Klinker er et nodulært materiale, der er en væsentlig komponent i produktionen af cement. Klinker består primært af calciumsilikat og andre materialer, som giver det exceptionelle bindeegenskaber, der giver styrke og holdbarhed til cementapplikationer.
Klinkers unikke egenskaber bidrager også til væsentlig hærdningskvalitet i cement, hvilket gør det til et af de mest værdifulde byggematerialer, der findes.
Produktionsproces af klinker
Cementproducenter skaber klinker gennem en flertrinsproces, der inkluderer valg af ingredienser, opvarmning og slibning.
Råmineralpræparat – Hovedingredienserne i klinkerproduktion er kalksten og ler. Producenterne bryder disse ingredienser, transporterer dem til produktionsanlægget og maler og blander dem derefter for at opnå en ensartet blanding. Ovnforvarmning – Cementproducenterne føder den rå jordblanding ind i et forvarmertårn eller cyklon, hvor de udsættes for varme gasser. Dette trin fjerner eventuel fugt fra råmaterialerne og forbereder dem til de kemiske reaktioner i næste fase. Ovnbrænding – Det forvarmede materiale føres ind i en roterovn, hvor materialerne udsættes for høje temperaturer på op til 1400o-1500o C (2550o-2730o F). Varmen skaber den kemiske reaktion, der danner klinkerne. Klinkerdannelse – Når råmaterialet bevæger sig gennem ovnen, gennemgår det komplekse reaktioner. Den primære reaktion er en dekarbonisering af kalkstenen. Denne proces skaber calciumoxid (kalk). Kalken reagerer med komponenter som silica og aluminiumoxid i leret for at skabe calciumsilikater og calciumaluminater. Disse er hovedkomponenterne i klinker. Klinkerafkøling – Efter at have forladt ovnen er klinkerne ekstremt varme. Producenter skal afkøle klinkerne hurtigt for at sikre dens fysiske egenskaber. De bruger luft eller vand i specialiserede køleenheder kaldet klinkerkølere. Klinkerslibning – Cementmaskiner såsom kuglemøller eller vertikale valsemøller maler den afkølede klinker til et pulver. Slibestadiet kan også indeholde tilsætning af additiver som gips for at styre cementens hærdningstid.
Sammensætning af klinker
Den nøjagtige sammensætning af klinker afhænger af den type cement producenten producerer, men der er primære ingredienser, som er almindelige i de fleste klinkerproduktioner.
Calciumsilikater
De mest fremtrædende ingredienser i klinker er calciumsilikater, som består af tricalciumsilikat og dicalciumsilikat. Calciumsilikater bidrager til cementens styrke og hærdningsegenskaber.
Calciumaluminater
De andre vigtigste ingredienser er calciumaluminater, hvoraf den mest fremtrædende er tricalciumaluminat. Calciumaluminater får cementen til at stivne hurtigere og forårsager tidlig styrkeudvikling. Høje mængder tricalciumaluminat vil øge hærdetiden for cement, men vil også øge risikoen for sulfatangreb.
Calciumoxider
Calciumoxid er et biprodukt af opvarmning af råingredienserne til dannelse af klinker. Dekarboniseringen, der producerer calciumoxid, bidrager til cementens bindende egenskaber og dens reaktion med vand kaldet hydrering.
Calciumsulfat
Gips, som indeholder calciumsulfat, er et almindeligt tilsætningsstof i klinker. Det hjælper med at regulere hærdningstiden under hydreringsprocessen.
Mindre komponenter
Mindre ingredienser i klinker omfatter elementer som jernoxid, magnesiumoxid, alkalier og andre sporstoffer. Disse elementer påvirker farven, hærdningstiden og modstandsdygtigheden over for andre kemiske reaktioner.
Typer af klinker
Cementproducenter skaber forskellige klinker baseret på variationer i råvarerne og fremstillingsprocessen.
Almindelig Portland Cement (OPC) klinker – Portland klinker er den mest almindelige type klinker produceret. Denne klinker er velegnet til de fleste generelle byggeformål. Sulfat resistent klinker – Producenter skaber denne type klinker, så de kan bruge det i sulfat-resistente cementblandinger. Sulfatresistente klinker har et lavere niveau af tricalciumaluminater, som er modtagelige for sulfatreaktioner. Disse modstår virkningerne af sulfater i vand og jord. Lavvarmeklinker – Producenter designer denne klinker til at generere mindre varme under hydreringsprocessen. Det betyder, at der er et lavere niveau af tricalciumaluminat end i standardklinker. Lavvarmeklinker er en almindelig ingrediens i cement, som bygherrer bruger til store strukturer, hvor varmeudvikling kan forårsage termisk revnedannelse. Hvid klinker – Hvid klinker er kendetegnet ved sin renhed og lyse, lyse farve. Producenter skaber hvid klinker ved at bruge råvarer med et lavt jern- og manganindhold. Dette er det primære materiale i hvid cement. High Alumina Clinker – Denne klinker har et højere niveau af aluminiumoxid end andre klinkertyper. Dette er vigtigt i ildfast cement, fordi det har en høj modstandsdygtighed over for kemikalier og høje temperaturer. Belite Calcium Sulfoaluminate Ternesite (BCT) klinker – BCT klinker er en innovativ variant af klinker, der producerer 30 % mindre kuldioxidemissioner. Fremstillingsprocessen for BCT-klinkere kræver også 15 % mindre energi at producere.
Miljøpåvirkning af klinkerproduktion
Produktionen af klinker har en betydelig miljøpåvirkning, herunder produktion af drivhusgasser (CO2), energiforbrug, luftforurening, udvinding af materialer ved minedrift, vandforbrug og forurening samt affaldsproduktion. Mange cementvirksomheder arbejder aktivt på at afbøde disse negative miljøpåvirkninger gennem deres daglige praksis.
Cementvirksomheder investerer i kulstofopsamling, udnyttelse og lagring (CCUS) teknologier. De opbevarer CO2 til senere brug eller binder det til permanent opbevaring under jorden. De investerer også i alternative brændstofkilder som biomasse og brugte dæk i stedet for at bruge fossile brændstoffer til at drive produktionen.
For at reducere deres brug af råmaterialer bruger nogle alternative materialer som flyveaske, slagger og silicadampe. De søger også at genbruge deres affald som en del af deres proces for at reducere deres bortskaffelse af affald og skabe et mere cirkulært system. Derudover implementerer cementvirksomheder bedre vandforvaltnings- og bevaringsstrategier.
Hvis du synes godt om vores side, så del gerne med dine venner & Facebook
