A cement titkainak feltárása

A cement kétségtelenül kulcsfontosságú anyag az építőiparban. Ismeri a cement történetét? Ez a cikk végigvezeti Önt a cement fejlődésén. Ezenkívül a cement kezelése során káros szilícium-dioxid por keletkezhet, ezért a védőporálarcok viselése... szükséges a tüdőszövetek védelme érdekében a hosszan tartó expozíció okozta károsodástól.

Mi a cement?

A cement egy por állagú anyag, amely vízzel keverve pasztát képez, amely levegőben és víz alatt is megkeményedik. Kötőanyagként működik, összetartja az olyan anyagokat, mint a homok és a kavics.

A cement története

A cement története 1756-ra nyúlik vissza, amikor J. Smeaton brit mérnök felfedezte, hogy az agyagot tartalmazó mészkő olyan anyagot eredményez, amely víz alatt is megkeményedhet. Ez lefektette a modern cement elméleti alapjait.

1796-ban J. Parker brit feltaláló márványból előállított egy barnás cementet, amelyet római cementként ismertek. Ez a cement kiváló vízállósággal és gyorskötésű tulajdonságokkal rendelkezett, így ideális volt víz alatti építkezésekhez.
1813-ban Louis Vicat francia építőmérnök felfedezte, hogy a mész és agyag 3:1 arányú keveréke adja a legjobb cementet.
1824-ben Joseph Aspdin brit kőműves feltalálta a portlandcementet, és szabadalmat is szerzett rá. Mészkövet és agyagot egyesített, kemencében kiégette, majd finom porrá őrölte. A Portland-szigetről származó kőhöz való hasonlóságáról elnevezett cement kiváló tulajdonságaival forradalmasította az építőipart.
1871-ben Japán megépítette első cementgyárát, ezzel megkezdődött a cementipar. 1877-ben a brit mérnök, Frederick Ransome továbbfejlesztette a forgókemencét, továbbfejlesztve a cementgyártási technológiát. 1893-ra a japán feltalálók, Hideki Endo és Saburo Utsumi kifejlesztettek egy szulfátálló portlandcementet tengervízben való felhasználásra.
1907-ben a francia Jules Bied kifejlesztette a bauxitcementet úgy, hogy agyagot bauxitra cserélt, annak magas alumínium-oxid-tartalma miatt.

A 20. század folyamán a portlandcement fejlesztésére irányuló erőfeszítések speciális cementek, például magas alumínium-oxid tartalmú és különféle más típusú cementek kifejlesztéséhez vezettek, amelyek speciális építési igényeket elégítettek ki. 2007-re a globális cementtermelés elérte az évi 2 milliárd tonnát. 2023 áprilisában a Washington Állami Egyetem tudósai egy új, szén-negatív cementet fejlesztettek ki környezetbarát bioszén beépítésével.

A cement összetétele

A portlandcement fő kémiai összetevői a kalcium-oxid (CaO), a szilícium-dioxid (SiO2), a vas-oxid (Fe2O3) és az alumínium-oxid (Al2O3). A főbb ásványi összetevők közé tartozik a trikalcium-szilikát (C3S), a dikalcium-szilikát (C2S), a trikalcium-aluminát (C3A) és a tetrakalcium-aluminoferrit (C4AF).

Kémiai reakciók cementben
Amikor a cementet vízzel keverik, egy sor kémiai reakció játszódik le, amelyek szilárd szerkezetet képeznek. A főbb reakciók a következők:
1. 3CaO·SiO2 + H2O → CaO·SiO2·H2O (gél) + Ca(OH)2
2. 2CaO·SiO2 + H2O → CaO·SiO2·H2O (gél) + Ca(OH)2
3. 3CaO·Al2O3 + 6H2O → 3CaO·Al2O3·6H2O (instabil)
3CaO·Al2O3 + 3CaSO4·2H2O + 26H2O → 3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O (ettringit)
4. 4CaO·Al2O3·Fe2O3 + 7H2O → 3CaO·Al2O3·6H2O + CaO·Fe2O3·H2O

A cement kötése és téves kötése

A cement gyors kötése rendellenesen korai keményedést vagy idő előtti merevedést jelent. A magas hőmérséklet dehidratálhatja a gipszet, elveszítve a kötési idő szabályozására való képességét. A kötési hibák gyakran a magas hőmérséklet miatt következnek be őrlés közben, aminek következtében a gipsz hemihidráttá dehidratálódik. Vízzel keverve a hemihidrát gyorsan reagál, kristályos szerkezetet képez, ami a paszta megkötését okozza. A magas lúgú cementek szintén kötési hibákat tapasztalhatnak a kálium-szulfát és a gipszkristályok gyors képződése miatt. A gyors kötéstől eltérően a kötési hibák minimális hőt bocsátanak ki, és az erőteljes keverés visszaállíthatja a paszta képlékenységét a szilárdság befolyásolása nélkül.

Miért kell porvédő maszkot viselni?

A cement egyik fő összetevője, a szilícium-dioxid (SiO2), kockázatot jelent a munkavállalók egészségére, mivel por formájában szabadulhat fel a cementgyártás és -felhasználás során. A szilícium-dioxid por magas koncentrációjának való hosszan tartó kitettség szilikózishoz, egy súlyos foglalkozási tüdőbetegséghez vezethet. A szilikózis károsítja a tüdőszöveteket, maradandó légzési károsodást és működési zavart okozva.

Ezért a cement kezelésekor a munkavállalóknak megfelelő maszkot kell viselniük a szilícium-dioxid por belélegzésének elkerülése érdekében. Ez különösen fontos olyan környezetben, ahol a cementet vágni vagy őrölni kell, mivel a por koncentrációja magasabb lehet, ami további óvintézkedéseket tesz szükségessé a légzőszervi egészség védelme érdekében. A megfelelő maszk kiválasztása és a maszk megfelelő illeszkedésének biztosítása elengedhetetlen a porrészecskék hatékony kiszűréséhez a levegőből, csökkentve a munkavállalók egészségére gyakorolt ​​​​lehetséges hatást.

A BASE CAMP MASK maszkjainak alkalmassága cementmunkákhoz számos kulcsfontosságú tulajdonságban rejlik:

1. Hatékony por- és részecskeszűrés :

A BASE CAMP szűrő dupla, olvadt fúvással készült, elektrosztatikus adszorpciós elektronokkal ellátott rétegből áll, amely hatékonyan kiszűri a szilárd részecskék és a por akár 99,6%-át. Ez lehetővé teszi a maszk számára, hogy hatékony védelmet nyújtson a részecskeszűrődés ellen, így alkalmas építőipari szűrőmaszkként cementmunkákhoz.

2. Szagok és gázok csökkentése :

A szűrőben található aktív szén képes elnyelni bizonyos gázokat és szagokat, ezáltal javítva a levegő minőségét a munkakörnyezetben. A cementmunkák bizonyos szagokat vagy káros gázokat bocsáthatnak ki, a maszkban található aktív szén pedig tisztítószerként működhet, kényelmesebb légzési környezetet biztosítva.

3. Kényelem és alkalmazkodóképesség :

A BASE CAMP MASZKOKAT a kényelem szem előtt tartásával terveztük. Új kialakítású BASE CAMP M Pro maszkunk teljesen állítható fejpánttal és orrcsipeszekkel rendelkezik a biztos illeszkedés érdekében. Ez a kialakítás kiváló alkalmazkodóképességet biztosít, lehetővé téve a maszk hosszabb ideig tartó viselését cementezési munkák során anélkül, hogy kellemetlenséget okozna, és szorosan rögzítve marad.

Új, karbonnegatív, környezetbarát beton

A Washington Állami Egyetem tudósai egy új, karbonnegatív betont fejlesztettek ki környezetbarát biochar beépítésével. Ez a beton megőrzi a hagyományos beton szilárdságát, jobb szigetelést biztosít, csökkentve az energiafogyasztást és a szén-dioxid-kibocsátást. Tekintettel arra, hogy a globális cementipar évente mintegy 2,8 milliárd tonna CO2-t bocsát ki, ez az új beton jelentősen csökkentheti a szén-dioxid-kibocsátást, ami környezeti és gazdasági előnyökkel is jár.

A „ Materials Letters ” legújabb számában megjelent innováció széles körű figyelmet és elismerést váltott ki a globális környezetvédelmi szervezetektől. Ez a szén-negatív cement várhatóan a jövőben széles körben elterjed, előmozdítva a fenntartható fejlődést a cementiparban és hozzájárulva a globális szén-dioxid-kibocsátás csökkentésére irányuló erőfeszítésekhez.