Klinker on sõlmeline materjal, mis on tsemendi tootmisel oluline komponent. Klinker koosneb peamiselt kaltsiumsilikaadist ja muudest materjalidest, mis annavad sellele erakordsed sidumisomadused, mis annavad tsemendirakendustele tugevuse ja vastupidavuse.
Klinkri ainulaadsed omadused aitavad kaasa ka tsemendi olulisele kõvenemiskvaliteedile, mis teeb sellest ühe kõige väärtuslikuma ehitusmaterjali.
Klinkri tootmisprotsess
Tsemenditootjad loovad klinkereid mitmeastmelise protsessiga, mis hõlmab koostisosade valimist, kuumutamist ja jahvatamist.
Toormineraalide valmistamine – klinkri tootmise peamised koostisosad on lubjakivi ja savi. Tootjad kaevavad need koostisosad välja, transpordivad need tootmishoonesse ning seejärel jahvatavad ja segavad ühtlase segu saamiseks. Ahju eelkuumutamine – tsemenditootjad söödavad toores jahvatatud segu eelsoojendi torni või tsüklonisse, kus nad puutuvad kokku kuumade gaasidega. See samm eemaldab toorainest niiskuse ja valmistab need ette järgmise etapi keemilisteks reaktsioonideks. Põletusahjus – eelsoojendatud materjal juhitakse pöördahju, kus materjalid puutuvad kokku kõrgete temperatuuridega kuni 1400o-1500o C (2550o-2730o F). Kuumus tekitab keemilise reaktsiooni, mis moodustab klinkri. Klinkri moodustumine – kui tooraine liigub läbi ahju, läbib see keerulisi reaktsioone. Esmane reaktsioon on lubjakivi dekarboniseerimine. See protsess tekitab kaltsiumoksiidi (lubi). Lubi reageerib savi komponentidega nagu ränidioksiid ja alumiiniumoksiid, moodustades kaltsiumsilikaate ja kaltsiumaluminaate. Need on klinkri põhikomponendid. Klinkerjahutus – pärast ahjust väljumist on klinker äärmiselt kuum. Tootjad peavad klinkrit kiiresti jahutama, et tagada selle füüsikalised omadused. Nad kasutavad õhku või vett spetsiaalsetes jahutusseadmetes, mida nimetatakse klinkerjahutiteks. Klinkri jahvatamine – tsemendimasinad, nagu kuulveskid või vertikaalsed valtsveskid, jahvatavad jahutatud klinkri pulbriks. Lihvimisetapis võib tsemendi tardumisaja kontrollimiseks lisada ka selliseid lisaaineid nagu kips.
Klinkri koostis
Klinkri täpne koostis sõltub tootja toodetava tsemendi tüübist, kuid enamikus klinkritootmises on peamised koostisosad.
Kaltsiumi silikaadid
Klinkri silmapaistvamad koostisosad on kaltsiumsilikaadid, mis koosnevad trikaltsiumsilikaadist ja dikaltsiumsilikaadist. Kaltsiumsilikaadid suurendavad tsemendi tugevust ja tardumisomadusi.
Kaltsiumaluminaadid
Teised olulisemad koostisosad on kaltsiumaluminaadid, millest silmapaistvaim on trikaltsium-aluminaat. Kaltsiumaluminaadid põhjustavad tsemendi kiiremat tardumist ja põhjustavad varajase tugevuse arengu. Suured trikaltsium-aluminaadi kogused pikendavad tsemendi tardumisaega, kuid suurendavad ka sulfaadirünnakute ohtu.
Kaltsiumoksiidid
Kaltsiumoksiid on klinkri moodustamiseks toorainete kuumutamise kõrvalsaadus. Kaltsiumoksiidi tekitav dekarboniseerimine aitab kaasa tsemendi sidumisomadustele ja selle reaktsioonile veega, mida nimetatakse hüdratsiooniks.
Kaltsiumsulfaat
Kips, mis sisaldab kaltsiumsulfaati, on klinkris tavaline lisand. See aitab reguleerida tardumisaega hüdratatsiooniprotsessi ajal.
Väikesed komponendid
Klinkri väikesed koostisosad hõlmavad selliseid elemente nagu raudoksiid, magneesiumoksiid, leelised ja muud mikroelemendid. Need elemendid mõjutavad värvi, tardumisaega ja vastupidavust teistele keemilistele reaktsioonidele.
Klinkrite tüübid
Tsemenditootjad toodavad erinevaid klinkereid, mis põhinevad tooraine ja tootmisprotsessi erinevustel.
Tavaline portlandtsemendi (OPC) klinker – Portlandi klinker on kõige levinum toodetud klinkri tüüp. See klinker sobib enamiku üldiste ehituseesmärkide jaoks. Sulfaadikindel klinker – Tootjad loovad seda tüüpi klinkri, et saaksid seda kasutada sulfaadikindlates tsemendisegudes. Sulfaadikindlates klinkrites on madalam trikaltsium-aluminaatide tase, mis on vastuvõtlikud sulfaadireaktsioonidele. Need peavad vastu sulfaatide mõjule vees ja pinnases. Madala kuumusega klinker – tootjad kujundavad selle klinkri nii, et see tekitaks hüdratatsiooniprotsessi ajal vähem soojust. See tähendab, et trikaltsium-aluminaadi tase on madalam kui tavalises klinkris. Madala kuumusega klinker on tsemendi tavaline koostisosa, mida ehitajad kasutavad suurte konstruktsioonide jaoks, kus soojuse teke võib põhjustada termilisi pragusid. Valge klinker – Valget klinkrit iseloomustab selle puhtus ja särav, hele värv. Tootjad loovad valge klinkri, kasutades madala raua- ja mangaanisisaldusega tooraineid. See on valge tsemendi põhimaterjal. Kõrge alumiiniumoksiidi klinker – sellel klinkril on kõrgem alumiiniumoksiidi tase kui teistel klinkritüüpidel. See on tulekindla tsemendi puhul hädavajalik, kuna sellel on kõrge vastupidavus kemikaalidele ja kõrgetele temperatuuridele. Belite Calcium Sulfoaluminate Ternesite (BCT) klinker – BCT klinker on uuenduslik klinkri valik, mis tekitab 30% vähem süsinikdioksiidi heitkoguseid. BCT-klinkrite tootmisprotsess nõuab ka tootmiseks 15% vähem energiat.
Klinkri tootmise keskkonnamõju
Klinkrite tootmisel on märkimisväärne keskkonnamõju, sealhulgas kasvuhoonegaaside (CO2) tootmine, energiatarbimine, õhusaaste, materjalide kaevandamine kaevandamise teel, veetarbimine ja reostus ning jäätmeteke. Paljud tsemendiettevõtted töötavad aktiivselt nende negatiivsete keskkonnamõjude leevendamise nimel oma igapäevaste tavade kaudu.
Tsemendiettevõtted investeerivad süsiniku kogumise, kasutamise ja säilitamise (CCUS) tehnoloogiatesse. Nad säilitavad CO2 hilisemaks kasutamiseks või eraldavad selle alaliseks ladustamiseks maa all. Samuti investeerivad nad alternatiivsetesse kütuseallikatesse, nagu biomass ja kasutatud rehvid, selle asemel, et kasutada tootmiseks fossiilkütuseid.
Toorainekasutuse vähendamiseks kasutavad mõned alternatiivseid materjale, nagu lendtuhk, räbu ja ränidioksiidi aurud. Samuti püüavad nad oma jäätmeid protsessi osana taaskasutada, et vähendada jäätmete kõrvaldamist ja luua ringikujulisem süsteem. Lisaks rakendavad tsemendiettevõtted paremaid veemajandus- ja looduskaitsestrateegiaid.
Kui teile meeldib meie leht, jagage seda oma sõpradega & Facebook
