Materiały budowlane pojawiły się w momencie, gdy u zarania naszej cywilizacji pierwsi ludzie rozpoczęli budowę domów i fortyfikacji. Po długich poszukiwaniach i eksperymentach okazało się, że drobno zmiażdżony wapień i gips po zmieszaniu z wodą i minerałami zyskują specjalne właściwości ściągające.
Po utwardzeniu tworzy monolityczny związek o właściwościach litego kamienia. Od tego momentu cement zaczął być produkowany w dużych ilościach i wykorzystywany do budowy dużych i małych konstrukcji. Przechodząc jeszcze raz obok budynku wykonanego z kamienia i metalu, często zadajemy sobie pytanie: „Więc jak powstaje cement?”
Interesujący fakt: podczas budowy egipskich piramid faraonowie stosowali technologię podobną do produkcji betonu. Mieszaninę pokruszonego wapienia i wiórów kamiennych wlano do wody i zmieniono w monolityczne kamienne bloki.
Z czego wykonany jest cement?
Pierwszy etap produkcji rozpoczyna się w kamieniołomie wapienia, kiedy elementy przyszłego cementu są usuwane z gleby za pomocą maszyn górniczych. Aby materiał budowlany miał wymaganą wytrzymałość, do produkcji wybiera się wapień, który leży blisko powierzchni. W swoim składzie, w dużych ilościach, znajduje się krzem, żelazo i tlenek glinu. Jeśli kopiesz głębiej, rasa będzie czystsza, ale z wysoką zawartością węglanu wapnia. Wydobywany kamień, w razie potrzeby, jest sortowany i wysyłany do produkcji, gdzie proporcje są zmieniane w celu uzyskania cementu różnych gatunków.
Obróbka wapienia
W cementowni skała jest wyładowywana do aparatu do pierwotnego kruszenia kamieni. Duże głazy pod wpływem siły nacisku kilku ton są stopniowo kruszone do wielkości piłki tenisowej i podawane do przenośnika. Małe i duże kamienie są wysyłane do wtórnego kruszenia, gdzie są zmniejszane do wielkości piłki golfowej i na drobny proszek. Wapień, z innym udziałem węglanu wapnia, poddaje się obróbce osobno.
Jest to konieczne do ich dalszego mieszania w różnych proporcjach i zgodnie z pewną technologią w celu wytworzenia cementu różnych gatunków.
Sortowanie i mielenie
Drobny wapień, za pomocą ładowarki sortującej, jest umieszczany w suchych magazynach, chroniony przed wilgocią i ekstremalnymi temperaturami. Zwały powstają z surowej mieszanki o różnym składzie, gotowej do etapu mielenia. Przez przenośnik pokruszony kamień wchodzi do młynka - młyna rolkowego, w którym powstaje pył wapienny.
Mieszanie
Aby utworzyć cement różnych gatunków, do przygotowanej skały dodaje się żelazo, dwutlenek glinu i krzem. Skład i ilość dodatków określa się po badaniu chemicznym wapienia. Wałek równomiernie miesza składniki cementu, aż do uzyskania jednorodnego proszku bez kamieni. Po zakończeniu procesu gotową mieszaninę przesyła się do obróbki cieplnej.
Obróbka cieplna
Proszek jest wysyłany do pieca, w którym pod wpływem temperatury 800 ° C rozpoczyna się proces chemicznego wiązania składników mineralnych w mące kamiennej.Po pierwszej obróbce cieplnej jest wysyłany do kalcynatora, gdzie w wyniku reakcji chemicznej 95–97% dwutlenku węgla jest usuwany w ciągu kilku sekund, a wapno jest oddzielane. Następnie mieszanina jest wysyłana do obrotowego cylindrycznego pieca, w którym jest powoli mieszana pod wpływem temperatury 1500 - 1800 ° C.
Przy dłuższej ekspozycji na wysoką temperaturę proszek zmienia się w szklistą formację zwaną „klinkierami”. Po wyjściu z pieca klinkiery schładza się do 60 - 80 ° C, przesyła do napędu, a następnie do kruszenia.
Ostateczne zmiażdżenie
Klinkier umieszcza się w obracającym się bębnie z metalowymi kulkami w środku. Do zawartości dodaje się gips, którego ilość zależy od marki cementu. Pod wpływem ruchów obrotowych i ruchu kulek mieszanina jest kruszona do postaci proszku - jest to gotowy cement.
Interesujący fakt: gwałtowny wzrost produkcji betonu rozpoczął się w XIX wieku po opatentowaniu przez Josepha Espdina cementu o nazwie cement portlandzki, który ma wytrzymałość kamienia naturalnego, w 1824 roku.
Produkcja cementu odbywa się w wyspecjalizowanych zakładach wykorzystujących energię tarcia i energię cieplną. W tym samym czasie skały wapienne powoli przekształcają się w cement. Po zakończeniu procesu gotowy produkt można wykorzystać do budowy dowolnych konstrukcji, dużych i małych rozmiarów.
