Klinkier jest materiałem sferoidalnym, niezbędnym składnikiem w produkcji cementu. Klinkier składa się głównie z krzemianu wapnia i innych materiałów, które nadają mu wyjątkowe właściwości wiążące, które zapewniają wytrzymałość i trwałość zastosowań cementowych.
Unikalne właściwości klinkieru przyczyniają się również do istotnej jakości twardnienia cementu, co czyni go jednym z najcenniejszych istniejących materiałów budowlanych.
Proces Produkcji Klinkieru
Producenci cementu wytwarzają klinkiery w wieloetapowym procesie obejmującym wybór składników, ogrzewanie i mielenie.
Surowy preparat mineralny – Głównymi składnikami do produkcji klinkieru są wapień i glina. Producenci wydobywają te składniki, transportują je do zakładu produkcyjnego, a następnie mielili i mieszali, aby uzyskać jednolitą mieszaninę. Podgrzewanie w piecu – producenci cementu wprowadzają surową mieszankę do wieży podgrzewacza lub cyklonu, gdzie są wystawieni na działanie gorących gazów. Ten etap usuwa wilgoć z surowców i przygotowuje je do reakcji chemicznych w następnym etapie. Wypalanie w piecu – Podgrzany materiał jest wprowadzany do pieca obrotowego, gdzie jest poddawany działaniu wysokich temperatur dochodzących do 1400–1500 o C (2550–2730 o F). Ciepło powoduje reakcję chemiczną, w wyniku której powstaje klinkier. Tworzenie się klinkieru – surowiec przechodzący przez piec ulega złożonym reakcjom. Podstawową reakcją jest dekarbonizacja wapienia. W procesie tym powstaje tlenek wapnia (wapno). Wapno reaguje ze składnikami gliny, takimi jak krzemionka i tlenek glinu, tworząc krzemiany i gliniany wapnia. Są to główne składniki klinkieru. Chłodzenie klinkieru – po opuszczeniu pieca klinkier jest bardzo gorący. Producenci muszą szybko schłodzić klinkier, aby zapewnić jego właściwości fizyczne. Wykorzystują powietrze lub wodę w wyspecjalizowanych agregatach chłodniczych zwanych chłodnicami klinkieru. Mielenie klinkieru – Maszyny cementowe, takie jak młyny kulowe lub młyny walcowe pionowe, mielą schłodzony klinkier na proszek. Etap mielenia może również obejmować dodanie dodatków, takich jak gips, w celu kontrolowania czasu wiązania cementu.
Skład klinkieru
Dokładny skład klinkieru zależy od rodzaju cementu produkowanego przez producenta, ale istnieją podstawowe składniki, które są powszechne w większości produkcji klinkieru.
Krzemiany wapnia
Najważniejszymi składnikami klinkieru są krzemiany wapnia, które składają się z krzemianu trójwapniowego i krzemianu dwuwapniowego. Krzemiany wapnia wpływają na wytrzymałość i właściwości wiązania cementu.
Gliniany wapnia
Inne najważniejsze składniki to gliniany wapnia, z których najważniejszym jest glinian trójwapniowy. Gliniany wapnia powodują szybsze wiązanie cementu i powodują wczesny przyrost wytrzymałości. Duże ilości glinianu trójwapniowego wydłużą czas wiązania cementu, ale zwiększą również ryzyko ataku siarczanów.
Tlenki wapnia
Tlenek wapnia jest produktem ubocznym ogrzewania surowców w celu wytworzenia klinkieru. Dekarbonizacja, w wyniku której powstaje tlenek wapnia, wpływa na właściwości wiążące cementu i jego reakcję z wodą zwaną hydratacją.
Siarczan wapnia
Gips zawierający siarczan wapnia jest powszechnym dodatkiem do klinkieru. Pomaga regulować czas wiązania podczas procesu nawilżania.
Drobne komponenty
Drobne składniki klinkieru obejmują pierwiastki takie jak tlenek żelaza, tlenek magnezu, zasady i inne pierwiastki śladowe. Pierwiastki te wpływają na kolor, czas wiązania i odporność na inne reakcje chemiczne.
Rodzaje klinkieru
Producenci cementu tworzą różne klinkiery w oparciu o różnice w surowcach i procesie produkcyjnym.
Zwykły klinkier z cementu portlandzkiego (OPC) – klinkier portlandzki jest najczęściej produkowanym rodzajem klinkieru. Klinkier ten nadaje się do większości zastosowań ogólnobudowlanych. Klinkier odporny na siarczany – Producenci tworzą ten rodzaj klinkieru, aby móc go stosować w mieszankach cementowych odpornych na siarczany. Klinkiery odporne na siarczany mają niższą zawartość glinianów trójwapniowych, które są podatne na reakcje siarczanowe. Są one odporne na działanie siarczanów w wodzie i glebie. Klinkier o niskiej temperaturze – Producenci projektują ten klinkier tak, aby generował mniej ciepła podczas procesu hydratacji. Oznacza to, że zawartość glinianu trójwapniowego jest niższa niż w standardowym klinkierze. Klinkier niskotemperaturowy jest powszechnym składnikiem cementu używanym przez budowniczych do budowy dużych konstrukcji, w których wytwarzanie ciepła może powodować pękanie termiczne. Biały klinkier – Biały klinkier charakteryzuje się czystością i jasną, jasną barwą. Producenci wytwarzają biały klinkier, wykorzystując surowce o niskiej zawartości żelaza i manganu. Jest to podstawowy materiał białego cementu. Klinkier o wysokiej zawartości tlenku glinu – ten klinkier ma wyższy poziom tlenku glinu niż inne rodzaje klinkieru. Jest to istotne w przypadku cementu ogniotrwałego, ponieważ ma on wysoką odporność na chemikalia i wysokie temperatury. Belite Calcium Calcium Sulfoaluminate Ternesite (BCT) Clinker – klinkier BCT to innowacyjna odmiana klinkieru, która wytwarza o 30% mniej emisji dwutlenku węgla. Proces produkcji klinkieru BCT wymaga również o 15% mniej energii do wytworzenia.
Wpływ na środowisko produkcji klinkieru
Produkcja klinkieru ma znaczący wpływ na środowisko, w tym produkcję gazów cieplarnianych (CO2), zużycie energii, zanieczyszczenie powietrza, wydobycie materiałów w górnictwie, zużycie i zanieczyszczenie wody oraz wytwarzanie odpadów. Wiele firm cementowych aktywnie pracuje nad łagodzeniem tego negatywnego wpływu na środowisko poprzez swoje codzienne praktyki.
Firmy cementowe inwestują w technologie wychwytywania, utylizacji i składowania dwutlenku węgla (CCUS). Magazynują CO2 do późniejszego wykorzystania lub sekwestrują go w celu stałego składowania pod ziemią. Inwestują także w alternatywne źródła paliw, takie jak biomasa i używane opony, zamiast wykorzystywać paliwa kopalne do zasilania produkcji.
Aby ograniczyć zużycie surowców, niektórzy stosują materiały alternatywne, takie jak popiół lotny, żużel i opary krzemionki. Starają się także ponownie wykorzystywać odpady w ramach swojego procesu, aby ograniczyć ich usuwanie i stworzyć system o bardziej zamkniętym obiegu. Ponadto firmy cementowe wdrażają lepsze strategie zarządzania wodą i jej ochrony.
Jeśli podoba Ci się nasza strona, udostępnij ją swoim znajomym & Facebook
