Ako sa vyrába cement? Zjednodušené vysvetlenie procesu výroby cementu

Keď profesionáli v stavebníctve a amatéri chápu, ako sa vyrába cement, pomáha im to robiť informovanejšie rozhodnutia o výbere, použití a aplikácii cementu vo svojich projektoch.

Výroba cementu je zložitý proces, ktorý začína prírodnými zdrojmi. Výrobcovia ich miešajú a zahrievajú takým spôsobom, že dochádza k chemickej reakcii, ktorá vedie k látke, ktorú nazývame cement.

Keď pochopíte proces, ktorý vytvára cement, tieto znalosti vám poskytnú cenné poznatky o stavebnej podstate, ktorá je jednou z najdôležitejších súčastí modernej infraštruktúry budov.

Table of Contents

Ako sa vyrába cement

Výrobcovia vyrábajú cement prostredníctvom viacstupňového procesu, ktorý začína extrakciou surového produktu a končí balením a distribúciou. Hoci každý výrobca má svoj vlastný proces, tu sú niektoré všeobecné pokyny pre kroky na výrobu cementu.

Ťažba surovín

Hlavnými surovinami, ktoré výrobcovia používajú na výrobu cementu, sú tvrdé horniny ako vápenec a bridlica a mäkké horniny ako hlina a krieda. Horniny ťažia alebo vykopávajú a odvážajú do drviaceho zariadenia. Preprava suchých materiálov je zvyčajne nákladnými automobilmi, železničnými vagónmi alebo dopravníkovými pásmi v závislosti od zariadenia. Mokré materiály sa niekedy dodávajú potrubím.

Drvenie a brúsenie

Suroviny prechádzajú počiatočným procesom drvenia, aby sa zmenšila veľkosť horniny. Výrobcovia cementu používajú čeľusťové drviče, kladivové mlyny a kužeľové drviče na zmenšenie veľkosti tvrdej horniny. Výrobcovia potom používajú stroje ako valcové mlyny na mletie tvrdej horniny na jemný prášok, ktorý nazývajú surová múčka.

Spracováva sa aj mäkký materiál ako hlina a krieda. Rozkladajú mäkký materiál zmiešaním s vodou v umývacích mlynoch. Vznikne tak kaša. Prechádzajú kašou cez jemnú sieťku, aby odstránili všetky zostávajúce veľké častice.

Príprava surovej zmesi

Výrobcovia cementu potom zmiešajú pomery surovín, aby získali presné zloženie cementových prísad pre typ cementu, ktorý vyrábajú. Toto zloženie sa tiež mení podľa požadovaných schopností cementu, miestnej dostupnosti surovín a výrobného procesu.

Vo väčšine prípadov je primárnou zložkou zmesi vápencový prach. Podiel vápencového prachu je normálne medzi 80 % – 95 %. Ílový alebo bridlicový prach tvorí 5%-20% zmesi. V závislosti od konkrétneho typu cementu je možné do zmesi pridať aj oxid kremičitý, oxid železitý, oxid hlinitý a ďalšie prísady. Podiel týchto prísad sa pohybuje medzi 1%-10%.

Predhrievanie a predkalcinácia

Surová zmes sa následne predhreje a predkalcinuje, aby sa zlepšila palivová účinnosť procesu a zvýšila sa výrobná kapacita. Suroviny idú do stroja, ako je vežový predhrievač alebo cyklónový predhrievač, a zohrievajú sa na teplotu 800° alebo 900° Celzia. Tento proces odstraňuje zo zmesi všetku vlhkosť alebo oxid uhličitý. Tento proces začína niektoré z chemických reakcií potrebných pri tvorbe cementu.

Tvorba slinku

Proces tvorby slinku je primárnym krokom pri tvorbe cementu. Toto je fáza, v ktorej prebieha zložitý chemický proces, pri ktorom sa z cementu stáva pevný a odolný stavebný produkt.

Výrobcovia cementu dodávajú surový cementový materiál do pece vyloženej žiaruvzdornými tehlami. Vysoké teploty presahujúce 1400° Celzia roztavia prísady, ktoré skvapalňujú vápenec, aby reagovali s oxidom kremičitým a vytvorili slinky. Slinky sú uzlovité alebo hrudkovité materiály s priemerom 3 mm až 24 mm (0,12 palca až 0,98 palca).

Chladenie

Slinky sa rýchlo ochladzujú na teplotu 100-200o Celzia pomocou vzduchu alebo vody. Tento proces je nevyhnutný na zabezpečenie kvality konečného cementového produktu, pretože ovplyvňuje mikroštruktúru slinku. Rýchle ochladenie umožňuje slinkom stuhnúť ich minerálne zloženie, zlepšuje mletie, zabraňuje rehydratácii a pomáha predchádzať praskaniu.

Miešanie a konečné mletie

Výrobcovia cementu miešajú vychladnutý slinok s množstvom prísad, ako je sadra, popolček a vápenec. Tieto prísady pomáhajú regulovať čas tuhnutia cementu, slúžia ako retardéry horenia, zlepšujú spracovateľnosť a okrem iných vlastností pomáhajú znižovať zmršťovanie. Zmes slinku a prísad sa privádza do guľového mlyna alebo podobného stroja a melie sa na jemný prášok.