Cement Works No 2 by Eric Revilious 1934
Sementin keskeiset komponentit
– Kemiallisesti sementti on kalsiumsilikaattien ja pienten määrien kalsiumaluminaattien seos, jotka reagoivat veden kanssa ja saavat sementin kovettumaan.
– Kalsium on peräisin kalkkikivestä ja savesta, mutakivestä tai liuskekivestä piidioksidin ja alumiinioksidin lähteenä.
– Seosta täydennetään lisäämällä 5 % kipsiä, joka auttaa hidastamaan sementin kovettumisaikaa.
”Portland”-sementti et al
– ”Portland”-sementti on yleisimmin valmistettu sementti. Nimi tulee sen oletetusta samankaltaisuudesta portlandkiven kanssa.
– Muita sementtejä ovat: nopeasti kovettuva, matalalämpöinen, sulfaatinkestävä ja matala-alkalinen.
Sekoitussementit
– Sementteihin sekoitetaan enenevässä määrin ”sementin korvikkeita”, kuten polttoaineen jauhettua tuhkaa (Pulverised Fuel Ash – PFA) eli lentotuhkaa (Fly ash) ja jauhettua rakeistettua räjähdyspolttouunin kuonaa (Ground Granulated Blast-furnace Slag – GGBS). Näillä seoksilla pyritään vähentämään 100-prosenttisen sementin käytön kokonaisympäristövaikutuksia. (ks. alla)
Sementin valmistuksessa käytettävät perusmineraalit
Kalkkikivi
– Sementintuottajat sijoittavat tehtaansa yleensä kalkkikiviesiintymien viereen.
– Eri-ikäisiä kalkkikiviä on eri puolilla Yhdistynyttä kuningaskuntaa. Ne vaihtelevat huomattavasti kemialliselta koostumukseltaan ja paksuudeltaan sekä soveltuvuudeltaan sementin valmistukseen
– Hiilikauden kalkkikivet ovat Britannian tärkein raaka-ainelähde. Muut tärkeimmät kalkkikivet ovat kalkkikivi (liitukivi) ja jurakivi.
– Kalkkikivi on huokoista ja sen kosteuspitoisuus on usein korkea, minkä vuoksi sitä käytetään sementin valmistuksessa ”puolikuivana/märkänä”. Tämän prosessin osuus kokonaistuotannosta on noin 16 %.
liuske
– Liuske on puhdasta sedimenttikiveä, joka koostuu hyvin hienosta siltistä, savesta ja kvartsista. Liuske kuuluu mutakivien luokkaan. Sen raekoko on alle 1/256mm. Liuske eroaa muista mutakivistä, koska se on halkeilevaa ja kerrostunutta. Vielä pitkälle 1900-luvulle saakka sanat liuske ja liuske saattoivat olla vaihdettavissa keskenään.
– Savet, mutakivet ja liuskeet ovat hyvin laajalti levinneet Yhdistyneessä kuningaskunnassa. Niitä esiintyy muodostumissa, joiden paksuus voi olla useita satoja metrejä. ( British Geological Survey CR/03/281N)
Kipsi
– Kipsi on pehmeä sulfaattimineraali, joka koostuu kalsiumsulfaattidehydraatista
– Suurimmat ja kaupallisesti tärkeimmät kipsi- ja anhydriittiesiintymät esiintyvät kerrostumina, jotka voivat säilyä huomattavilla alueilla muuttumatta laadultaan tai paksuudeltaan vähän. Ne ovat usein kalkkikivien, liuskeiden, mutakivien, savien, dolomiitin, vuorisuolan ja paikoitellen sylviitin kerrostamia.
– Vaikka kipsi on levinnyt laajalti eri puolille Englantia, ja sitä on historiallisesti hyödynnetty useissa paikoissa, nykyisin sitä louhitaan Cumbriassa, Staffordshiressä, Nottinghamshiressä (avolouhos), Leicestershiressä ja Itä-Sussexissa;
– Noin 20 % kipsistä menee sementin valmistukseen.
Ja … Sementin korvikkeet
Portlandsementtiin (CEM I) voidaan sekoittaa useita muiden teollisuudenalojen sivutuotteita, jotka voivat parantaa suorituskykyä mutta myös lisätä kierrätyspitoisuutta ja vähentää betonin ECO2-pitoisuutta. Näiden toissijaisten materiaalien käytöllä hyödynnetään materiaalia, joka muuten päätyisi kaatopaikalle. Lue lisää sementin korvikkeista…..
Sementin valmistusprosessi
1 Louhinta
Materiaalit louhitaan / louhitaan / otetaan talteen ja kuljetetaan sementtitehtaalle.
2 Murskaus ja jauhaminen
Raaka-aineet, kalkkikivi, liuske, piidioksidi ja rautaoksidi, murskataan ja jauhetaan hienojakoisiksi jauheiksi.
3 Sekoittaminen ja esilämmitys
Jauheet sekoitetaan (ns. raakajauho) ja esilämmitetään uunin kuumilla kaasuilla n. 900 °C:een. Esikuumennus polttaa epäpuhtaudet pois.
4 Kuumennus
Seuraavaksi materiaali poltetaan suuressa kiertouunissa 1500° C:ssa. Kuumennus käynnistää hiilenpoiston, jossa hiilidioksidi ajetaan pois kalkkikivestä. Osittain sulanutta tulosta kutsutaan klinkkeriksi. Nykyaikainen uuni voi tuottaa noin 6000 tonnia klinkkeriä päivässä.
CaCO3 (kalkkikivi) + lämpö -> CaO (kalkki) + CO2
5 Jäähdytys ja loppuhionta
Klinkkeri jäähdytetään ja jauhetaan hienoksi jauheeksi putki- tai kuulamyllyssä. Kuulamylly on pyörivä rumpu, joka on täytetty erikokoisilla teräspalloilla (riippuen sementin halutusta hienojakoisuudesta), jotka murskaavat ja jauhavat klinkkerin. Kipsiä lisätään jauhatuksen aikana, jotta sementin jähmettymistä voidaan kontrolloida.
Sementti kuljetetaan säkkeihin betonin valmistusta varten.
Kunnollinen ja informatiivinen elokuva, jos pääsee ensimmäisten päihtyneiden 20 sekunnin ohi.