Zementwerke Nr. 2 von Eric Revilious 1934
Die wesentlichen Bestandteile von Zement
– Chemisch gesehen ist Zement ein Gemisch aus Kalziumsilikaten und kleinen Mengen von Kalziumaluminaten, die mit Wasser reagieren und den Zement zum Abbinden bringen.
– Das Kalzium stammt aus Kalkstein und Ton, Tonstein oder Schiefer als Quelle für Kieselsäure und Tonerde.
– Die Mischung wird durch die Zugabe von 5 % Gips vervollständigt, um die Abbindezeit des Zements zu verzögern.
‚Portland‘-Zement u.a.
– ‚Portland‘ ist der am meisten hergestellte Zement. Der Name rührt von der vermuteten Ähnlichkeit mit Portlandgestein her.
– Andere Zemente sind: schnell härtende, hitzebeständige, sulfatbeständige und alkaliarme Zemente.
Gemischte Zemente
– Zemente werden zunehmend mit „Zementersatzstoffen“ wie z.B. pulverisierter Brennstoffasche (PFA), auch bekannt als „Flugasche“, und gemahlenem granuliertem Hüttensand (GGBS) gemischt. Die Mischungen zielen darauf ab, die Gesamtumweltauswirkungen der Verwendung von 100 % Zement zu verringern. (siehe unten)
Die grundlegenden Mineralien, die zur Herstellung von Zement verwendet werden
Kalkstein
– Zementhersteller errichten ihre Werke in der Regel in der Nähe von Kalksteinvorkommen.
– Kalksteine unterschiedlichen geologischen Alters sind im gesamten Vereinigten Königreich verteilt. Sie unterscheiden sich erheblich in ihrer chemischen Zusammensetzung und Mächtigkeit sowie in ihrer Eignung für die Zementherstellung.
– Kalksteine aus dem Karbon sind die Hauptrohstoffquelle in Großbritannien. Die anderen wichtigen Kalksteine sind Kreide (Chalk) und Jura.
– Chalk ist porös und hat oft einen hohen Feuchtigkeitsgehalt, was dazu führt, dass er im „halbtrockenen/feuchten“ Herstellungsprozess für Zement verwendet wird. Dieses besondere Verfahren macht etwa 16 % der Gesamtproduktion aus.
Schiefer
– Schiefer ist ein reines Sedimentgestein aus sehr feinem Schluff, Ton und Quarz. Schiefer fällt in die Kategorie der Schlammsteine. Seine Korngröße beträgt weniger als 1/256 mm. Schiefer unterscheidet sich von anderen Tonsteinen dadurch, dass er spaltbar und geschichtet ist. Bis weit ins 20. Jahrhundert hinein waren die Begriffe Schiefer und Schieferstein austauschbar.
– Tone, Schlammsteine und Schiefer sind im Vereinigten Königreich sehr weit verbreitet. Sie kommen in Formationen vor, die mehrere hundert Meter dick sein können. ( British Geological Survey CR/03/281N)
Gips
– Gips ist ein weiches Sulfatmineral, das aus dehydriertem Kalziumsulfat besteht
– Die größten und kommerziell wichtigsten Gips- und Anhydritvorkommen treten in Form von Schichten auf, die sich über weite Gebiete erstrecken können, ohne dass sich ihre Qualität oder Mächtigkeit ändert. Sie sind häufig mit Kalksteinen, Schiefer, Schlammsteinen, Tonen, Dolomit, Steinsalz und örtlich Sylvit eingelagert.
– Obwohl Gips in ganz England weit verbreitet ist und in der Vergangenheit an zahlreichen Orten abgebaut wurde, wird er heute in Cumbria, Staffordshire, Nottinghamshire (im Tagebau), Leicestershire und East Sussex abgebaut;
– Etwa 20 % des Gipses werden für die Zementherstellung verwendet.
Und … Zementersatzstoffe
Eine Reihe von Nebenprodukten aus anderen Industriezweigen kann mit Portlandzement (CEM I) gemischt werden, was die Leistung verbessern, aber auch den Recyclinganteil erhöhen und den ECO2-Gehalt des Betons verringern kann. Durch die Verwendung dieser Sekundärstoffe wird Material genutzt, das andernfalls auf einer Deponie entsorgt werden könnte. Lesen Sie mehr über Zementersatzstoffe…..
Herstellungsprozess von Zement
1 Gewinnung
Materialien werden abgebaut / gewonnen und zum Zementwerk transportiert.
2 Zerkleinern und Mahlen
Die Rohstoffe Kalkstein, Schiefer, Kieselerde und Eisenoxid werden zerkleinert und zu feinem Pulver gemahlen.
3 Mischen und Vorwärmen
Die Pulver werden gemischt (das „Rohmehl“) und mit den heißen Gasen aus dem Ofen auf etwa 900° C vorgewärmt. Durch das Vorwärmen werden die Verunreinigungen weggebrannt.
4 Erhitzen
Nachdem das Material in einem großen Drehrohrofen bei 1500° C gebrannt wurde, beginnt die Entkohlung, bei der CO2 aus dem Kalkstein ausgetrieben wird. Das teilweise geschmolzene Ergebnis wird als Klinker bezeichnet. Ein moderner Ofen kann etwa 6000 Tonnen Klinker pro Tag produzieren.
CaCO3 (Kalkstein) + Wärme -> CaO (Kalk) + CO2
5 Kühlung und Endmahlung
Der Klinker wird dann abgekühlt und in einer Rohr- oder Kugelmühle zu einem feinen Pulver gemahlen. Eine Kugelmühle ist eine rotierende Trommel, die mit Stahlkugeln unterschiedlicher Größe (je nach gewünschter Feinheit des Zements) gefüllt ist, die den Klinker zerkleinern und mahlen. Während des Mahlvorgangs wird Gips hinzugefügt, um das Abbinden des Zements zu steuern.
Der Zement wird in Säcken zur Betonherstellung transportiert.
Ein anständiger und informativer Film, wenn man die ersten berauschten 20 Sekunden überstehen kann.