Podstawy chemii klinkieru

Z przedstawionych w poprzednich rozdziałach podstaw chemii klinkieru portlandzkiego wynika, że zestaw surowcowy do produkcji cementu musi zawierać odpowiednie ilości czterech podstawowych tlenków: CaO, Si02, A1208, Fe203, przy czym ich wzajemne stosunki ilościowe są dość ściśle określone i mogą zmieniać się w stosunkowo wąskich granicach (program uprawnienia budowlane na komputer).

Znaczna przewaga ilościowa tlenku wapniowego nad pozostałymi trzema tlenkami wskazuje na to, że podstawowym składnikiem surowców naturalnych, a więc skał nadających się do produkcji klinkieru portlandzkiego, powinien być węglan wapniowy jako najodpowiedniejsze źródło tlenku wapniowego (program uprawnienia budowlane na ANDROID). Źródłem tlenków Si02, A1203, Fe2Os w przypadku mieszanki sporządzonej z surowców naturalnych są minerały ilaste. Minerały te trafiają do mieszanki surowcowej jako odrębnie eksploatowane skały (gliny, łupki) bądź stanowią naturalną domieszkę w złożu wapienia.

Domieszka ta może występować w postaci warstwowych przekładek gliny między warstwami wapienia lub może być równomiernie rozproszona w masie skały węglanowej, która przybiera wówczas wygląd homogeniczny i nosi nazwę marglu (uprawnienia budowlane).
Trzeba wspomnieć, że petrografia odróżnia liczne odmiany margli i nadaje im różne nazwy, zależnie od zawartości CaC03. Nie wchodząc tutaj w szczegóły tej nomenklatury, należy odesłać czytelnika do monograficznego opracowania Bolewskiego i Budkiewicza [11], gdzie znajduje się szczegółowe, i podane w różnych układach zestawienie nazw skał węglanowych o różnych ilościach domieszek ilastych.

Technolog cementu nie posługuje się nazewnictwem petrograficznym, a interesujące go skały i ich złoża klasyfikuje w pierwszym przybliżeniu na podstawie procentowej zawartości węglanu wapniowego. Utarł się przy tym zwyczaj, że złoża bądź skały o zawartości powyżej 80% CaC03 określa się jako surowiec „wysoki”, a materiał o zawartości CaC03 poniżej 70% jako surowiec „niski” (program egzamin ustny).

Wachlarz surowców naturalnych

Wachlarz surowców naturalnych umożliwiających zestawienie mieszanek surowcowych do wytwarzania klinkieru portlandzkiego jest bardzo szeroki, począwszy od czystych, wysokoprocentowych wapieni, przez ciągłą gamę margli, czyli skał węglanowych o coraz większej zawartości domieszek ilastych, aż po czyste gliny, bądź łupki. Znane są także przykłady (co prawda rzadkie) złóż surowcowych zbudowanych ze skał, których ustalony przez naturę skład chemiczny odpowiada wymaganiom stawiapym mieszankom sporządzanym sztucznie i zapewnia wyprodukowanie normalnego klinkieru portlandzkiego bez kłopotliwego i kosztownego łączenia, korygowania i ujednorodniania zestawu różnych surowców (opinie o programie).

Przykładem takich baz surowcowych mogą służyć złoża margli z okolicy Noworosyjska nad Morzem Czarnym oraz znane surowce z doliny Lehigh Valley w Pensylwanii (USA). Trzeba zauważyć, że wspomniane, bardzo dla przemysłu dogodne złoża tzw. surowców naturalnych, są już w znacznej mierze wyczerpane bądź też muszą być korygowane, uzupełniane innymi surowcami po to, aby jakość produkowanego z nich cementu odpowiadała współczesnym wysokim wymaganiom.
Omówione wyżej przykłady tzw. naturalnych surowców cementowych są jednak rzadkie (segregator aktów prawnych).

Najczęściej produkcja cementu oparta jest na złożach mniej lub więcej zróżnicowanych pod względem ich składu chemicznego, co zmusza do komponowania mieszanki z różnych partii złoża.
Wybór tych partii, a więc składników mieszanki surowcowej zależy od stosunków geologicznych i od jakości skał, z których zbudowane jest złoże. Na tym etapie procesu technologicznego można się spotkać z różnymi wariantami zestawiania mieszanki surowcowej.

Skrajnym, ale nie rzadkim wariantem jest jej zestawianie z wysokoprocentowego wapienia i czystej gliny. Najczęściej łączy się wysokoprocentowy wapień z marglem lub marglisty wapień z marglem bądź margiel „wysoki” i „niski” (promocja 3 w 1).