Cement ersätter - 9/3/2005 - hemmiljöyttersida

Cementersättningar

Biprodukter från annan tillverkning eller elkraft som frambringar behandlingar, kan ersättas för cement

När du producerar cement använder ett stort avtal av energi som finner så att en waste produkt som kan ersätta för cement, gör god miljöavkänning. Enligt miljöbyggnadsnyheterna (EBN) så mycket växthusgas skapas producera det portland cementet som används i U.S.et som fungerings 22 miljon kompakta bilar. I tillägg U.S.-importsna omkring 20% av de 100 miljon metertonsna (tonnes) av cement den använder årligen och att fylla på till dess kostnad och slösa bort mer energi. Burning kol som gör elektrisk ström, skapar ett stort avtal av avfalls ”flugaaska,”, och en mindre mängd av slag skapas, när du producerar järn i tryckvåg, värma upp i masugn. Bränna till kol den klipska askaen, tryckvågpannaslag, och andra mineraliska admixtures kan ersätta för cement i konkreta mixes för byggnader, sparande energi och att kassera av en waste produkt, förbättra kvaliteten av betongen och förminskande kostnad. Cementersättningar bör vara distinguished från konkreta tillsatser, liksom plasticizers och medel för luftentrainment; och från förenade ersättningar, liksom restgummi för ground exponeringsglas eller jordnings.

Typer av cementersättningar

Den klipska askaen är en av byproductsna av brännande kol som skapar elektrisk ström. Two-thirds av de 55 miljon tonnesna av den klipska askaen producerade i U.S.et i 1999 överfördes till waste staplar, med endast 9 miljon tonnes van vid gör betong. Kolinnehållet av den klipska askaen är en viktig concern. Den klipska askaen för grupp C, mest av som produceras i det västra från lignitekol, innehåller little kol. Emellertid den klipska askaen för grupp som F produceras huvud från anthracite och bituminous kol, innehåller viktiga mängder av kol. Material för grupp C och för grupp F är också från varje annat och från källa till källan med regard till stryka, hastighet av strykegain, färg och weatherability. Att försäkra en jämn tillförsel är en concern bland konkreta leverantörer.

Slag är en biprodukt från produktion av både järn och stål, och jordningsjärnslag från tryckvågpannor kan användas för framställning av betong. Omkring 12.4 miljon tonnes av tryckvågpannaslag användes i U.S.et i 1999, som 2 miljon tonnes användes av i betong. I tillägg en andra 1.1 miljon tonnes importerades för bruk av konstruktionsindustrien. Därför att begäran för produkten stiger, medan tillförselen faller, nya malande växter är att komma som är on-line att behandla importerad slag. Den påfyllda van vid shipen för energi och malande slagen gör det något mindre energy-saving än den klipska askaen, men better långt än portland cement.

Silicadunsten var en gång en billig waste produkt; men den höga begäran har gjort det en high-cost admixture som används huvud för broar och andra strukturer var den rida ut kapaciteten för överkanten och högt - stryka är nödvändig. Betong som göras från silicadunst, är dyr, emellertid, inte endast på grund av den material kostnaden, men, därför att finenessen i pulverform av dunsten gör det hårt att behandla. Den vänds ofta in i ett slam för bruk.

Riceskrovaskaen, så länge som kvalitet är controlled, är ett annat material, som kan vara van vid, byter ut cement. Så långt, dess bruk återstår i laboratoriumetappen, även om enkvalitet aska som behövs för betong, är tillgänglig från AgroSilica, Inc. i laken Charles, LA.

Långsam strykeGain

Till varierande grader cementersättningar fungerar itu väg. Först de hydratiserar och kurerar som portland cement. Second de är ”pozzolans,” ge silicaen, som reagerar med hydratiserad limefrukt, en oönskad byproduct av den konkreta avvänjningen. Blast-furnaceslag är mest som portland cement och least som ett pozzolan. Den klipska askaen för grupp F är mest som ett pozzolan, med den klipska askaen för grupp C between. Medan starkare och mer kapitalvara slutligen, den tar mer tid för pozzolans till gainstryka än, den gör portland cement. För mest konstruktionsavsikter high tidig stryka är mycket önskvärd, därför att den låter snabbare fullföljande av slabs och tidigare borttagning av datalistor. Att förminska mängden av vatten, i del, kan kompensera för långsam strykegain. Forskare har gjort betong i laboratoriumet från hög-procentsatser av cement att ersätta, genom drastiskt att förminska vatteninnehållet och att fylla på ”superplasticizers” för att underhålla den required lågkonjunkturen, men sådanna mixes är inte ännu commonen och kan vara dyra. Mixes med 15% till 25% den klipska askaen och något högre procentsatser av slag, kan användas i utgångspunkt-byggnad med blygsamt sakta endast av strykegain. Högre procentsatser kan användas i grunder, var hög tidig stryka inte är typisk viktig. Precasters och konkreta masonryenhets (CMU)producenter kan underhålla exakt kontroll av mixen och använder mer admixture. Emellertid de kräver high tidig stryka för snabb re-use av datalistor, så precast betong har sällan höga procentsatser av cementersättningar.

LuftEntrainment och kolinnehåll

Några flyger askaen, notably mest av den klipska askaen för grupp som F används i öst, innehåller hög nivå av kol (unburned kolpartiklar som resulterar från låg-temperaturen ”låg-NOx” som bränner det, förbättrar luftkvalitet). Kolpartiklar absorberar de van vid soapy air-entraining kemikalieerna förbättrar kall väderkapacitet och gör på så sätt luftinnehållet oförutsägbart. Detta problem har fört några nordliga leverantörer att ersätta slagadmixturen för klipsk aska, sedan slag innehåller inget kol. Den klipska askaindustrien adresserar detta problem, genom att behandla den high-carbon klipska askaen för att ta bort mest av kolet. Unrelated till kol som är konkret med mineraliska admixtures, kan kräva mer air-entraining kemikalieer att se till freeze-thaw skydd, därför att de små partiklarna av dessa mineraler kan fylla voids i betongen som skulle är annars luftbubblor.

Stryka

Stryka förbättras av ersättningen av några mineraliska admixtures för portland cement. Askaen och slag för grupp C den klipska förbättrar stryka mer än Class f-flyash. I applikationer, var högt - stryka är den kritiska (liksom höghus) silicadunsten är cementersättningen av valet och att resultera i compressive strykor av 15.000 PSI och higher.

Färg

Den klipska askaen för grupp C resulterar i enfärgad betong; Grupp F är en mörkare grey. Slagbetong är ljusare i färg med hög reflexionsförmåga. Slag betong kan visa en blue-green mottling, kallat ”att göra grön.” under avvänjning Emellertid färgen gås vanligt från yttersidan i en vecka. Dess försvinnande beror på oxidation, så slagcement rekommenderas inte för simbassänger.

Weatherability

Det finns tre weatherabilitytillstånd som cementersättningar hjälper att lätta:

Genomtränglighet och Chloride-Framkallad korrosion: De-icing saltar kan migrate till och med por i betongen, att bryta ner det passiva skyddande lagret runt om resteelen, och att medföra korrosion som det för till spalling. Den pozzolanic uppgiften av cementersättningar tar bort calciumhydroxiden, som gör det konkreta permeable, och är därför högt - önskvärd i körbanar. En hög procentsats av den klipska askaen rekommenderas inte för slabs och stenläggningen synliga till väder på grund av damning och gradering av yttersidan.

Alkali-Silica reaktion (ASR): densilica aggregat och hög-alkalien cement (som blir mer gemensam), kan skapa ASR, som medför intern utvidgning och crazing av betong. Cement ersättningar, speciellt slag, ta bort alkalinityen till och med pozzolanic uppgift. Den klipska askaen för grupp C varierar i denna kapacitet, medan den klipska askaen för grupp F är mycket effektiv.

Sulfateattack: Betong som göras med 60% eller mer slag är mycket effektivt i att mildra attack vid sulfates som finns i något ointressant smutsar, seawater och wastewater. Den pozzolanic uppgiften av den klipska askaen bidrar också till sulfatemotstånd.

Även om federal regering och industrien för tung konstruktion har använt, cement ersätter för årtionden, och de rely på dem för speciallägen, bostadsleverantörer är mindre förtrogen med deras bruk. Som den klipska askaindustrien framkallar behandlingar för att ta bort kol, variationer i sammansättningen av den klipska askaen blir mindre viktiga och uppmuntrar dess bruk. Tillförselen för slag för U.S.-tryckvågpannan går ned och begäran som växer, så framtida tillväxt i dess bruk beror på imports. Silicadunsten återstår dyr och svår att behandla, och Riceskrovaskaen och andra potentiella ersättningar marknadsföras inte ännu.

	Alla cementersättningar har dubbelfördelen av utbytning av energy-intensive portland cement, och av att använda material, som skulle annars, var landfilled.
	Stryka förbättras av ersättningen av några mineraliska admixtures för portland cement. Askaen och slag för grupp C den klipska förbättrar stryka mer än Class f-flyash. I applikationer, var högt - stryka är den kritiska (liksom höghus) silicadunsten är cementersättningen av valet och att resultera i compressive strykor av 15.000 PSI och higher.

Mest konkreta leverantörer stock endera flugaaskaen eller slag eller båda, typisk i separata silos för att låta blandning med portland cement i olika procentsatser. Också tillgängliga är pre-mixed cementer med en viss procentsats av portland cement och cementersättningen. Pre-mixed cementer har fördelen av controlled kvalitet, men begränsar böjlighet i mixdesign. Riceskrovaskaen är inte kommersiellt - tillgänglig som en cementersättning.

Betong som göras med silicadunsten 100%, kan cost 2-3 gånger det normala priset. Ground trans. lyfter också priset av ersättningar, så de används typisk inom 50 miles av en källa.

Inte användbart

Det finns inte några reglerande kodbarriärer till bruket av konkreta ersättningar som ger lika eller bättre kapacitet än portland cement. De huvudnormativa ASTM-normana för cementersättningar är:

ASTM C618-01 ”standardspecifikationen för kolflugaaska och rå eller Calcined naturliga Pozzolan för bruk som en mineralisk Admixture i betong” är specifikationen som räknar den klipska askaen för kol och rått eller calcined naturligt pozzolan för bruk som en mineralisk admixture i betong.

ASTM C595-02a ”standardspecifikationen för blandade hydrauliska cementer” är specifikationen som räknar fem grupper av blandade hydrauliska cementer för både allmänna och specialapplikationer, using slag eller pozzolan eller båda, med portland cement, eller portland cementclinker eller slag med limefrukt.

Den huvudkapacitet-baserade ASTM-normaln för cement är:

ASTM C1157-02 ”den standard kapacitetsspecifikationen för hydrauliskt cement” är en kapacitetsspecifikation som räknar hydrauliska cementer för både allmänna och specialapplikationer. Det finns inte några begränsningar på sammansättningen av cementet eller dess konstituent. Specifikationen klassificerar cementer vid typ baserad på vissa krav för allmänt bruk, high tidig stryka, motstånd till attack av sulfates, värme av hydration och låg reactivity med alkali-reactive aggregat.

Inte användbart

Cementersättningar bör fyllas på till betongen tillsammans med portland cement, ganska än påfyllda till de rå materialen (att undvika energiförlusten, i reheating av ersättningen under cementproduktion). Mest ersättningar lagras i separata silos på den konkreta växten och fylls på till grupperingar som krävda. Betong som göras från en blandning av ersättningar för portland cement och 15% till 25% cement, har förbättrat workability. Högre procentsatser med innehållet för lägre vatten förminskar workability och kräver tillägget av superplasticizers att underhålla en förädlingsbar lågkonjunktur som lyfter kostnaden. Cementersättningar är i gemensamt bruk i precast betong, inklusive konkreta masonryenheter (cmu) och aerated autoclaved konkreta produkter.

Inte användbart

Alla cementersättningar har dubbelfördelen av utbytning av energy-intensive portland cement, och av att använda material, som skulle annars, var landfilled. I fallet av blast-furnaceslag någon waste produkt importeras som förminskar något dess positiva energiinverkan. Lilla procentsatser av den klipska askaen eller slag förminskar konkret kostnad, genom att byta ut hög-kostnad portland cement. Som procentsatsen av ersättningar stiger, och vatteninnehållet faller för att kontrollera strykegain, superplasticizertillsatser och mer exakt kontroll börjar att lyfta kostnaden.