Cement je hlavným materiálom nachádzajúcim sa v stavebných prácach. Aj keď je to nevyhnutné, jeho výroba predstavuje riziko pre zdravie a životné prostredie.

Cement je jedným z najpoužívanejších produktov na celom svete a dá sa povedať, že tento materiál spôsobil revolúciu v histórii strojárstva a v spôsobe, akým sa začali štruktúrovať mestá. Rozhliadnite sa ... Je prítomný takmer vo všetkých druhoch stavieb, od najjednoduchšieho domu až po najkomplexnejšie inžinierske práce.

V zásade je cement jemný prášok so spojivovými, spojivovými alebo spojovacími vlastnosťami, ktorý pri kontakte s vodou tuhne. Po vytvrdnutí sa tento materiál znovu nerozloží, aj keď je znovu vystavený vode.

Jeho hlavnými surovinami sú: vápenec, hlina a menšie množstvá oxidov železa a hliníka, ktoré sa používajú na výrobu slinku - základného materiálu na výrobu cementu (prečítajte si viac v časti Clinker: viete, čo to je a aké sú vplyvy na životné prostredie) - sadra (sadra) a ďalšie prísady (napríklad puzolán alebo troska z pecí).

Normálne, keď hovoríte o cemente, hovoríte aj o betóne. Oba sú nepostrádateľným materiálom v civilnej výstavbe. Vedeli by ste však, ako spoznať rozdiel medzi týmito dvoma materiálmi?

Cement je jemný prášok so spojivovými vlastnosťami, ktorý sa dá použiť na rôzne účely, napríklad v zložení malty, omietaní stien, pri výrobe betónu atď.

Betón je zmes široko používaná v občianskych stavbách, ktorá ako jednu zo svojich hlavných zložiek používa cement, ktorý mu dodáva potrebnú tuhosť a aglutinačné vlastnosti. Okrem cementu sú v zložení betónu ďalšími materiálmi voda, piesok a kameň.

Stručne povedané: betón je štruktúra pochádzajúca zo zmesi cementu a iných materiálov, zatiaľ čo cement je jednou z „zložiek“, ktoré sú súčasťou tohto receptu.

Zdroj

Cement je slovo pochádzajúce z latinského „caementu“, ktoré v starom Ríme označovalo druh prírodného kamenného kameňa.

Historici predpokladajú, že primitívny človek z doby kamennej už mal vedomosti o materiáli s aglomeračnými vlastnosťami podobnými cementu. Predpokladá sa, že títo ľudia, keď zapaľovali svoje ohne vedľa vápenca a sadrových kameňov, sledovali, ako sa časť týchto kameňov zmenila na prach, pôsobením ohňa, a keď bol materiál hydratovaný pokojnou nočnou premenou, premenil sa opäť v kameni.

Okrem toho je pôvod a tvorba cementu s iným zložením, ako je známe dnes, veľmi staré. Odhaduje sa, že sa začali používať asi pred 4 500 rokmi.

Niektoré starodávne národy, napríklad Egypťania a Rimania, už pri stavbe svojich pamätníkov používali akési spojivo medzi kamennými blokmi. V starovekom Egypte sa už používala zliatina pozostávajúca zo zmesi kalcinovanej sadry. Veľké grécke a rímske diela, ako napríklad Panteón a Koloseum, boli postavené na pôde vulkanického pôvodu, ktorá mala vlastnosti vytvrdzujúce vodu.

V roku 1756 urobil prvý krok k vývoju moderného cementu Angličan John Smeaton, ktorému sa kalcináciou mäkkých a hlinených vápencov podarilo získať odolný produkt.

Ale až v roku 1824 anglický staviteľ Joseph Aspdin spoločne spálil vápenec a hlinu a premenil ich na jemný prášok, veľmi podobný modernému cementu. Keď sa k tomuto prášku pridala voda, získala sa zmes, ktorá po vysušení stala tvrdou ako kameň a nerozpustila sa vo vode. Tento objav bol patentovaný názvom portlandského cementu a predstavuje farbu a vlastnosti trvanlivosti a pevnosti podobné skalám na britskom ostrove Portland.

Zloženie portlandského cementu je dodnes najpoužívanejšie a najrozšírenejšie na celom svete.

Vznik v Brazílii

V Brazílii sa prvé skúsenosti spojené s výrobou portlandského cementu vyskytli okolo roku 1888 prostredníctvom veliteľa Antônia Proosta Rodovalha, ktorý na svojej farme v Santo Antônio (SP) nainštaloval továreň, po ktorej nasledovala inštalácia novej továrne na ostrove. Tiriri (PB), v roku 1892. A v roku 1912 vláda mesta Espírito Santo založila vlastnú továreň v meste Cachoeiro do Itapemirim.

Boli to však iba pokusy, ktoré vyvrcholili v roku 1924 implantáciou továrne Companhia Brasileira de Cimento Portland v Peruse (SP), ktorej výstavba sa dá považovať za medzník implantácie brazílskeho cementárskeho priemyslu. .

Prvé tony boli vyrobené a uvedené na trh v roku 1926. Dovtedy spotreba cementu v krajine závisela výlučne od dovážaného produktu. Od uvedeného dátumu sa teda národná produkcia postupne zvyšovala zavedením nových tovární a účasť dovážaných výrobkov sa v nasledujúcich desaťročiach znižovala, až dodnes prakticky zanikla.

Riziká pre životné prostredie a zdravie ľudí

Hlavné vplyvy na životné prostredie súvisia s procesom výroby cementu. Továrne na tento materiál nakoniec znečisťujú životné prostredie a sú zodpovedné za príslušné vplyvy.

A hoci výrobný proces tohto materiálu neprodukuje priamo tuhý odpad, pretože popol zo spaľovania palív v cementárňach sa zvyčajne znovu používa v samotnom procese, sú tu vysoké emisie plynných znečisťujúcich látok a časticového materiálu.

Hlavné vplyvy sú teda spôsobené emisiami znečisťujúcich plynov z týchto palív. Príkladom sú vysoké emisie oxidu uhličitého (CO2), jedného z hlavných plynov, ktoré vyvažujú skleníkový efekt. Prečítajte si viac o environmentálnych dopadoch spôsobených pri výrobe cementu v článku „Ako prebieha proces výroby cementu a aké sú jeho environmentálne vplyvy?“.

Okrem týchto vplyvov na životné prostredie môže cement predstavovať aj riziká pre ľudské zdravie. Použitie cementu bez použitia vhodných ochranných prostriedkov môže spôsobiť vážne poškodenie zdravia pracovníka, ktorý manipuluje s týmto materiálom. Podľa štúdie je cement klasifikovaný ako „dráždivý materiál“, ktorý reaguje pri kontakte s pokožkou, očami a dýchacími cestami.

Cement reaguje po dlhodobom kontakte s pokožkou v dôsledku vlhkosti (potenia tela). Teplo sa uvoľňuje v dôsledku reakcie cementu pri kontakte s povrchom kvapaliny, čo vedie k zraneniam. Ďalej je bežné pozorovať alkalické pôsobenie cementu hlavne na ruky a nohy stavebných robotníkov. Cement pôsobí abrazívne na zrohovatenú vrstvu pokožky a spôsobuje poranenia, ako sú: začervenanie, opuch, pľuzgiere a praskliny.

S citlivosťou očí sa musí zdvojnásobiť pozornosť, pretože cement môže spôsobiť podráždenie spojiviek a ešte vážnejšie a nezvratné poranenia, ako je slepota.

Ďalšie zdravotné riziká súvisia s vdýchnutím prachu z tohto materiálu. Čas vystavenia prachu bez potrebných bezpečnostných metód je v tomto procese priťažujúcim faktorom. Podľa výskumov sa odhaduje, že obdobie 10 až 20 rokov vystavenia účinkom tohto prachu je dostatočné na vznik pľúcnych chorôb. Tieto ochorenia sú výsledkom akumulácie tuhých častíc v pľúcach inhaláciou.

V priebehu rokov zostáva inhalovaný prach usadený v pľúcach a vytvára obraz fibrózy, to znamená kôrnatenia pľúcneho tkaniva, čo vedie k narušeniu elastickej kapacity pľúc.

Alternatívy a inovácie

Predpovedá sa, že výroba a potreba cementu budú v nasledujúcich rokoch naďalej rásť, čo by následne zvýšilo celkové emisie skleníkových plynov, napríklad CO2. Aby sa zabránilo alebo aspoň minimalizovalo táto situácia, je nevyhnutné myslieť na alternatívy a inovácie vhodné pre výrobu a spotrebu cementu, pretože je nepravdepodobné, že by dopyt po tomto materiáli klesol. Ďalej uvádzame niekoľko alternatív a noviniek:

Kovové konštrukcie

V súčasnosti už existuje niekoľko konštrukcií, ktoré využívajú kovové konštrukcie.

Ak porovnáme pomer nákladov a výnosov tohto typu stavby k železobetónu (betón + železo), získame výhody a nevýhody, ako napríklad:

Pokiaľ ide o konštrukciu, zatiaľ čo betónová musí byť vyrobená výhradne pri práci, kovová sa iba montuje, pričom jej výroba sa vykonáva v továrni, čo urýchľuje postup.

Pracovná sila použitá pri prácach s kovovými konštrukciami je oveľa menšia ako práca používaná pri železobetónových prácach, hoci kovové konštrukcie vyžadujú špeciálnejšiu prácu. Chyby sú niekedy prípustné a opravené pri práci s betónovými konštrukciami. Chyby v kovovej konštrukcii však musia byť nulové.

Hmotnosť kovovej konštrukcie je menšia ako hmotnosť železobetónu, ktorý zmierňuje napätie na nosníkoch a stĺpoch.

Pokiaľ ide o odolnosť týchto štruktúr, sú rovnocenné.

Pokiaľ ide o termíny výstavby, kovová konštrukcia má viac výhod, pretože stavebné kroky je možné vykonať na rozdiel od železobetónových konštrukcií súčasne.

Pokiaľ ide o tepelnú izoláciu, železobetónové konštrukcie majú výhodu oproti kovovým konštrukciám, pretože kovové konštrukcie sa v lete prehrievajú a v zime príliš ochladzujú, na rozdiel od betónových konštrukcií, ktoré sú nakoniec útulnejšie a pohodlnejšie.

A nakoniec, betónové konštrukcie majú pri požiarnej ochrane veľkú výhodu oproti kovovým konštrukciám. Zdá sa, že táto skutočnosť oprávňuje stále veľké využitie železobetónových konštrukcií.

Použitie certifikovaného dreva

Existujú rôzne iniciatívy, ktoré bránia použitiu certifikovaného dreva v občianskej výstavbe na nahradenie betónových konštrukcií. Existuje mnoho pozitívnych faktorov, ktoré sa pri tejto praxi odporúčajú, napríklad skutočnosť, že drevo je obnoviteľný zdroj, ktorý znižuje množstvo skleníkových plynov a je odolným a ľahko opakovane použiteľným materiálom.

Pozrite si animáciu mimovládnej organizácie WWF-Brasil (World Wide Fund for Nature), ktorá sa venuje a podporuje používanie certifikovaného dreva v stavebných projektoch.

Okrem tejto animácie je zaujímavé skontrolovať prednášku Michaela Greena na konferencii TED Talks „ Prečo by sme mali stavať drevené mrakodrapy “. Je to architekt, ktorý hodnotí a navrhuje možnosť postaviť vysoké budovy a zložité práce z certifikovaného dreva (zachytávač uhlíka) namiesto použitia betónu a ocele. Prezentácia trvá 14 minút a venuje sa tejto téme veľmi inovatívnym a zaujímavým spôsobom. Prednášku si môžete pozrieť tu.

Biobetón: betón, ktorý sa sám „lieči“

Takzvaný biobetón je objav, ktorý je schopný úplne spôsobiť revolúciu v sektore civilnej výstavby a v spôsobe, akým ľudia uskutočňujú svoje stavby a opravy. Zrodil sa z rúk a myslí holandských vedcov z Delftskej technickej univerzity a upozorňuje na svoju schopnosť utesniť svoje vlastné praskliny a praskliny. Bol by to betón vybavený „samoliečiteľskými“ schopnosťami, rovnako ako sa to v prírode vyskytuje u určitých živých bytostí.

Podľa jeho tvorcov je biobetón tak pomenovaný, pretože je 100% živým produktom. Je to spôsobené prítomnosťou baktérií v materiáli, ktoré sú zodpovedné za to, aby mu ponúkali špeciálne vlastnosti. Vedci zmiešajú bežný betón s laktátom vápenatým a kolóniou mikroorganizmov ( Bacillus pseudofirmus ). Tieto baktérie sú schopné prežiť viac ako dve storočia v budovách, a to aj v nepriaznivom prostredí.

V praxi sa praskliny v budovách postavených z biobetónu regenerujú pri kontakte baktérií prítomných vo výrobku s vodou. Keď preniknú do trhlín, stimuluje ich vlhkosť a začnú konzumovať laktát. Konečným výsledkom po „strávení“ týchto baktérií je produkcia vápenca, látky zodpovednej za opravu materiálu.

Ďalšia pozitívna stránka biobetónu súvisí s rozsahom trhlín, ktoré je možné prakticky bez obmedzenia zotaviť a sú schopné opraviť až kilometre trhlín. Pre lepšie fungovanie však prasknutie nemôže mať šírku väčšiu ako 8 mm. Okrem toho sú úspory dosiahnuté používaním biobetónu nepredstaviteľné, pretože je možné ušetriť veľa peňazí.

Pozrite si nasledujúce video v angličtine, ktoré sprístupnila University of Delft v Holandsku. V ňom koncepciu a fungovanie biobetónu stručne vysvetľuje jeden z jeho tvorcov.

Recyklácia betónu

Recyklácia betónu je alternatívou v boji proti obrovskému množstvu odpadu, ktorý každý deň vzniká pri výstavbe budov a pomáha znižovať environmentálne vplyvy spôsobené ťažbou a výrobou cementu a betónu. Prečítajte si viac o recyklácii betónu v dokumente „Technika využívajúca elektrické výboje na recykláciu betónu je úspešne testovaná“.

Hlavnou prekážkou pri používaní recyklovaného betónu je variabilita a neistota vo vlastnostiach a konečnej kvalite recyklovaného materiálu a v tom, ako by ovplyvnil pevnosť, tuhosť a trvanlivosť konštrukcií.

Z dôvodu doterajšej medzery v znalostiach sa použitie recyklovaného kameniva obmedzilo hlavne na nestrukturálne aplikácie, ako sú chodníky, cesty a práce na urovnávaní terénov, aj keď kvalita recyklovaného materiálu je všeobecne vyššia, ako sa vyžaduje. v týchto neštrukturálnych aplikáciách.

Preto je potrebné vyvinúť výskum a príslušné inžinierske metódy na väčšie využitie recyklovaných betónových agregátov v stavebných prácach, ako sú budovy.

Okrem nich existujú aj ďalšie alternatívy, ktorých cieľom je pomôcť znížiť dopady spôsobené cementárskym priemyslom. Skontrolujte v článkoch: „Alternatívne techniky zmierňujú škody na životnom prostredí v procese výroby cementu“ a „Clinker: vedieť, čo to je a aké sú jeho environmentálne vplyvy“.

Cement, ako už bolo spomenuté, je nevyhnutný pre „výstavbu“ spoločnosti, ktorú dnes poznáme. Preto ho nesmieme démonizovať, ale hľadať rozsiahle alternatívy, aby sa znížili jej dopady a mohli sa vyvinúť udržateľnejšie alternatívy.

Original text

Contribute a better translation

---