Jak powstaje cement?

Nie jest do końca jasne, kiedy dokładnie po raz pierwszy użyto spoiwa murarskiego, jednak z całą pewnością beton, do produkcji którego wykorzystuje się cement, pojawił się i był wykorzystywany na dużą skalę już w budownictwie Rzymian. Co więcej, w świetle ostatnich doniesień naukowców mógł być używany jeszcze wcześniej - przy budowie egipskich piramid. Od tego czasu, rozwojowi architektury na całym świecie towarzyszył cement, który aktualnie jest wszechobecny - domy, biurowce, mosty, zapory, ulice, chodniki, drogi czy lotniska - powstają z jego użyciem.

Wydobycie i przygotowanie surowców naturalnych

Cement to spoiwo hydrauliczne, które - dzięki swoim właściwościom - twardnieje po zarobieniu z wodą. Jest wykorzystywane do zapraw budowlanych i betonów. Pod względem chemicznym cement tworzą pierwiastki powszechnie występujące w przyrodzie, takie jak: wapń, krzem, glin, żelazo i tlen. Surowce do produkcji cementu to kopaliny naturalne, czyli wapień, wapień marglisty, margiel czy minerały ilaste, a uzyskiwane są w kopalniach odkrywkowych, położonych obok cementowni.

To tam wydobywa się, kruszy oraz uśrednia materiał, który następnie transportowany jest do pieca cementowego. To jeden z kluczowych technologicznych etapów procesu wytwarzania cementu, ponieważ tylko utrzymanie stałego składu surowca gwarantuje optymalną jakość najważniejszego składnika cementu jakim jest klinkier cementowy.

Klinkier cementowy to produkt w postaci grudek otrzymany przez wypalenie w temperaturze spiekania zmielonych i dokładnie wymieszanych surowców, dobranych w odpowiedniej proporcji.

Proces produkcji klinkieru cementowego

Uśredniony kamień trafia do młyna kulowego lub rolowo-misowego, gdzie odbywa się jego przemiał. Na tym etapie skład surowca korygowany jest odpowiednimi dodatkami takimi jak piasek, popioły lotne i dodatki żelazonośne. Powstałą w ten sposób mączkę surowcową dostarcza się do wieży wymiennika ciepła, gdzie zostaje wysuszona, a następnie podgrzana przez strumień gazów wylotowych pieca, oddzielona od nich w cyklonach wprowadzona zostaje do pieca obrotowego.

Urządzenie to ma kształt cylindra o długości ok. 60 metrów i średnicy ok. 5 metrów. Piec opalany jest pyłem węglowym i paliwami alternatywnymi przy wykorzystaniu specjalnego palnika umieszczonego w części wylotowej pieca. Temperatura gazów wewnątrz pieca dochodzi do ok. 2000°C. W zależności od budowy pieca, materiał w strefie wysokich temperatur (powyżej 800°C) przebywa do 30 minut i w końcowej fazie podgrzany do temperatury 1450 ⁰C przechodzi szereg procesów chemicznych,  w wyniku których wytwarzają się minerały klinkierowe. Materiał na wyjściu z pieca - (klinkier) chłodzony jest w chłodniku rusztowym, do temperatury ok. 100°C. Klinkier jest następnie magazynowany w silosach.

Mielenie cementu i dystrybucja

Aby uzyskać końcowy produkt czyli cement, konieczne jest zmielenie nowopowstałego klinkieru z odpowiednimi dodatkami. Klinkier z silosów transportowany jest do młynów kulowych, do których wprowadza się również dodatki. Są to: gips (regulator czasu wiązania), kamień wapienny, popiół oraz żużel. Docelowe właściwości cementu zależą od proporcji, w których dozuje się składniki, dlatego też podlegają one ścisłej kontroli.

Dzięki zastosowaniu odpowiednich dodatków możemy uzyskać asortyment cementów różniących się właściwościami w zależności od przeznaczenia. W efekcie otrzymujemy cementy o żądanych przez klientów właściwościach, nieraz unikatowych i specjalnych, takich jak: zwiększona wytrzymałość, urabialność czy odporność na agresję chemiczną, powiedział Dariusz Bocheńczyk, dyrektor ds. badań i normalizacji Lafarge Cement S.A.

Gotowy produkt trafia do silosów, skąd transportowany jest do pakowni oraz terminali załadunku cementu luzem i w workach.

źródło i zdjęcia: Lafarge