Цементная промышленность в Соединенных Штатах произвела 82,8 млн тонн (81 500 000 длинных тонн; 91 300 000 коротких тонн) цемента в 2015 году на сумму 9,8 млрд долларов США и использовалась для производства бетона на сумму около 50 млрд долларов США. США были третьим по величине производителем цемента в мире после Китая и Индии . Цементная промышленность США включает 99 цементных заводов в 34 штатах, а также два завода в Пуэрто-Рико . В 2015 году в отрасли было напрямую занято 10 000 рабочих. Десять процентов цемента, использованного в Соединенных Штатах в 2015 году, было импортировано. [1]
Виды и объемы производства цемента в 2015 году были следующими:
Производство цемента в основном состоит из портландцемента , который в основном используется в бетоне. Цемент для бетона является важным материалом для строительства, а спрос зависит от расходов на строительство. Строительство одноквартирных жилых домов считается умеренно цементоемким; многоквартирные жилые дома считаются несколько более емкими. Нежилое строительство и государственные строительные проекты считаются наиболее цементоемкими.
В 2013 году 70,8 процента портландцемента было продано в виде готовой бетонной смеси , например, доставляемой в автобетоносмесителях. 11,5 процента было продано в сухом виде подрядчикам и магазинам строительных материалов; 11,3 процента было продано производителям бетонных изделий; 4,6 процента было продано для нефтяных и газовых скважин, а 1,8 процента было продано государственным учреждениям и другим лицам. [2]
Поскольку цемент является сыпучим товаром, транспортировка может составлять значительную часть стоимости. Чтобы минимизировать транспортные расходы, цементные заводы идеально располагаются близко к рынку, с доступом к эффективному транспорту, такому как судно или железная дорога. Большинство цементных заводов расположены недалеко от месторождений известняка.
Тридцать четыре штата имеют заводы по производству цемента. В 2013 году пятью ведущими штатами-производителями цемента в порядке убывания были: Техас , Калифорния , Миссури , Флорида и Алабама . Вместе эти пять штатов производили почти половину цемента в США. Список пяти крупнейших штатов-потребителей цемента похож: Техас, Калифорния, Флорида, Огайо и Пенсильвания . [2]
В 2015 году около 10 процентов потребления цемента в США приходилось на импорт. Крупнейшими источниками импорта цемента в США были Канада и Греция . [1]
В 2017 году крупнейшими производителями портландцемента в США были: [2]
В 2017 году 59 процентов портландцемента в США произвели 5 крупнейших компаний; 79 процентов — 10 крупнейших компаний.
Портландцемент — это сложная смесь, в основном кальциевая, с примесями алюминия, кремния и железа. Выбор исходных материалов зависит от местной доступности. Кальций обычно поставляется из известняка, но иногда из ракушечника или коралла. Предпочтительны слегка глинистые известняки, поскольку они уже содержат необходимый алюминий. Цемент не может содержать более 5 процентов магния, поэтому известняк должен быть с низким содержанием магния.
Сырье, используемое при производстве цемента в США, 2013 г.
Источники энергии, использованные в США для производства цемента в 2013 году:
Цементная промышленность оказывает как положительное, так и отрицательное воздействие на окружающую среду.
Производство цемента является источником следующих загрязняющих веществ в воздухе: твердые частицы, оксиды азота, диоксид серы, оксид углерода и диоксид углерода. [3]
Производство цемента выделяет углекислый газ путем спекания известняка или ракушек. Это также очень энергоемкий процесс, в результате чего цементная промышленность является крупным источником выбросов углекислого газа.
Высокие температуры цементных печей , способность бетона включать в себя различные материалы, а также стабильная и нереакционноспособная природа конечного продукта из бетона — все это делает цементные печи предпочтительным методом уничтожения опасных отходов .
Опасные отходы, эффективно уничтожаемые цементными печами, включают хлорированные растворители ( метиленхлорид , трихлорэтилен , трихлорметан , трихлорэтан , четыреххлористый углерод , фреон-113 ), полихлорированные бифенилы (ПХБ), диоксин , отработанное масло и использованные углеводородные растворители. Все нежелательные материалы, которые не уничтожаются, запираются в готовом бетоне, стабильном материале с низкой проницаемостью. Углеводородные отходы и использованные шины способствуют нагреванию печи и сокращают расход топлива. [4]
Помимо уничтожения опасных отходов, отходы других отраслей промышленности, такие как шлак и летучая зола, обычно включаются в цемент, что устраняет необходимость захоронения отходов. [5] Способность цемента включать различные материалы позволяет добавлять загрязненную почву в сырье, устраняя необходимость вывоза материала на свалку опасных отходов. Агентство по охране окружающей среды США подсчитало, что в 2014 году 13,1 млн тонн угольной летучей золы, которую в противном случае пришлось бы захоронить, были с пользой использованы в цементе. [6] Кроме того, использование летучей золы повышает прочность и долговечность бетона [7]