Sement er hovedmaterialet som finnes i sivile byggverk. Selv om det er viktig, utgjør det en risiko for helse og miljø.

Sement er et av de mest brukte produktene rundt om i verden, og det kan sies at dette materialet revolusjonerte ingeniørhistorien og måten byene begynte å bli strukturert på. Se deg rundt ... Det er tilstede i nesten alle typer konstruksjoner, fra det enkleste huset til det mest komplekse ingeniørarbeidet.

I utgangspunktet er sement et fint pulver med agglomererende, bindende eller bindende egenskaper, som stivner ved kontakt med vann. Når det er herdet, selv om det igjen blir utsatt for vann, spaltes ikke dette materialet igjen.

Hovedråvarene er: kalkstein, leire og mindre mengder jern og aluminiumoksider, brukt til produksjon av klinker - grunnleggende materiale for produksjon av sement (les mer i Clinker: vet hva det er og hva det er miljøpåvirkninger) -, gips (gips) og andre tilsetninger (som pozzolana eller ovnslagg).

Normalt, når du snakker om sement, snakker du også om betong. Begge er uunnværlige materialer i sivil konstruksjon. Men ville du vite hvordan du kan se forskjellen mellom disse to materialene?

Sement er et fint pulver, med bindende egenskaper, som kan brukes til forskjellige formål, for eksempel i sammensetning av mørtel, pussing av vegger, ved fremstilling av betong, etc.

Betong er en forbindelse, mye brukt i sivil konstruksjon, som bruker sement som en av hovedkomponentene, noe som gir den de nødvendige stivhets- og agglutinasjonsegenskapene. I tillegg til sement er andre materialer som er tilstede i sammensetningen av betong vann, sand og stein.

Kort sagt: betong er strukturen som kommer fra blandingen av sement og andre materialer, mens sement er en av "ingrediensene" som er en del av denne oppskriften.

Kilde

Sement er et ord som stammer fra det latinske 'caementu', som i det gamle Roma utpekte en slags naturlig stein.

Historikere antar at det primitive mennesket fra steinalderen allerede hadde kunnskap om et materiale med agglomererende egenskaper som sement. Det antas at disse menneskene, da de tente bålet ved siden av kalkstein og gipsstein, så en del av disse steinene forvandle seg til støv under påvirkning av ild, og da materialet ble hydrert av den rolige natten, konverterte den igjen i stein.

I tillegg er opprinnelsen og dannelsen av sement, med en annen sammensetning enn det vi kjenner i dag, veldig gammel. Det anslås at de ble brukt for rundt 4500 år siden.

Noen eldgamle mennesker, som egyptere og romere, brukte allerede et slags bindemiddel mellom steinblokkene i konstruksjonen av monumentene. I det gamle Egypt ble en legering bestående av en blanding av kalsinert gips allerede brukt. De store greske og romerske verkene, som Pantheon og Colosseum, ble bygget ved hjelp av jord av vulkansk opprinnelse, som hadde vannherdende egenskaper.

I 1756 ble det første skrittet mot utviklingen av moderne sement tatt av engelskmannen John Smeaton, som klarte å oppnå et motstandsdyktig produkt ved kalsinering av myke og leire kalkstein.

Men det var først i 1824 at den engelske byggmesteren Joseph Aspdin sammen brente kalkstein og leire, og gjorde dem til et fint pulver, veldig lik moderne sement. Når vann ble tilsatt til dette pulveret, ble det oppnådd en blanding som etter tørking ble så hard som stein og ikke løste seg opp i vann. Denne oppdagelsen ble patentert med navnet Portland sement, for å presentere farge og egenskaper for holdbarhet og soliditet som ligner steinene på den britiske øya Portland.

Portland sementformuleringen er den mest brukte og utbredte over hele verden til i dag.

Fremvekst i Brasil

I Brasil skjedde de første eksperimentene relatert til produksjon av Portland-sement rundt 1888, gjennom kommandør Antônio Proost Rodovalho, som installerte en fabrikk på gården sin i Santo Antônio (SP), etterfulgt av installasjonen av en ny fabrikk på øya Tiriri (PB), i 1892. Og i 1912 grunnla regjeringen til Espírito Santo sin egen fabrikk i byen Cachoeiro do Itapemirim.

Imidlertid var disse handlingene bare forsøk, som kulminerte i 1924 med implantasjon av en fabrikk av Companhia Brasileira de Cimento Portland, i Perus (SP), hvis konstruksjon kan betraktes som landemerket for implantasjonen av den brasilianske sementindustrien. .

De første tonnene ble produsert og markedsført i 1926. Fram til da var sementforbruket i landet avhengig utelukkende av det importerte produktet. Fra den nevnte datoen ble den nasjonale produksjonen gradvis økt med implantasjon av nye fabrikker, og andelen av importerte produkter ble redusert i løpet av de neste tiårene, til den nesten forsvant i dag.

Risiko for miljøet og menneskers helse

De viktigste miljøpåvirkningene er relatert til sementproduksjonen. Fabrikken til dette materialet forurenser miljøet og er ansvarlig for relevante påvirkninger.

Og selv om produksjonsprosessen av dette materialet ikke direkte produserer fast avfall, siden asken fra forbrenning av drivstoff i sementanlegg vanligvis blir gjenbrukt i selve prosessen, er det et høyt utslipp av gassformige forurensninger og partikkelformet materiale.

Dermed er de viktigste virkningene forårsaket av utslipp av forurensende gasser fra disse drivstoffene. Et eksempel er det høye utslippet av karbondioksid (CO2), en av hovedgassene som utjevner drivhuseffekten. Les mer om miljøpåvirkningen forårsaket av sementproduksjon i artikkelen "Hvordan skjer sementproduksjonen og hva er dens miljøpåvirkninger?".

I tillegg til disse miljøpåvirkningene kan sement også utgjøre en risiko for menneskers helse. Bruk av sement uten bruk av tilstrekkelig verneutstyr kan forårsake alvorlig helseskade til arbeidstakeren som håndterer dette materialet. Ifølge en studie er sement klassifisert som et 'irriterende materiale', som reagerer når det kommer i kontakt med hud, øyne og luftveier.

Sementen reagerer i kontakt med huden på grunn av fuktighet (kroppssvette), etter langvarig kontakt. Varme frigjøres på grunn av reaksjonen av sementen i kontakt med væskeoverflaten og forårsaker skader. I tillegg er det vanlig å observere den alkaliske virkningen av sement på, hovedsakelig, hender og føtter til bygningsarbeidere. Sementen har en slitende effekt på det kåte laget av huden og forårsaker skader som: rødhet, hevelse, blemmer og sprekker.

Forsiktighet må dobles med følsomheten i øynene, da sement kan forårsake konjunktiv irritasjon og enda mer alvorlige og irreversible skader som blindhet.

Andre helserisiko er knyttet til innånding av støv fra dette materialet. Tid for eksponering for støv, uten nødvendige sikkerhetsmetoder, er en skjerpende faktor i denne prosessen. Ifølge forskning anslås det at perioden mellom ti og 20 år med eksponering for dette støvet er tilstrekkelig for utvikling av lungesykdommer. Disse sykdommene er resultatet av akkumulering, ved innånding, av faste partikler i lungene.

Gjennom årene forblir det inhalerte støvet avleiret i lungene, og skaper et bilde av fibrose, det vil si herdingen av lungevevet, noe som får lungens elastiske kapasitet til å bli kompromittert.

Alternativer og innovasjoner

Prognosen er at produksjonen og behovet for sement vil fortsette å vokse de neste årene, noe som følgelig vil øke de totale utslippene av klimagasser, for eksempel CO2. For å unngå, eller i det minste minimere denne situasjonen, er det viktig å tenke på alternativer og innovasjoner som er passende for produksjon og forbruk av sement, ettersom det er lite sannsynlig at etterspørselen etter dette materialet vil avta. Nedenfor presenterer vi noen alternativer og innovasjoner:

Metalliske strukturer

For tiden er det allerede flere konstruksjoner som bruker metallkonstruksjoner.

Hvis vi sammenligner kostnads ​​/ nytte-forholdet for denne typen konstruksjon, med armert betong (betong + jern), vil vi oppnå fordeler og ulemper, for eksempel:

I forhold til konstruksjonen, mens den konkrete må produseres helt i arbeidet, blir den metalliske bare montert, etter at produksjonen er ferdig i fabrikken, det som gir raskere prosess.

Arbeidet som brukes i arbeider med metallkonstruksjoner er mye mindre enn det som brukes i armert betongverk, selv om metallkonstruksjonene krever mer spesialisert arbeidskraft. Feil er noen ganger tillatt og korrigert når man arbeider med betongkonstruksjoner. Imidlertid må feil i metallkonstruksjonen være null.

Vekten av metallkonstruksjonen er mindre enn for armert betong, noe som avlaster spenninger på bjelker og søyler.

Når det gjelder motstanden til disse strukturene, er de likeverdige.

Når det gjelder konstruksjonsfrister, har metallkonstruksjonen flere fordeler, siden konstruksjonstrinnene kan utføres samtidig, i motsetning til armert betongkonstruksjoner.

Når det gjelder varmeisolasjon, har armerte betongkonstruksjoner en fordel i forhold til metallkonstruksjoner, da metallkonstruksjoner overopphetes om sommeren og kjøler for mye om vinteren, i motsetning til betongkonstruksjoner, som ender opp med å bli mer koselige og komfortable.

Til slutt har betongkonstruksjoner en stor fordel i forhold til metallkonstruksjoner i brannvern. Dette faktum ser ut til å rettferdiggjøre den fortsatt store bruken av konstruksjoner av armert betong.

Bruk av sertifisert trevirke

Det er forskjellige tiltak som forsvarer bruken av sertifisert trevirke i sivil konstruksjon for å erstatte konstruksjoner laget av betong. Det er mange positive faktorer som fortales for denne praksisen, for eksempel det faktum at tre er en fornybar ressurs, reduserer mengden klimagasser og er et motstandsdyktig og lett gjenbrukbart materiale.

Ta en titt på animasjonen fra den ikke-statlige organisasjonen WWF-Brasil (World Wide Fund for Nature), som adresserer og oppmuntrer til bruk av sertifisert trevirke i sivile byggeprosjekter.

I tillegg til denne animasjonen er det interessant å sjekke Michael Greens foredrag til TED Talks, ' Why we should build wooden skyscrapers '. Han er en arkitekt som evaluerer og foreslår muligheten for å bygge høye bygninger og komplekse arbeider med sertifisert trevirke (karbonfjerner) i stedet for å bruke betong og stål. Presentasjonen varer i 14 minutter og tar opp dette emnet på en veldig nyskapende og interessant måte. Sjekk ut foredraget her.

Biobetong: betong som "helbreder" alene

Den såkalte biobetongen er et funn som er i stand til å revolusjonere den sivile byggesektoren og måten mennesker utfører sine konstruksjoner og reparasjoner på. Den ble født fra hender og sinn fra nederlandske forskere, fra Delft University of Technology, og vekker oppmerksomhet for sin evne til å forsegle sine egne sprekker og sprekker. Det ville være en betong utstyrt med 'selvhelbredende' evner, akkurat som det forekommer i naturen hos visse levende vesener.

Ifølge skaperne er biobetong så navngitt fordi det er et 100% levende produkt. Dette skyldes tilstedeværelsen av bakterier i materialet, som er ansvarlig for å tilby det spesielle egenskaper. Forskerne blander vanlig betong med kalsiumlaktat og en koloni av mikroorganismer ( Bacillus pseudofirmus ). Disse bakteriene er i stand til å overleve i mer enn to århundrer i bygninger, selv i tøffe omgivelser.

I praksis regenereres sprekker i bygninger konstruert med biobetong når bakteriene i produktet kommer i kontakt med vann. Når de trenger inn i sprekkene stimuleres de av fuktighet og begynner å konsumere laktat. Sluttresultatet, etter "fordøyelsen" av disse bakteriene, er produksjonen av kalkstein, et stoff som er ansvarlig for å reparere materialet.

Et annet positivt aspekt av biobetongen er relatert til omfanget av sprekken som er mulig å gjenopprette, praktisk talt uten grenser, å kunne reparere opptil kilometer med sprekker. For å fungere bedre, kan bruddet imidlertid ikke ha en bredde større enn 8 mm. I tillegg er besparelsene ved å bruke biobetong ufattelig, ettersom mye penger kan spares.

Sjekk ut følgende video, på engelsk, gjort tilgjengelig av University of Delft, Nederland. I det blir begrepet og funksjonen til biobetong kort forklart av en av skaperne.

Betonggjenvinning

Betonggjenvinning er et alternativ for å bekjempe det enorme avfallsmengden som genereres daglig av sivil konstruksjon og for å redusere miljøpåvirkningen forårsaket av utvinning og produksjon av sement og betong. Les mer om gjenvinning av betong i 'Teknikk som bruker elektriske utslipp til å resirkulere betong er vellykket testet'.

En viktig barriere for bruk av resirkulert betong refererer til variasjon og usikkerhet i egenskapene og den endelige kvaliteten til det resirkulerte materialet, og hvordan det vil påvirke styrken, stivheten og holdbarheten til de konstruerte konstruksjonene.

På grunn av kunnskapshullet så langt har bruken av resirkulerte tilslag hovedsakelig vært begrenset til ikke-strukturelle applikasjoner, for eksempel fortau, veier og i jordnivelleringsarbeider, selv om kvaliteten på det resirkulerte materialet generelt er høyere enn nødvendig i disse ikke-strukturelle applikasjonene.

Dermed er det nødvendig å utvikle forskning og passende tekniske metoder for større bruk av resirkulerte betongaggregater i konstruksjonsarbeider, som bygninger.

I tillegg til disse er det også andre alternativer som tar sikte på å redusere virkningene forårsaket av sementindustrien. Sjekk artiklene: 'Alternative teknikker demper miljøskader i sementproduksjonen' og 'Klinker: vet hva det er og hva dets miljøpåvirkning er'.

Sement, som allerede nevnt, er viktig for "konstruksjonen" av samfunnet vi kjenner i dag. Derfor bør vi ikke demonisere det, men se etter alternativer i stor skala slik at virkningen av det blir redusert og mer bærekraftige alternativer kan utvikles.

Original text

Contribute a better translation

---