Klinker er et nodulært materiale som er en essensiell komponent i produksjonen av sement. Klinker består hovedsakelig av kalsiumsilikat og andre materialer som gir den eksepsjonelle bindeegenskaper som gir styrke og holdbarhet til sementapplikasjoner.
De unike egenskapene til klinker bidrar også til essensiell herdekvalitet i sement, som gjør den til et av de mest verdifulle byggematerialene som finnes.
Produksjonsprosess av klinker
Sementprodusenter lager klinker gjennom en flertrinnsprosess som inkluderer valg av ingredienser, oppvarming og sliping.
Rå mineralpreparat – Hovedingrediensene i klinkerproduksjon er kalkstein og leire. Produsenter bryter disse ingrediensene, transporterer dem til produksjonsanlegget og maler og blander dem for å oppnå en jevn blanding. Forvarming av ovn – Sementprodusentene mater den rå malte blandingen inn i et forvarmertårn eller syklon hvor de blir utsatt for varme gasser. Dette trinnet fjerner eventuell fuktighet fra råvarene og forbereder dem for de kjemiske reaksjonene i neste trinn. Ovnsfyring – Det forvarmede materialet mates inn i en roterende ovn hvor materialene utsettes for høye temperaturer på opptil 1400o-1500o C (2550o-2730o F). Varmen skaper den kjemiske reaksjonen som danner klinker. Klinkerdannelse – Når råmaterialet beveger seg gjennom ovnen, gjennomgår det komplekse reaksjoner. Den primære reaksjonen er en avkarbonisering av kalksteinen. Denne prosessen skaper kalsiumoksid (kalk). Kalken reagerer med komponenter som silika og alumina i leiren for å lage kalsiumsilikater og kalsiumaluminater. Dette er hovedkomponentene i klinker. Klinkerkjøling – Etter å ha forlatt ovnen er klinkeren ekstremt varm. Produsenter må avkjøle klinkeren raskt for å sikre dens fysiske egenskaper. De bruker luft eller vann i spesialiserte kjøleenheter kalt klinkerkjølere. Klinkersliping – Sementmaskiner som kulemøller eller vertikale valsemøller maler den avkjølte klinkeren til et pulver. Slipetrinnet kan også inneholde tilsetning av tilsetningsstoffer som gips for å kontrollere herdetiden til sementen.
Sammensetning av klinker
Den nøyaktige sammensetningen av klinker avhenger av hvilken type sement produsenten produserer, men det er primære ingredienser som er vanlige i de fleste klinkerproduksjoner.
Kalsiumsilikater
De mest fremtredende ingrediensene i klinker er kalsiumsilikater, som består av trikalsiumsilikat og dikalsiumsilikat. Kalsiumsilikater bidrar til styrken og stivningsegenskapene til sement.
Kalsiumaluminater
De andre viktigste ingrediensene er kalsiumaluminater, hvorav den mest fremtredende er trikalsiumaluminat. Kalsiumaluminater får sementen til å stivne raskere og forårsaker tidlig styrkeutvikling. Høye mengder trikalsiumaluminat vil øke herdetiden for sement, men vil også øke risikoen for sulfatangrep.
Kalsiumoksider
Kalsiumoksid er et biprodukt av oppvarming av råingrediensene for å danne klinker. Avkarboniseringen som produserer kalsiumoksid bidrar til sementens bindende egenskaper og dens reaksjon med vann kalt hydrering.
Kalsiumsulfat
Gips, som inneholder kalsiumsulfat, er et vanlig tilsetningsstoff i klinker. Det hjelper med å regulere herdetiden under hydreringsprosessen.
Mindre komponenter
Mindre ingredienser i klinker inkluderer elementer som jernoksid, magnesiumoksid, alkalier og andre sporstoffer. Disse elementene påvirker fargen, herdetiden og motstanden mot andre kjemiske reaksjoner.
Typer klinker
Sementprodusenter lager forskjellige klinker basert på variasjoner i råvarene og produksjonsprosessen.
Vanlig Portland Cement (OPC) klinker – Portland klinker er den vanligste typen klinker som produseres. Denne klinkeren egner seg for de fleste generelle byggeformål. Sulfatbestandig klinker – Produsenter lager denne typen klinker slik at de kan bruke den i sulfatbestandige sementblandinger. Sulfatresistente klinker har et lavere nivå av trikalsiumaluminater som er utsatt for sulfatreaksjoner. Disse motstår effekten av sulfater i vann og jord. Lavvarmeklinker – Produsenter designer denne klinkeren for å generere mindre varme under hydreringsprosessen. Dette betyr at det er et lavere nivå av trikalsiumaluminat enn i standard klinker. Lavvarme klinker er en vanlig ingrediens i sement som byggere bruker til store konstruksjoner der varmeutvikling kan forårsake termisk sprekkdannelse. Hvit klinker – Hvit klinker er preget av sin renhet og lyse, lyse farge. Produsenter lager hvit klinker ved å bruke råvarer med lavt jern- og manganinnhold. Dette er hovedmaterialet i hvit sement. Høy alumina klinker – Denne klinkeren har et høyere nivå av alumina enn andre klinkertyper. Dette er essensielt i ildfast sement fordi den har høy motstand mot kjemikalier og høye temperaturer. Belite Calcium Sulfoaluminate Ternesite (BCT) klinker – BCT klinker er en innovativ variant av klinker som produserer 30 % mindre karbondioksidutslipp. Produksjonsprosessen for BCT-klinkere krever også 15 % mindre energi å produsere.
Miljøpåvirkning av klinkerproduksjon
Produksjon av klinker har en betydelig miljøpåvirkning, inkludert produksjon av klimagasser (CO2), energiforbruk, luftforurensning, utvinning av materialer ved gruvedrift, vannforbruk og forurensning, og avfallsgenerering. Mange sementbedrifter jobber aktivt for å redusere disse negative miljøpåvirkningene gjennom sin daglige praksis.
Sementselskaper investerer i karbonfangst, utnyttelse og lagring (CCUS) teknologier. De lagrer CO2 for senere bruk eller binder den for permanent lagring under jorden. De investerer også i alternative drivstoffkilder som biomasse og brukte dekk i stedet for å bruke fossilt brensel til kraftproduksjon.
For å redusere bruken av råvarer, bruker noen alternative materialer som flyveaske, slagg og silikadamp. De søker også å gjenbruke avfallet sitt som en del av prosessen for å redusere avfallshåndteringen og skape et mer sirkulært system. I tillegg implementerer sementselskaper bedre vannforvaltning og bevaringsstrategier.
Hvis du liker siden vår, del gjerne med vennene dine & Facebook
