Циментът е основният материал, намиращ се в строителните работи. Макар и съществено, производството му крие рискове за здравето и околната среда.

Циментът е един от най-използваните продукти по света и може да се каже, че този материал революционизира историята на инженерството и начина, по който градовете започват да се структурират. Огледайте се ... Той присъства в почти всеки тип строителство, от най-простата къща до най-сложната инженерна работа.

По принцип циментът е фин прах със свързващи, свързващи или свързващи свойства, който се втвърдява при контакт с вода. След като се втвърди, дори ако отново е подложен на вода, този материал не се разлага отново.

Основните му суровини са: варовик, глина и по-малки количества железни и алуминиеви оксиди, използвани за производството на клинкер - основен материал за производството на цимент (прочетете повече в Клинкер: знайте какво е и какви са неговите въздействия върху околната среда) - мазилка (гипс) и други добавки (като пуцолана или шлака от пещи).

Обикновено, когато говорите за цимент, говорите и за бетон. И двете са незаменими материали в гражданското строителство. Но бихте ли знаели как да различите тези два материала?

Циментът е фин прах, със свързващи свойства, който може да се използва за различни цели, като например в състава на хоросан, мазилка на стени, при производството на бетон и др.

Бетонът е съединение, широко използвано в гражданското строителство, което използва цимент като един от основните си компоненти, което му придава необходимите твърдост и свойства на лепкавост. В допълнение към цимента, други материали, присъстващи в състава на бетона, са вода, пясък и камък.

Накратко: бетонът е структурата, получена от сместа от цимент и други материали, докато циментът е една от „съставките“, които са част от тази рецепта.

Източник

Циментът е дума, произхождаща от латинското „caementu“, което в древен Рим е обозначавало вид естествен скален камък.

Историците предполагат, че първобитният човек от каменната ера вече е имал знания за материал с агломериращи свойства, подобни на цимента. Смята се, че тези човешки същества, когато запалват огньовете си до варовика и гипсовите камъни, наблюдават как част от тези камъни се превръщат в прах под действието на огън и когато материалът е хидратиран от спокойната нощ, той се преобразува отново в камък.

Освен това произходът и създаването на цимент, с различен състав от познатия ни днес, са много стари. Смята се, че те са започнали да се използват преди около 4500 години.

Някои древни народи, като египтяни и римляни, вече са използвали един вид свързващо вещество между каменните блокове при изграждането на своите паметници. В Древен Египет вече е била използвана сплав, състояща се от смес от калцинирана мазилка. Големите гръцки и римски произведения, като Пантеона и Колизеума, са построени с помощта на почви от вулканичен произход, които са имали свойства на втвърдяване на водата.

През 1756 г. англичанинът Джон Смитън направи първата стъпка към развитието на съвременния цимент, който успя да получи устойчив продукт чрез калциниране на меки и глинени варовици.

Но едва през 1824 г. английският строител Джоузеф Аспдин заедно изгаря варовик и глина, превръщайки ги във фин прах, много подобен на съвременния цимент. Когато към този прах се добавя вода, се получава смес, която след изсушаване става твърда като камък и не се разтваря във вода. Това откритие е патентовано под името Портланд цимент, тъй като има цвят и свойства на издръжливост и твърдост, подобни на скалите на британския остров Портланд.

Формулировката на Портланд цимент е най-използваната и широко разпространена в целия свят и до днес.

Поява в Бразилия

В Бразилия първите експерименти, свързани с производството на портландцимент, се случват около 1888 г. чрез командира Антонио Проост Родовальо, който инсталира фабрика във фермата си в Санто Антонио (SP), последвано от инсталирането на нова фабрика на острова Tiriri (PB), през 1892 г. И през 1912 г. правителството на Espírito Santo основава собствена фабрика в град Cachoeiro do Itapemirim.

Тези действия обаче са само опити, чиято кулминация е през 1924 г. с имплантирането на фабрика от Companhia Brasileira de Cimento Portland, в Perus (SP), чиято конструкция може да се счита за ориентир в имплантирането на бразилската циментова индустрия. .

Първите тонове са произведени и пуснати на пазара през 1926 г. Дотогава потреблението на цимент в страната зависи изключително от внесения продукт. По този начин от споменатата дата националното производство постепенно се увеличава с имплантирането на нови фабрики и участието на вносни продукти намалява през следващите десетилетия, докато на практика изчезва днес.

Рискове за околната среда и човешкото здраве

Основните въздействия върху околната среда са свързани с процеса на производство на цимент. Фабриките на този материал в крайна сметка замърсяват околната среда и са отговорни за съответните въздействия.

И въпреки че производственият процес на този материал не произвежда директно твърди отпадъци, тъй като пепелта от изгарянето на горива в циментовите заводи обикновено се използва повторно в самия процес, има големи емисии на газообразни замърсители и частици.

По този начин основните въздействия са причинени от емисиите на замърсяващи газове от тези горива. Пример за това са високите емисии на въглероден диоксид (CO2), един от основните газове, които дисбалансират парниковия ефект. Прочетете повече за въздействията върху околната среда, причинени по време на производството на цимент в статията „Как протича процесът на производство на цимент и какви са неговите въздействия върху околната среда?“.

В допълнение към тези въздействия върху околната среда, циментът може да представлява и рискове за човешкото здраве. Използването на цимент без използването на подходящо защитно оборудване може да причини сериозни увреждания на здравето на работника, който борави с този материал. Според проучване циментът е класифициран като „дразнещ материал“, реагиращ при контакт с кожата, очите и дихателните пътища.

Циментът реагира в контакт с кожата поради влага (изпотяване на тялото), след продължителен контакт. Топлината се отделя поради реакцията на цимента в контакт с течната повърхност, причинявайки наранявания. Освен това е обичайно да се наблюдава алкалното действие на цимента, главно върху ръцете и краката на строителните работници. Циментът има абразивен ефект върху роговия слой на кожата, причинявайки наранявания като: зачервяване, подуване, мехури и пукнатини.

Трябва да се повиши вниманието с чувствителността на очите, тъй като циментът може да причини конюнктивни раздразнения и дори по-сериозни и необратими наранявания като слепота.

Други рискове за здравето са свързани с вдишването на прах от този материал. Времето на излагане на прах, без необходимите методи за безопасност, е утежняващ фактор в този процес. Според изследванията се изчислява, че периодът от десет до 20 години излагане на този прах е достатъчен за развитието на белодробни заболявания. Тези заболявания са резултат от натрупването чрез вдишване на твърди частици в белите дробове.

С течение на годините вдишаният прах остава отложен в белите дробове, създавайки картина на фиброза, тоест втвърдяване на белодробната тъкан, което води до нарушаване на еластичния капацитет на белите дробове.

Алтернативи и иновации

Прогнозата е, че производството и нуждата от цимент ще продължат да нарастват през следващите години, което следователно ще увеличи общите емисии на парникови газове, като CO2. За да се избегне или поне да се сведе до минимум тази ситуация, е жизненоважно да се помисли за алтернативи и иновации, подходящи за производството и потреблението на цимент, тъй като е малко вероятно търсенето на този материал да намалее. Следват някои алтернативи и иновации:

Метални конструкции

В момента вече има няколко конструкции, които използват метални конструкции.

Ако сравним съотношението цена / полза на този тип конструкция, с това на стоманобетон (бетон + желязо), ще получим предимства и недостатъци, като:

По отношение на конструкцията, докато бетонът трябва да се произвежда изцяло в работата, металната се сглобява само, като производството му се извършва в завода, което ускорява процеса.

Трудът, използван при работи с метални конструкции, е много по-малък от този, използван при стоманобетонни работи, въпреки че металните конструкции изискват по-специализиран труд. Понякога грешките са допустими и коригирани при работа с бетонни конструкции. Грешките в металната конструкция обаче трябва да са нула.

Теглото на металната конструкция е по-малко от това на стоманобетона, което облекчава напрежението върху гредите и колоните.

Що се отнася до устойчивостта на тези структури, те са еквивалентни.

По отношение на сроковете за строителство, металната конструкция има повече предимства, тъй като строителните стъпки могат да се извършват едновременно, за разлика от стоманобетонните конструкции.

Що се отнася до топлоизолацията, стоманобетонните конструкции имат предимство пред металните конструкции, тъй като металните конструкции прегряват през лятото и се охлаждат твърде много през зимата, за разлика от бетонните конструкции, които в крайна сметка са по-уютни и удобни.

И накрая, бетонните конструкции имат голямо предимство пред металните конструкции при противопожарна защита. Този факт изглежда оправдава все още широкото използване на стоманобетонни конструкции.

Използване на сертифицирано дърво

Съществуват различни инициативи, които защитават използването на сертифицирана дървесина в гражданското строителство за замяна на конструкции от бетон. За тази практика се застъпват много положителни фактори, като например факта, че дървесината е възобновяем ресурс, намалява количеството парникови газове и е устойчив и лесно използваем материал.

Вижте анимацията, предоставена от неправителствената организация WWF-Brasil (World Wide Fund for Nature), която разглежда и насърчава използването на сертифицирана дървесина в проекти за гражданско строителство.

В допълнение към тази анимация е интересно да проверите лекцията на Майкъл Грийн пред TED Talks, „ Защо трябва да строим дървени небостъргачи “. Той е архитект, който оценява и предлага възможността за изграждане на високи сгради и сложни работи със сертифицирано дърво (чистач на въглерод), вместо да използва бетон и стомана. Презентацията трае 14 минути и разглежда тази тема по много иновативен и интересен начин. Вижте лекцията тук.

Биобетон: бетон, който „лекува“ сам

Така нареченият биобетон е откритие, способно да революционизира напълно сектора на гражданското строителство и начина, по който хората извършват своите конструкции и ремонти. Тя е родена от ръцете и умовете на холандските учени, от Технологичния университет в Делфт, и насочва вниманието към способността си да запечатва собствените си пукнатини и пукнатини. Това би било конкрет, надарен със способности за „самолечение“, точно както се случва в природата при определени живи същества.

Според създателите му, биобетонът е наречен така, защото е 100% жив продукт. Това се дължи на наличието на бактерии в материала, отговорни за предлагането му на специални свойства. Изследователите смесват обикновен бетон с калциев лактат и колония от микроорганизми ( Bacillus pseudofirmus ). Тези бактерии са в състояние да оцелеят повече от два века в сгради, дори в сурови условия.

На практика пукнатините в сгради, изградени с помощта на биобетон, се регенерират, когато бактериите, присъстващи в продукта, влязат в контакт с вода. Когато проникнат в пукнатините, те се стимулират от влагата и започват да консумират лактат. Крайният резултат, след „усвояването“ на тези бактерии, е производството на варовик, вещество, отговорно за възстановяването на материала.

Друг положителен аспект на биобетона е свързан с степента на пукнатината, която е възможно да се възстанови, практически без ограничения, като е в състояние да поправи до километри пукнатини. За по-добро функциониране обаче разкъсването не може да има ширина по-голяма от 8 mm. Освен това спестяванията, осигурени от използването на биобетон, са невъобразими, тъй като могат да бъдат спестени много пари.

Вижте следното видео на английски език, предоставено от Университета в Делфт, Холандия. В него понятието и функционирането на биобетона са обяснени накратко от един от създателите му.

Рециклиране на бетон

Рециклирането на бетон е алтернатива за борба с огромния обем отпадъци, генерирани ежедневно от гражданското строителство, и за намаляване на въздействието върху околната среда, причинено от добива и производството на цимент и бетон. Прочетете повече за рециклирането на бетон в „Техниката, която използва електрически разряди за рециклиране на бетон, е успешно тествана“.

Основна бариера пред използването на рециклиран бетон се отнася до променливостта и несигурността в свойствата и крайното качество на рециклирания материал и как това би повлияло на здравината, твърдостта и издръжливостта на изградените конструкции.

Поради липсата на знания досега, използването на рециклирани инертни материали е ограничено главно до неструктурни приложения, като тротоари, пътища и при изравняване на земята, въпреки че качеството на рециклирания материал обикновено е по-високо от необходимото в тези неструктурни приложения.

Поради това е необходимо да се разработят изследвания и подходящи инженерни методи за по-широко използване на рециклирани бетонни инертни материали в строителни работи, като сгради.

В допълнение към тях има и други алтернативи, които имат за цел да помогнат за намаляване на въздействията, причинени от циментовата индустрия. Вижте в статиите: „Алтернативни техники за намаляване на екологичните щети в процеса на производство на цимент“ и „Клинкер: знайте какво е това и какви са неговите въздействия върху околната среда“.

Циментът, както вече споменахме, е от съществено значение за „изграждането“ на обществото, което познаваме днес. Следователно не трябва да го демонизираме, а да търсим широкомащабни алтернативи, така че въздействието му да бъде намалено и да могат да бъдат разработени по-устойчиви алтернативи.

Original text

Contribute a better translation

---