National apprenticeship standards for cement masonry, asphalt, and composition trade.

Mode of access: Internet.

National apprenticeship standards for cement masonry, asphalt, and composition trade.

Item 748

Chemical composition of mixed construction and demolition recycled aggregates from the State of Sao Paulo

Construction and Demolition Waste (CDW) represents. about 50% of the total Brazilian municipal solid waste: thus, recycling represents huge benefits both in environmental and economic perspectives. Herein, the chemical characterization results of three samples from two different recycling plants from the State of Sao Paulo is prevented. The results demonstrated that the visual classification into grey and red is not related to the chemical composition but mostly to the grain size fraction. The chemical composition of the CDW varies according to the content of cement paste, natural aggregates (quartz sand or granite), red ceramic and clay. Furthermore, the production of recycled concrete aggregates requires two crushing stages to meet the technical standards. The sand fraction (below 4.8 mm) presents high grades of SiO(2), which indicates the liberation of cement paste to fines (< 0.15 mm). The fines have a great potential to be used in the cement industry.

Chemical-mineralogical characterization of C&D waste recycled aggregates from Sao Paulo, Brazil

This study presents a methodology for the characterization of construction and demolition (C&D) waste recycled aggregates based on a combination of analytical techniques (X-ray fluorescence (XRF), soluble ions, semi-quantitative X-ray diffraction (XRD), thermogravimetric analysis (TCA-DTG) and hydrochloric acid (HCl) selective dissolution). These combined analytical techniques allow for the estimation of the amount of cement paste, its most important hydrated and carbonated phases, as well as the amount of clay and micas. Details of the methodology are presented here and the results of three representative C&D samples taken from the Sao Paulo region in Brazil are discussed. Chemical compositions of mixed C&D aggregate samples have mostly been influenced by particle size rather than the visual classification of C&D into red or grey and geographical origin. The amount of measured soluble salts in C&D aggregates (0.15-25.4 mm) is lower than the usual limits for mortar and concrete production. The content of porous cement paste in the C&D aggregates is around 19.3% (w/w). However, this content is significantly lower than the 43% detected for the C&D powders (< 0.15 min). The clay content of the powders was also high, potentially resulting from soil intermixed with the C&D waste, as well as poorly burnt red ceramic. Since only about 50% of the measured CaO is combined with CO(2), the powders have potential use as raw materials for the cement industry. (C) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Estratégias de implementação de plataformas de e-maintenance na indústria: desenvolvimento de uma aplicação para um sistema logístico de viaturas

Mestrado em Engenharia Electrotécnica – Sistemas Eléctricos de Energia

Hydraulic binders

Hydraulic binders play a vital role in the economic and social development because they are essential components of concrete, the most widely used construction material. Nowadays, Portland cement is the most predominantly used hydraulic binder due to its properties and widespread availability. Cement manufacture consumes large amount of non-renewable raw materials and energy, and it is a carbon-intensive process. Many efforts are, therefore, being undertaken towards the developing “greener” hydraulic binders. Concomitantly, binders must also correspond to market demand in terms of performance and aesthetic as well as fulfill mandatory regulations. In order to pursue these goals, different approaches have been followed including the improvement of the cement manufacturing process, production of blended cements, and testing innovative hydraulic binders with a different chemistry. This chapter presents a brief history of hydraulic binder’s discovery and use as well as the environmental and economic context of cement industry. It, then, describes the chemistry and properties of currently most used hydraulic binders—common cements and hydraulic limes—and that of the more promising binders for future applications, namely special Portland cements, aluminous cements, calcium sulfoaluminate cements, and alkali-activated cements.

Kunnossapidon alihankinnan tutkiminen ja seurannan kehittäminen sementtitehtaalla

Työn tavoitteena oli antaa tarkka kuva Lappeenrannan sementtitehtaan kunnossapidon alihankkijoiden työtunneista ja -kustannuksista sekä jakaa ne eri kunnossapitodimensioiden kesken. Jotta alihankkijoiden tekemien töiden seurannasta tulisi jatkuvaa, seurannan toteutukselle on luotu arkirutiineihin soveltuva toimintamalli. Työtunnit ja -kustannukset on laskettu ostolaskujen perusteella ajalta 1.1.2000 – 31.5.2003. Teoriaosuudessa on käsitelty kunnossapitotoimintaa, sen seurantaa ja kustannuslaskentaa, jonka tarkoituksena on pohjustaa työtuntien ja -kustannusten jakoperusteita empiirisessä osassa. Empiria on aloitettu laskemalla kaikki sementtitehtaalle tehdyt työtunnit ja -kustannukset, joista sitten on eroteltu kunnossapidon, muiden toimintojen ja projektien osuudet erikseen. Kustannuksia on vertailtu budjettiarvoihin. Kunnossapidon työtunneista on tehty benchmarkingia kahdeksan sementtitehtaan kesken. Työn lopuksi on laadittu toimintamalli kunnossapidon alihankinnan jatkuvan seurannan toteuttamiseksi. Seuranta toteutetaan toiminnanohjausjärjestelmässä syöttämällä kustannusten ohessa tehtyjen tuntien määrä ja laittamalla yhteen tiliöintiulottuvuuteen toimittajanumero. Jatkokehityskohteena esitetään toiminnanohjaus- ja kunnossapitojärjestelmän integrointia, jolloin tunteja ja kustannuksia voidaan seurata työnumeroittain.

Energiankäytön kartoitus Lappeenrannan sementtitehtaalla.

Diplomityön tavoitteena oli kartoittaa Finnsementti Oy:n Lappeenrannan sementtitehtaan energiankäyttöä ja etsiä potentiaalisia energiansäästökohteita. Diplomityö liittyy Kauppa- ja teollisuusministeriön ja Teollisuuden ja Työnantajain Keskusliiton väliseen teollisuuden energiankäytön tehostamiseen tähtäävään puitesopimukseen, johon Finnsementti Oy on liittynyt. Diplomityön teoriaosassa tutustutaan sementin kemiaan raaka-aineista valmiisiin tuotteisiin. Lisäksi kartoitetaan sementtiteollisuuden energiansäästömahdollisuuksia laite-hankintojen ja prosessin optimointinnin kannalta. Työssä tutustutaan sementin-valmistuksessa käytettäviin laitteistoihin ja selvitetään niiden teknistä kehitystä ja energiaasäästäviä ratkaisuja. Kokeellinen osuus alkaa yksityiskohtaisella kuvauksella Lappeenrannan sementtitehtaan valmistusprosessista. Kokeellisessa osassa tutustutaan tehtaan energiankulutukseen sähkön ja polttoaineen muodossa. Lisäksi käsitellään paineilmaa ja vettä. Sähkön osalta kokeellinen osa sisältää sähkönkulutuksen historian ja sähkönjakeluverkon selvityksen lisäksi tehtaalla käytössä olevien luokittimien tehokkuustarkasteluita sähkönkulutuksen kannalta. Polttoaineen osalta diplomityö sisältää sementtiuunien energiataseiden mittaukset ja tulosten laskemisen sekä Excel-pohjaisen menetelmän kehittämisen energiataseiden laskemiseksi tulevaisuudessa. Paineilman ja veden osalta selvitetään niiden kulutusta tehtaalla ja lasketaan paineilmalle teoreettinen ominaissähkönkulutus. Luokittimien tehokkuustarkastelujen osalta havaittiin raakamyllyn luokittimen erottelu-terävyyden olevan huono verrattuna nykyaikaisiin korkeatehokkuusluokittimiin. Sementtimyllyjen luokittimien toiminnasta ei havaittu merkittäviä ongelmia. Energia-taseiden tuloksina havaittiin Lappeenrannan sementtitehtaan sementtiuunien edustavan vanhentunutta sementinvalmistustekniikkaa. Molempien uunien savukaasukanavien vuotoilmojen määrien havaittiin olevan suuret. Energiataloutta pystyttäisiin parantamaan mm. uusilla polttimilla, jolloin lämmittämättömän ensiöilman osuutta saataisiin pienentymään ja polttoaineen polttoa tehostumaan. Paineilman suhteen havaittiin kuumailman paineenalennuksen aiheuttavan turhia energiahäviöitä.

Polttoainekoostumuksen vaikutus lentotuhkan laatuun ja hyötykäyttömahdollisuuksiin UPM-Kymmene Oyj:n Kaukaan tehtailla

Tavoitteena tässä diplomityössä oli selvittää UPM-Kymmene Oyj:n Kaukaan tehtaiden lentotuhkan hyötykäyttömahdollisuuksia. Tarkastelussa olivat mukana metsälannoite-, maarakennus- sekä sementtiteollisuuskäytöt. Ensin työssä tarkasteltiin näitä vaihtoehtoja kirjallisuuden perusteella. Tämän jälkeen pohdittiin Kaukaan lentotuhkasta tehtyjen analyysien perusteella, mihin käyttökohteisiin lentotuhka soveltuu tällä hetkellä, sekä tulevaisuudessa uuden biopolttoainekattilan myötä. Lentotuhkan hyötykäyttöä lannoitteena ja maarakentamisessa säätelee lainsäädäntö. Lannoitteille on asetuksessa säädetty tietyille haitta-aineille enimmäispitoisuudet, jotka tuhkan tulee alittaa, jotta sitä voitaisiin hyödyntää. Maarakennuskäytölle on asetuksessa määritelty raja-arvot, jotka alitettaessa voidaan tuhkaa hyödyntää rakenteissa ilmoitusmenettelyllä. Tämä menettely helpottaa rakennusprojekteja huomattavan paljon, sillä tällöin ympäristölupaa ei tarvitse hakea jokaiselle projektille erikseen. Maarakennuskäyttö on mahdollista, vaikkei raja-arvoja alitettaisikaan, mutta tällöin ympäristöluvan hakeminen hankaloittaa projektien etenemistä ja aiheuttaa kustannuksia. Tuhkan on lisäksi oltava ominaisuuksiltaan riittävän hyvää, jotta hyötykäyttö olisi mahdollista. Kaukaan tuhkasta tehtyjen analyysien perusteella huomattiin, että se sopii hyvin metsälannoitteeksi ja todennäköisesti myös sementtiteollisuuskäyttöön. Maarakennuskäytön osalta tulokset osoittivat tuhkan olevan juuri rajoilla ilmoitusmenettelyn hyödyntämisen suhteen. Maarakennuskäytöstä tarvitaankin vielä lisäselvityksiä jatkossa. Uudessa polttolaitoksessa poltetaan myös turvetta puuperäisen lisäksi. Kirjallisuuden perusteella voitiin tehdä arvio, mihin suuntaan turve tulee tuhkaa todennäköisesti muuttamaan. Todettiin, että turpeen poltto parantaa todennäköisesti tuhkan laatua sementtiteollisuudessa käytön kannalta. Tuhkan lannoitekäyttöön turpeen poltolla todettiin taas olevan negatiivisia vaikutuksia. Maarakennuskäytön kannalta turpeella saattaa myös olla negatiivisia vaikutuksia. Tuhkaa kannattaisikin käyttää sementtiteollisuudessa silloin kun turvetta on polttoaineessa paljon ja muuhun käyttöön silloin kun turvetta on vähän.

Biohiilen teknillistaloudelliset käyttömahdollisuudet meesauuneissa

Diplomityön tavoitteena oli tutkia biohiilen teknillisiä ja taloudellisia käyttömahdollisuuksia meesauunien polttoaineena. Suomessa meesauunit käyttävät polttoaineinaan yleensä maakaasua ja polttoöljyä. Näiden polttoaineiden käytön korvaamisessa ja vähentämisessä halvemmilla biopolttoaineilla on saatavilla suuret säästöt ja päästöjen vähennykset. Työssä keskityttiin erityisesti tutkimaan biohiilen mahdollisia polttotapoja, biohiilen polton tuottamien vierasaineiden määrää ja biohiilen käytön taloudellista kannattavuutta meesauunien polttoaineena. Työn pohjalta voidaan sanoa, että biohiilen käyttö meesauunien polttoaineena on mahdollista ja kannattavaa. Biohiiltä voidaan käyttää polttoaineena meesauuneissa samoilla polttotavoilla, mitä on käytetty sellu- ja sementtiteollisuudessa polttamaan biohiilen kaltaisia polttoaineita. Biohiilen polton tuottamien vierasaineiden määrä on samaa suuruusluokkaa kuin puun pölypolton tuottamien vierasaineiden määrä. Vierasaineiden pitoisuuksia voidaan hallita avaamalla kemikaalikiertoa. Biohiilen kanssa kilpaileviin puun pölypolttoon ja kaasutukseen nähden biohiilelle löydettiin etuja.

Reduction of nitrogen oxide emissions in lime kiln

Different nitrogen oxide removal technologies for rotary lime kiln are studied in this thesis, the main focus being in commercial technologies. Post-combustion methods are investigated in more detail as potential possible NOx removal with combustion methods in rotary lime kiln is more limited or primary methods are already in use. However, secondary methods as NOx scrubber, SNCR or SCR technologies are not listed as the Best Available Technologies defined by European Union. BAT technologies for NOx removal in lime kiln are (1) Optimised combustion and combustion control, (2) Good mixing of fuel and air, (3) Low-NOx burner and (4) Fuel selection/low-N fuel. SNCR method is the most suitable technique for NOx removal in lime kiln when NOx removal from 50 % to 70 % is required in case primary methods are already in use or cannot be applied. In higher removal cases ammonia slip is an issue in SNCR. By using SCR better NOx reduction can be achieved but issues with catalyst materials are expected to arise because of the dust and sulphur dioxide which leads to catalyst poison formation in lower flue gas temperatures. NOx scrubbing has potential when simultaneous NOx and SO2 removal is required. The challenge is that NO cannot be scrubbed directly, but once it is oxidized to NO2 or further scrubbing can be performed as the solubility of NO2 is higher. Commercial installations have not been made regarding SNCR, SCR or NOx scrubbing regarding rotary lime kiln. For SNCR and SCR the closest references come from cement industry.

Optimal Recycling Combination of Ash in South-East Finland

The present world energy production is heavily relying on the combustion of solid fuels like coals, peat, biomass, municipal solid waste, whereas the share of renewable fuels is anticipated to increase in the future to mitigate climate change. In Finland, peat and wood are widely used for energy production. In any case, the combustion of solid fuels results in generation of several types of thermal conversion residues, such as bottom ash, fly ash, and boiler slag. The predominant residue type is determined by the incineration technology applied, while its composition is primarily relevant to the composition of fuels combusted. An extensive research has been conducted on technical suitability of ash for multiple recycling methods. Most of attention was drawn to the recycling of the coal combustion residues, as coal is the primary solid fuel consumed globally. The recycling methods of coal residues include utilization in a cement industry, in concrete manufacturing, and mine backfilling, to name few. Biomass combustion residues were also studied to some extent with forest fertilization, road construction, and road stabilization being the predominant utilization options. Lastly, residues form municipal solid waste incineration attracted more attention recently following the growing number of waste incineration plants globally. The recycling methods of waste incineration residues are the most limited due to its hazardous nature and varying composition, and include, among others, landfill construction, road construction, mine backfilling. In the study, environmental and economic aspects of multiple recycling options of thermal conversion residues generated within a case-study area were studied. The case-study area was South-East Finland. The environmental analysis was performed using an internationally recognized methodology — life cycle assessment. Economic assessment was conducted applying a widely used methodology — cost-benefit analysis. Finally, the results of the analyses were combined to enable easier comparison of the recycling methods. The recycling methods included the use of ash in forest fertilization, road construction, road stabilization, and landfill construction. Ash landfilling was set as a baseline scenario. Quantitative data about the amounts of ash generated and its composition was obtained from companies, their environmental reports, technical reports and other previously published literature. Overall, the amount of ash in the case-study area was 101 700 t. However, the data about 58 400 t of fly ash and 35 100 t of bottom ash and boiler slag were included in the study due to lack of data about leaching of heavy metals in some cases. The recycling methods were modelled according to the scientific studies published previously. Overall, the results of the study indicated that ash utilization for fertilization and neutralization of 17 600 ha of forest was the most economically beneficial method, which resulted in the net present value increase by 58% compared to ash landfilling. Regarding the environmental impact, the use of ash in the construction of 11 km of roads was the most attractive method with decreased environmental impact of 13% compared to ash landfilling. The least preferred method was the use of ash for landfill construction since it only enabled 11% increase of net present value, while inducing additional 1% of negative impact on the environment. Therefore, a following recycling route was proposed in the study. Where possible and legally acceptable, recycle fly and bottom ash for forest fertilization, which has strictest requirements out of all studied methods. If the quality of fly ash is not suitable for forest fertilization, then it should be utilized, first, in paved road construction, second, in road stabilization. Bottom ash not suitable for forest fertilization, as well as boiler slag, should be used in landfill construction. Landfilling should only be practiced when recycling by either of the methods is not possible due to legal requirements or there is not enough demand on the market. Current demand on ash and possible changes in the future were assessed in the study. Currently, the area of forest fertilized in the case-study are is only 451 ha, whereas about 17 600 ha of forest could be fertilized with ash generated in the region. Provided that the average forest fertilizing values in Finland are higher and the area treated with fellings is about 40 000 ha, the amount of ash utilized in forest fertilization could be increased. Regarding road construction, no new projects launched by the Center of Economic Development, Transport and the Environment in the case-study area were identified. A potential application can be found in the construction of private roads. However, no centralized data about such projects is available. The use of ash in stabilization of forest roads is not expected to increased in the future with a current downwards trend in the length of forest roads built. Finally, the use of ash in landfill construction is not a promising option due to the reducing number of landfills in operation in Finland.

Perfil logístico del sector cemento en Colombia

Este proyecto caracteriza la logística del sector cemento en Colombia al identificar y describir los principales actores, procesos y materiales involucrados en la cadena de suministros del sector. Este documento compila la información logística relevante para la producción de cemento en Colombia. Esta información se obtuvo sintetizando estudios y reportes acerca de las prácticas logísticas y las condiciones en las que éstas se desarrollan. Adicionalmente se realizaron visitas empresariales en diferentes plantas de producción de cemento y entrevistas semiestructuradas a expertos en logística de los diferentes eslabones. Con la información primaria y secundaria se caracteriza del producto, las materias primas e insumos necesarios para la producción de cemento. Se identifican los principales agentes que componen el sector y se describen los procesos logísticos relacionados con el cemento en cada uno de ellos. Para las cementeras y canteras se hace un análisis de entradas y salidas de los procesos principales de su cadena de valor. Adicionalmente se expone la operación de transporte como un elemento clave en el sector y se presentan las simulaciones de fletes, rutas y cubicaje. Por último, se incluye un caso de optimización de transporte aplicando teorías de investigación de operaciones.

Perfil logístico del sector del cemento en Colombia

Este proyecto caracteriza la industria del cemento en Colombia a partir de la contextualización y descripción de esta actividad en el mundo y en el país, describiendo y analizando asuntos relacionados con la cadena de suministro de esta. Teniendo en cuenta los actores directos e indirectos que en esta interactúan y temas como el comercio internacional, el desempeño y la competitividad regional de la industria nacional, la percepción empresarial y factores como la responsabilidad social y las buenas prácticas. Además de la descripción de los factores nacionales que afectan a la industria como la infraestructura, el transporte y el desempeño logístico del país. En la contextualización mundial se presentan temas como la producción, oferta y demanda mundial de este producto y las principales tendencias y prácticas logísticas que caracterizan a esta industria internacionalmente; en el panorama nacional se caracteriza la competitividad y desempeño logístico del país y los factores que afectan a la industria del cemento. Se presentan los orígenes e historia de la industria en el país y se dan datos de la producción, despachos y comercio internacional de esta además de una breve descripción de su cadena de suministro y la caracterización de las relaciones entre sus eslabones. Finalmente se describen los entes con los cuales interactúa la industria, se describe lo más relevante en cuanto a políticas ambientales, responsabilidad social y buenas prácticas de los principales productores del país y se concluye con la caracterización de la competitividad general de la industria a nivel nacional y los retos y problemáticas que afronta el sector y que lo limitan para mejorar su desempeño a nivel regional.

Análise comparativa entre as propriedades do gesso obtido de rejeito da produção de sal e gesso comerciais

The environmental impacts, caused by the solid residues generation, are an often quoted concern nowadays. Some of these residues, which are originated from different human activities, can be fully reused, reducing the effects of the poor waste management on the environment. During the salt production process, the first formed crystals are discarded as industrial waste. This is mainly made of gypsum that is a calcium sulfate dihydrate (CaSO4.2H2O). The gypsum in question may go through a calcination process due to the plaster (CaSO4.0,5H2O) production and then the application on the cement industry. Considering the necessity of development and application for these industrial wastes, this paper aims to analyze the plaster, called Salgesso, from the gypsum that was generated during the salt production, and its use viability on the civil construction industry in order to create environmental and economical benefits. For characterization, the following experiments were performed: X-ray Fluorescence (XRF), X-ray Diffraction (XRD), thermal analysis (TG/DTG) and Scanning Electron Microscopy (SEM) with EDS. The following tests were also performed to obtain the mechanical characteristics: Thinness Modulus, Unit Mass, Setting Time and Compressive Resistance. Three commercial plasters used on civil construction were taken as references. All of these tests were performed according to the current standards. It was noticed that although there were some conflicting findings between the salt and commercial plasters in all of the studied properties, the Salgesso has its values within the standard limits. However, there is the possibility to improve them by doing a more effective calcination process. Three commercial plasters, used in construction, were used as reference material. All tests were performed according to standards in force. It was observed that although some tests present conflicting findings between the salt and gypsum plasters commercial properties in all of the studied Salgesso have values within the limits imposed by the standard, but can be improved simply by calcination process more effective