандарты разрешают добавление пигментов для получения цветной портландцемент. Другие стандарты (например, ASTM) не допускают пигментов в портландцементе, а цветные цементы продаются как смешанные гидравлические цементы.

Цемент очень мелкого помола 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]

Прочие цементы

Пуццолан-известковые цементы смеси земли пуццолан и Лайм. 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—доменный гранулированный измельченный шлак не является гидравлическим сам по себе, но "активируется" добавлением щелочей, наиболее экономично используя известь. По своим свойствам они похожи на пуццолановые известковые цементы. Только гранулированный шлак (т.е. закаленный водой стекловидный шлак) эффективен в качестве цементного компонента.

Суперсульфатированные цементы содержат около 80% измельченного гранулированного доменного шлака, 15% гипс или же ангидрит и немного портлендского клинкера или извести в качестве активатора. Они производят силу за счет образования эттрингит, с ростом прочности, как у медленного портландцемента. Они обладают хорошей устойчивостью к агрессивным агентам, в том числе сульфатам.Цементы на основе алюмината кальция гидравлические цементы, сделанные в основном из известняк и боксит. Активные ингредиенты: алюминат монокальция CaAl.2О4 (CaO · Al2О3 или CA в Обозначение химика цемента, CCN) и майенит Ca12Al14О33 (12 CaO · 7 Al2О3, или C12А7 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 сделаны из клинкера, в состав которого входят ye'elimite (Ca4(AlO2)6ТАК4 или C4А3S в Обозначение 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 меньший расход топлива приводит к образованию CO2 выбросы примерно вдвое меньше, чем у портлендского клинкера. Однако SO2 выбросы обычно значительно выше.

«Натуральные» цементы соответствующие некоторым видам цемента допортлендской эпохи, производятся путем сжигания глинистые известняки при умеренных температурах. Уровень глинистых компонентов в известняке (около 30–35%) таков, что большое количество белите (минерал с низкой-ранней прочностью и высокопрочным минералом в портландцементе) образуются без образования чрезмерного количества свободной извести. Как и любой природный материал, такие цементы обладают очень разными свойствами.

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

Полимерные цементы сделаны из органических химикатов, которые полимеризуются. Производители часто используют термореактивный материалы. Хотя они часто значительно дороже, они могут давать водостойкий материал, обладающий полезным пределом прочности на разрыв.

Сорел Цемент представляет собой твердый и прочный цемент, изготовленный из оксида магния и раствора хлорида магния.

Отверждение, отверждение и отверждение

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 необходимо защищать от испарения воды из-за прямого солнечного света, повышенной температуры, низкой относительная влажность и ветер.

В межфазная переходная зона (ITZ) - регион цемент наклеить вокруг совокупность частицы в конкретный. В зоне постепенный переход в микроструктурный особенности происходит.[49] Эта зона может иметь ширину до 35 микрометров. [50]:351 Другие исследования показали, что ширина может достигать 50 микрометров. Среднее содержание непрореагировавшей фазы клинкера уменьшается и пористость уменьшается к поверхности заполнителя. Аналогично, содержание эттрингит увеличивается ITZ. [50]:352

Вопросы безопасности

На мешках с цементом обычно напечатаны предупреждения о здоровье и безопасности, потому что цемент не только высок. щелочной, но процесс настройки экзотермический. В результате влажный цемент сильно едкий (pH = 13,5) и может легко вызвать тяжелые ожоги кожи если сразу не смыть водой. Точно так же сухой цементный порошок при контакте с слизистые оболочки 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 (FeSO4) часто добавляют в цемент для преобразования канцерогенного шестивалентного хромат (CrO42−) в трехвалентный хром (Cr3+), менее токсичный химический вид. Пользователи цемента также должны носить соответствующие перчатки и защитную одежду.[52]

Цементная промышленность в мире

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

В 2010 году мировое производство гидроцемента было 3300 млн тонн (3,2×109 длинные тонны; 3,6×109 короткие тонны). В тройку лидеров вошли Китай с 1800, Индия с 220, и Соединенные Штаты Америки с 63,5 миллионами тонн, что в сумме составляет более половины мирового объема, приходящегося на три самых густонаселенных государства 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 течение 2011 и 2012 годов мировое потребление продолжало расти, увеличившись до 3585 млн тонн в 2011 году и 3736 млн тонн в 2012 году, в то время как годовой показатель 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.

Сейчас Иран является третьим по величине производителем цемента в мире и с 2008 по 2011 год увеличил производство более чем на 10%.[55] Из-за роста цен на электроэнергию в Пакистане и других крупных странах-производителях цемента Иран занимает уникальное положение в качестве торгового партнера, использующего собственные излишки нефти для производства клинкерных заводов. В настоящее время Иран является ведущим производителем на Ближнем Востоке и продолжает укреплять свое доминирующее положение на местных рынках и за рубежом.[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.[требуется разъяснение ] и рецессия. 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

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 медленным, но здоровым ростом расходов на строительство. Потребление цемента в Китае составит 44% мирового спроса, а Китай останется в мире. крупнейший национальный потребитель цемента с большим отрывом ».[59]

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

Воздействие на окружающую среду

Дальнейшая 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 машин и во время взрывных работ на карьеры, и ущерб сельской местности от 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.

CO2 выбросы

Глобальные выбросы углерода по видам до 2018 г.

Концентрация углерода в цементных пролетах составляет от ≈5% в цементных конструкциях до ≈8% в случае дорог в цементе.[60] Выпуски по производству цемента CO
2 в атмосфере как непосредственно, когда карбонат кальция нагревается, производя Лайм и углекислый газ,[61][62] а также косвенно за счет использования энергии, если ее производство связано с выбросами CO2. Цементная промышленность производит около 10% мировой искусственный СО2 выбросы, из которых 60% приходится на химический процесс и 40% на сжигание топлива.[63] А Chatham House исследование 2018 года оценивает, что 4 миллиарда тонн цемента, производимого ежегодно, составляют 8% мировых выбросов CO.2 выбросы.[3]

Около 900 кг CO2 выбрасываются на каждые 1000 кг произведенного портландцемента. В Европейском Союзе удельное потребление энергии для производства цементного клинкера сократилось примерно на 30% с 1970-х годов. Это снижение потребности в первичной энергии эквивалентно примерно 11 миллионам тонн угля в год с соответствующими преимуществами в сокращении выбросов CO.2 выбросы. На это приходится примерно 5% антропогенного CO.2.[64]

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 тонкого порошка.[нужна 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.[65]

В некоторых приложениях известковый раствор реабсорбирует часть CO2 as был выпущен при его производстве, и потребляет меньше энергии при производстве, чем обычный цемент.[66] Новые типы цемента от Novacem[67] и Эко-цемент может поглотить углекислый газ от окружающего воздуха при застывании.[68]

По состоянию на 2019 год улавливание и хранение углерода готовится к испытанию, но его финансовая жизнеспособность сомнительна.[69]

Выбросы тяжелых металлов в воздух

В некоторых случаях, в основном в зависимости от происхождения и состава используемого сырья, в процессе высокотемпературного обжига известняка и глинистых минералов в атмосферу могут выделяться газы и пыль, богатая летучими веществами. тяжелые металлы, например таллий,[70] кадмий и Меркурий самые токсичные. Тяжелые металлы (Tl, Cd, Hg, ...), а также селен часто встречаются в виде микроэлементов в обычном металле сульфиды (пирит (FeS2), 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».[71]

Тяжелые металлы, присутствующие в клинкере

Присутствие тяжелых металлов в клинкере связано как с природным сырьем, так и с использованием вторичных вторичных продуктов или альтернативных видов топлива. Высокий pH, преобладающий в поровых водах цемента (12,5 Никель, цинк и свинец обычно содержатся в цементе в незначительных концентрациях. Хром может также непосредственно возникать как естественная примесь из сырья или как вторичное загрязнение в результате истирания твердых хромистых сталей, используемых в шаровых мельницах при измельчении клинкера. В качестве хромат (CrO42−) токсичен и может вызывать тяжелую кожную аллергию в следовых концентрациях, иногда он восстанавливается до трехвалентного Cr (III) путем добавления сульфат железа (FeSO4).

Использование альтернативных видов топлива и побочных продуктов

Цементный завод потребляет от 3 до 6 ГДж топлива на тонну произведенного клинкера в зависимости от используемого сырья и технологического процесса. Сегодня в большинстве цементных печей в качестве основного топлива используются уголь и нефтяной кокс, и в меньшей степени - природный газ и мазут. Отобранные отходы и побочные продукты с восстанавливаемой теплотворной способностью могут использоваться в качестве топлива в цементной печи (называемой совместная обработка ), заменяя часть обычных ископаемых видов топлива, таких как уголь, если они соответствуют строгим требованиям. Отобранные отходы и побочные продукты, содержащие полезные минералы, такие как кальций, кремнезем, глинозем и железо, могут использоваться в качестве сырья в печи, заменяя сырье, такое как глина, сланец, и известняк. Поскольку некоторые материалы имеют как полезное минеральное содержание, так и извлекаемую теплотворную способность, различие между альтернативными видами топлива и сырьем не всегда очевидно. Например, осадок сточных вод имеет низкую, но значительную теплотворную способность и сгорает с образованием золы, содержащей минералы, полезные в матрице клинкера.[72] 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.[73]:п. 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 разъяснение ] 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 встраиваются в структуру клинкера, и не образуются побочные продукты, такие как зола остатков.[74]

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 приносит пользу как обществу, так и компании: CO2-выбросы ниже, чем при использовании ископаемого топлива, отходы могут быть совместно переработаны эффективным и устойчивым образом, а потребность в определенных первичных материалах может быть снижена. 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[75] 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

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 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 CO2.[76]

Растущие экологические проблемы и рост стоимости топлива ископаемого происхождения привели во многих странах к резкому сокращению ресурсов, необходимых для производства цемента и сточных вод (пыли и выхлопных газов).[77]

Команда на Эдинбургский университет разработал процесс «DUPE», основанный на микробной активности Sporosarcina pasteurii, бактерия, осаждающая карбонат кальция, который при смешивании с песок и моча, может производить блоки из раствора с прочностью на сжатие 70% от прочности обычных строительных материалов.[78]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Draeger: Руководство по выбору и использованию фильтрующих устройств» (PDF). Draeger. 22 мая 2020. В архиве (PDF) из оригинала 22 мая 2020 г.. Получено 22 мая 2020.
  2. ^ а б Роджерс, Люси (17 декабря 2018 г.). «Огромный выброс CO2, о котором вы, возможно, не знали». Новости BBC. Получено 17 декабря 2018.
  3. ^ а б «Изменение бетона: инновации в низкоуглеродистом цементе и бетоне». Chatham House. В архиве с оригинала 31 августа 2020 г.. Получено 17 декабря 2018.
  4. ^ а б Харгривз, Дэвид (март 2013). «Отчет Global Cement, 10-е издание» (PDF). Международный обзор цемента. В архиве (PDF) из оригинала 26 ноября 2013 г.
  5. ^ а б Уголь и цемент. Всемирная угольная ассоциация В архиве 8 августа 2011 г. Wayback Machine
  6. ^ Бетон: самый разрушительный материал на Земле The Guardian 31.8. 2019 г.
  7. ^ «Выбросы CO2 по видам топлива, мир, 2018».
  8. ^ «Если бы цементная промышленность была страной, она была бы третьим по величине источником выбросов в мире».
  9. ^ Окончательно расшифрована основная молекулярная структура цемента (MIT, 2009) В архиве 21 февраля 2013 г. Wayback Machine
  10. ^ «Обзор парниковых газов EPA».
  11. ^ «История бетона». Отделение материаловедения и инженерии, Иллинойский университет, Урбана-Шампейн. В архиве из оригинала 27 ноября 2012 г.. Получено 8 января 2013.
  12. ^ а б c d е ж грамм час я Блезард, Роберт Г. (2004) «История известковых цементов» в Hewlett, Peter C., ed .. Леа химия цемента и бетона. 4-е изд. Амстердам: Эльзевьер Баттерворт-Хайнеманн. С. 1–24. ISBN  9780080535418
  13. ^ Брабант, Малькольм (12 апреля 2011 г.). Македонцы создали цемент за три века до римлян В архиве 9 апреля 2019 в Wayback Machine, Новости BBC.
  14. ^ От Геракла до Александра Великого: сокровища из королевской столицы Македонии, греческого царства в эпоху демократии В архиве 17 января 2012 г. Wayback Machine, Музей искусства и археологии Ашмола, Оксфордский университет
  15. ^ Хилл, Дональд (1984). История инженерии в классические и средневековые времена, Рутледж, стр. 106, ISBN  0415152917.
  16. ^ «История цемента». www.understanding-cement.com. Получено 17 декабря 2018.
  17. ^ Трендакоста, Кэтрин (18 декабря 2014 г.). «Как древние римляне делали бетон лучше, чем мы сейчас». Gizmodo.
  18. ^ Риди, Франческа (апрель 2010 г.). «Гидратация цемента: еще многое предстоит понять» (PDF). Ла Чимика и Индустрия (3): 110–117. В архиве (PDF) из оригинала 17 ноября 2015 г.
  19. ^ «Чистый природный пуццолановый цемент» (PDF). Архивировано 18 октября 2006 года.. Получено 12 января 2009.CS1 maint: BOT: статус исходного URL-адреса неизвестен (связь). chamorro.com
  20. ^ Руссо, Ральф (2006) «Архитектура акведука: движение воды в массы в Древнем Риме» В архиве 12 октября 2008 г. Wayback Machine, в Математика 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. Дои:10.1080/00038628.1975.9696342.
  22. ^ а б Сисмондо, Серджио (2009). Введение в исследования науки и технологий В архиве 10 мая 2016 года в Wayback Machine. Джон Вили и сыновья, 2-е издание, стр. 142. ISBN  978-1-4051-8765-7.
  23. ^ Мукерджи, Чандра (2009). Невозможная инженерия: технологии и территориальность на канале дю Миди В архиве 26 апреля 2016 г. Wayback Machine. Princeton University Press, стр. 121, ISBN  978-0-691-14032-2.
  24. ^ а б Taves, Loren Sickels (март – апрель 1995 г.). "Полосатые дома южноатлантического побережья" В архиве 27 октября 2015 г. Wayback Machine, Журнал Old-House. Задняя обложка.
  25. ^ Фрэнсис, А.Дж. (1977) Цементная промышленность 1796–1914: история, Дэвид и Чарльз. ISBN  0-7153-7386-2, Гл. 2.
  26. ^ «Кто открыл цемент». 12 сентября 2012 г. В архиве из оригинала от 4 февраля 2013 г.
  27. ^ Значко-Яворский; И. Л. (1969). Егор Герасимович Челидзе, изобретатель цемента. Сабхота Сакартвело. В архиве из оригинала от 1 февраля 2014 г.
  28. ^ «История Цемента Лафарж». В архиве из оригинала от 2 февраля 2014 г.
  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, А.Дж. (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). Химия цемента и бетона Леа. Баттерворт-Хайнеманн. п. Гл. 1. ISBN  978-0-08-053541-8. В архиве из оригинала от 1 ноября 2015 г.
  33. ^ а б «Натуральный цемент возвращается» В архиве 25 апреля 2016 г. Wayback Machine, Октябрь 1941 г., Популярная наука
  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: путь в 150 лет и цементы будущего?». Химические обзоры. 116 (7): 4170–4204. Дои: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». Как это работает. 26 января 2012 г.. Получено 2 апреля 2020.
  38. ^ Глассер Ф. (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 Р.О., Рагимов Р.З., Рахимова Н.Р., Охован М.И. (2015). Вяжущие материалы для иммобилизации ядерных отходов. Уайли, Чичестер 232 стр.
  40. ^ Голландия, Теренс С. (2005). «Руководство пользователя кремнеземного дыма» (PDF). Технический отчет Федерального управления шоссейных дорог Министерства транспорта США и Министерства транспорта США FHWA-IF-05-016. Получено 31 октября 2014.
  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 оригинал 21 июня 2007 г.. Получено 24 января 2007.
  44. ^ Федеральное управление автомобильных дорог США. «Кремнеземный дым». Архивировано из оригинал 22 января 2007 г.. Получено 24 января 2007.
  45. ^ Юстнес, Харальд; Эльфгрен, Леннарт; Ронин, Владимир (2005). «Механизм действия энергетически модифицированного цемента по сравнению с соответствующим смешанным цементом» (PDF). Цемент и бетонные исследования. 35 (2): 315–323. Дои:10.1016 / j.cemconres.2004.05.022. Архивировано из оригинал (PDF) 10 июля 2011 г.
  46. ^ Пока, G.C. (1999), Портландцемент 2-е 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 области исследований цемента. 11: 15–21. Дои:10.1680 / adcr.1999.11.1.15.
  48. ^ «Использование продуктов на основе цемента в зимние месяцы». sovchem.co.uk. 29 мая 2018. Архивировано с оригинал 29 мая 2018 г.
  49. ^ а б Скривенер, К.Л., Крамби, А.К., и Лаугесен П. (2004). «Межфазная переходная зона (ITZ) между цементным тестом и заполнителем в бетоне». Интерфейсная наука, 12 (4), 411–421. DOI: 10.1023 / B: INTS.0000042339.92990.4c.
  50. ^ а б c Х. Ф. В. Тейлор, Химия цемента, 2-е изд. Лондон: Т. Телфорд, 1997.
  51. ^ «Строительный информационный лист № 26 (редакция 2)» (PDF). hse.gov.uk. В архиве (PDF) из оригинала 4 июня 2011 г.. Получено 15 февраля 2011.
  52. ^ CIS26 - цемент В архиве 4 июня 2011 г. Wayback Machine. (PDF). Проверено 5 мая 2011 г.
  53. ^ Геологическая служба США. «Отчет по цементу по программе USGS по минеральным ресурсам (январь 2011 г.)» (PDF). В архиве (PDF) из оригинала от 8 октября 2011 г.
  54. ^ Эдвардс, П; Маккафри, Р. Глобальный каталог цемента, 2010 г. PRo Публикации В архиве 3 января 2014 г. Wayback Machine. Эпсом, Великобритания, 2010 г.
  55. ^ Список стран по производству цемента 2011 г. В архиве 22 сентября 2013 г. Wayback Machine Проверено 19 ноября 2013 года.
  56. ^ Отдел новостей ICR. Пакистан уступает долю афганского цементного рынка Ирану В архиве 22 сентября 2013 г. 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 CO2 выбросы; США на втором месте: подробнее В архиве 3 июля 2007 г. Wayback Machine, NEAA (19 июня 2007 г.).
  59. ^ Спрос на цемент в Китае в 2008 году превысит 1 миллиард тонн, CementAmericas (1 ноября 2004 г.).
  60. ^ Scalenghe, R .; Malucelli, F .; Ungaro, F .; Perazzone, L .; Filippi, N .; Эдвардс, A.C. (2011). «Влияние 150 лет землепользования на антропогенные и естественные запасы углерода в регионе Эмилия-Романья (Италия)». Экологические науки и технологии. 45 (12): 5112–5117. Bibcode:2011EnST ... 45.5112S. Дои:10.1021 / es1039437. PMID  21609007.
  61. ^ EIA - Выбросы парниковых газов в США, 2006 г. - Выбросы двуокиси углерода В архиве 23 мая 2011 г. Wayback Machine Министерство энергетики США.
  62. ^ Matar, W .; Эльшурафа, А. М. (2017). «Обеспечение баланса между прибылью и выбросами углекислого газа в цементной промышленности Саудовской Аравии». Международный журнал по контролю за парниковыми газами. 61: 111–123. Дои:10.1016 / j.ijggc.2017.03.031.
  63. ^ Тенденции глобального CO2 выбросы: Отчет 2014 В архиве 14 октября 2016 г. Wayback Machine. PBL Нидерландское агентство по оценке окружающей среды и совместный исследовательский центр Европейской комиссии (2014).
  64. ^ Махасенан, Натесан; Смит, Стив; Хамфризм Кеннет; Кая, Ю. (2003). "Цементная промышленность и глобальное изменение климата: текущее и возможное будущее Цементная промышленность CO2 Выбросы ». Технологии контроля парниковых газов - 6-я международная конференция. Оксфорд: Пергамон. С. 995–1000. ISBN  978-0-08-044276-1.
  65. ^ Чандак, Шобхит. «Отчет по цементной промышленности Индии». писанина. В архиве из оригинала 22 февраля 2012 г.. Получено 21 июля 2011.
  66. ^ Кент, Дуглас (22 октября 2007 г.). «Ответ: известь - гораздо более экологичный вариант, чем цемент, - говорит Дуглас Кент». Хранитель. ISSN  0261-3077. Получено 22 января 2020.
  67. ^ Novacem В архиве 3 августа 2009 г. Wayback Machine. imperialinnovations.co.uk
  68. ^ Джа, Алок (31 декабря 2008 г.). «Выявлено: цемент, который ест углекислый газ». Хранитель. Лондон. В архиве из оригинала от 6 августа 2013 г.. Получено 28 апреля 2010.
  69. ^ «Первый в мире цементный завод с нулевым уровнем выбросов создается в Норвегии». EURACTIV.COM Ltd. 13 декабря 2018 г.
  70. ^ "Информационный бюллетень: Таллий" (PDF). В архиве (PDF) из оригинала 11 января 2012 г.. Получено 15 сентября 2009.
  71. ^ Беркс, Ховард (10 ноября 2011 г.). «Нормы EPA разрешают печи загрязнять окружающую среду: NPR». NPR.org. В архиве из оригинала 17 ноября 2011 г.. Получено 17 ноября 2011.
  72. ^ Руководство по выбору и использованию топлива и сырья в процессе производства цемента В архиве 10 сентября 2008 г. Wayback Machine, Всемирный деловой совет по устойчивому развитию (1 июня 2005 г.).
  73. ^ «Увеличение использования альтернативных видов топлива на цементных заводах: лучшая международная практика» (PDF). Международная финансовая корпорация, Группа Всемирного банка. 2017 г.
  74. ^ Цемент, бетон и круговая экономика. cembureau.eu
  75. ^ де Бир, Джерун и др. (2017) Состояние и перспективы совместной переработки отходов на цементных заводах ЕС. Исследование ECOFYS.
  76. ^ «Инженеры разрабатывают цемент с уменьшением выбросов углекислого газа и энергии на 97 процентов - DrexelNow». DrexelNow. В архиве из оригинала 18 декабря 2015 г.. Получено 16 января 2016.
  77. ^ Альтернативные виды топлива в производстве цемента - брошюра CEMBUREAU, 1997 В архиве 2 октября 2013 г. Wayback Machine
  78. ^ Монахи, Кирон (22 мая 2014 г.). «Вы бы жили в доме из песка и бактерий? Это удивительно хорошая идея». CNN. В архиве из оригинала 20 июля 2014 г.. Получено 20 июля 2014.

дальнейшее чтение

внешняя ссылка