Klinker je nodularni materijal koji je bitna komponenta u proizvodnji cementa. Klinker se prvenstveno sastoji od kalcijum silikata i drugih materijala koji mu daju izuzetna svojstva vezivanja koja daju čvrstoću i izdržljivost cementnim aplikacijama.
Jedinstvena svojstva klinkera doprinose i bitnoj kvaliteti stvrdnjavanja cementa, što ga čini jednim od najvrednijih građevinskih materijala koji postoje.
Proces proizvodnje klinkera
Proizvođači cementa stvaraju klinkere kroz proces u više koraka koji uključuje odabir sastojaka, zagrijavanje i mljevenje.
Priprema sirovih minerala – Glavni sastojci u proizvodnji klinkera su krečnjak i glina. Proizvođači izvade ove sastojke, transportuju ih do proizvodnog pogona, a zatim melju i miješaju kako bi se postigla jednolična smjesa. Predgrijavanje peći – Proizvođači cementa ubacuju sirovu mljevenu mješavinu u toranj za predgrijavanje ili ciklon gdje su izloženi vrućim plinovima. Ovaj korak uklanja svu vlagu iz sirovina i priprema ih za kemijske reakcije u sljedećoj fazi. Pečenje u peći – Prethodno zagrijani materijal se ubacuje u rotirajuću peć u kojoj su materijali izloženi visokim temperaturama do 1400o-1500o C (2550o-2730o F). Toplota stvara hemijsku reakciju koja formira klinker. Formiranje klinkera – Kako se sirovina kreće kroz peć, ona prolazi kroz složene reakcije. Primarna reakcija je dekarbonizacija krečnjaka. Ovaj proces stvara kalcijev oksid (kreč). Kreč reaguje sa komponentama poput silicijum dioksida i glinice u glini stvarajući kalcijum silikat i kalcijum aluminate. Ovo su glavne komponente klinkera. Hlađenje klinkera – Nakon izlaska iz peći, klinker je izuzetno vruć. Proizvođači moraju brzo hladiti klinker kako bi osigurali njegova fizička svojstva. Oni koriste zrak ili vodu u specijaliziranim rashladnim jedinicama koje se nazivaju hladnjaci klinkera. Mljevenje klinkera – Mašine za cement kao što su kuglični mlinovi ili mlinovi s vertikalnim valjcima melju ohlađeni klinker u prah. Faza mljevenja također može uključivati dodavanje aditiva kao što je gips za kontrolu vremena vezivanja cementa.
Sastav klinkera
Tačan sastav klinkera ovisi o vrsti cementa koji proizvođač proizvodi, ali postoje primarni sastojci koji su uobičajeni u većini proizvodnje klinkera.
Kalcijum silikati
Najistaknutiji sastojci klinkera su kalcijum silikati, koji se sastoje od trikalcijum silikata i dikalcijum silikata. Kalcijum silikati doprinose čvrstoći i svojstvima vezivanja cementa.
Calcium Aluminates
Drugi najvažniji sastojci su kalcijum aluminati, od kojih je najistaknutiji trikalcijum aluminat. Kalcijum aluminati uzrokuju brže vezivanje cementa i uzrokuju rani razvoj čvrstoće. Visoke količine trikalcijum aluminata će povećati vreme vezivanja cementa, ali će takođe povećati rizik od napada sulfata.
Kalcijum oksidi
Kalcijum oksid je nusproizvod zagrijavanja sirovih sastojaka da bi se formirao klinker. Dekarbonizacija koja stvara kalcijev oksid doprinosi vezivnim svojstvima cementa i njegovoj reakciji s vodom koja se naziva hidratacija.
Kalcijum sulfat
Gips, koji sadrži kalcijum sulfat, uobičajen je aditiv u klinkeru. Pomaže u regulaciji vremena vezivanja tokom procesa hidratacije.
Minor Components
Manji sastojci klinkera uključuju elemente poput željeznog oksida, magnezijum oksida, alkalija i drugih elemenata u tragovima. Ovi elementi utiču na boju, vreme vezivanja i otpornost na druge hemijske reakcije.
Vrste klinkera
Proizvođači cementa proizvode različite klinkere na osnovu varijacija u sirovinama i proizvodnom procesu.
Obični portland cementni (OPC) klinker – Portland klinker je najčešći tip klinkera koji se proizvodi. Ovaj klinker je pogodan za većinu općih građevinskih namjena. Klinker otporan na sulfate – Proizvođači kreiraju ovu vrstu klinkera kako bi ga mogli koristiti u cementnim mješavinama otpornim na sulfate. Klinkeri otporni na sulfate imaju niži nivo trikalcijum aluminata koji su podložni sulfatnim reakcijama. Oni su otporni na efekte sulfata u vodi i zemljištu. Klinker niske topline – Proizvođači dizajniraju ovaj klinker tako da stvara manje topline tokom procesa hidratacije. To znači da postoji niži nivo trikalcijum aluminata nego u standardnom klinkeru. Klinker niske topline je uobičajeni sastojak cementa koji graditelji koriste za velike konstrukcije gdje stvaranje topline može uzrokovati termičko pucanje. Bijeli klinker – Bijeli klinker karakterizira njegova čistoća i svijetla, svijetla boja. Proizvođači stvaraju bijeli klinker koristeći sirovine sa niskim sadržajem željeza i mangana. Ovo je primarni materijal u bijelom cementu. Klinker sa visokim sadržajem glinice – Ovaj klinker ima veći nivo glinice od ostalih vrsta klinkera. Ovo je bitno za vatrostalni cement jer ima visoku otpornost na kemikalije i visoke temperature. Klinker od belitnog kalcijum sulfoaluminata ternezita (BCT) – BCT klinker je inovativna sorta klinkera koja proizvodi 30% manje emisije ugljičnog dioksida. Proces proizvodnje BCT klinkera također zahtijeva 15% manje energije za proizvodnju.
Uticaj proizvodnje klinkera na okoliš
Proizvodnja klinkera ima značajan uticaj na životnu sredinu, uključujući proizvodnju gasova staklene bašte (CO2), potrošnju energije, zagađenje vazduha, vađenje materijala rudarstvom, potrošnju i zagađenje vode i stvaranje otpada. Mnoge cementne kompanije aktivno rade na ublažavanju ovih negativnih uticaja na životnu sredinu kroz svoje svakodnevne prakse.
Cementne kompanije ulažu u tehnologije hvatanja, korištenja i skladištenja ugljika (CCUS). Oni skladište CO2 za kasniju upotrebu ili ga sekvestriraju za trajno skladištenje pod zemljom. Oni također ulažu u alternativne izvore goriva kao što su biomasa i rabljene gume umjesto da koriste fosilna goriva za proizvodnju energije.
Kako bi smanjili upotrebu sirovina, neki koriste alternativne materijale poput letećeg pepela, šljake i silicijum dioksida. Oni također nastoje ponovo koristiti svoj otpad kao dio svog procesa kako bi smanjili odlaganje otpada i stvorili kružniji sistem. Osim toga, cementne kompanije provode bolje upravljanje vodama i strategije očuvanja.
Ako vam se sviđa naša stranica, podijelite je sa svojim prijateljima & Facebook