کلینکر یک ماده گره‌دار است که جزء ضروری در تولید سیمان است. کلینکر عمدتاً از سیلیکات کلسیم و سایر مواد تشکیل شده است که به آن خاصیت اتصال استثنایی می دهد که به کاربردهای سیمان استحکام و دوام می بخشد.
خواص منحصر به فرد کلینکر همچنین به کیفیت سخت شدن اساسی سیمان کمک می کند که آن را به یکی از با ارزش ترین مصالح ساختمانی موجود تبدیل می کند.
فرآیند تولید کلینکر
تولیدکنندگان سیمان کلینکرها را از طریق یک فرآیند چند مرحله ای که شامل انتخاب مواد تشکیل دهنده، حرارت دادن و آسیاب می شود، ایجاد می کنند.
تهیه مواد معدنی خام – مواد اصلی در تولید کلینکر سنگ آهک و خاک رس است. تولیدکنندگان این مواد را استخراج می کنند، آنها را به مرکز تولید منتقل می کنند و سپس آنها را آسیاب و مخلوط می کنند تا به یک مخلوط یکنواخت دست یابند. پیش گرمایش کوره – تولیدکنندگان سیمان مخلوط زمین خام را به یک برج پیش گرم کن یا سیکلون می خورند که در آن در معرض گازهای داغ قرار می گیرند. این مرحله هر گونه رطوبت را از مواد اولیه حذف می کند و آنها را برای واکنش های شیمیایی در مرحله بعد آماده می کند. پخت در کوره – مواد از قبل گرم شده به یک کوره دوار وارد می شوند که در آن مواد در معرض دمای بالای 1400-1500 درجه سانتیگراد (2550-2730 درجه فارنهایت) قرار می گیرند. گرما واکنش شیمیایی را ایجاد می کند که کلینکر را تشکیل می دهد. تشکیل کلینکر – همانطور که ماده خام در کوره حرکت می کند، تحت واکنش های پیچیده ای قرار می گیرد. واکنش اولیه کربن زدایی سنگ آهک است. این فرآیند باعث ایجاد اکسید کلسیم (آهک) می شود. آهک با اجزایی مانند سیلیس و آلومینا در خاک رس واکنش می دهد و سیلیکات کلسیم و آلومینات کلسیم ایجاد می کند. اینها اجزای اصلی کلینکر هستند. خنک کننده کلینکر – پس از خروج از کوره، کلینکر بسیار داغ است. تولیدکنندگان باید کلینکر را به سرعت خنک کنند تا از خواص فیزیکی آن اطمینان حاصل کنند. آنها از هوا یا آب در واحدهای خنک کننده تخصصی به نام خنک کننده کلینکر استفاده می کنند. سنگ زنی کلینکر – ماشین های سیمان مانند آسیاب های گلوله ای یا آسیاب های غلتکی عمودی کلینکر خنک شده را به پودر تبدیل می کنند. مرحله آسیاب همچنین ممکن است دارای افزودنی هایی مانند گچ برای کنترل زمان گیرش سیمان باشد.
ترکیب کلینکر
ترکیب دقیق کلینکر به نوع سیمانی که سازنده تولید می کند بستگی دارد، اما مواد اولیه ای وجود دارد که در اکثر تولیدات کلینکر رایج است.
سیلیکات کلسیم
برجسته ترین ترکیبات کلینکر سیلیکات های کلسیم است که از سیلیکات تری کلسیم و سیلیکات دی کلسیم تشکیل شده است. سیلیکات کلسیم به استحکام و خاصیت گیرش سیمان کمک می کند.
آلومینات کلسیم
سایر مواد مهم آلومینات کلسیم هستند که بارزترین آنها تری کلسیم آلومینات است. آلومینات کلسیم باعث می شود سیمان سریعتر گیر کند و باعث ایجاد استحکام اولیه می شود. مقادیر بالای تری کلسیم آلومینات زمان تنظیم سیمان را افزایش می دهد اما خطر حملات سولفات را نیز افزایش می دهد.
اکسیدهای کلسیم
اکسید کلسیم محصول جانبی حرارت دادن مواد خام برای تشکیل کلینکر است. کربن زدایی که باعث تولید اکسید کلسیم می شود به خواص اتصال سیمان و واکنش آن با آب به نام هیدراتاسیون کمک می کند.
سولفات کلسیم
گچ که حاوی سولفات کلسیم است، یک افزودنی رایج در کلینکر است. این به تنظیم زمان گیرش در طول فرآیند هیدراتاسیون کمک می کند.
اجزای جزئی
ترکیبات جزئی کلینکر شامل عناصری مانند اکسید آهن، اکسید منیزیم، قلیاها و سایر عناصر کمیاب است. این عناصر بر رنگ، زمان گیرش و مقاومت در برابر سایر واکنش های شیمیایی تأثیر می گذارند.
انواع کلینکر
تولیدکنندگان سیمان کلینکرهای مختلفی را بر اساس تغییرات در مواد اولیه و فرآیند تولید ایجاد می کنند.
کلینکر معمولی سیمان پرتلند (OPC) – کلینکر پرتلند رایج ترین نوع کلینکر تولید شده است. این کلینکر برای اکثر مقاصد عمومی ساختمانی مناسب است. کلینکر مقاوم در برابر سولفات – تولید کنندگان این نوع کلینکر را ایجاد می کنند تا بتوانند از آن در مخلوط های سیمانی مقاوم در برابر سولفات استفاده کنند. کلینکرهای مقاوم به سولفات دارای سطح کمتری از آلومینات های تری کلسیم هستند که به واکنش های سولفات حساس هستند. اینها در برابر اثرات سولفاتها در آب و خاک مقاومت می کنند. کلینکر کم حرارت – سازندگان این کلینکر را طوری طراحی می کنند که در طول فرآیند هیدراتاسیون حرارت کمتری تولید کند. این بدان معنی است که سطح کمتری از تری کلسیم آلومینات نسبت به کلینکر استاندارد وجود دارد. کلینکر کم حرارت یک عنصر رایج در سیمان است که سازندگان برای سازه های بزرگ که در آن تولید گرما می تواند باعث ترک حرارتی شود از آن استفاده می کنند. کلینکر سفید – کلینکر سفید با خلوص و رنگ روشن و روشن مشخص می شود. تولید کنندگان کلینکر سفید را با استفاده از مواد خام با محتوای کم آهن و منگنز تولید می کنند. این ماده اولیه در سیمان سفید است. کلینکر با آلومینا بالا – این کلینکر نسبت به سایر انواع کلینکر سطح آلومینا بالاتری دارد. این در سیمان نسوز ضروری است زیرا مقاومت بالایی در برابر مواد شیمیایی و دماهای بالا دارد. کلینکر بلیت سولفوآلومینات کلسیم ترنزیت (BCT) – کلینکر BCT نوعی کلینکر نوآورانه است که 30 درصد کمتر دی اکسید کربن تولید می کند. فرآیند تولید کلینکرهای BCT نیز به ۱۵ درصد انرژی کمتری برای تولید نیاز دارد.
تاثیر زیست محیطی تولید کلینکر
تولید کلینکر اثرات زیست محیطی قابل توجهی از جمله تولید گازهای گلخانه ای (CO2)، مصرف انرژی، آلودگی هوا، استخراج مواد از معدن، مصرف آب و آلودگی و تولید زباله دارد. بسیاری از شرکت های سیمان به طور فعال برای کاهش این اثرات منفی زیست محیطی از طریق اقدامات روزمره خود تلاش می کنند.
شرکت‌های سیمان در حال سرمایه‌گذاری در فناوری‌های جذب، استفاده و ذخیره‌سازی کربن (CCUS) هستند. آنها CO2 را برای استفاده بعدی ذخیره می کنند یا آن را برای ذخیره سازی دائمی در زیر زمین جدا می کنند. آنها همچنین به جای استفاده از سوخت های فسیلی برای تولید انرژی، در منابع سوخت جایگزین مانند زیست توده و تایرهای مستعمل سرمایه گذاری می کنند.
برای کاهش استفاده از مواد خام، برخی از مواد جایگزین مانند خاکستر بادی، سرباره و دود سیلیس استفاده می کنند. آنها همچنین به دنبال استفاده مجدد از زباله های خود به عنوان بخشی از فرآیند خود برای کاهش دفع زباله و ایجاد یک سیستم دایره ای تر هستند. علاوه بر این، شرکت های سیمان در حال اجرای استراتژی های مدیریت آب و حفاظت بهتر هستند.
اگر از صفحه ما خوشتان آمد لطفا با دوستان خود به اشتراک بگذارید & فیس بوک
