Cement er det vigtigste materiale, der findes i anlægsarbejder. Selvom det er væsentligt, udgør dets fremstilling risici for sundhed og miljø.

Cement er et af de mest anvendte produkter rundt om i verden, og det kan siges, at dette materiale har revolutioneret ingeniørhistorien og den måde, byer begyndte at blive struktureret på. Se dig omkring ... Den findes i næsten alle typer konstruktioner, fra det enkleste hus til det mest komplekse tekniske arbejde.

Grundlæggende er cement et fint pulver med agglomererende, bindende eller bindende egenskaber, som stivner ved kontakt med vand. Når det er hærdet, selv hvis det igen udsættes for vand, nedbrydes dette materiale ikke igen.

Dens vigtigste råmaterialer er: kalksten, ler og mindre mængder jern og aluminiumoxider, der anvendes til produktion af klinker - grundmateriale til fremstilling af cement (læs mere i Clinker: ved hvad det er, og hvad det er miljøpåvirkninger) -, gips (gips) og andre tilsætninger (såsom pozzolana eller ovnslagg).

Normalt, når du taler om cement, taler du også om beton. Begge er uundværlige materialer i civil konstruktion. Men ville du vide, hvordan man fortæller forskellen mellem disse to materialer?

Cement er et fint pulver med bindende egenskaber, der kan bruges til forskellige formål, såsom i sammensætningen af ​​mørtel, gipsvægge, til fremstilling af beton osv.

Beton er en forbindelse, der er meget udbredt i civil konstruktion, der bruger cement som en af ​​dets hovedkomponenter, hvilket giver den de nødvendige stivheds- og agglutinationsegenskaber. Ud over cement er andre materialer, der er til stede i sammensætningen af ​​beton, vand, sand og sten.

Kort sagt: beton er strukturen, der er resultatet af blandingen af ​​cement og andre materialer, mens cement er en af ​​de "ingredienser", der er en del af denne opskrift.

Kilde

Cement er et ord, der stammer fra det latinske 'caementu', som i det gamle Rom udpegede en slags naturlig sten.

Historikere antager, at den primitive mand fra stenalderen allerede havde viden om et materiale med agglomererende egenskaber svarende til cement. Det menes, at disse mennesker, når de tænder deres ild ved siden af ​​kalkstenen og gipsstenene, så en del af disse sten blive til støv under ildens handling, og når materialet blev hydreret af den fredfyldte om natten, konverterede det igen i sten.

Derudover er oprindelsen og skabelsen af ​​cement med en anden sammensætning end det, vi kender i dag, meget gammel. Det anslås, at de begyndte at blive brugt for omkring 4500 år siden.

Nogle gamle folk, såsom egyptere og romere, brugte allerede en slags bindemiddel mellem stenblokkene ved opførelsen af ​​deres monumenter. I det gamle Egypten blev der allerede anvendt en legering bestående af en blanding af brændt gips. De store græske og romerske værker, såsom Pantheon og Colosseum, blev bygget ved hjælp af jord af vulkansk oprindelse, som havde vandhærdende egenskaber.

I 1756 blev det første skridt mod udviklingen af ​​moderne cement taget af engelskmanden John Smeaton, der formåede at opnå et resistent produkt ved kalcinering af bløde og ler kalksten.

Men det var først i 1824, at den engelske bygherre Joseph Aspdin sammen brændte kalksten og ler og gjorde dem til et fint pulver, der lignede moderne cement. Når der blev tilsat vand til dette pulver, blev der opnået en blanding, som efter tørring blev så hård som sten og ikke opløst i vand. Denne opdagelse blev patenteret under navnet Portland cement, da den har farve og egenskaber med holdbarhed og soliditet svarende til klipperne på den britiske ø Portland.

Portland cementformuleringen er den mest anvendte og udbredte i hele verden til denne dag.

Fremkomst i Brasilien

I Brasilien fandt de første oplevelser i forbindelse med fremstilling af Portland cement sted omkring 1888 gennem kommandør Antônio Proost Rodovalho, der installerede en fabrik på sin gård i Santo Antônio (SP) efterfulgt af installationen af ​​en ny fabrik på øen Tiriri (PB), i 1892. Og i 1912 grundlagde Espírito Santos regering sin egen fabrik i byen Cachoeiro do Itapemirim.

Disse handlinger var imidlertid kun forsøg, der kulminerede i 1924 med implantation af en fabrik af Companhia Brasileira de Cimento Portland i Perus (SP), hvis konstruktion kan betragtes som vartegn for implantationen af ​​den brasilianske cementindustri. .

De første tons blev produceret og markedsført i 1926. Indtil da var cementforbruget i landet udelukkende afhængig af det importerede produkt. Fra den nævnte dato blev den nationale produktion således gradvist øget med implantation af nye fabrikker, og deltagelsen af ​​importerede produkter faldt i de følgende årtier, indtil den næsten forsvandt i dag.

Risici for miljøet og menneskers sundhed

De vigtigste miljøpåvirkninger er relateret til cementproduktionsprocessen. Fabrikkerne til dette materiale ender med at forurene miljøet og er ansvarlige for relevante påvirkninger.

Og selvom fremstillingsprocessen for dette materiale ikke direkte producerer fast affald, da asken fra afbrænding af brændstoffer i cementfabrikker normalt genanvendes i selve processen, er der en høj emission af luftformige forurenende stoffer og partikelformigt materiale.

Således er de største påvirkninger forårsaget af emission af forurenende gasser fra disse brændstoffer. Et eksempel er den høje emission af kuldioxid (CO2), en af ​​de vigtigste gasser, der afbalancerer drivhuseffekten. Læs mere om miljøpåvirkningerne forårsaget under cementproduktion i artiklen "Hvordan sker cementproduktionsprocessen, og hvad er dens miljøpåvirkninger?".

Ud over disse miljøpåvirkninger kan cement også udgøre risici for menneskers sundhed. Brug af cement uden brug af tilstrækkeligt beskyttelsesudstyr kan medføre alvorlige sundhedsskader for den arbejdstager, der håndterer dette materiale. Ifølge en undersøgelse klassificeres cement som et 'irriterende materiale', der reagerer ved kontakt med hud, øjne og luftveje.

Cementen reagerer i kontakt med huden på grund af fugt (sved i kroppen) efter langvarig kontakt. Varme frigøres på grund af cementens reaktion i kontakt med væskeoverfladen og forårsager kvæstelser. Derudover er det almindeligt at observere cementens alkaliske virkning på hovedsageligt hænder og fødder på bygningsarbejdere. Cementen har en slibende virkning på det liderede hudlag og forårsager læsioner som: rødme, hævelse, blærer og revner.

Forsigtighed skal øges med øjenfølsomheden, da cement kan forårsage konjunktiv irritation og endnu mere alvorlige og irreversible skader såsom blindhed.

Andre sundhedsrisici er relateret til indånding af støv fra dette materiale. Eksponeringstid for støv uden de nødvendige sikkerhedsmetoder er en skærpende faktor i denne proces. Ifølge forskning anslås det, at perioden mellem ti og 20 års eksponering for dette støv er tilstrækkelig til udvikling af lungesygdomme. Disse sygdomme er resultatet af akkumulering ved indånding af faste partikler i lungerne.

I årenes løb forbliver det inhalerede støv i lungerne og skaber et billede af fibrose, det vil sige hærdning af lungevævet, hvilket får lungernes elastiske kapacitet til at blive kompromitteret.

Alternativer og innovationer

Prognosen er, at produktionen og behovet for cement fortsat vil vokse i de kommende år, hvilket følgelig vil øge de samlede emissioner af drivhusgasser såsom CO2. For at undgå eller i det mindste minimere denne situation er det vigtigt at tænke på alternativer og innovationer, der er egnede til produktion og forbrug af cement, da efterspørgslen efter dette materiale sandsynligvis ikke vil falde. Følgende er nogle alternativer og innovationer:

Metalliske strukturer

I øjeblikket er der allerede flere konstruktioner, der bruger metalliske strukturer.

Hvis vi sammenligner forholdet mellem omkostninger og fordele for denne type konstruktion med armeret beton (beton + jern), opnår vi fordele og ulemper, såsom:

I forhold til strukturen, mens den konkrete skal udelukkende fremstilles under arbejdet, er den metalliske kun samlet, hvis fabrikken er fremstillet på fabrikken, hvilket fremskynder processen.

Arbejdet, der anvendes i værker med metalliske strukturer, er meget mindre end det, der anvendes i armeret betonværker, selvom de metalliske strukturer kræver mere specialiseret arbejde. Fejl er undertiden tilladte og korrigeres, når der er tale om betonkonstruktioner. Fejl i metalstrukturen skal dog være nul.

Vægten af ​​metalstrukturen er mindre end armeret beton, hvilket aflaster spændinger på bjælker og søjler.

Med hensyn til modstanden i disse strukturer er de ækvivalente.

Med hensyn til konstruktionsfrister har den metalliske struktur flere fordele, da konstruktionstrinnene kan udføres samtidigt i modsætning til armeret betonkonstruktioner.

Med hensyn til varmeisolering har armeret betonkonstruktioner en fordel i forhold til metalstrukturer, da metalstrukturer overophedes om sommeren og køler for meget om vinteren i modsætning til betonkonstruktioner, som ender med at blive mere hyggelige og behagelige.

Endelig har betonkonstruktioner en stor fordel i forhold til metalstrukturer i brandbeskyttelse. Denne kendsgerning synes at retfærdiggøre den stadig store anvendelse af armeret betonkonstruktioner.

Brug af certificeret træ

Der er forskellige initiativer, der forsvarer brugen af ​​certificeret træ i civil konstruktion til erstatning af strukturer lavet af beton. Der er mange positive faktorer, der fremmes for denne praksis, såsom det faktum, at træ er en vedvarende ressource, hvilket reducerer mængden af ​​drivhusgasser og er et resistent og let genanvendeligt materiale.

Tjek animationen fra den ikke-statslige organisation WWF-Brasil (World Wide Fund for Nature), som adresserer og tilskynder til brug af certificeret træ i civile byggeprojekter.

Ud over denne animation er det interessant at tjekke Michael Greens foredrag til TED Talks, ' Why we should build wooden skyscrapers '. Han er en arkitekt, der evaluerer og foreslår muligheden for at bygge høje bygninger og komplekse værker med certificeret træ (carbon scavenger) i stedet for at bruge beton og stål. Præsentationen varer 14 minutter og behandler dette emne på en meget innovativ og interessant måde. Se foredraget her.

Biobeton: beton, der 'heler' alene

Den såkaldte biobeton er en opdagelse, der er i stand til fuldstændigt at revolutionere den civile byggesektor og den måde, hvorpå mennesker udfører deres konstruktioner og reparationer. Den blev født fra hollandske forskeres hænder og sind fra Delft University of Technology og gør opmærksom på dens evne til at forsegle sine egne revner og revner. Det ville være en beton udstyret med 'selvhelbredende' kapaciteter, ligesom det forekommer i naturen hos visse levende væsener.

Ifølge dets skabere hedder biobeton så, fordi det er et 100% levende produkt. Dette skyldes tilstedeværelsen af ​​bakterier i materialet, der er ansvarlig for at tilbyde det særlige egenskaber. Forskerne blander almindelig beton med calciumlactat og en koloni af mikroorganismer ( Bacillus pseudofirmus ). Disse bakterier er i stand til at overleve i mere end to århundreder i bygninger, selv i barske omgivelser.

I praksis regenereres revnerne i bygninger, der er bygget med biobeton, når bakterierne i produktet kommer i kontakt med vand. Når de trænger ind i revnerne, stimuleres de af fugt og begynder at indtage lactat. Slutresultatet, efter 'fordøjelsen' af disse bakterier, er produktionen af ​​kalksten, et stof, der er ansvarligt for reparation af materialet.

Et andet positivt aspekt af biobeton er relateret til omfanget af den revne, der er mulig at gendanne, næsten uden begrænsninger, at være i stand til at reparere op til kilometer revner. For en bedre funktion kan bruddet dog ikke have en bredde større end 8 mm. Derudover er de besparelser, der opnås ved at bruge biobeton, ufattelige, da mange penge kan spares.

Tjek følgende video, på engelsk, stillet til rådighed af University of Delft, Holland. I det forklares begrebet og funktionen af ​​biobeton kort af en af ​​dets skabere.

Genbrug af beton

Betongenanvendelse er et alternativ til at bekæmpe den enorme mængde affald, der genereres dagligt ved civil byggeri, og til at hjælpe med at reducere miljøpåvirkningerne forårsaget af udvinding og fremstilling af cement og beton. Læs mere om genbrug af beton i 'Teknik, der bruger elektriske udledninger til at genbruge beton er testet med succes'.

En vigtig barriere for brugen af ​​genbrugsbeton henviser til variationen og usikkerheden i egenskaberne og den endelige kvalitet af det genbrugte materiale, og hvordan det vil påvirke styrken, stivheden og holdbarheden af ​​de konstruerede strukturer.

På grund af vidensgabet indtil videre har brugen af ​​genbrugsaggregater primært været begrænset til ikke-strukturelle anvendelser, såsom fortove, veje og i jordudjævningsarbejder, selvom kvaliteten af ​​det genbrugsmateriale generelt er højere end krævet i disse ikke-strukturelle applikationer.

Det er således nødvendigt at udvikle forskning og passende tekniske metoder til en større brug af genbrugsbetonaggregater i konstruktionsarbejder, såsom bygninger.

Ud over disse er der også andre alternativer, der sigter mod at reducere virkningerne af cementindustrien. Tjek i artiklerne: 'Alternative teknikker mildner miljøskader i cementproduktionsprocessen' og 'Klinker: ved hvad det er, og hvad dets miljøpåvirkninger er'.

Som tidligere nævnt er cement vigtigt for "opbygningen" af det samfund, vi kender i dag. Derfor bør vi ikke dæmonisere det, men se efter alternativer i stor skala, så dens virkning mindskes og mere bæredygtige alternativer kan udvikles.

Original text

Contribute a better translation

---