De geheimen van cement onthullen

Cement is ongetwijfeld een cruciaal materiaal in onze bouwsector. Bent u bekend met de geschiedenis van cement? Dit artikel neemt u mee door de evolutie van cement. Bovendien kan het werken met cement schadelijk silicastof genereren, dus het dragen van beschermende stofmaskers is belangrijk. is noodzakelijk om longweefsel te beschermen tegen schade door langdurige blootstelling.

Wat is cement?

Cement is een poederachtige substantie die, gemengd met water, een pasta vormt die zowel in de lucht als onder water uithardt. Het fungeert als bindmiddel en houdt materialen zoals zand en grind bij elkaar.

Geschiedenis van cement

De geschiedenis van cement gaat terug tot 1756, toen de Britse ingenieur J. Smeaton ontdekte dat kalksteen met klei een materiaal opleverde dat onder water kon uitharden. Dit legde de theoretische basis voor modern cement.

In 1796 produceerde de Britse uitvinder J. Parker een bruinachtig cement uit marmer, bekend als Romeins cement. Dit cement was uitstekend waterbestendig en snelhardend, waardoor het ideaal was voor onderwaterconstructies.
In 1813 ontdekte de Franse bouwkundig ingenieur Louis Vicat dat een mengsel van kalk en klei in een verhouding van 3:1 het beste cement opleverde.
In 1824 vond de Britse metselaar Joseph Aspdin het Portlandcement uit en verkreeg er patent op. Hij combineerde kalksteen en klei, verbrandde deze in een oven en vermaalde het mengsel tot een fijn poeder. Dit cement, vernoemd naar de gelijkenis met de steen van het eiland Portland, bracht met zijn superieure eigenschappen een revolutie teweeg in de bouwsector.
In 1871 bouwde Japan zijn eerste cementfabriek, wat het begin markeerde van de Japanse cementindustrie. In 1877 verbeterde de Britse ingenieur Frederick Ransome de draaioven, waarmee de cementproductietechnologie verder werd verbeterd. In 1893 ontwikkelden de Japanse uitvinders Hideki Endo en Saburo Utsumi een sulfaatresistent Portlandcement voor gebruik in zeewater.
In 1907 ontwikkelde de Fransman Jules Bied bauxietcement door klei te vervangen door bauxiet, vanwege het hoge gehalte aan aluminiumoxide.

Gedurende de 20e eeuw leidden inspanningen om portlandcement te verbeteren tot de ontwikkeling van gespecialiseerd cement, zoals hoog-alumina en diverse andere soorten cement voor specifieke bouwbehoeften. In 2007 bereikte de wereldwijde cementproductie ongeveer 2 miljard ton per jaar. In april 2023 ontwikkelden wetenschappers van de Washington State University in de VS een nieuw koolstofnegatief cement door milieuvriendelijke biochar te gebruiken.

Samenstelling van cement

De belangrijkste chemische componenten van portlandcement zijn calciumoxide (CaO), siliciumdioxide (SiO2), ijzeroxide (Fe2O3) en aluminiumoxide (Al2O3). De belangrijkste minerale componenten zijn tricalciumsilicaat (C3S), dicalciumsilicaat (C2S), tricalciumaluminaat (C3A) en tetracalciumaluminoferriet (C4AF).

Chemische reacties in cement
Wanneer cement met water wordt gemengd, vinden er een reeks chemische reacties plaats, waardoor een vaste structuur ontstaat. De belangrijkste reacties zijn:
1. 3CaO·SiO2 + H2O → CaO·SiO2·H2O (gel) + Ca(OH)2
2. 2CaO·SiO2 + H2O → CaO·SiO2·H2O (gel) + Ca(OH)2
3. 3CaO·Al2O3 + 6H2O → 3CaO·Al2O3·6H2O (onstabiel)
3CaO·Al2O3 + 3CaSO4·2H2O + 26H2O → 3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O (ettringiet)
4. 4CaO·Al2O3·Fe2O3 + 7H2O → 3CaO·Al2O3·6H2O + CaO·Fe2O3·H2O

Uitharding en vals uitharden van cement

Snelle uitharding van cement verwijst naar een abnormale, vroegtijdige uitharding of voortijdige verstijving. Hoge temperaturen kunnen gips uitdrogen, waardoor het de uithardingstijd niet meer kan reguleren. Valse uitharding treedt vaak op door hoge temperaturen tijdens het malen, waardoor gips uitdroogt tot hemihydraat. Wanneer hemihydraat met water wordt gemengd, reageert het snel en vormt een kristalstructuur, waardoor de pasta uithardt. Hoogalkalicement kan ook valse uitharding ondergaan door de snelle vorming van kaliumsulfaat en gipskristallen. In tegenstelling tot snelle uitharding komt bij valse uitharding minimale warmte vrij, en krachtig mengen kan de plasticiteit van de pasta herstellen zonder de sterkte aan te tasten.

Waarom moet je een stofmasker dragen?

Een van de hoofdbestanddelen van cement, siliciumdioxide (SiO2), vormt een risico voor de gezondheid van werknemers, omdat het tijdens de cementproductie en het cementgebruik in de vorm van stof kan vrijkomen. Langdurige blootstelling aan hoge concentraties siliciumdioxidestof kan leiden tot silicose, een ernstige beroepslongziekte. Silicose beschadigt het longweefsel en veroorzaakt permanente ademhalingsmoeilijkheden en -stoornissen.

Daarom moeten werknemers bij het werken met cement geschikte maskers dragen om inademing van silicastof te voorkomen. Dit is met name cruciaal in omgevingen waar cement moet worden gesneden of geslepen, aangezien de stofconcentraties hoger kunnen zijn en extra voorzorgsmaatregelen nodig zijn om de luchtwegen te beschermen. Het kiezen van het juiste type masker en een goede pasvorm zijn essentieel om stofdeeltjes effectief uit de lucht te filteren en zo de potentiële impact op de gezondheid van werknemers te beperken.

De reden waarom de maskers van BASE CAMP MASK geschikt zijn voor cementwerkzaamheden, ligt in een aantal belangrijke eigenschappen:

1. Effectieve filtratie van stof en deeltjes :

Het BASE CAMP-filter heeft een dubbele laag meltblown-lagen met elektrostatische adsorptie-elektronen die effectief tot 99,6% van de vaste deeltjes en stof filteren. Dit zorgt ervoor dat het masker efficiënte bescherming biedt tegen deeltjesfiltratie, waardoor het een filtermasker is voor de bouw, geschikt voor cementwerkzaamheden.

2. Vermindering van geuren en gassen :

De actieve kool in het filter kan bepaalde gassen en geuren adsorberen, wat bijdraagt ​​aan een betere luchtkwaliteit op de werkplek. Cementwerkzaamheden kunnen bepaalde geuren of schadelijke gassen produceren, en de actieve kool in het masker kan als reinigingsmiddel werken en zo zorgen voor een comfortabelere ademomgeving.

3. Comfort en aanpassingsvermogen :

BASE CAMP MASKERS zijn ontworpen met comfort in gedachten. Ons nieuwe BASE CAMP M Pro masker heeft een volledig verstelbare hoofdband en neusclips voor een optimale pasvorm. Dit ontwerp biedt uitstekende aanpasbaarheid, waardoor het masker langdurig gedragen kan worden tijdens cementwerkzaamheden zonder ongemak te veroorzaken en het goed blijft zitten.

Nieuw koolstofnegatief milieuvriendelijk beton

Wetenschappers van Washington State University hebben een nieuw koolstofnegatief beton ontwikkeld door milieuvriendelijke biochar te gebruiken. Dit beton behoudt de sterkte van traditioneel beton en biedt betere isolatie, waardoor het energieverbruik en de CO2-uitstoot worden verminderd. Aangezien de wereldwijde cementindustrie jaarlijks ongeveer 2,8 miljard ton CO2 uitstoot, zou dit nieuwe beton de CO2-uitstoot aanzienlijk kunnen verminderen, wat zowel milieu- als economische voordelen biedt.

Deze innovatie, gepubliceerd in de laatste editie van " Materials Letters ", heeft brede aandacht en lof gekregen van wereldwijde milieuorganisaties. Verwacht wordt dat dit koolstofnegatieve cement in de toekomst breed zal worden toegepast, wat een impuls zal geven aan duurzame ontwikkeling in de cementindustrie en zal bijdragen aan wereldwijde inspanningen om de CO2-uitstoot te verminderen.