Jak se vyrábí cement? Zjednodušené vysvětlení procesu výroby cementu

Když stavební profesionálové a amatéři chápou, jak se vyrábí cement, pomáhá jim to činit informovanější rozhodnutí o výběru, použití a aplikaci cementu v jejich projektech.

Výroba cementu je složitý proces, který začíná přírodními zdroji. Výrobci je míchají a zahřívají tak, že dojde k chemické reakci vedoucí k látce, kterou nazýváme cement.

Jakmile pochopíte proces, který vytváří cement, tyto znalosti vám poskytnou cenné poznatky o stavební hmotě, která je jednou z nejdůležitějších součástí moderní infrastruktury budov.

Table of Contents

Jak se vyrábí cement

Výrobci vyrábějí cement vícestupňovým procesem, který začíná extrakcí surového produktu a končí balením a distribucí. Ačkoli každý výrobce má svůj vlastní proces, zde jsou některé obecné pokyny pro kroky k výrobě cementu.

Těžba surovin

Hlavní suroviny, které výrobci používají k výrobě cementu, jsou tvrdé horniny, jako je vápenec a břidlice, a měkké horniny, jako je jíl a křída. Kameny těží nebo těží a převážejí do drtírny. Přeprava suchých materiálů je obvykle nákladními auty, železničními vozy nebo pásovými dopravníky v závislosti na zařízení. Vlhké materiály jsou někdy dodávány potrubím.

Drcení a broušení

Suroviny procházejí počátečním procesem drcení, aby se zmenšila velikost horniny. Výrobci cementu používají čelisťové drtiče, kladivové mlýny a kuželové drtiče ke zmenšení velikosti tvrdé horniny. Výrobci pak používají stroje jako válcové mlýny k mletí tvrdé horniny na jemný prášek, kterému říkají syrová moučka.

Zpracovává se také měkký materiál jako hlína a křída. Rozkládají měkký materiál smícháním s vodou v pracích mlýnech. Vznikne tak kaše. Procházejí kaší přes jemnou síťku, aby odstranily všechny zbývající velké částice.

Příprava syrové směsi

Výrobci cementu dále smíchají poměry surovin dohromady, aby získali přesné složení složek cementu pro typ cementu, který vyrábějí. Toto složení se také mění podle požadovaných schopností cementu, místní dostupnosti surovin a výrobního procesu.

Ve většině případů je primární složkou směsi vápencový prach. Podíl vápencového prachu se běžně pohybuje mezi 80 % až 95 %. Jíl nebo břidlicový prach tvoří mezi 5%-20% směsi. Do směsi lze také přidat oxid křemičitý, oxid železitý, oxid hlinitý a další přísady v závislosti na konkrétním typu cementu. Podíl těchto přísad se pohybuje mezi 1%-10%.

Předehřev a předkalcinace

Surová směs se následně předehřeje a předkalcinuje, aby se zlepšila palivová účinnost procesu a zvýšila se výrobní kapacita. Suroviny jdou do stroje, jako je věžový předehřívač nebo cyklónový předehřívač, a ohřívají se na teplotu 800 °C nebo 900 °C. Tento proces odstraňuje ze směsi veškerou vlhkost nebo oxid uhličitý. Tento proces zahajuje některé chemické reakce nezbytné pro tvorbu cementu.

Tvorba slínku

Proces tvorby slínku je primárním krokem při tvorbě cementu. Toto je fáze, ve které dochází ke složitému chemickému procesu, který tvoří cement do pevného a odolného stavebního produktu.

Výrobci cementu přivádějí surový cementový materiál do pece vyložené žáruvzdornými cihlami. Vysoké teploty přesahující 1400o Celsia taví přísady, které zkapalňují vápenec, aby reagoval s oxidem křemičitým a vytvořil slínky. Klinkery jsou nodulární nebo hrudkovitý materiál o průměru 3 mm-24 mm (0,12in-0,98in).

Chlazení

Slínky jsou rychle ochlazovány na teplotu 100o-200o Celsia pomocí vzduchu nebo vody. Tento proces je zásadní pro zajištění kvality konečného cementového produktu, protože ovlivňuje mikrostrukturu slínku. Rychlé ochlazení umožňuje slínkům ztuhnout jejich minerální složení, zlepšuje brousitelnost, zabraňuje rehydrataci a pomáhá předcházet praskání.

Míchání a konečné mletí

Výrobci cementu míchají vychlazený slínek s množstvím přísad, jako je sádra, popílek a vápenec. Tyto přísady pomáhají regulovat dobu tuhnutí cementu, slouží jako retardéry hoření, zlepšují zpracovatelnost a pomáhají snižovat smršťování, kromě jiných vlastností. Směs slínku a přísad se přivádí do kulového mlýna nebo podobného stroje a mele se na jemný prášek.