Kun rakennusalan ammattilaiset ja amatöörit ymmärtävät, miten sementti valmistetaan, se auttaa heitä tekemään tietoisempia päätöksiä sementin valinnasta, käytöstä ja soveltamisesta projekteissaan.
Sementin tuotanto on monimutkainen prosessi, joka alkaa luonnonvaroista. Valmistajat sekoittavat ja lämmittävät niitä siten, että se tuottaa kemiallisen reaktion, joka johtaa aineeseen, jota kutsumme sementiksi.
Kun ymmärrät prosessin, jolla sementti syntyy, tämä tieto antaa arvokkaita näkemyksiä rakennusaineesta, joka on yksi modernin rakennusinfrastruktuurin tärkeimmistä osista.
Kuinka sementti valmistetaan
Valmistajat valmistavat sementtiä monivaiheisella prosessilla, joka alkaa raakatuotteen uuttamisesta ja päättyy pakkaamiseen ja jakeluun. Vaikka jokaisella valmistajalla on oma prosessinsa, tässä on joitain yleisiä ohjeita sementin valmistusvaiheille.
Raaka-aineen louhinta
Pääraaka-aineet, joita valmistajat käyttävät sementin valmistukseen, ovat kovat kivet, kuten kalkkikivi ja liuskekivi, sekä pehmeät kivet, kuten savi ja liitu. He louhivat tai kaivavat kivet ja kuljettavat ne murskauslaitokseen. Kuivien aineiden kuljetus tapahtuu yleensä kuorma-autoilla, junavaunuilla tai kuljetinhihnalla laitoksesta riippuen. Märkä materiaali toimitetaan joskus putkistojen kautta.
Murskaus ja jauhaminen
Raaka-aineet käyvät läpi alustavan murskausprosessin kiven koon pienentämiseksi. Sementin tuottajat käyttävät leukamurskaimia, vasaramyllyjä ja kartiomurskaimia kovan kiven koon pienentämiseen. Valmistajat käyttävät sitten koneita, kuten telamyllyjä, jauhamaan kovan kiven hienoksi jauheeksi, jota he kutsuvat raakajauhoksi.
Myös pehmeitä materiaaleja, kuten savea ja liitua, käsitellään. Ne hajottavat pehmeää materiaalia sekoittamalla sitä veteen pesumyllyissä. Tämä tuottaa lietteen. Ne kuljettavat lietteen hienon verkon läpi poistaakseen kaikki jäljellä olevat suuret hiukkaset.
Raakasekoituksen valmistaminen
Sementin valmistajat sekoittavat seuraavaksi raaka-aineiden suhteet keskenään saadakseen sementin ainesosien tarkan koostumuksen valmistamansa sementtityypin mukaan. Tämä koostumus vaihtelee myös sementin haluttujen ominaisuuksien, raaka-aineiden paikallisen saatavuuden ja valmistusprosessin mukaan.
Useimmissa tapauksissa seoksen pääainesosa on kalkkikivipöly. Kalkkikivipölyn osuus on normaalisti 80-95 %. Savi- tai liuskepölyä on 5–20 % seoksesta. Seokseen voidaan myös lisätä piidioksidia, rautaoksidia, alumiinioksidia ja muita lisäaineita sementtityypistä riippuen. Näiden lisäaineiden osuus vaihtelee välillä 1-10 %.
Esilämmitys ja esikalsinointi
Seuraavaksi raakaseos esilämmitetään ja esikalsinoidaan prosessin polttoainetehokkuuden parantamiseksi ja tuotantokapasiteetin lisäämiseksi. Raaka-aineet menevät torniesilämmittimen tai sykloniesilämmittimen kaltaiseen koneeseen ja lämmitetään 800 tai 900 celsiusasteen lämpötilaan. Tämä prosessi poistaa sekoituksesta kaiken kosteuden tai hiilidioksidin. Tämä prosessi aloittaa osan kemiallisista reaktioista, jotka ovat välttämättömiä sementin muodostuksessa.
Klinkkerin muodostuminen
Klinkkerin muodostusprosessi on ensisijainen vaihe sementin muodostuksessa. Tämä on vaihe, jossa tapahtuu monimutkainen kemiallinen prosessi, joka muodostaa sementistä vahvan ja kestävän rakennustuotteen.
Sementin tuottajat syöttävät raakasementin uuniin, joka on vuorattu tulenkestävällä tiilellä. Korkeat lämpötilat, yli 1400 astetta, sulattavat kalkkikiven nesteyttävät lisäaineet reagoimaan piidioksidin kanssa ja muodostamaan klinkkereitä. Klinkkerit ovat nodulomaista tai kokkaumamaista materiaalia, jonka halkaisija on 3–24 mm (0,12–0,98 tuumaa).
Jäähdytys
Klinkkerit jäähdytetään nopeasti ilmalla tai vedellä 100-200 celsiusasteen lämpötilaan. Tämä prosessi on elintärkeä lopullisen sementtituotteen laadun varmistamiseksi, koska se vaikuttaa klinkkerin mikrorakenteeseen. Nopea jäähdytys antaa klinkkereiden kiinteytyä mineraalikoostumuksensa, parantaa jauhatettavuutta, estää nesteytymistä ja auttaa estämään halkeilua.
Sekoitus ja loppuhionta
Sementin tuottajat sekoittavat jäähdytettyyn klinkkeriin lisäaineita, kuten kipsiä, lentotuhkaa ja kalkkikiveä. Nämä lisäaineet auttavat säätelemään sementin kovettumisaikaa, toimivat palonestoaineina, parantavat työstettävyyttä ja auttavat vähentämään kutistumista muiden ominaisuuksien ohella. Klinkkerin ja lisäaineiden seos syötetään kuulamyllyyn tai vastaavaan koneeseen ja jauhetaan hienoksi jauheeksi.
Pakkaus ja jakelu
Sementti siirretään tehtaalta varastosiiloihin. Varastosiiloista sementti pakataan pusseihin ja toimitetaan jakelijoille ja asiakkaille.
Kuva osoitteesta cement.org.
