istoria și dezvoltarea de ciment Portland
ciment Portland, fără îndoială, una dintre cele mai importante materiale fabricate omenirii, a fost inventat și brevetat de Joseph Aspdin de la Leeds în 1824. Aspdin a produs ciment prin încălzirea calcarului praf amestecat cu lut într-un cuptor și măcinarea clincherului rezultat într-o pulbere. El a numit produsul „ciment Portland” datorită asemănării sale, atunci când este setat, cu piatra Portland, un tip de piatră extrasă pe insula Portland. Cimentul Aspdin a fost îmbunătățit în 1843 de fiul său William, prin încălzire viguroasă și folosind echipamente de măcinare mai bune pentru a manipula clincherul dur. Până în prezent, cimentul Portland este încă cel mai frecvent utilizat ciment din întreaga lume.
Fabricarea cimentului Portland
cimentul este fabricat de obicei prin două procese:
- proces umed
- proces uscat
cele două procese sunt fundamental similare, cu excepția faptului că în procesul umed materiile prime sunt măcinate cu apă înainte de a fi introduse în cuptor. Deși a existat o mică diferență de eficiență între cele două procese, procesul umed a avut dezavantajele emisiilor de CO2 și a consumului mai mare de combustibil pentru a evapora apa din suspensie. Acest lucru a făcut ca majoritatea producătorilor de ciment să prefere procesul uscat decât procesul umed.
există cinci etape implicate în fabricarea cimentului folosind procesul uscat, care este discutat mai jos.
- concasare și măcinare: materiile prime precum calcarul și argila, obținute din carieră, sunt zdrobite pentru a forma pulbere fină.
- proportionarea materiei prime: Materia primă zdrobită este amestecată în proporții corecte pentru a forma ceea ce se numește „furaj brut” sau „furaj cuptor”.
- încălzirea” furajului brut „în cuptorul rotativ:” furajul brut ” este introdus în capătul superior al cuptorului rotativ printr-un transportor și încălzit la aproximativ 1400 până la 1500 de grade Celsius.
- formarea clincherului: noul produs obținut din cuptorul rotativ se numește „clincher”. Clincherul roșu-fierbinte evacuat din cuptor este lăsat să se răcească și trimis la moara de ciment.
- măcinarea clincherului cu gips: Clincherul de ciment este de obicei măcinat într-o moară cu bile pentru a forma pulbere fină. O cantitate mică de gips (5%) este utilizată în acest proces de măcinare pentru a controla proprietățile de setare ale betonului atunci când este amestecat cu apă. Produsul final al acestui proces se numește „ciment Portland”.
cimentul astfel produs este atât de fin încât trece aproape complet prin sită de 0,075 mm. Cimentul este apoi ambalat și transportat pentru diverse proiecte de construcții.
variații ale cimentului Portland
metoda de mai sus produce ciment Portland „de uz general” care este utilizat în majoritatea scopurilor de construcție. Alte soiuri modificate de ciment Portland sunt, de asemenea, fabricate pentru a îndeplini diverse scopuri/cerințe specifice de construcție.
ciment Portland rezistent la sulfat: prezența conținutului de sulfat greu în apele subterane provoacă daune precum crăparea, scalarea și expansiunea betoanelor. Utilizarea cimentului Portland rezistent la sulfat împiedică pătrunderea sulfatului în beton, sporind astfel longevitatea acestuia.
ciment Portland Alb: acest tip de ciment este destinat utilizării în scopuri arhitecturale în care se dorește beton de culoare albă. Aceasta diferă de cimentul gri în primul rând prin culoare. Culoarea albă este obținută prin controlul utilizării feritei, ceea ce conferă cimentului culoarea gri caracteristică.cimentul Portland cu întărire rapidă: acesta este similar cu cimentul Portland obișnuit, cu excepția faptului că particulele sale sunt măcinate mai fin pentru a facilita reacția rapidă cu apa. Se utilizează atunci când este necesară o creștere rapidă a rezistenței formelor sau structurilor.
căldură scăzută de hidratare ciment Portland: acest tip de ciment dezvoltă rezistență într-un ritm mai lent decât alte tipuri de ciment. Acest ciment este utilizat în structuri imense de beton, cum ar fi barajele. Acestea sunt produse la cereri specifice pentru proiecte mari.
ciment Portland în șapă
cimentul ca componentă cheie a șapei: cimentul Portland este utilizat ca ingredient vital pentru majoritatea tipurilor de șapă. Un amestec standard de șapă de ciment-nisip este constituit din 1 parte de ciment Portland și 4,5 părți de agregate și apă. Cimentul acționează ca agent de legare care ține agregatul împreună, jucând un rol cheie în proprietățile de fixare și întărire a șapei.
conform Codului de practică BS8204, cimentul Portland (CEM-I) sau un amestec compozit de ciment Portland din clasa de rezistență 42,5 N este recomandat pentru utilizare în aplicații de șapă.
în cazurile în care se utilizează cimenturi cu rezistență mai mică, amestecul trebuie compensat cu o cantitate suplimentară de ciment pentru a obține proprietățile și performanțele așteptate. De exemplu, în cazurile în care cimentul cu rezistență de 32.Se utilizează 5N, trebuie adăugat încă 10% ciment pentru a obține rezistența și performanța așteptate.
ciment Portland, un material de construcție neprețuit a adus o revoluție în industria construcțiilor. Dominația Sa asupra altor cimenturi s-a datorat naturii sale puternice, proprietăților hidraulice bune și capacității de a transporta o proporție mare de agregate. În afară de aceasta, producția de ciment Portland are potențialul de a transforma subprodusele industriale în materii prime. Diverse impacturi asupra mediului, cum ar fi emisia de poluare aeriană, eliberarea de CO2 și consumul de cantități mari de combustibil cauzate în timpul fabricării cimentului Portland sunt strict controlate de tehnologia improvizată, atribuind astfel succesului său.
