Quali sono i diversi tipi di materie prime per il cemento?
Le materie prime di base per il cemento sono acqua, calcare e argilla. Il cemento, come i materiali da costruzione correlati come malta e cemento, tuttavia, può contenere anche altri ingredienti essenziali, come sabbia, scisto e minerale di ferro, che può contenere anche tracce di alluminio. Laddove le materie prime per il cemento vengono miscelate in un ambiente che spesso scende al di sotto del punto di congelamento dell'acqua a 32 ° Fahrenheit (0,0 ° Celsius), è comune aggiungere sale o cloruro di sodio e possibilmente cloruro di calcio alla miscela per abbassare il punto di congelamento dell'acqua. Sebbene il cemento si stabilizzi anche al di sotto del punto di congelamento dell'acqua, può richiedere più tempo e ciò può contribuire alle debolezze strutturali del prodotto finale. A partire dal 2011, anche i sottoprodotti industriali vengono aggiunti alle miscele di cemento.
I tipi di materie prime per il cemento possono anche variare nel senso che alcune miscele a partire dal 2011 contengono sottoprodotti industriali che sarebbero altrimenti considerati rifiuti e che possono aggiungere qualità benefiche alla miscela di cemento. Il cemento stesso è una materia prima per il calcestruzzo, che consiste di cemento e sia miscele di roccia fine che aggregate come ghiaia, scisto o ciottoli con acqua e aria miscelate. Le sostituzioni di sottoprodotti industriali per le materie prime per cemento e calcestruzzo includono la mosca ceneri, fumi di silice e scorie di altoforno.
La cenere volante è un tipo di prodotto di scarto prodotto durante molti tipi di processi di combustione industriale. È costituito da particelle fini di cenere aerotrasportata insieme ad alcune particelle di combustibile solido che possono essere recuperate dagli impianti di lavaggio a ciminiera. È considerato un composto di rinforzo utile nei materiali di roccia e mattoni fabbricati come il calcestruzzo e può sostituire il cemento nella miscela a livelli dal 25% al 70%.
Un altro dei principali sottoprodotti industriali utilizzati nella produzione del cemento è il fumo di silice che viene utilizzato come composto di ricambio del 10% per il cemento. È costituito principalmente da una miscela polverosa di particelle di biossido di silicio ed è relativamente nuovo per l'edilizia. Sebbene la produzione di cemento e cemento sia stata una pratica almeno dal 2.500 a.C., l'uso del fumo di silice è stato ampiamente incorporato nelle materie prime per il cemento sin dai primi anni '70. Questo perché è un materiale generato in modo univoco che è decisamente diverso dalla silice fusa ed è un sottoprodotto dell'attività industriale nelle fornaci ad arco elettrico. Il passaggio di una legislazione ambientale sempre più rigorosa negli Stati Uniti e in Europa negli anni '70 ha portato i produttori a recuperare i fumi di silice come sottoprodotto dei rifiuti, e la Norvegia è stata la prima nazione a trovarne un uso oltre a scaricarlo in discarica.
Le scorie dell'altoforno sono anche un altro ingrediente importante trovato quando si acquistano le materie prime per il cemento. Viene spesso indicato come scorie di altoforno granulato macinato (GGBFS) e sostituisce il cemento nel calcestruzzo agli stessi livelli per i quali viene utilizzata la cenere volante, di solito in miscele del 25%, 50% o 70%. GGBFS è un sottoprodotto dell'industria della fornace di acciaio e ferro e, se usato, è noto per prolungare la vita degli edifici da 50 a 100 anni. L'incorporazione di GGBFS dal 2011 nel cemento ha visto un'ampia applicazione nelle nazioni asiatiche come Giappone e Singapore, nonché in Europa, con un uso più limitato del prodotto nella produzione di calcestruzzo degli Stati Uniti.