History and Development of Portland Cement
portland cement, joka on kiistatta yksi ihmiskunnan tärkeimmistä valmistusmateriaaleista, keksi ja patentoi Leedsiläinen Joseph Aspdin vuonna 1824. Aspdin valmisti sementtiä kuumentamalla uunissa saveen sekoitettua jauhettua kalkkikiveä ja jauhamalla syntyneen klinkkerin jauheeksi. Hän kutsui tuotetta ”Portlandsementiksi”, koska se muistutti asetettaessa Portlandin kiveä, erästä Portlandin saarelta louhittua kivilajia. Aspdinin sementtiä paransi vuonna 1843 hänen poikansa William, joka kuumensi voimakkaasti ja käytti parempia hiontalaitteita kovan klinkkerin käsittelyyn. Portlandsementti on edelleen yleisimmin käytetty sementti ympäri maailmaa.
portlandsementin valmistus
Sementtiä valmistetaan yleensä kahdella prosessilla:
- märkäprosessi
- kuiva prosessi
nämä kaksi prosessia ovat pohjimmiltaan samanlaisia, paitsi että märkäprosessissa raaka-aineet jauhetaan vedellä ennen niiden syöttämistä uuniin. Vaikka näiden kahden prosessin välillä ei ollut juurikaan eroa tehokkuudessa, märällä prosessilla oli CO2-päästöjen ja polttoaineen kulutuksen haitat lieteveden haihduttamiseksi. Tämä teki useimmat sementin valmistaa mieluummin kuiva prosessi märkä prosessi.
sementin valmistuksessa kuivaprosessilla on viisi vaihetta, joita käsitellään jäljempänä.
- murskaus ja jauhaminen: louhoksesta saadut raaka-aineet, kuten kalkkikivi ja savi, murskataan hienoksi jauheeksi.
- raaka-aineen suhteutus: Murskattua raaka-ainetta sekoitetaan oikeassa suhteessa niin sanotuksi raakarehuksi tai uunirehuksi.
- ”raakarehun” kuumentaminen kiertouunissa: ”raakarehu” otetaan kiertouunin ylempään päähän kuljettimella ja kuumennetaan noin 1400-1500 celsiusasteeseen.
- klinkkerin muodostuminen: kiertouunista saatavaa uutta tuotetta kutsutaan ”klinkkeriksi”. Uunista purkautuvan tulikuuman klinkkerin annetaan jäähtyä ja se lähetetään sementtitehtaalle.
- klinkkerin hiominen kipsin avulla: Sementtiklinkkeri jauhetaan yleensä pallomyllyssä hienoksi jauheeksi. Hionnassa käytetään pientä määrää kipsiä (5%) ohjaamaan betonin asetusominaisuuksia veteen sekoitettuna. Prosessin lopputuote on nimeltään ”Portlandsementti”.
näin tuotettu sementti on niin hienoa, että se läpäisee lähes kokonaan 0,075 mm: n seulan. Sementti pakataan ja kuljetetaan erilaisiin rakennushankkeisiin.
portlandsementin muunnokset
edellä mainittu menetelmä tuottaa ”yleiskäyttöistä” portlandsementtiä, jota käytetään useimpiin rakennustarkoituksiin. Myös muita portlandsementin muunneltuja lajikkeita valmistetaan erilaisten rakennustarkoitusten/ – vaatimusten täyttämiseksi.
sulfaattia kestävä Portlandsementti: pohjaveden runsas sulfaattipitoisuus aiheuttaa vaurioita, kuten halkeilua, hilseilyä ja laajenemista betoneihin. Sulfaattia vastustavan portlandsementin käyttö estää sulfaatin pääsyn betoniin, mikä parantaa sen pitkäikäisyyttä.
valkoinen Portlandsementti: tämän tyyppinen sementti on tarkoitettu käytettäväksi arkkitehtonisissa tarkoituksissa, joissa halutaan valkoista värillistä betonia. Tämä eroaa harmaasta sementistä lähinnä väriltään. Valkoinen väri saavutetaan kontrolloimalla ferriitin käyttöä, joka antaa sementille sen tunnusomaisen harmaan värin.
nopeasti kovettuva Portlandsementti: tämä on samanlaista kuin tavallinen Portlandsementti, paitsi että sen hiukkaset jauhetaan hienommin nopean reaktion helpottamiseksi veden kanssa. Sitä käytetään, kun tarvitaan muotojen tai rakenteiden nopeaa lujuuskasvua.
nesteytyksen alhainen lämpö Portlandsementti: tämä sementtityyppi kehittää lujuutta hitaammin kuin muut sementtityypit. Tätä sementtiä käytetään valtavissa betonirakenteissa, kuten padoissa. Ne laaditaan suuria hankkeita koskevien erityispyyntöjen perusteella.
Portlandsementti tasoituksessa
sementti perän keskeisenä osana: portlandsementtiä käytetään keskeisenä ainesosana useimmissa lattiatasoitetyypeissä. Standardi sementti-hiekka tasoite sekoitus koostuu 1 osa portlandsementtiä ja 4,5 osaa aggregaattien, ja vesi. Sementti toimii sidosaineena, joka pitää aggregaatin yhdessä, keskeinen rooli asetus ja kovettuminen ominaisuuksia perän.
bs8204 Code of Practice-ohjeiden mukaan tasoitussovelluksissa suositellaan käytettäväksi portlandsementtiä (CEM-I) tai portlandsementin komposiittiseosta, jonka lujuusluokka on 42.5 N.
Jos käytetään heikompilujuisia sementtejä, seos on kompensoitava lisämäärällä sementtiä odotettujen ominaisuuksien ja suorituskyvyn saavuttamiseksi. Esimerkiksi tapauksissa, joissa sementti vahvuus 32.5N käytetään, lisäksi 10% sementtiä olisi lisättävä odotetun lujuuden ja suorituskyvyn saavuttamiseksi.
Portlandsementti, korvaamaton rakennusmateriaali, on saanut aikaan vallankumouksen rakennusteollisuudessa. Sen ylivoima muihin sementteihin on johtunut sen vahvasta luonteesta, hyvistä hydraulisista ominaisuuksista ja kyvystä kuljettaa suuri osa kiviaineksesta. Tämän lisäksi portlandsementin valmistus voi muuntaa teollisuuden sivutuotteet raaka-aineiksi. Erilaisia ympäristövaikutuksia, kuten ilmansaastepäästöjä, hiilidioksidin vapautumista ja portlandsementin valmistuksen aikana tapahtuvaa suurten polttoainemäärien kulutusta, valvotaan tiukasti improvisoidulla teknologialla, mikä johtuu sen menestyksestä.
