Cement, stosowany w każdym rodzaju budownictwa, po raz pierwszy użyty był już w starożytności. To hydrauliczne spoiwo, wiąże ze sobą piasek i kruszywa wchodzące w skład mieszanek betonowych lub zapraw murarskich. Jak powstaje materiał, bez którego nie byłby możliwy tak szybki rozwój cywilizacji?
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 - 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°C 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 zdjęcie: Lafarge
