Produits de remplacement de ciment Des dérivés d'autres fabrication ou procédés se produisants électriques peuvent être substitués au ciment La production du ciment utilise beaucoup d'énergie, trouvant ainsi que des déchets qui peuvent remplacer le ciment semble bon raisonnable environnemental. Selon des nouvelles environnementales de bâtiment (EBN), autant gaz à effet de serre est créé en produisant le ciment Portland utilisé aux États-Unis que l'opération 22 millions de voitures compactes. En outre, les importations américaines Environ 20% de 100 millions de tonnes métriques (tonnes) de ciment il utilise annuellement, ajoutant à son coût et gaspillant plus d'énergie. Le charbon brûlant pour faire le courant électrique crée beaucoup « de cendres volantes de rebut, » et un peu de scories est créé en produisant le fer dans des fourneaux. Les cendres volantes de charbon, le laitier de fourneau et d'autres mélanges minéraux peuvent remplacer le ciment dans les mélanges de béton pour des bâtiments, énergie économisante, se débarrassant des déchets, améliorant la qualité du béton, et réduisant le coût. Les produits de remplacement de ciment devraient être distingués des additifs concrets, tels que des plastifiants et des agents d'entraînement d'air ; et des produits de remplacement globaux, tels que le caoutchouc de rebut de verre dépoli ou de masse. Types de produits de remplacement de ciment Les cendres volantes sont l'un des dérivés du charbon brûlant pour créer le courant électrique. Deux-tiers 55 des millions de tonnes des cendres volantes ont produit aux États-Unis dans 1999 ont été envoyés aux piles de rebut, avec seulement 9 millions de tonnes employés pour faire le béton. La teneur en carbone des cendres volantes est un souci important. Classer les cendres volantes de C, plus dont est produit dans l'ouest à partir du charbon de lignite, contient peu de carbone. Cependant, classer les cendres volantes de F, produites principalement à partir d'anthracite et l'houille grasse, contient des quantités significatives de carbone. Le produit de la classe C et de la classe F diffèrent également entre eux et de la source à la source en ce qui concerne la force, du taux de gain de force, de la couleur et du weatherability. La garantie d'une alimentation cohérente est un souci parmi les fournisseurs concrets. Les scories sont un dérivé de production de fer et d'acier, et des scories de fer de masse des fourneaux peuvent être utilisées pour faire le béton. Environ 12.4 millions de tonnes de laitier de fourneau ont été utilisés aux États-Unis en 1999, dont 2 millions de tonnes ont été utilisés en béton. En outre, encore 1.1 millions de tonnes ont été importés à l'usage de l'industrie du bâtiment. Puisque la demande du produit monte tandis que l'alimentation tombe, les nouvelles usines de meulage viennent sur la ligne pour traiter les scories importées. L'énergie supplémentaire employée pour embarquer et rectifier les scories lui fait légèrement moins l'économie d'énergie que les cendres volantes, mais l'améliore loin que le ciment Portland. La vapeur de silice était par le passé des déchets bon marché ; mais très demandé lui a fait un mélange à coût élevé, utilisé principalement pour des blocs et d'autres structures où la premiers performance d'altération superficielle par les agents atmosphériques et de haute résistance sont nécessaires. Le béton fait à partir de la vapeur de silice est cher, cependant, non seulement en raison du coût matériel, mais parce que la finesse pulvérulente de la vapeur le rend dur pour manipuler. Il est souvent transformé en boue avant emploi. La cendre de coque de riz, tant que la qualité est commandée, est un autre produit qui peut être employé pour changer le ciment. Jusqu'ici, son utilisation demeure dans l'étape de laboratoire, bien qu'une cendre de conforme-qualité requise pour le béton soit fournie par AgroSilica, Inc. dans le lac Charles, LA. Gain lent de force À divers degrés, les produits de remplacement de ciment fonctionnent de deux manières. D'abord, ils hydratent et traitent comme le ciment Portland. En second lieu ils sont des « pozzolans, » fournissant la silice qui réagit avec la chaux hydratée, un dérivé non désiré du traitement concret. Le laitier de fourneau est les la plupart comme le ciment Portland et mineur comme un pozzolan. Les cendres volantes de la classe F sont les la plupart comme un pozzolan, avec les cendres volantes de la classe C entre. Tandis que plus fort et plus durable à la fin, cela prend plus de temps pour des pozzolans à la force de gain qu'elle fait le ciment Portland. Pour la plupart des construction, la force haut tôt est très souhaitable parce qu'elle permet un finissage plus rapide des galettes et une dépose plus tôt des formes. La réduction de la quantité de l'eau, en partie, peut compenser le gain lent de force. Les chercheurs ont fait le béton dans le laboratoire à partir des élevé-pourcentages de ciment substituer en réduisant rigoureusement la teneur en eau et en ajoutant des « superplasticizers » pour maintenir l'effondrement des cours required, mais de tels mélanges ne sont pas encore terrain communal et peuvent être coûteux. Des mélanges avec les cendres volantes de 15% à de 25%, et les pourcentages légèrement plus élevés des scories, peuvent être utilisés dans le maison-bâtiment avec seulement le ralentissement modeste du gain de force. Des pourcentages plus élevés peuvent être utilisés dans les poses, où la haute résistance tôt n'est typiquement pas importante. Precasters et producteurs concrets d'ensemble (CMU) de maçonnerie peuvent maintenir le contrôle précis du mélange, et utilisent plus de mélange. Cependant, ils exigent la force haut tôt pour la réutilisation rapide des formes, ainsi le béton préfabriqué a rarement des pourcentages élevés des produits de remplacement de ciment. Entraînement d'air et contenu de carbone Quelques cendres volantes, notamment les la plupart des cendres volantes de la classe F utilisées dans l'est, contiennent des niveaux élevés de carbone (les particules non brûlées de charbon résultant de la bas-température « bas-NOx » brûlant cela améliore la qualité de l'air). Les particules de carbone absorbent les produits chimiques entraîneurs d'air savonneux employés pour améliorer la performance de temps froid, et rendent de cette façon le contenu d'air imprévisible. Ce problème a mené quelques fournisseurs nordiques substituer le mélange de scories aux cendres volantes, puisque les scories ne contiennent aucun carbone. L'industrie de cendres volantes aborde ce problème en traitant les cendres volantes à haut carbone pour enlever la majeure partie du carbone. Indépendant du carbone, concret avec les mélanges minéraux peut exiger des produits chimiques plus entraîneurs d'air d'assurer la protection gel-dégel, parce que les petites particules de ces minerais peuvent remplir vides dans le béton qui serait autrement des bulles d'air. Force La force est améliorée par le remplacement de quelques mélanges minéraux pour le ciment Portland. Les cendres volantes et les scories de la classe C améliorent la force davantage que classent le flyash de F. Dans les applications où de haute résistance est (comme les gratte-ciel) la vapeur critique de silice est le produit de remplacement de ciment du choix, ayant pour résultat des résistances à la pression de 15.000 livres par pouce carré et plus haut. Couleur Classer les résultats de cendres volantes de C dans un béton polir-coloré ; La classe F est un gris plus sombre. Le béton de scories est plus léger en couleurs avec la réflectivité élevée. Pendant le traitement, scorifier le béton peut indiquer un chinage bleu-vert, appelé « verdissage. » Cependant, la couleur est habituellement allée de la surface en semaine. Sa disparition dépend de l'oxydation, ainsi le ciment de laitier n'est pas recommandé pour des piscines. Weatherability Il y a trois états de weatherability que les produits de remplacement de ciment aident à alléger : Perméabilité et corrosion Chlorure-Induite : Les sels de dégivrage peuvent émigrer par des pores dans le béton, décomposer la couche protectrice passive autour du resteel, et causer la corrosion que cela mène à la délitescence. L'action pouzzolanique des produits de remplacement de ciment élimine l'hydroxyde de calcium qui fait le perméable concret, et est donc hautement - souhaitable dans des chaussées. Un pourcentage élevé des cendres volantes n'est pas recommandé pour des galettes et paver exposés au temps en raison du saupoudrage et de la graduation de la surface. Réaction d'Alcali-Silice (ASR) : les totaux et l'élevé-alcali d'Élevé-silice cimentent (qui devient plus comparateur) peuvent créer le radar de surveillance aérienne, qui cause l'expansion et le fendillage internes du béton. Le ciment substitue, particulièrement scorifie, enlève l'alcalinité par l'action pouzzolanique. Les cendres volantes de la classe C varient dans cette habileté, alors que les cendres volantes de la classe F sont très effectives. Attaque de sulfate : Béton fait avec 60% scories ou plus est très effectif dans l'attaque d'atténuation par des sulfates, a trouvé en des sols, de l'eau de mer et de l'eau usagée arides. L'action pouzzolanique des cendres volantes cotise également à la résistance de sulfate. Bien que le gouvernement fédéral et l'industrie du bâtiment lourd aient utilisé le ciment remplace des décennies, et ils se fondent sur elles pour des situations spéciales, les entrepreneurs résidentiels sont moins au courant de leur utilisation. Car l'industrie de cendres volantes développe des procédés pour enlever le carbone, les variations de la composition des cendres volantes deviendront moins importantes et encourageront son utilisation. L'offre de laitier de fourneau des États-Unis diminue et la demande s'élevant, ainsi la croissance future dans son utilisation dépend des importations. La vapeur de silice reste coûteuse et difficile à manipuler, et la cendre de coque de riz et d'autres produits de remplacement potentiels encore ne sont pas lancés sur le marché. 
 | Tous les produits de remplacement de ciment ont l'indemnité duelle de changer le ciment Portland grand consommateur d'énergie, et d'utiliser le produit qui serait autrement mis en décharge. |  | La force est améliorée par le remplacement de quelques mélanges minéraux pour le ciment Portland. Les cendres volantes et les scories de la classe C améliorent la force davantage que classent le flyash de F. Dans les applications où de haute résistance est (comme les gratte-ciel) la vapeur critique de silice est le produit de remplacement de ciment du choix, ayant pour résultat des résistances à la pression de 15.000 livres par pouce carré et plus haut. |
La plupart des fournisseurs concrets stockent les cendres volantes ou les scories ou toutes les deux, typiquement dans les silos séparés pour laisser se mélanger au ciment Portland dans divers pourcentages. Également disponibles sont les ciments prémélangés avec un pourcentage spécifique de ciment Portland et de produit de remplacement de ciment. Les ciments prémélangés ont l'avantage de la qualité commandée, mais limitent la flexibilité dans la conception de mélange. La cendre de coque de riz n'est pas disponible dans le commerce comme produit de remplacement de ciment.
Le béton fait avec la vapeur 100% de silice peut coûter à 2 ou 3 fois le prix normal. Le transport au sol augmente également le prix des produits de remplacement, ainsi elles sont typiquement utilisées au-dessous de 50 milles d'une source.
Non applicable
Il n'y a aucune barrière de normalisation de code à l'utilisation des produits de remplacement concrets qui fournissent la performance égale ou meilleure que le ciment Portland. Les normes préscriptives primaires d'ASTM pour des produits de remplacement de ciment sont : ASTM C618-01 « spécifications standard pour les cendres volantes de charbon et le Pozzolan normal cru ou calciné pour l'usage comme mélange minéral en béton » est les spécifications qui couvrent les cendres volantes de charbon et pozzolan normal cru ou calciné pour l'usage comme mélange minéral en béton. ASTM C595-02a « spécifications standard pour les ciments hydrauliques mélangés » est les spécifications couvrant cinq classes des ciments hydrauliques mélangés pour des applications générales et spéciales, using des scories ou pozzolan, ou toutes deux, de ciment Portland, ou scories ou scories de ciment Portland de chaux. La norme performance-basée primaire d'ASTM pour le ciment est : ASTM C1157-02 « spécification de performances standard pour le ciment hydraulique » est une spécification de performances couvrant les ciments hydrauliques pour des applications générales et spéciales. Il n'y a aucune restriction à la composition du ciment ou de ses constituants. Les spécifications classifient des ciments par le type basé sur des conditions spécifiques pour l'utilisation générale, la force haut tôt, la résistance à l'attaque par des sulfates, la chaleur de l'hydratation, et la réactivité basse avec les totaux alcali-réactifs.
Non applicable
Des produits de remplacement de ciment devraient être ajoutés au béton avec le ciment Portland, plutôt que supplémentaires aux matières premières (pour éviter la déperdition d'énergie en réchauffant le produit de remplacement pendant la production de ciment). La plupart des produits de remplacement sont stockés dans les silos séparés à l'usine concrète et au besoin ajoutés aux groupes. Le béton fait à partir d'un mélange des produits de remplacement de ciment Portland et de ciment de 15% à de 25% a amélioré le workability. Des pourcentages plus élevés avec la teneur en eau inférieur réduisent le workability et exigent de l'addition des superplasticizers de maintenir un effondrement des cours réalisable, augmentant le coût. Les produits de remplacement de ciment sont d'usage courant dans le béton préfabriqué, y compris les ensembles concrets de maçonnerie (cmu) et les produits concrets stérilisés à l'autoclave aérés.
Non applicable
Tous les produits de remplacement de ciment ont l'indemnité duelle de changer le ciment Portland grand consommateur d'énergie, et d'utiliser le produit qui serait autrement mis en décharge. Dans le cas du laitier de fourneau, quelques déchets sont importés, réduisant légèrement son impact positif d'énergie. Les petits pourcentages des cendres volantes ou des scories réduiront le coût concret en changeant le ciment Portland d'élevé-coût. Pendant que le pourcentage des produits de remplacement monte et teneur en eau tombe pour commander le gain de force, les additifs de superplasticizer et le contrôle plus précis commencent à augmenter le coût. | 
