Cement Works No 2 by Eric Revilious 1934
De essentiële bestanddelen van cement
– Chemisch gezien is cement een mengsel van calciumsilicaten en kleine hoeveelheden calciumaluminaten die met water reageren en het cement doen uitharden.
– Calcium is afkomstig van kalksteen en klei, moddersteen of leisteen als bron van het kiezelzuur en het aluminiumoxide.
– Aan het mengsel wordt 5% gips toegevoegd om de uithardingstijd van het cement te helpen vertragen.
‘Portland’-cement en al
– ‘Portland’ is het meest geproduceerde cement. De naam is ontleend aan de veronderstelde gelijkenis met Portland-steen.
– Andere cementsoorten zijn: snelhardend, hittearm, sulfaatbestendig en alkali-arm.
Gemengde cementsoorten
– Cementsoorten worden steeds vaker gemengd met “cementvervangers”, zoals verpulverde brandstofas (PFA), ook wel “vliegas” genoemd, en gemalen gegranuleerde hoogovenslak (GGBS). De mengsels zijn bedoeld om het totale milieueffect van het gebruik van 100% cement te verminderen. (zie hieronder)
De basismineralen die worden gebruikt om cement te maken
Kalksteen
– Cementproducenten vestigen hun fabrieken gewoonlijk naast kalksteenafzettingen.
– Kalksteen van verschillende geologische ouderdom is verspreid over het Verenigd Koninkrijk. Zij verschillen aanzienlijk in hun chemie en dikte en hun geschiktheid voor de cementfabricage
– Carboonkalksteen is de belangrijkste bron van grondstof in Groot-Brittannië. De andere belangrijke kalkstenen zijn Krijt en Jura.
– Krijt is poreus en heeft vaak een hoog vochtgehalte, waardoor het wordt gebruikt in het “halfdroge/natte” fabricageproces om cement te maken. Dit specifieke proces vertegenwoordigt ongeveer 16% van de totale produktie.
Schalie
– Schalie is een zuiver sedimentgesteente dat bestaat uit zeer fijn slib, klei en kwarts. Schalie valt in de categorie modderstenen. De korrelgrootte is minder dan 1/256mm. Schalie onderscheidt zich van andere modderstenen doordat zij splijtbaar en gelamineerd is. Tot ver in de 20e eeuw konden de woorden schalie en leisteen onderling worden verwisseld.
– Klei, moddersteen en schalie komen in het Verenigd Koninkrijk op zeer grote schaal voor. Ze komen voor in formaties die enkele honderden meters dik kunnen zijn. ( British Geological Survey CR/03/281N)
Gips
– Gips is een zacht sulfaatmineraal dat bestaat uit calciumsulfaatdehydraat
– De grootste en commercieel belangrijkste afzettingen van gips en anhydriet komen voor als bedden, die over aanzienlijke gebieden kunnen blijven bestaan met weinig verandering in kwaliteit of dikte. Zij zijn dikwijls ingebed met kalkstenen, leisteen, modderstenen, klei, dolomiet, steenzout en plaatselijk sylviet.
– Hoewel gips wijd verspreid is over Engeland, en historisch op een groot aantal plaatsen werd geëxploiteerd, vindt mijnbouw thans plaats in Cumbria, Staffordshire; Nottinghamshire (dagbouw), Leicestershire en East Sussex;
– Ongeveer 20% van het gips gaat naar de cementproduktie.
En … Cementsubstituten
Een aantal bijproducten van andere industrieën kan met portlandcement (CEM I) worden gemengd, waardoor de prestaties kunnen worden verbeterd, maar ook het gerecycleerde gehalte kan worden verhoogd en het ECO2-gehalte van het beton kan worden verlaagd. Door het gebruik van deze secundaire materialen wordt materiaal gebruikt dat anders misschien op stortplaatsen terecht zou komen. Lees MEER over cementvervangers…..
Cementproductieproces
1 Winning
Materialen worden gewonnen/gedolven/teruggewonnen en naar de cementfabriek getransporteerd.
2 Vergruizen en malen
De grondstoffen, kalksteen, leisteen, kiezelaarde en ijzeroxide, worden vergruisd en tot fijne poeders vergruisd.
3 Mengen en voorverwarmen
De poeders worden gemengd (het ‘ruwe meel’) en met behulp van de hete gassen uit de oven tot ongeveer 900° C voorverwarmd. Door de voorverwarming worden de onzuiverheden verbrand.
4 Verbranden
Daarna wordt het materiaal in een grote draaioven verbrand bij 1500° C. Door de verhitting begint de ontkoling waarbij CO2 uit de kalksteen wordt gedreven. Het gedeeltelijk gesmolten resultaat wordt klinker genoemd. Een moderne oven kan ongeveer 6000 ton klinker per dag produceren.
CaCO3 (kalksteen) + warmte -> CaO (kalk) + CO2
5 Afkoeling en laatste maling
De klinker wordt vervolgens afgekoeld en tot een fijn poeder vermalen in een buis- of kogelmolen. Een kogelmolen is een roterende trommel gevuld met stalen kogels van verschillende grootte (afhankelijk van de gewenste fijnheid van het cement) die de klinker vergruizen en vermalen. Tijdens het maalproces wordt gips toegevoegd als middel om de uitharding van het cement te regelen.
Het cement wordt in zakken vervoerd voor de betonproductie.
Een behoorlijke en informatieve film als je voorbij de eerste beschonken 20 seconden kunt komen.