cemento è stato sviluppato dai Romani che ha scoperto che la calce , cenere vulcanica e acqua formata una solida che era estremamente durevole e potrebbe essere utilizzato per costruire edifici . La cupola circolare del Pantheon è stato costruito usando la loro conoscenza dei cementi . Purtroppo , quando l'Impero Romano cadde nel caos la conoscenza della produzione del cemento era perso e non è stato riscoperto fino al 19 ° secolo . Joseph Aspdin nel 1824 ha brevettato un processo che mescolato calce e argilla con acqua per formare quello che lui chiama il cemento portland perché somigliava il calcare trovato l'Isola di Portland .
Cemento Portland è ora prodotta in quasi ogni singolo paese il mondo di oggi . Viene prodotto in grandi quantità perché è utilizzato in tutti i settori della costruzione . E ' molto più facile da modellare cemento nella dimensione desiderata e lastre a forma di ritagliarsi tali forme di pietra . Grazie alla sua capacità termica , è anche un ottimo materiale a mantenere il costo basso consumo energetico in condizioni estreme.
Composizione di Portland Cement
cemento Portland è una miscela di calce ( CaO ) , silice ( SiO2 ) , allumina ( Al2O3 ) e ossido di ferro ( Fe2O3 ) , dove Ca è il calcio , O è ossigeno , il silicio è si , Al e Fe è alluminio è ferro . Lime proviene tipicamente da calcare o gesso depositi. Argilla e scorie sono la fonte di silice e allumina , mentre l'ossido di ferro è un sottoprodotto della fusione del ferro . Cemento Portland è composto di questi componenti nei seguenti percentuali in massa : calce 61-69 per cento , silice 18-24 per cento , allumina 4-8 per cento e ossido di ferro da 1 a 8 per cento . Il componente finale per creare cemento che può essere versato e predisposta per l'edilizia è acqua . Si aggiunge acqua alla miscela di polvere per ottenere un impasto che definisce come l'acqua viene incorporato da reazioni chimiche nel prodotto finale . Cemento Portland è classificato come un cemento idraulico perché il prodotto finale indurito non è dovuto all'acqua che evapora , ma da reazioni chimiche .
Definizione di capacità termica
Portland cemento ha una elevata capacità termica , tuttavia , prima di discutere il calore specifico del cemento è meglio definire il concetto in generale . Capacità termica è definito in chimica e fisica libri di testo come "la quantità di calore necessaria per innalzare la temperatura di un oggetto da 1 K a pressione costante , oppure a volume costante " come riferito da Oxtoby et al. , 1999. La variabile utilizzata per rappresentare capacità termica in una formula matematica è C. K rappresenta la scala di temperatura Kelvin , che è la scala standard utilizzata in chimica e fisica. Un grado Kelvin è la stessa di un grado Celsius , ma 0 C è uguale a 273 gradi K.
La formula matematica per la capacità termica è :
q = C x delta T
dove q è il calore , delta T è la variazione di temperatura e C come detto prima è la capacità termica .
Tipicamente capacità termica per le sostanze sono state calcolate sulla base di esperimenti e sono elencati nelle tabelle nei libri di testo . o libri di riferimento
specifica calore costante di Portland Cement
La costante di calore specifico ( HC) del cemento Portland è : 0.84 KJ /Kg /K secondo gli ingegneri Toolbox tecnica e la Portland Cement Association .
calcolo della capacità termica di Portland Cement
Utilizzando il costante calore specifico ( HC ), di cui alla sezione 4 , è possibile calcolare l'importo di calore necessaria per innalzare la temperatura di 1 grado di un pezzo di cemento Portland di una massa nota . Per fare questo si moltiplica la massa del calcestruzzo per la costante capacità termica ( 0,84 KJ /Kg /K) .
Q = HC x massa di cambiamento cemento x Temperatura
dove q è il quantità di calore , e la massa del cemento è in Kg e la variazione di temperatura è in gradi Kelvin . In questo caso la variazione di temperatura è di 1 grado .
Se la necessità di sapere quanta energia è necessaria per sollevare una massa di calcestruzzo da una specifica differenza di temperatura , diciamo 10 gradi , allora si avrà più la massa del calcestruzzo massa , dalla differenza di temperatura per la costante capacità termica .
q = HC x massa di cambiamento cemento x temperatura ( 10 gradi )
Poiché la scala di temperatura Kelvin e Kg non sono in genere unità di misurare negli Stati Uniti la capacità termica specifica di Portland Cement viene convertito in unità più tipicamente utilizzate è 0.20 BTU /lb /grado F.