Sostituti del cemento I sottoprodotti da altri fabbricazione o processi di generazione elettrici possono essere sostituiti per cemento La produzione del cemento usa moltissima energia, così trovante che i residui che possono sostituire cemento ha buon significato ambientale. Secondo le notizie ambientali del bene immobile (EBN), tan gas di serra è generato producendo il cemento di Portland utilizzato negli Stati Uniti quanto il di gestione 22 milione automobili compatte. In più, le importazioni di Stati Uniti circa 20% delle 100 milione tonnellate metriche (tonnellate) di cemento usa annualmente, aggiungendo al relativo costo e sprecando più energia. Il carbone Burning per fare la energia elettrica genera moltissima “cenere volatile residua,„ e una più piccola quantità di scorie è generata quando produce il ferro in altoforno. La cenere volatile del carbone, le scorie di altoforno ed altre mescolanze minerali possono sostituire cemento nelle miscele di calcestruzzo per i beni immobili, energia di risparmio, disfacendo dei residui, migliorando la qualità del calcestruzzo e diminuendo il costo. I sostituti del cemento dovrebbero essere distinti dagli additivi concreti, quali i plastificanti e gli agenti di trascinamento di aria; e dai sostituti aggregati, quale la gomma dello scarto di messa a terra o del vetro smerigliato. Tipi di sostituti del cemento La cenere volatile è uno dei sottoprodotti di carbone burning per generare la energia elettrica. Due terzi delle 55 milione tonnellate di cenere volatile hanno prodotto negli Stati Uniti in 1999 sono stati trasmessi ai mucchi residui, con soltanto 9 milione tonnellate usate per fare il calcestruzzo. Il contenuto di carbonio della cenere volatile è una preoccupazione importante. Classificare la cenere volatile di C, la maggior parte di cui è prodotto nell'ovest dal carbone della lignite, contiene poco carbonio. Tuttavia, classificare la cenere volatile di F, prodotta soprattutto da antracite ed il carbone bituminoso, contiene le quantità significative di carbonio. Il materiale del codice categoria C e del codice categoria F inoltre differisce l'uno dall'altro e dalla fonte alla fonte riguardo a resistenza, dalla tariffa di guadagno di resistenza, dal colore e dalla resistenza all'azione degli agenti atmosferici. L'assicurazione dell'offerta costante è una preoccupazione fra i fornitori concreti. Le scorie sono un sottoprodotto da produzione sia di ferro che dell'acciaio e le scorie del ferro di messa a terra dagli altoforno possono essere usate per la fabbricazione del calcestruzzo. Circa 12.4 milione tonnellate di scorie di altoforno sono state utilizzate negli Stati Uniti in 1999, di où 2 milione tonnellate sono state utilizzate in calcestruzzo. In più, lle altre 1.1 milione tonnellate sono state importate ad uso dell'industria dell'edilizia. Poiché la domanda del prodotto sta aumentando mentre l'offerta sta cadendo, le nuove piante stridenti stanno venendo sulla linea a procedare le scorie importate. L'energia aggiunta usata per spedire e frantumare le scorie gli rende piuttosto più di meno il risparmio di energia che la cenere volatile, ma lontano migliora che il cemento di Portland. Il vapore del silicone era una volta i residui poco costosi; ma molto richiesto gli ha reso una mescolanza a costi elevati, usata soprattutto per i ponticelli ed altre strutture in cui la prestazione di alterazione causata dagli agenti atmosferici ed ad alta resistenza superiori sono necessari. Il calcestruzzo fatto dal vapore del silicone è costoso, tuttavia, non solo a causa del costo materiale, ma perché la finezza polverosa del vapore lo rende duro trattare. Si trasforma in spesso i residui prima dell'uso. La cenere del guscio del riso, finchè la qualità è controllata, è un altro materiale che può essere usato per sostituire il cemento. Finora, il relativo uso rimane in laboratorio la fase, anche se una cenere di costante-qualità stata necessaria per calcestruzzo è disponibile da AgroSilica, Inc. in lago Charles, LA. Guadagno lento di resistenza A vari gradi, i sostituti del cemento funzionano in due sensi. In primo luogo, si idratano e curano come il cemento di Portland. In secondo luogo sono “pozzolans,„ fornendo il silicone che reagisce con calce idratata, un sottoprodotto indesiderabile di trattamento concreto. Le scorie di altoforno sono la maggior parte come il cemento di Portland e minimo come un pozzolan. La cenere volatile del codice categoria F è la maggior parte come un pozzolan, con la cenere volatile del codice categoria C in mezzo. Mentre più forte e più durevole alla fine, esso richiede più tempo per i pozzolans a resistenza di guadagno che fa il cemento di Portland. Per la maggior parte dei scopi della costruzione, la resistenza su iniziale è molto desiderabile perché permette la rifinitura più rapida delle lastre e la rimozione più iniziale delle forme. La diminuzione della quantità di acqua, in parte, può compensare il guadagno lento di resistenza. I ricercatori hanno fatto il calcestruzzo in laboratorio dalle alto-percentuali di cemento sostituire drasticamente diminuendo il contenuto idrico ed aggiungendo “i superplasticizers„ per effettuare il crollo required, ma tali miscele non sono ancora terreno comunale e possono essere costose. Le miscele con la cenere volatile di 25% - di 15% e le percentuali piuttosto più alte di scorie, possono essere utilizzate in casa-bene immobile con soltanto il rallentamento modesto del guadagno di resistenza. Le più alte percentuali possono essere utilizzate nei basamenti, in cui l'alta resistenza iniziale non è tipicamente importante. Precasters ed i produttori concreti dell'unità (CMU) della massoneria possono effettuare il controllo preciso della miscela ed usano più mescolanza. Tuttavia, richiedono la resistenza su iniziale per riutilizzazione veloce delle forme, in modo da il calcestruzzo prefabbricato ha raramente alte percentuali dei sostituti del cemento. Trascinamento di aria e soddisfare di carbonio Una certa cenere volatile, considerevolmente la maggior parte della cenere volatile del codice categoria F utilizzata nell'est, contiene gli alti livelli di carbonio (le particelle non bruciate del carbone che derivano dalla basso-temperatura “basso-NOx„ che brucia quella migliora la qualità di aria). Le particelle di carbonio assorbono i prodotti chimici aeranti insaponati usati per migliorare la prestazione del tempo freddo ed in questo modo rendono il soddisfare dell'aria imprevedibile. Questo problema ha condotto alcuni fornitori nordici a sostituire la mescolanza delle scorie per la cenere volatile, poiché le scorie non contengono carbonio. L'industria della cenere volatile sta affrontando questo problema procedando la cenere volatile ad alto tenore di carbonio per eliminare la maggior parte del carbonio. Indipendente da carbonio, concreto con le mescolanze minerali può richiedere i prodotti chimici più aeranti di accertare la protezione freeze-thaw, perché le piccole particelle di questi minerali possono riempire i vuoti nel calcestruzzo che sarebbe al contrario bolle di aria. Resistenza La resistenza è migliorata dalla sostituzione di alcune mescolanze minerali per il cemento di Portland. La cenere volatile e le scorie del codice categoria C migliorano la resistenza più della cenere volante di F. Nelle applicazioni dove ad alta resistenza è (quali i grattacieli) il vapore critico del silicone è il sostituto del cemento della scelta, con conseguente resistenze alla compressione di 15.000 PSI e più su. Colore Classificare i risultati della cenere volatile di C in un calcestruzzo lucidare-colorato; Il codice categoria F è un grey più scuro. Il calcestruzzo delle scorie è più chiaro a colori con l'alta riflettività. Durante il trattamento, scorificare il calcestruzzo può mostrare una chiazzatura blu-verde, chiamato “inverdirsi.„ Tuttavia, il colore è andato solitamente dalla superficie in settimana. La relativa scomparsa dipende dall'ossidazione, in modo da il cemento di scoria non è suggerito per le piscine. Resistenza all'azione degli agenti atmosferici Ci sono tre stati di resistenza all'azione degli agenti atmosferici che i sostituti del cemento contribuiscono ad alleviare: Permeabilità e corrosione Cloruro-Indotta: I sali sbrinanti possono migrare attraverso i pori nel calcestruzzo, suddividere lo strato protettivo passivo intorno al resteel e causare corrosione che quello conduce alla scheggiatura. L'azione pozzolanica dei sostituti del cemento elimina l'idrossido di calcio che fa il permeabile concreto e quindi è altamente - desiderabile in carreggiate. Un'alta percentuale della cenere volatile non è suggerita per le lastre e la pavimentazione esposte al tempo a causa della spolverata e della rappresentazione in scala della superficie. Reazione del Alcali-Silicone (ASR): i cumuli e l'alto-alcali del Alto-silicone cementano (che sta diventando più comune) possono generare il ASR, che causa l'espansione e la screpolatura interne del calcestruzzo. Il cemento sostituisce particolarmente, scorifica, elimina l'alcalinità con azione pozzolanica. La cenere volatile del codice categoria C varia in questa abilità, mentre la cenere volatile del codice categoria F è molto efficace. Attacco del solfato: Calcestruzzo fatto con 60% o più scorie è molto efficace nell'attacco attenuarsi dai solfati, ha trovato in certi terreni, acqua di mare ed acqua di scarico aridi. L'azione pozzolanica della cenere volatile inoltre contribuisce alla resistenza del solfato. Anche se il governo federale e l'industria dell'edilizia pesante hanno usato il cemento sostituisce le decadi e contano su loro per le situazioni speciali, appaltatori residenziali hanno una conoscenza di meno con il loro uso. Poichè l'industria della cenere volatile sviluppa i processi per eliminare il carbonio, le variazioni nella composizione della cenere volatile diventeranno meno importanti ed incoraggieranno il relativo uso. L'offerta delle scorie di altoforno degli Stati Uniti sta diminuendo e la domanda che cresce, in modo da la crescita futura nel relativo uso dipende dalle importazioni. Il vapore del silicone rimane costoso e difficile da trattare e la cenere del guscio del riso ed altri sostituti potenziali ancora non stanno introducendi. 
 | Tutti i sostituti del cemento hanno il beneficio doppio di sostituzione del cemento di Portland energy-intensive e di usando il materiale che sarebbe al contrario trasferito in una discarica. |  | La resistenza è migliorata dalla sostituzione di alcune mescolanze minerali per il cemento di Portland. La cenere volatile e le scorie del codice categoria C migliorano la resistenza più della cenere volante di F. Nelle applicazioni dove ad alta resistenza è (quali i grattacieli) il vapore critico del silicone è il sostituto del cemento della scelta, con conseguente resistenze alla compressione di 15.000 PSI e più su. |
La maggior parte dei fornitori concreti immagazzinano la cenere volatile o scorie o entrambe, nei sili separati per concedere tipicamente mescolarsi con il cemento di Portland in varie percentuali. Inoltre disponibili sono i cementi premescolati con una percentuale specifica del cemento di Portland e del sostituto del cemento. I cementi premescolati presentano il vantaggio di qualità controllata, ma limitano la flessibilità nel disegno della miscela. La cenere del guscio del riso non è disponibile nel commercio come sostituto del cemento.
Il calcestruzzo fatto con il vapore 100% del silicone può costare a 2-3 volte il prezzo normale. Il trasporto al suolo inoltre aumenta il prezzo dei sostituti, in modo da sono usate tipicamente entro 50 miglia di una fonte.
Non applicabile
Non ci sono barriere regolarici di codice all'uso dei sostituti concreti che forniscono la prestazione uguale o migliore che il cemento di Portland. I campioni normativi primari di ASTM per i sostituti del cemento sono: ASTM C618-01 “specifica standard per la cenere volatile del carbone e Pozzolan naturale grezzo o calcinato per uso come mescolanza minerale in calcestruzzo„ è la specifica che copre la cenere volatile del carbone e pozzolan naturale grezzo o calcinato per uso come mescolanza minerale in calcestruzzo. ASTM C595-02a “specifica standard per i cementi idraulici mescolati„ è la specifica che riguarda cinque codici categoria dei cementi idraulici mescolati per sia le applicazioni generali che speciali, using le scorie o pozzolan, o entrambe, di cemento di Portland, o clinker o scorie di cemento di Portland di calce. Il campione prestazione-basato primario di ASTM per cemento è: ASTM C1157-02 “specifica di prestazione standard per cemento idraulico„ è una specifica di prestazione che copre i cementi idraulici per sia le applicazioni generali che speciali. Non ci sono limitazioni sulla composizione del cemento o dei relativi costituenti. La specifica classifica i cementi da tipo basato sui requisiti specifici di uso generale, di resistenza su iniziale, della resistenza all'attacco dai solfati, del calore di idratazione e della reattività bassa con i cumuli alcali-reattivi.
Non applicabile
I sostituti del cemento dovrebbero aggiungersi al calcestruzzo con il cemento di Portland, piuttosto di quanto aggiunti alle materie prime (per evitare la perdita di energia nel riscaldamento del sostituto durante la produzione del cemento). La maggior parte dei sostituti sono immagazzinati nei sili separati nella pianta concreta e si aggiungono ai gruppi quanto basta. Il calcestruzzo fatto da una miscela dei sostituti del cemento di Portland e del cemento di 25% - di 15% ha migliorato il workability. Le più alte percentuali con il contenuto idrico più basso diminuiscono il workability e richiedono l'aggiunta dei superplasticizers di effettuare un crollo realizzabile, aumentante il costo. I sostituti del cemento sono d'uso comune in calcestruzzo prefabbricato, compreso le unità concrete della massoneria (cmu) ed i conglomerati per la produzione di cemento sterilizzati nell'autoclave aerati.
Non applicabile
Tutti i sostituti del cemento hanno il beneficio doppio di sostituzione del cemento di Portland energy-intensive e di usando il materiale che sarebbe al contrario trasferito in una discarica. Nel caso delle scorie di altoforno, i certi residui sono importati, diminuenti piuttosto il relativo effetto positivo di energia. Le piccole percentuali della cenere volatile o delle scorie diminuiranno il costo concreto sostituendo il cemento di Portland di alto-costo. Mentre la percentuale dei sostituti aumenta e contenuto idrico cade per controllare il guadagno di resistenza, gli additivi del superplasticizer ed il controllo più preciso cominciano ad aumentare il costo. | 
