Cimento Portland
O cimento Portland é o tipo mais comum de cimento no uso geral, como é um ingrediente básico de concreto e argamassa . É constituída por uma mistura de óxidos de cálcio , silício e alumínio . Cimento Portland e materiais semelhantes são feitas por aquecimento calcário (como fonte de cálcio) com argila ou areia (como fonte de silício) e trituração do produto. O pó resultante, quando misturada com água, se tornarão uma hidratado sólido ao longo do tempo.
Fabricação de cimento portland requer a queima de grandes quantidades de combustível, geralmente carvão, que, juntamente com as impurezas contidas no calcário pode resultar em emissões significativas de poluentes regulamentados em muitos países, incluindo gases de efeito estufa, tais como óxidos de nitrogênio ( NOx ) e de dióxido de enxofre , bem como partículas (PM 10, PM 2,5),compostos orgânicos voláteis (VOCs) e monóxido de carbono. As fábricas de cimento são conhecidas por emitem grandes quantidades de arsênio , chumbo e mercúrio .
Cimento Portland foi fabricado pela primeira vez no Reino Unido no início do século 19 , e seu nome é derivado de sua semelhança com pedra de Portland , um tipo de edifício de pedra que foi extraído na ilha de Portland , em Dorset , Inglaterra . A patente do cimento Portland foi emitido para Joseph Aspdin , um pedreiro britânico, em 1824.
Produção
Existem três fases fundamentais na produção de cimento Portland:
- Preparação da mistura em bruto
- Produção do clínquer
- Preparação do cimento
A química do cimento é muito complexa, de modo a notação cimento químico foi inventada para simplificar a fórmula de moléculas comuns encontrados em cimento.
As matérias-primas para a produção de cimento Portland é uma lama de óxido de cálcio (44%), óxido de silício (14,5%), óxido de alumínio (3,5%), óxido férrico (3%), e óxido de magnésio (1,6%). As matérias-primas são usualmente extraídos a partir de rocha local, o que em alguns lugares é já praticamente a composição desejada e em outros lugares requer a adição de argila e pedra calcária , assim como minério de ferro , bauxita ou de materiais reciclados.
A mistura em bruto é aquecida num forno , numa gigantesca girando lentamente e inclinada do cilindro, com o aumento da temperatura ao longo do comprimento do cyclinder-se a ~ 1480 ° C . A temperatura é regulada de modo que o produto contém sinterizadas mas nãofundidos em pedaços; uma temperatura demasiado baixa faz com que a sinterização insuficiente, mas uma temperatura demasiado elevada resulta numa massa fundida ou de vidro. Na parte do forno de temperatura mais baixa, de carbonato de cálcio (calcário) se transforma em óxido de cálcio (cal) e dióxido de carbono . Na parte alta temperatura, óxidos de cálcio e silicatos reagem para formar dicálcico e silicatos de tricálcio (C 2 CF 3 S). Pequenas quantidades de aluminato de tricálcio (C 3 A) e aluminoferrite tetracálcico (C 4AF) também são formadas. O material resultante é de clínquer , e pode ser armazenado durante um número de anos antes da utilização, a exposição prolongada a água diminui a reatividade do cimento produzido a partir de clínquer resistido.
A energia necessária para produzir o clínquer é ~ 1700 J / g, no entanto, devido à perda de calor durante a produção, os valores reais podem ser muito mais elevado. Os requisitos de energia elevada e a liberação de quantidades significativas de dióxido de carbono faz com que a produção de cimento a preocupação com o aquecimento global .
A fim de alcançar as desejadas qualidades de ajuste no produto final, cerca de 2% de gesso é adicionada ao clínquer e a mistura é muito finamente pulverizado. Este pó é agora pronto para utilização, e vai reagir com a adição de água.
O cimento acabado tem aproximadamente a seguinte composição: 64% de óxido de cálcio, óxido de alumínio de 5,5%, óxido de silício de 21%, 4,5% de óxido férrico, óxido de magnésio 2,4%, sulfato de 1,6%, com uma perda de ignição de cerca de 1% (principalmente água) .
Uso
O uso mais comum para o cimento portland, é a produção de betão. betão é um material compósito constituído por agregados, cimento e água. Como material de construção, o concreto pode ser convertido em quase qualquer forma desejada, e uma vez endurecido, pode se tornar um (suporte de carga) elemento estrutural.
Quando a água é misturada com o cimento Portland, os conjuntos de produtos em algumas horas e endurecer durante um período de semanas. A configuração inicial é causada por uma reacção entre a água, o gesso , e aluminato tricálcico (C 3 Al), formando a produtos de hidratação de cálcio cristalino-alumino-hidrato de (HAC), etringite (popa), e monossulfato (AFM). O endurecimento posterior e o desenvolvimento de força coesiva é devido à reacção da água e silicato de tricálcio (C 3 S), que formam um produto hidratado amorfo chamado de silicato de cálcio-hidrato (gel de CSH). Em cada caso, os produtos de hidratação rodeiam e cimentar juntos os grãos individuais. A hidratação do di silicato de cálcio (C 2 S) prossegue mais lentamente do que um dos compostos acima aumentando lentamente depois força-idade. O agente de cimentação final é provavelmente sílica gelatinosa (SiO 2 ). Todas as três reações mencionado acima calor release.
Cimento de plástico é um tipo de cimento Portland com a adição de um material plastificante ( pedra calcária ou de cal hidratada ), bem como outros materiais para reduzir o tempo de configuração e facilitar a trabalhabilidade. Cimento plástico é usado principalmente para a divulgação nas paredes para fazer exterior estuque , como o cimento Portland (usado principalmente para concreto) teria pobres espalhabilidade. Neste uso, o termo "plástico" não se refere à adição de um polímero. Em vez disso, refere-se à adição de uma substância para aumentar a trabalhabilidade para a textura desejada.
Segurança e saúde
Quando o cimento é misturado com uma solução de água altamente alcalina ( pH ~ 13) é produzida pela dissolução de hidróxidos de cálcio, sódio e potássio. luvas , óculos e uma máscara de filtro deve ser utilizado para protecção. As mãos devem ser lavadas após o contato. Uma vez que os hidratos de cimento, a massa endurecida pode ser tocado com segurança, sem luvas.
Na Escandinávia , o nível de cromo VI , que é tóxico e um dos principais irritantes para a pele, não pode exceder 2 ppm (mg / kg). O nível total de cromo pode ser maior.
Viver perto de uma fábrica de cimento portland pode ter sérias consequências para a saúde, devido à grande quantidade de poluentes lançados pelo processo de fabricação, bem como as emissões fugitivas de atividades correlatas no local (como estradas de transporte, jateamento e tráfego de caminhões). Os poluentes liberados pela indústria do cimento portland são conhecidos por contribuir para problemas pulmonares e circulatórias, incluindo asma , bronquite, e ataques cardíacos, assim como tipos de câncer.Hovever, muitos moradores dessas comunidades considerar esses riscos são aceitáveis, tendo em conta os benefícios econômicos.Por exemplo, as pesquisas mostram que os moradores de Ste. Genevieve County, Missouri para ser esmagadoramente a favor da fábrica de cimento que está sendo construído lá a partir de 2005. Esta planta será a maior fábrica de cimento nos Estados Unidos.
Portland negócio de cimento
A partir de 2004 , os maiores produtores de cimento portland são internacionalmente Lafarge (França), Holcim (Suíça) e Cemex(México), entre outros. Os fabricantes de cimento têm sido objecto de inúmeras multas por ambientais e anti-competitiva (de fixação de preços) de violações, principalmente em os EUA, Canadá e Europa. Como regra geral, a indústria está menos bem regulamentados em outras partes do mundo.
Links externos
- A produção mundial de cimento hidráulico, por País (http://www.indexmundi.com/en/commodities/minerals/cement/cement_table23.html )
- PCA - A Associação de Cimento Portlant ( http://www.cement.org )
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