Klinker is een nodulair materiaal dat een essentieel onderdeel is bij de productie van cement. Klinker bestaat voornamelijk uit calciumsilicaat en andere materialen die het uitzonderlijke bindingseigenschappen geven die sterkte en duurzaamheid verlenen aan cementtoepassingen.
De unieke eigenschappen van klinker dragen ook bij aan de essentiële verhardingskwaliteit van cement, waardoor het een van de meest waardevolle bouwmaterialen is die er bestaan.
Productieproces van klinker
Cementfabrikanten maken klinkers via een meerstapsproces dat de selectie van ingrediënten, verwarming en malen omvat.
Bereiding van ruwe mineralen – De belangrijkste ingrediënten bij de productie van klinker zijn kalksteen en klei. Producenten winnen deze ingrediënten uit, transporteren ze naar de productiefaciliteit en malen en mengen ze vervolgens om een uniform mengsel te verkrijgen. Voorverwarmen van de oven – De cementproducenten voeden het ruwe grondmengsel in een voorverwarmertoren of cycloon waar ze worden blootgesteld aan hete gassen. Deze stap verwijdert het eventuele vocht uit de grondstoffen en bereidt ze voor op de chemische reacties in de volgende fase. Oven stoken – Het voorverwarmde materiaal wordt in een roterende oven gevoerd, waar de materialen worden blootgesteld aan hoge temperaturen tot 1400o-1500o C (2550o-2730o F). De hitte veroorzaakt de chemische reactie die de klinker vormt. Klinkervorming – Terwijl de grondstof door de oven beweegt, ondergaat het complexe reacties. De primaire reactie is het koolstofvrij maken van de kalksteen. Bij dit proces ontstaat calciumoxide (kalk). De kalk reageert met componenten zoals silica en aluminiumoxide in de klei om calciumsilicaten en calciumaluminaten te creëren. Dit zijn de belangrijkste componenten van klinker. Klinkerkoeling – Na het verlaten van de oven is de klinker extreem heet. Fabrikanten moeten de klinker snel afkoelen om de fysieke eigenschappen ervan te garanderen. Ze gebruiken lucht of water in gespecialiseerde koeleenheden, klinkerkoelers genoemd. Klinkerslijpen – Cementmachines zoals kogelmolens of verticale walsmolens malen de gekoelde klinker tot een poeder. Tijdens de maalfase kunnen ook additieven zoals gips worden toegevoegd om de uithardingstijd van het cement te regelen.
Samenstelling van klinker
De exacte samenstelling van klinker hangt af van het type cement dat de fabrikant produceert, maar er zijn primaire ingrediënten die gebruikelijk zijn bij de meeste klinkerproductie.
Calciumsilicaten
De meest prominente ingrediënten in klinker zijn calciumsilicaten, die bestaan uit tricalciumsilicaat en dicalciumsilicaat. Calciumsilicaten dragen bij aan de sterkte en de hardingseigenschappen van cement.
Calciumaluminaten
De andere belangrijkste ingrediënten zijn calciumaluminaten, waarvan tricalciumaluminaat de meest prominente is. Calciumaluminaten zorgen ervoor dat het cement sneller hardt en een vroege sterkteontwikkeling veroorzaken. Grote hoeveelheden tricalciumaluminaat zullen de uithardingstijden van cement verlengen, maar zullen ook het risico op sulfaataanvallen vergroten.
Calciumoxiden
Calciumoxide is een bijproduct van het verwarmen van de grondstoffen om de klinker te vormen. De ontkoling die calciumoxide produceert, draagt bij aan de bindende eigenschappen van het cement en de reactie ervan met water, ook wel hydratatie genoemd.
Calciumsulfaat
Gips, dat calciumsulfaat bevat, is een veelgebruikt additief in klinker. Het helpt bij het reguleren van de uithardingstijd tijdens het hydratatieproces.
Kleine componenten
Kleine ingrediënten in klinker omvatten elementen zoals ijzeroxide, magnesiumoxide, alkaliën en andere sporenelementen. Deze elementen hebben invloed op de kleur, de hardingstijd en de weerstand tegen andere chemische reacties.
Soorten klinkers
Cementproducenten creëren verschillende klinkers op basis van variaties in de grondstoffen en het productieproces.
Gewone Portland Cement (OPC) klinker – Portlandklinker is het meest voorkomende type klinker dat wordt geproduceerd. Deze klinker is geschikt voor de meeste algemene bouwdoeleinden. Sulfaatbestendige klinker – Fabrikanten maken dit type klinker zodat ze het kunnen gebruiken in sulfaatbestendige cementmengsels. Sulfaatresistente klinkers hebben een lager gehalte aan tricalciumaluminaten die gevoelig zijn voor sulfaatreacties. Deze zijn bestand tegen de effecten van sulfaten in water en bodem. Klinker met lage warmte – Fabrikanten ontwerpen deze klinker om minder warmte te genereren tijdens het hydratatieproces. Dit betekent dat er een lager gehalte aan tricalciumaluminaat aanwezig is dan in standaard klinker. Klinker met lage warmte is een veelgebruikt ingrediënt in cement dat bouwers gebruiken voor grote constructies waar warmteontwikkeling thermische scheuren kan veroorzaken. Witte klinker – Witte klinker wordt gekenmerkt door zijn zuiverheid en heldere, lichte kleur. Fabrikanten maken witte klinker door grondstoffen te gebruiken met een laag ijzer- en mangaangehalte. Dit is het primaire materiaal in wit cement. Hoge aluminiumoxideklinker – Deze klinker heeft een hoger aluminiumoxidegehalte dan andere klinkertypen. Dit is essentieel bij vuurvast cement omdat het een hoge weerstand heeft tegen chemicaliën en hoge temperaturen. Belite Calciumsulfoaluminaat Ternesite (BCT) klinker – BCT-klinker is een innovatieve klinkersoort die 30% minder kooldioxide-uitstoot produceert. Het productieproces van BCT-klinkers vereist ook 15% minder energie om te produceren.
Milieu-impact van klinkerproductie
De productie van klinkers heeft een aanzienlijke impact op het milieu, waaronder de productie van broeikasgassen (CO2), energieverbruik, luchtvervuiling, winning van materialen door mijnbouw, waterverbruik en -vervuiling, en afvalproductie. Veel cementbedrijven werken actief aan het verzachten van deze negatieve gevolgen voor het milieu door middel van hun dagelijkse praktijken.
Cementbedrijven investeren in technologieën voor koolstofafvang, -gebruik en -opslag (CCUS). Ze slaan CO2 op voor later gebruik of sekwestreren het voor permanente ondergrondse opslag. Ze investeren ook in alternatieve brandstofbronnen zoals biomassa en gebruikte banden in plaats van fossiele brandstoffen te gebruiken voor de productie.
Om hun gebruik van grondstoffen te verminderen, gebruiken sommigen alternatieve materialen zoals vliegas, slakken en silicadampen. Ze proberen ook hun afval te hergebruiken als onderdeel van hun proces om de afvalverwijdering te verminderen en een meer circulair systeem te creëren. Bovendien implementeren cementbedrijven betere waterbeheer- en conserveringsstrategieën.
Als je onze pagina leuk vindt, deel hem dan met je vrienden & Facebook
