Upptäckten av Portland Cement öppnade byggområdet på grund av dess användarvänlighet och dess strukturella hållbarhet . Cement är också användbar på grund av dess förmåga att lagra värme på grund av dess höga värmekapacitet . Cement vid höga temperaturer absorberar värme och då temperaturen kyla cement frigör värme . Cement är ett utmärkt material för att bygga hus i öknen där temperaturen under dagen är extremt höga , medan på natten de kan sjunka avsevärt . Försöker måttliga temperaturer med användning av kylning och uppvärmning kan bli mycket dyrt. Så ett hus byggt av cement i öknen kommer att stanna cool eftersom cementen kommer att absorbera den värme som inte kommer att släppas förrän temperaturen svalna . Då den värme som lagras i cement släpps. Kort historik om Portland Cement
Cement utvecklades av romarna som upptäckte att kalk , vulkanisk aska och vatten bildat ett fast ämne som var extremt hållbara och kan användas för att konstruera byggnader. Den runda kupol av Pantheon byggdes med hjälp av sina kunskaper i cement . Tyvärr, när det romerska riket föll i oordning kunskapen om cementtillverkningvar förlorad och inte återupptäcktes förrän den 19: e århundradet . Joseph Aspdin 1824 patenterat en process som blandade kalk och lera med vatten för att bilda vad han kallar portlandcement , eftersom det liknade kalkstenen finns på Isle of Portland .
Portlandcement framställs nu i nästan varje land i världen idag . Det produceras i så stora kvantiteter , eftersom det används i alla delar av konstruktionen. Det är mycket lättare att gjuta cement i önskad storlek och plattor formade än att tälja sådana former av sten . På grund av dess värmekapacitet , är det också ett utmärkt material för att hålla energikostnaderna låg under extrema förhållanden .
Sammansättning av Portland Cement
Portlandcement är en blandning av kalk ( CaO ) , kiseldioxid ( SiO2 ) , aluminiumoxid ( Al2O3 ) och järnoxid ( Fe2O3 ) , där Ca är kalcium , är O syre , Si är kisel , Al är aluminium och Fe är järn . Lime kommer vanligtvis från kalksten eller krita insättningar . Lera och slagg är källan för kiseldioxid och aluminiumoxid, medan järnoxid är en biprodukt av järnframställning . Portlandcement består av dessa komponenter i följande procentsatser mass : lime 61-69 procent , kiseldioxid 18 till 24 procent , aluminiumoxid 4-8 procent och järnoxid 1 till 8 procent . Den sista komponenten för att skapa cement som kan hällas och inställd för byggändamål är vatten . Vatten tillsätts till pulverblandningen för att bilda en uppslamning som innehåller såsom vatten införlivas genom kemiska reaktioner i den slutliga produkten. Portlandcement är klassificerad som en hydraulisk cement , eftersom den slutliga härdade produkten är inte på grund av vatten avdunstar utan genom kemiska reaktioner . Addera Definition av värmekapacitet
Portland cement har en hög värmekapacitet, dock innan vi diskuterar den specifika värmekapaciteten av cement är det bäst att definiera de i allmänhet. Värmekapaciteten definieras i kemi-och fysiktextböckersom ” den mängd värme som krävs för att höja temperaturen hos ett objekt genom en K vid konstant tryck eller vid konstant volym ” som refereras av Oxtoby et al. 1999 . Variabeln används för att representera värmekapacitet i en matematisk formel är C. K representerar temperaturskalan i Kelvin , som är standardskalasom används i kemi och fysik . En grad Kelvin är detsamma som en grad Celsius , dock 0 C är lika med 273 graders K.
matematisk formel för värmekapaciteten är :
q = C x delta T
där q är värme , är delta T förändringen i temperatur och C som tidigare nämnts är värmekapacitet .
Vanligtvis värmekapacitet för ett ämnen har beräknats baserat på experiment och är listade i tabellerna i läroböcker . eller uppslagsverk Addera specifik värme Constant av Portland cement
specifika värmekonstant( HC ) i cement är : 0,84 kJ /kg /K enligt Ingenjörer Tekniska Toolbox och Portland Cement Association .
beräkning värmekapacitet av Portland Cement
Använda specifika värmekonstanten( HC ) i avsnitt 4 , kan du räkna ut hur mycket av värme som behövs för att höja temperaturen en grad av en bit av portlandcement av en känd massa. För att göra detta du multiplicera massan av betong med värmekapaciteten konstant ( 0,84 kJ /kg /K ) .
Q = HC x massa cement x temperaturförändring
där q är det mängd värme , och massan av cementen är i kg och temperaturförändringen är i Kelvin . I detta fall är temperaturskillnaden är 1 grad .
P Om behov av att veta hur mycket energi som krävs för att ta upp en massa av betong med en viss temperaturskillnad , säger 10 grader , då kommer du flera massan av betong massa , med skillnaden av värmekapaciteten konstant temperatur .
q = HC x massa cement x temperaturförändringen( 10 grader ) katalog
Eftersom Kelvin temperaturskalanoch kg är inte typiskt enheter åtgärd i USA den specifika värmekapacitet Portland Cement omvandlas till enheter mer normalt används är 0,20 BTU /lb /grad F. Addera