Çimento: kökenini, önemini, risklerini ve alternatiflerini bilin

Çimento, inşaat işlerinde bulunan ana malzemedir. Gerekli olmasına rağmen, üretimi sağlık ve çevre için risk oluşturmaktadır.

işçiler

Çimento, dünya çapında en çok kullanılan ürünlerden biridir ve bu malzemenin mühendislik tarihinde ve şehirlerin kendilerini yapılandırma şekillerinde devrim yarattığı söylenebilir. Etrafınıza bir bakın... En basit evden en karmaşık mühendislik işlerine kadar hemen hemen her tür inşaatta bulunur.

Temel olarak çimento, su ile temas ettiğinde sertleşen bağlayıcı, bağlayıcı veya bağlayıcı özelliklere sahip ince bir tozdur. Bu malzeme bir kez sertleştikten sonra tekrar suyun etkisine maruz kalsa dahi tekrar bozulmaz.

Ana hammaddeleri şunlardır: klinker üretimi için kullanılan kireçtaşı, kil ve daha küçük miktarlarda demir ve alüminyum oksitler - çimento üretimi için temel malzeme (daha fazlasını Klinker'de okuyun: bunun ne olduğunu ve çevresel etkilerinizin neler olduğunu öğrenin) -, alçıtaşı (alçıtaşı) ve diğer katkılar (puzolan veya fırın cürufu gibi).

Genellikle çimentodan bahsettiğinizde betondan da bahsedersiniz. Her ikisi de sivil inşaatta temel malzemelerdir. Ancak bu iki malzeme arasındaki farkı söyleyebilir misiniz?

Çimento, harç bileşimi, duvar sıvası, beton imalatı vb. gibi çeşitli amaçlar için kullanılabilen bağlayıcı özelliklere sahip ince bir tozdur.

Beton, temel bileşenlerinden biri olarak çimento kullanan ve ona gerekli sertlik ve bağlanma özelliklerini veren, sivil inşaatta yaygın olarak kullanılan bir bileşiktir. Çimentoya ek olarak, betonun bileşiminde bulunan diğer malzemeler su, kum ve taştır.

Kısacası: beton, çimento ve diğer malzemelerin karışımından oluşan yapıdır, çimento ise bu tarifin parçası olan “içeriklerden” biridir.

Kaynak

Çimento, antik Roma'da kayalar için bir tür doğal taş olarak adlandırılan Latince 'caementu' kelimesinden gelen bir kelimedir.

Tarihçiler, Taş Devri'nden ilkel insanın, çimentoya benzer bağlayıcı özelliklere sahip bir malzeme hakkında zaten bilgi sahibi olduğunu varsayıyorlar. Bu insanların, kireçtaşı ve alçı taşların yanında ateşlerini yaktıklarında, bu taşların bir kısmının ateşin etkisiyle toza dönüştüğünü ve malzeme gecenin sakinliğiyle hidratlandığında, bu taşların bir kısmının toz haline geldiğini gözlemlediklerine inanılmaktadır. yine taş.

Ayrıca bugün bildiğimizden farklı bir bileşime sahip çimentonun kökeni ve yaratılışı çok eskilere dayanmaktadır. Yaklaşık 4.500 yıl önce kullanılmaya başlandığı tahmin edilmektedir.

Kolezyum

Mısırlılar ve Romalılar gibi bazı eski halklar, anıtlarının yapımında taş bloklar arasında bir tür aglomera kullandılar. Eski Mısır'da, kalsine alçı karışımından oluşan bir alaşım zaten kullanılıyordu. Pantheon ve Kolezyum gibi büyük Yunan ve Roma eserleri, suyun etkisi altında sertleşme özelliklerine sahip olan volkanik kökenli topraklar kullanılarak inşa edilmiştir.

1756 yılında, yumuşak ve killi kalkerleri kalsine ederek dayanıklı bir ürün elde etmeyi başaran İngiliz John Smeaton, modern çimentonun geliştirilmesine yönelik ilk adımı atmıştır.

Ancak 1824'te İngiliz inşaatçı Joseph Aspdin'in kireçtaşı ve kili yakarak modern çimentoya çok benzeyen ince bir toz haline getirmesiydi. Bu toza su eklendiğinde, kuruduktan sonra taş gibi sertleşen ve suda çözünmeyen bir karışım elde edildi. Bu keşif, rengi ve Britanya Adası Portland kayalarına benzer dayanıklılık ve sağlamlık özellikleri nedeniyle Portland çimentosu adı altında patentlendi.

Portland çimentosunun formülasyonu, bugüne kadar dünya çapında en çok kullanılan ve yaygın olanıdır.

Brezilya'da ortaya çıkış

Brezilya'da, Portland çimentosu üretimi ile ilgili ilk deneyimler 1888 civarında, Komutan Antônio Proost Rodovalho'nun Santo Antônio'daki (SP) çiftliğine bir fabrika kurması ve ardından Tiriri adasında yeni bir fabrika kurmasıyla gerçekleşti. PB), 1892'de. Ve 1912'de Espírito Santo hükümeti Cachoeiro do Itapemirim şehrinde kendi fabrikasını kurdu.

Bununla birlikte, bu eylemler, 1924'te Perus'taki (SP) Companhia Brasileira de Cimento Portland tarafından bir fabrikanın kurulmasıyla sonuçlanan ve inşaatı, dünyanın en büyük fabrikalarının implantasyonunun dönüm noktası olarak kabul edilebilecek girişimlerden başka bir şey değildi. Brezilya çimento endüstrisi. .

İlk tonlar 1926'da üretildi ve piyasaya sunuldu. O zamana kadar ülkedeki çimento tüketimi sadece ithal edilen ürüne bağlıydı. Bu şekilde, söz konusu tarihten itibaren yeni fabrikaların kurulmasıyla ulusal üretim kademeli olarak artırılmış ve sonraki on yıllarda ithal ürünlerin katılımı günümüzde fiilen ortadan kalkıncaya kadar azalmıştır.

Çevre ve insan sağlığına yönelik riskler

Başlıca çevresel etkiler çimento üretim süreci ile ilgilidir. Bu malzemenin fabrikaları çevreyi kirletir ve ilgili etkilerden sorumludur.

Ve bu malzemenin üretim süreci doğrudan katı atık üretmese de, çimento fabrikalarında yanan yakıtlardan kaynaklanan kül normalde sürecin kendisinde yeniden kullanıldığından, yüksek bir gaz kirletici madde ve partikül madde emisyonu vardır.

Bu nedenle, ana etkiler bu yakıtlardan kaynaklanan kirletici gazların emisyonundan kaynaklanmaktadır. Bir örnek, sera etkisini dengesizleştiren ana gazlardan biri olan yüksek karbondioksit (CO2) emisyonudur. Çimento üretimi sırasında ortaya çıkan çevresel etkiler hakkında daha fazla bilgiyi "Çimento üretim süreci nasıl gerçekleşir ve çevresel etkileri nelerdir?" makalesinde okuyun.

Bu çevresel etkilere ek olarak, çimento insan sağlığı için de riskler oluşturabilir. Yeterli koruyucu ekipman kullanılmadan çimento kullanımı, bu malzemeyi işleyen işçinin sağlığına ciddi zararlar verebilir. Bir araştırmaya göre, çimento cilt, göz ve solunum yolu ile temas ettiğinde reaksiyona giren 'tahriş edici bir malzeme' olarak sınıflandırılır.

Çimento, uzun süreli temastan sonra nem (vücut terlemesi) nedeniyle cilt ile temas halinde reaksiyona girer. Sıvı yüzey ile temas eden çimentonun reaksiyonu sonucu açığa çıkan ısı yaralanmalara neden olur. Ayrıca, çimentonun alkali etkisinin özellikle inşaat işçilerinin el ve ayaklarında gözlemlenmesi yaygındır. Çimento, cildin stratum korneumu üzerinde aşındırıcı bir etki yaparak kızarıklık, şişme, kabarcıklar ve çatlaklar gibi lezyonlara neden olur.

Çimento, konjonktival tahrişlere ve hatta körlük gibi daha ciddi ve geri dönüşü olmayan yaralanmalara neden olabileceğinden, gözlerin hassasiyetine dikkat edilmelidir.

Diğer sağlık riskleri, bu malzemeden tozun solunmasıyla ilgilidir. Gerekli güvenlik yöntemleri olmadan toza maruz kalma süresi bu süreçte ağırlaştırıcı bir faktördür. Araştırmalara göre, bu tozlara on ila 20 yıl arasında maruz kalma süresinin akciğer hastalıklarının gelişimi için yeterli olduğu tahmin edilmektedir. Bu hastalıklar, soluma yoluyla katı parçacıkların akciğerlerde birikmesinden kaynaklanır.

Yıllar geçtikçe, solunan toz akciğerlerde birikerek kalır ve bir fibroz çerçevesi oluşturur, yani akciğer dokusunun sertleşmesi, akciğerlerin elastik kapasitesinin tehlikeye girmesine neden olur.

Alternatifler ve Yenilikler

Tahminlere göre çimento üretimi ve ihtiyacı önümüzdeki yıllarda artmaya devam edecek ve bu da CO2 gibi toplam sera gazı emisyonlarını artıracaktır. Bu durumdan kaçınmak veya en azından en aza indirmek için, bu malzemeye olan talebin düşmesi muhtemel olmadığından, çimento üretimi ve tüketimi için alternatifler ve uygun yenilikler düşünmek hayati önem taşımaktadır. Aşağıda bazı alternatifler ve yenilikler sunuyoruz:

metalik yapılar

Şu anda metalik yapıları kullanan birkaç yapı var.

Bu tür inşaatların maliyet/fayda oranını betonarme (beton + demir) ile karşılaştırırsak, aşağıdaki gibi avantaj ve dezavantajlar elde ederiz:

Yapısal olarak beton olanın tamamen yerinde üretilmesi gerekirken, metalik olanın sadece montajının fabrikada yapılması süreci hızlandırıyor.

Metal yapılar daha özel işçilik gerektirse de, metalik yapılarla yapılan işlerde kullanılan işçilik, betonarme işlere göre çok daha azdır. Beton yapılarla uğraşırken hatalara bazen izin verilir ve düzeltilir. Ancak metalik yapıdaki hatalar null olmalıdır.

Metalik yapının ağırlığı, betonarme yapıya göre daha azdır, bu da kirişler ve kolonlar üzerindeki gerilimi azaltır.

Bu yapıların gücüne gelince, eşdeğerdirler.

İş için son teslim tarihleri ​​ile ilgili olarak, iş adımları betonarme yapılardan farklı olarak aynı anda gerçekleştirilebildiğinden metalik yapının daha fazla avantajı vardır.

Isı yalıtımına gelince, betonarme yapılar daha rahat ve konforlu hale gelen beton yapıların aksine, metal yapılar yazın aşırı ısınıp kışın çok soğuduğundan, betonarme yapılar metal yapılara göre bir avantaja sahiptir.

Son olarak, beton yapılar yangından korunmada metalik yapılara göre büyük bir avantaja sahiptir. Bu gerçek, betonarme yapıların hala büyük kullanımını haklı çıkarıyor gibi görünüyor.

Sertifikalı ahşap kullanımı

Betondan yapılmış yapıların yerini almak için sivil inşaatta sertifikalı ahşabın kullanımını savunan farklı girişimler var. Ahşabın yenilenebilir bir kaynak olması, sera gazı miktarını azaltması, dayanıklı ve kolayca yeniden kullanılabilir bir malzeme olması gibi bu uygulama için savunulan birçok olumlu faktör vardır.

Sivil inşaat projelerinde sertifikalı ahşabın kullanımını ele alan ve teşvik eden sivil toplum kuruluşu WWF-Brasil (World Wide Fund for Nature) tarafından sağlanan animasyona aşağıdan göz atın.

Bu animasyona ek olarak, Michael Green'in TED Talks konuşmasına göz atmak ilginç, 'Neden ahşap gökdelenler inşa etmeliyiz?(Neden ahşap gökdelenler yapmalıyız). Beton ve çelik kullanmak yerine sertifikalı ahşap (karbon lavabo) ile yüksek binalar ve karmaşık işler inşa etme olasılığını değerlendiren ve öneren bir mimardır. Sunum 14 dakika sürüyor ve bu konuya çok yenilikçi ve ilginç bir şekilde yaklaşıyor. Buradaki derse göz atın.

Bioconcrete: Kendi kendini iyileştiren beton

Sözde biyobeton, sivil inşaat sektöründe ve insanların inşaat ve onarımlarını gerçekleştirme şekillerinde tamamen devrim yaratabilecek bir keşiftir. Delft'teki Teknoloji Üniversitesi'nden Hollandalı bilim adamlarının ellerinden ve zihinlerinden doğdu ve kendi çatlaklarını ve çatlaklarını kapatma yeteneği ile öne çıkıyor. Doğada bazı canlılarda olduğu gibi 'kendini iyileştirme' yeteneklerine sahip somut bir şey olurdu.

Yaratıcılarına göre, biyobeton, %100 canlı bir ürün olduğu için böyle adlandırılıyor. Bunun nedeni, malzemede özel özellikler sunmaktan sorumlu olan bakterilerin varlığıdır. Araştırmacılar, sıradan betonu kalsiyum laktat ve bir mikroorganizma kolonisi ile karıştırıyor (Bacillus psödofirmus). Bu bakteriler, olumsuz bir ortamda bile binalarda iki yüzyıldan fazla hayatta kalabilmektedir.

Uygulamada, biyobeton kullanılarak inşa edilen binalardaki mevcut çatlaklar, üründe bulunan bakterilerin su ile temas etmesiyle yenilenmektedir. Çatlaklara girerken nem tarafından uyarılırlar ve laktat tüketmeye başlarlar. Bu bakterilerin 'sindirilmesinden' sonraki nihai sonuç, materyali onarmaktan sorumlu bir madde olan kireçtaşının üretilmesidir.

Biyobetonun bir başka olumlu yönü de, çatlağın boyutuyla ilgili olup, neredeyse sınırsız, kilometrelerce çatlakları tamir edebilmektedir. Ancak, en iyi çalışma için ara 8 mm'den daha geniş olmamalıdır. Ayrıca, biyobeton kullanımının sağladığı tasarruflar hayal bile edilemez, çünkü çok fazla para tasarrufu yapılabilir.

Hollanda, Delft Üniversitesi tarafından sunulan aşağıdaki İngilizce videoyu izleyin. İçinde, somut bio'nun kavramı ve işleyişi, yaratıcılarından biri tarafından kısaca açıklanmaktadır.

Beton geri dönüşümü

Beton geri dönüşümü, sivil inşaat tarafından günlük olarak üretilen büyük miktarda atıkla mücadele etmek ve çimento ve betonun çıkarılması ve üretilmesi sürecinin neden olduğu çevresel etkilerin azaltılmasına yardımcı olmak için bir alternatiftir. 'Başarıyla test edilmiş betonu geri dönüştürmek için elektrik deşarjlarını kullanma tekniği' bölümünde beton geri dönüşümü hakkında daha fazla bilgi edinin.

Geri dönüştürülmüş beton kullanımının önündeki en büyük engel, geri dönüştürülmüş malzemenin özellikleri ve nihai kalitesindeki değişkenlik ve belirsizliğe ve bunun inşa edilen yapıların sağlamlığını, sertliğini ve dayanıklılığını nasıl etkileyeceğine atıfta bulunur.

Şimdiye kadarki bilgi boşluğu nedeniyle, geri dönüştürülmüş agregaların kullanımı, genellikle kaldırımlar, yollar ve arazi tesviye işleri gibi yapısal olmayan uygulamalarla sınırlandırılmıştır, ancak geri dönüştürülmüş malzemenin kalitesi genellikle bu olmayan malzemelerde gerekenden daha yüksektir. yapısal uygulamalar.

Bu nedenle, binalar gibi yapısal işlerde geri dönüştürülmüş beton agregalarının daha fazla kullanılması için uygun araştırma ve mühendislik yöntemlerinin geliştirilmesi gerekmektedir.

Bunlara ek olarak, çimento sektörünün neden olduğu etkilerin azaltılmasına yardımcı olmayı amaçlayan başka alternatifler de bulunmaktadır. 'Alternatif teknikler, çimento üretim sürecinden kaynaklanan çevresel zararı azaltır' ve 'Klinker: Ne olduğunu ve çevresel etkilerinin ne olduğunu bilin' makalelerini kontrol edin.

Çimento, daha önce de belirtildiği gibi, bugün bildiğimiz toplumun "inşası" için temeldir. Bu nedenle, onu şeytanlaştırmamalı, etkilerinin azaltılması ve daha sürdürülebilir alternatiflerin geliştirilebilmesi için geniş ölçekte alternatifler aramalıyız.


Kaynaklar: Brezilya Portland Çimento Birliği (ABCP) ve inşaatta çimento kullanımıyla ilgili riskler


$config[zx-auto] not found$config[zx-overlay] not found