Портландцемент - Portland cement

Несколько пакетов с портландцементом, обернутые и уложенные на поддон.
Завод Blue Circle Southern Cement недалеко от Берримы , Новый Южный Уэльс, Австралия.

Портландцемент - самый распространенный тип цемента, широко используемый во всем мире в качестве основного ингредиента для бетона , строительного раствора , штукатурки и неспециализированных растворов . Он был разработан Джозефом Аспдином из других типов гидравлической извести в Англии в начале 19 века и обычно изготавливается из известняка . Это мелкий порошок , который получают путем нагрева известняка и глинистых минералов в печи для образования клинкера , измельчения клинкера и добавления 2-3 процентов гипса.. Доступны несколько типов портландцемента. Самый распространенный из них - обычный портландцемент (OPC) - серый, но также доступен белый портландцемент. Его название происходит от его сходства с портлендским камнем, который добывали на острове Портленд в Дорсете , Англия. Он был назван Джозефом Аспдином, который получил на него патент в 1824 году. Однако его сын Уильям Аспдин считается изобретателем «современного» портландцемента из-за его разработок в 1840-х годах.

Портландцемент едкий , поэтому может вызвать химические ожоги. Порошок может вызвать раздражение или, при сильном воздействии, рак легких и может содержать ряд опасных компонентов, включая кристаллический кремнезем и шестивалентный хром . Экологические проблемы заключаются в высоком потреблении энергии, необходимом для добычи, производства и транспортировки цемента, и связанного с этим загрязнения воздуха, включая выбросы парникового газа, двуокиси углерода , диоксина , NO x , SO 2 и твердых частиц . На производство портландцемента приходится около 10% мировых выбросов углекислого газа . По оценкам Международного энергетического агентства, к 2050 году производство цемента увеличится на 12–23%, чтобы удовлетворить потребности растущего населения мира. В настоящее время ведется несколько исследований, направленных на замену портландцемента дополнительными вяжущими материалами.

Низкая стоимость и широкая доступность известняка, сланца и других природных материалов, используемых в портландцементе, делают его одним из самых дешевых материалов, широко используемых в прошлом веке. Бетон из портландцемента - один из самых универсальных строительных материалов в мире.

История

Мемориальная доска в Лидсе в память о Джозефе Аспдине
Уильям Аспдин считается изобретателем «современного» портландцемента.
Свежеуложенный бетон

Портландцемент был разработан из натуральных цементов, производимых в Великобритании в середине 18 века. Его название происходит от его сходства с портлендским камнем , типом строительного камня, добываемого на острове Портленд в Дорсете, Англия.

Разработка современного портландцемента (иногда называемого обычным или нормальным портландцементом) началась в 1756 году, когда Джон Смитон экспериментировал с комбинациями различных известняков и добавок, включая трасса и пуццоланы , в связи с запланированным строительством маяка, ныне известного как Башня Смитона. . В конце 18 века римский цемент был разработан и запатентован в 1796 году Джеймсом Паркером . Римский цемент быстро стал популярным, но в 1850-х годах его в значительной степени заменил портландцемент. В 1811 году Джеймс Фрост произвел цемент, который назвал британским цементом. Сообщается, что Джеймс Фрост построил мануфактуру по производству искусственного цемента в 1826 году. В 1811 году Эдгар Доббс из Саутварка запатентовал цемент, изобретенный 7 годами позже французским инженером Луи Вика . Цемент Вика - это искусственная гидравлическая известь , которая считается «главным предшественником» портландцемента.

Название портландцемент записано в справочнике, опубликованном в 1823 году, и связано с Уильямом Локвудом и, возможно, другими. В своем патенте на цемент 1824 года Джозеф Аспдин назвал свое изобретение «портландцементом» из-за его сходства с портландским камнем . Однако цемент Аспдина не был похож на современный портландцемент, а был первым шагом в развитии современного портландцемента и был назван «протопортландцементом».

Уильям Аспдин оставил компанию своего отца, чтобы основать собственное цементное производство. В 1840-х годах Уильям Аспдин, по-видимому, случайно произвел силикаты кальция, которые стали средней ступенью в развитии портландцемента. В 1848 году Уильям Аспдин усовершенствовал свой цемент. Затем, в 1853 году, он переехал в Германию, где занялся производством цемента. Уильям Аспдин сделал то, что можно было бы назвать «мезопортландцементом» (смесь портландцемента и гидравлической извести). Исаак Чарльз Джонсон усовершенствовал производство «мезопортландцемента» (средний этап развития) и объявил себя настоящим отцом портландцемента.

В 1859 году Джон Грант из Столичного совета по работам изложил требования к цементу, который будет использоваться в лондонском проекте канализации . Это стало спецификацией портландцемента. Следующим шагом вперед в производстве портландцемента стало внедрение вращающейся печи , запатентованной Фредериком Рэнсомом в 1885 году (Великобритания) и 1886 году (США); что позволило получить более прочную, более однородную смесь и непрерывный производственный процесс. «Бесконечная» обжиговая печь Хоффмана, которая, как говорили, давала «идеальный контроль над горением», была испытана в 1860 году и показала, что процесс дает лучший сорт цемента. Этот цемент производился на заводе Portland Cementfabrik Stern в Штеттине, где впервые использовалась печь Hoffmann. Ассоциация немецких производителей цемента выпустила стандарт на портландцемент в 1878 году.

Портландцемент был импортирован в Соединенные Штаты из Германии и Англии, а в 1870-х и 1880-х годах он производился на портландцементе Eagle около Каламазу, штат Мичиган. В 1875 году первый портландцемент был произведен в печи Coplay Cement Company под руководством Дэвида О. Сэйлора в Коплей, штат Пенсильвания . К началу 20 века портландцемент американского производства вытеснил большую часть импортного портландцемента.

Состав

ASTM C150 определяет портландцемент как:

гидравлический цемент (цемент, который не только затвердевает при реакции с водой, но и образует водостойкий продукт), производимый измельчением клинкера, который состоит в основном из гидравлических силикатов кальция, обычно содержащих одну или несколько форм сульфата кальция в качестве добавки к грунту.

Европейский стандарт EN 197-1 использует следующее определение:

Клинкер из портландцемента представляет собой гидравлический материал , который состоит из , по меньшей мере на две трети по массе силикатов кальция , (3 СаО · SiO 2 , и 2 СаО · SiO 2 ) , остальное состоит из алюминий- и железосодержащих фаз клинкера и другие соединения. Отношение CaO к SiO 2 должно быть не менее 2,0. Содержание оксида магния ( MgO ) не должно превышать 5,0% по массе.

(Последние два требования уже были изложены в Немецком стандарте , выпущенном в 1909 году).

Клинкер составляет более 90% цемента, наряду с ограниченным количеством сульфата кальция (CaSO 4 , который контролирует время схватывания) и до 5% второстепенных компонентов (наполнителей), как это допускается различными стандартами. Клинкеры представляют собой конкреции (диаметром 0,2–1,0 дюйма [5,1–25,4 миллиметра]) из спеченного материала, которые получают при нагревании исходной смеси заданного состава до высокой температуры. Ключевая химическая реакция, которая отличает портландцемент от другой гидравлической извести, происходит при этих высоких температурах (> 1300 ° C (2370 ° F)), поскольку белит (Ca 2 SiO 4 ) соединяется с оксидом кальция (CaO) с образованием алита (Ca 3 SiO 5 ).

Производство

Клинкер из портландцемента получают путем нагревания в цементной печи смеси сырьевых материалов до температуры прокаливания выше 600 ° C (1112 ° F), а затем до температуры плавления, которая составляет около 1450 ° C (2640 ° F) в течение современные цементы для спекания материалов в клинкер.

Материалами в цементном клинкере являются алит, белит, трикальцийалюминат и тетракальцийалюминоферрит. Оксиды алюминия, железа и магния присутствуют в виде флюса, позволяющего силикатам кальция образовываться при более низкой температуре и мало способствующих прочности. Для специальных цементов, таких как низкотемпературные (LH) и сульфатостойкие (SR) типы, необходимо ограничить количество образующегося трикальцийалюмината (3 CaO · Al 2 O 3 ).

Основным сырьем для производства клинкера обычно является известняк (CaCO 3 ), смешанный со вторым материалом, содержащим глину в качестве источника алюмосиликата. Обычно используется нечистый известняк, содержащий глину или SiO 2 . Содержание CaCO 3 в этих известняках может составлять всего 80%. Вторичное сырье (материалы в сырьевой смеси, кроме известняка) зависят от чистоты известняка. Некоторые из используемых материалов - глина , сланец , песок , железная руда , бокситы , летучая зола и шлак . Когда цементная печь топится углем, зола угля выступает в качестве вторичного сырья.

Помол цемента

Цементная мельница мощностью 10 МВт, производительностью 270 тонн цемента в час.

Для достижения желаемых свойств схватывания готового продукта в клинкер добавляется некоторое количество (2-8%, но обычно 5%) сульфата кальция (обычно гипса или ангидрита ), и смесь тонко измельчается с образованием готового цемента. пудра. Это достигается в цементной мельнице . Процесс измельчения контролируется для получения порошка с широким диапазоном размеров частиц , в котором обычно 15% по массе составляют частицы диаметром менее 5 мкм, а 5% - частицы диаметром более 45 мкм. Обычно используемой мерой тонкости является « удельная поверхность », которая представляет собой общую площадь поверхности частиц единицы массы цемента. Скорость начальной реакции (до 24 часов) цемента при добавлении воды прямо пропорциональна удельной поверхности. Типичные значения составляют 320–380 м 2 · кг –1 для цементов общего назначения и 450–650 м 2 · кг –1 для «быстротвердеющих» цементов. Цемент транспортируется ленточным или порошковым насосом в бункер для хранения. Цементные заводы обычно имеют достаточно места в силосах для производства от одной до 20 недель, в зависимости от местных циклов спроса. Цемент доставляется конечным потребителям либо в мешках, либо в виде порошка, выдуваемого из машины под давлением в бункер заказчика. В промышленно развитые страны 80% и более цемента поставляется наливом.

Типичные составляющие портланд-клинкера и гипса
с обозначением химика-цемента (CCN)
Клинкер CCN Масса (%)
Силикат трикальция (CaO) 3 · SiO 2 C 3 S 25-50%
Силикат дикальция (CaO) 2 · SiO 2 C 2 S  20–45%
Алюминат трикальция (CaO) 3 · Al 2 O 3 С 3 А  5–12%
Тетракальций алюмоферрит (CaO) 4 · Al 2 O 3 · Fe 2 O 3 C 4 AF  6–12%
Гипс CaSO 4 · 2 H 2 O CS̅H 2  2–10%
Типичные составляющие портландцемента
с обозначением химика цемента
Цемент CCN Масса (%)
Оксид кальция, CaO C 61–67%
Диоксид кремния, SiO 2 S 19–23%
Оксид алюминия, Al 2 O 3 А  2,5–6%
Оксид железа, Fe 2 O 3 F  0–6%
Оксид серы (VI), SO 3 1,5–4,5%

Установка и закалка

Цемент схватывается при смешивании с водой в результате сложной серии химических реакций, которые изучены лишь частично. Различные составляющие медленно кристаллизуются, и соединение их кристаллов придает цементу прочность. Углекислый газ медленно абсорбируется, превращая портландит (Ca (OH) 2 ) в нерастворимый карбонат кальция . После первоначальной настройки погружение в теплую воду ускорит схватывание. Гипс добавлен в качестве ингибитора, чтобы предотвратить вспышку (или быстрое) схватывание.

Использовать

Декоративное использование портландцементных панелей в лондонском поместье Гросвенор

Чаще всего портландцемент используется в производстве бетона. Бетон - это композитный материал, состоящий из заполнителя ( гравия и песка ), цемента и воды. В качестве строительного материала бетон можно отливать практически любой желаемой формы, а после затвердевания он может стать конструктивным (несущим) элементом. Бетон можно использовать при строительстве таких конструктивных элементов, как панели, балки и уличная мебель , или он может быть залит на месте для надстроек, таких как дороги и плотины. Они могут поставляться с бетоном, смешанным на месте, или могут поставляться с « товарным » бетоном, изготовленным на постоянных участках смешивания. Портландцемент также используются в строительных растворах (с песком и водой только), для штукатурки и стяжек , а также в жидких растворах (цемент / воде смесь выдавливается в зазоры для укрепления фундаментов, дорожно-кровати и т.п.).

Когда вода смешивается с портландцементом, продукт схватывается за несколько часов и затвердевает в течение недель. Эти процессы могут широко варьироваться в зависимости от используемой смеси и условий отверждения продукта, но типичный бетон схватывается примерно за 6 часов и развивает прочность на сжатие 8 МПа за 24 часа. Прочность повышается до 15 МПа через 3 дня, 23 МПа через 1 неделю, 35 МПа через 4 недели и 41 МПа через 3 месяца. В принципе, прочность продолжает медленно расти до тех пор, пока есть вода для продолжения гидратации, но обычно бетон высыхает через несколько недель, и это останавливает рост прочности.

Типы

Общий

ASTM C150

Существует пять типов портландцемента, с вариациями первых трех согласно ASTM C150.

Портландцемент типа I известен как обычный или универсальный цемент. Обычно предполагается, если не указан другой тип. Он обычно используется для общего строительства, особенно при изготовлении сборного железобетона и предварительно напряженного железобетона, который не должен контактировать с почвой или грунтовыми водами. Типичными составными композициями этого типа являются:

55% (C 3 S), 19% (C 2 S), 10% (C 3 A), 7% (C 4 AF), 2,8% MgO, 2,9% (SO 3 ), 1,0% потерь при прокаливании и 1,0 % свободного CaO (согласно обозначениям химиков цемента ).

Ограничение по составу состоит в том, что (C 3 A) не должно превышать 15%.

Тип II обеспечивает умеренную сульфатостойкость и выделяет меньше тепла во время гидратации. Этот тип цемента стоит примерно столько же, как и тип I. Его типичный состав смеси:

51% (C 3 S), 24% (C 2 S), 6% (C 3 A), 11% (C 4 AF), 2,9% MgO, 2,5% (SO 3 ), 0,8% потерь при прокаливании и 1,0 % свободного CaO.

Ограничение по составу состоит в том, что (C 3 A) не должно превышать 8%, что снижает его уязвимость для сульфатов. Этот тип предназначен для общего строительства, подверженного умеренному воздействию сульфатов, и предназначен для использования, когда бетон находится в контакте с почвой и грунтовыми водами, особенно на западе США из-за высокого содержания серы в почвах. Из-за того, что цена аналогична типу I, тип II широко используется в качестве цемента общего назначения, и большая часть портландцемента, продаваемого в Северной Америке, соответствует этой спецификации.

Примечание: Цемент, соответствующий (среди прочего) спецификациям для типов I и II, стал широко доступен на мировом рынке.

Тип III имеет относительно высокую раннюю прочность. Его типичный составной состав:

57% (C 3 S), 19% (C 2 S), 10% (C 3 A), 7% (C 4 AF), 3,0% MgO, 3,1% (SO 3 ), 0,9% потерь при прокаливании и 1,3 % свободного CaO.

Этот цемент аналогичен типу I, но более мелкий. Некоторые производители делают отдельный клинкер с более высоким содержанием C 3 S и / или C 3 A, но это встречается все реже, и обычно используется клинкер общего назначения, измельченный до определенной площади поверхности, как правило, на 50–80% выше. Уровень гипса также можно немного увеличить. Это придает бетону с использованием этого типа цемента трехдневную прочность на сжатие, равную семидневной прочности на сжатие типов I и II. Его семидневная прочность на сжатие почти равна 28-дневной прочности на сжатие типов I и II. Единственным недостатком является то, что шестимесячная сила типа III такая же или немного меньше, чем у типов I и II. Поэтому приносится в жертву долговременная сила. Обычно его используют для производства сборного железобетона, где высокая однодневная прочность позволяет быстро перерабатывать формы. Также может использоваться при аварийном строительстве и ремонте, а также при строительстве машинных оснований и воротных сооружений.

Портландцемент типа IV обычно известен своей низкой теплотой гидратации. Его типичный составной состав:

28% (C 3 S), 49% (C 2 S), 4% (C 3 A), 12% (C 4 AF), 1,8% MgO, 1,9% (SO 3 ), 0,9% потерь при прокаливании и 0,8 % свободного CaO.

Процентное содержание (C 2 S) и (C 4 AF) относительно высокое, а (C 3 S) и (C 3 A) относительно низкое. Ограничением этого типа является то, что максимальный процент (C 3 A) равен семи, а максимальный процент (C 3 S) - тридцать пять. Это приводит к более медленному развитию тепла, выделяемого реакцией гидратации . Однако, как следствие, прочность бетона растет медленно. Через год-два прочность выше, чем у других типов после полного отверждения. Этот цемент используется для очень больших бетонных конструкций, таких как плотины, которые имеют низкое отношение площади поверхности к объему. Этот тип цемента, как правило, не хранится производителями, но некоторые могут рассмотреть возможность крупного специального заказа. Этот вид цемента не производился в течение многих лет, потому что портланд-пуццолановые цементы и добавка измельченного гранулированного доменного шлака являются более дешевой и надежной альтернативой.

Тип V используется там, где важна сульфатостойкость. Его типичный составной состав:

38% (C 3 S), 43% (C 2 S), 4% (C 3 A), 9% (C 4 AF), 1,9% MgO, 1,8% (SO 3 ), 0,9% потерь при прокаливании и 0,8 % свободного CaO.

Этот цемент имеет очень низкий (C 3 A) состав, что объясняет его высокую сульфатостойкость. Максимально допустимое содержание (C 3 A) составляет 5% для портландцемента типа V. Другое ограничение состоит в том, что состав (C 4 AF) + 2 (C 3 A) не может превышать 20%. Этот тип используется в бетоне, который подвергается воздействию щелочной почвы и сульфатов грунтовых вод, которые вступают в реакцию с (C 3 A), вызывая разрушительное расширение. Он недоступен во многих местах, хотя широко используется на западе США и в Канаде. Как и в случае с типом IV, портландцемент типа V в основном был вытеснен использованием обычного цемента с добавлением измельченного гранулированного доменного шлака или третичных цементов с добавками, содержащих шлак и летучую золу.

Типы Ia, IIa и IIIa имеют тот же состав, что и типы I, II и III. Единственное отличие состоит в том, что в Ia, IIa и IIIa воздухововлекающий агент измельчается в смеси. Воздухововлечение должно соответствовать минимальным и максимальным дополнительным требованиям, указанным в руководстве ASTM. Эти типы доступны только на востоке США и в Канаде, но только в ограниченном количестве. Они плохо справляются с воздухововлекающими добавками, что повышает устойчивость к замерзанию при низких температурах.

Типы II (MH) и II (MH) a имеют такой же состав, что и типы II и IIa, но с умеренным жаром.

EN 197 норма

Европейская норма EN 197-1 определяет пять классов обычного цемента, основной составляющей которых является портландцемент. Эти классы отличаются от классов ASTM.

Класс Описание Избиратели
CEM I портландцемент Состоит из портландцемента и до 5% второстепенных дополнительных компонентов
CEM II Портланд-композитный цемент Портландцемент и до 35% других * отдельных компонентов
CEM III Доменный цемент Портландцемент и повышенное содержание доменного шлака
CEM IV Пуццолановый цемент Портландцемент и до 55% пуццолановых компонентов
CEM V Композитный цемент Портландцемент, доменный шлак или летучая зола и пуццолан

* Допустимыми компонентами портландцемента являются искусственные пуццоланы (доменный шлак (фактически скрытое гидравлическое связующее), микрокремнезем и летучая зола) или природные пуццоланы (кремнеземистые или кремнистые глиноземистые материалы, такие как стекла вулканического пепла, кальцинированные глины и сланцы).

CSA A3000-08

Канадские стандарты описывают шесть основных классов цемента, четыре из которых также могут поставляться в виде смеси, содержащей измельченный известняк (где в названиях классов присутствует суффикс L).

Класс Описание
ГУ, ГУЛ (он же Цемент Тип 10 (ГУ)) Цемент общего назначения
РС Цемент со средней сульфатостойкостью
MH, MHL Цемент средней жары
ОН, ХЕЛ Цемент высокой ранней прочности
ЛХ, ЛХЛ Низкотемпературный цемент
HS Высокая сульфатостойкость; обычно развивает силу медленнее, чем другие типы.

Белый портландцемент

Белый портландцемент или белый обыкновенный портландцемент (WOPC) похож на обычный серый портландцемент во всех отношениях, за исключением его высокой степени белизны. Для получения этого цвета требуется сырье высокой чистоты (низкое содержание Fe 2 O 3 ) и некоторая модификация метода производства, в том числе более высокая температура печи, необходимая для спекания клинкера в отсутствие оксидов железа, действующих в качестве флюса в обычном клинкере. . Поскольку Fe 2 O 3 способствует снижению температуры плавления клинкера (обычно 1450 ° C), белый цемент требует более высокой температуры спекания (около 1600 ° C). Из-за этого он несколько дороже серого продукта. Основное требование - иметь низкое содержание железа, которое должно быть менее 0,5 мас.% В пересчете на Fe 2 O 3 для белого цемента и менее 0,9 мас.% Для не совсем белого цемента. Это также помогает иметь оксид железа в виде оксида железа (FeO), который получается в печи в условиях небольшого восстановления, то есть при работе с нулевым избытком кислорода на выходе из печи. Это придает клинкеру и цементу зеленый оттенок. Другие оксиды металлов, такие как Cr 2 O 3 (зеленый), MnO (розовый), TiO 2 (белый) и т. Д., В следовых количествах, также могут давать цветные оттенки, поэтому для данного проекта лучше всего использовать цемент из единичная партия.

Вопросы безопасности

На мешках с цементом обычно напечатаны предупреждения об охране здоровья и безопасности, потому что цемент не только очень щелочной , но и процесс схватывания является экзотермическим . В результате влажный цемент является сильно едким и может легко вызвать серьезные ожоги кожи, если его сразу не смыть водой. Точно так же сухой цементный порошок при контакте со слизистыми оболочками может вызвать сильное раздражение глаз или дыхательных путей. Реакция цементной пыли с влагой в носовых пазухах и легких также может вызвать химический ожог, а также головные боли, усталость и рак легких.

Производство цементов со сравнительно низкой щелочностью (pH <11) является областью постоянных исследований.

В Скандинавии , Франции и Великобритании уровень хрома (VI) , который считается токсичным и главным раздражителем кожи, не может превышать 2 частей на миллион (ppm).

В США Управление по охране труда (OSHA) установило законный предел ( допустимый предел воздействия ) для воздействия портландцемента на рабочем месте в размере 50 млн частиц на кубический фут (миллион частиц на кубический фут) в течение 8-часового рабочего дня. Национальный институт профессиональной безопасности и здоровья (NIOSH) установила предел рекомендуемой экспозиции (REL) от 10 мг / м 3 общей экспозиции и 5 мг / м 3 дыхательного воздействия в течение 8-часового рабочего дня. При уровнях 5000 мг / м 3 портландцемент сразу же опасен для жизни и здоровья .

Воздействие на окружающую среду

Производство портландцемента может оказывать воздействие на окружающую среду на всех этапах производственного процесса. К ним относятся выбросы загрязняющих веществ в атмосферу в виде пыли; газы; шум и вибрация при работе техники и при проведении взрывных работ на карьерах; расход большого количества топлива при производстве; выброс CO 2 из сырья во время производства и нанесение ущерба сельской местности в результате 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. Защита окружающей среды также включает повторную интеграцию карьеров в сельскую местность после того, как они были закрыты, путем их возвращения в природу или рекультивации.

Эпидемиологические Примечания и отчеты Диоксид серы Воздействие на портландцементе растениях , из Центров по контролю и профилактике заболеваний , состояния:

Рабочие на предприятиях по производству портландцемента, особенно работающих на топливе, содержащем серу, должны знать об острых и хронических последствиях воздействия SO 2 [диоксида серы], и следует периодически измерять пиковые и полносменные концентрации SO 2 .

Независимые исследовательские усилия AEA Technology по выявлению критических проблем для цементной промышленности на сегодняшний день пришли к выводу, что наиболее важными проблемами окружающей среды, здоровья и безопасности, с которыми сталкивается цементная промышленность, являются выбросы в атмосферу (включая выбросы парниковых газов , диоксин, NO x , SO 2 и твердые частицы). ), несчастные случаи и воздействие пыли на рабочих.

CO 2, связанный с производством портландцемента, поступает в основном из четырех источников:

Источник CO 2 Количество
Декарбонизация известняка Достаточно постоянный: минимум около 0,47 кг CO 2 на кг цемента, максимум 0,54, типичное значение около 0,50 во всем мире.
Печное сжигание топлива Зависит от эффективности установки: эффективная установка прекальцинации 0,24 кг CO 2 на кг цемента, низкоэффективный мокрый процесс до 0,65, типичная современная практика (например, в Великобритании) в среднем составляет около 0,30.
Производится автотранспортом на цементных заводах и в дистрибуции Практически незначительно - 0,002–0,005. Таким образом, типичное общее содержание CO 2 составляет около 0,80 кг CO 2 на кг готового цемента.
Производство электроэнергии Зависит от местного источника питания. Типичное потребление электроэнергии составляет порядка 90–150 кВтч на тонну цемента, что эквивалентно 0,09–0,15 кг CO 2 на кг готового цемента, если электричество производится из угля.

В целом, с помощью атомной или гидроэнергетики и эффективного производства образование CO 2 можно снизить до 0,7 кг на кг цемента, но может быть вдвое выше. Направление инноваций на будущее заключается в сокращении источников 1 и 2 за счет изменения химического состава цемента, использования отходов и внедрения более эффективных процессов. Хотя производство цемента, несомненно, является очень большим источником выбросов CO 2 , бетон (из которых цемент составляет около 15%) в этом отношении весьма выгодно отличается от других строительных систем.

Цементные заводы, используемые для утилизации или переработки отходов

Использованные шины загружаются в пару цементных печей

Из-за высоких температур внутри цементных печей в сочетании с окислительной (богатой кислородом) атмосферой и длительным временем пребывания цементные печи используются в качестве варианта обработки различных типов потоков отходов; действительно, они эффективно уничтожают многие опасные органические соединения. Потоки отходов также часто содержат горючие материалы, которые позволяют заменять часть ископаемого топлива, обычно используемого в процессе.

Отходы, используемые в цементных печах в качестве добавки к топливу:

Производство портландцемента также может извлечь выгоду из использования промышленных побочных продуктов из потока отходов. К ним, в частности, относятся:

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки