Suchy sposób produkcji

Przy sposobie suchym surowce są mielone i dostarczane do pieców w postaci mączki zawierającej do ok. 6% wilgoci (program uprawnienia budowlane na komputer). Poza tym przebieg produkcji jest identyczny jak przy sposobie mokrym.

Sposób suchy jest coraz bardziej wypierany przez metodę mokrą dającą cement lepszy gatunkowo, ostatnio jednak wprowadzono nowe rozwiązania konstrukcyjne dla metody suchej, dzięki którym zyskała ona na atrakcyjności.

Jednym z tych rozwiązań, które znalazły zastosowanie w praktyce, jest zastosowanie do wypalania klinkieru tzw. pieców rusztowych, czyli aglomeracyjnych, gdyż stosowane są one również do spiekania (aglomeracji) rud w hutach. Piec taki składa się z obrotowego rusztu stanowiącego taśmę bez końca (program uprawnienia budowlane na ANDROID). Na ruszt nakłada się automatycznie najpierw podkład z już wypalonego klinkieru, który chroni ruszt od przepalenia, a następnie warstwę mieszanki składającej się ze zmielonych surowców (marglu lub wapienia i gliny), miału koksowego, służącego jako opał, oraz- pewnej ilości drobnego klinkieru, który obniża temperaturę i ułatwia przepływ powietrza. Warstwa mieszanki ma grubość ok. 20—30 cm, zaś szerokość zależna jest od szerokości rusztu i dochodzi do 3 m.

Od spodu rusztu znajdują się potężne wentylatory wciągające powietrze poprzez warstwę surowców (uprawnienia budowlane). Mieszanka transportowana na ruszcie dostaje się pod palniki gazowe lub dysze opalane pyłem węglowym i zawarty w niej koks rozpoczyna się spalać. Dzięki silnemu przepływowi powietrza spalanie przebiega bardzo energicznie i wytwarza się temperatura wystarczająca do spieczenia surowców na klinkier.

Po zakończeniu wypalania przedmuchiwane powietrze studzi klinkier tak, że po dojściu do końca pieca klinkier spada z taśmy wprost na łamacz, a następnie na przenośnik i nie wymaga dalszego chłodzenia. Piece przedmuchowe są bardzo ekonomiczne, lecz dość skomplikowane i wymagają bardzo starannej obsługi i konserwacji. W Polsce piec tego typu pracuje w Cementowni Opole—Miasto (program egzamin ustny).

W większości jednak wybudowanych w Polsce po 1945 roku cementowniach stosowana jest metoda mokra, która w naszych warunkach daje najlepsze wyniki. Zużycie węgla (o wartości opałowej 7000 kcal) na wypalenie 1 tony cementu wynosi przy metodzie mokrej 200 do 275 kg. Przy sposobie suchym zużywa się mniej paliwa, ponieważ nie zachodzi potrzeba ogrzewania i odparowywania tak dużych ilości wody, natomiast większe jest zużycie energii na mielenie podsuszanie i mieszanie (opinie o programie).

Skład chemiczny cementu portlandzkiego

Składniki powyższe występują oczywiście nie w postaci mechanicznej mieszaniny, lecz pod wpływem wysokiej temperatury reagują między sobą tworząc szereg złożonych związków, głównie krzemianów, glinianów i glinożelazianów wapnia, z których najważniejsze są:
krzemian trójwapniowy — 3CaO • Si02 zwany alitem i oznaczony skrótem C3S; zawartość tego związku w klinkierze cementowym wynosi 50 do 60%,
krzemian dwuwapniowy — 2 CaO • Si02 zwany belitem i oznaczany skrótem C2S; stanowi ok. 20% klinkieru,
glinian trójwapniowy 3CaO • A1203 oznaczony skrótem C3A i stanowiący ok. 10% klinkieru,
żelazoglinian czterowapniowy 4CaO • A1203 • Fe203 zwany od nazwiska odkrywcy brownmillerytem i oznaczony skrótem C4AF; jego zawartość w klinkierze wynosi ok. 10% (segregator aktów prawnych).

Poza tym w skład klinkieru cementu portlandzkiego wchodzą w mniejszych ilościach inne związki, jak wolny tlenek wapniowy CaO, trójgli- nian pięciowapniowy 5CaO • 3A1203 oznaczony w skrócie C5A3, tlenek magnezowy — MgO, związki siarki, manganu, chromu, sodu, potasu i inne.

W cemencie występuje ponadto gips surowy, czyli dwuwodny siarczan wapniowy CaS04: 2HzO, dodawany w czasie przemiału w celu regulacji czasu wiązania. Wiązanie i twardnienie cementu1). Zaczyn cementu z wodą po pewnym czasie gęstnieje, staje się ciałem twardym, wytrzymałym. Okres od chwili rozpoczęcia gęstnienia aż do chwili, kiedy zaczyn staje się twardą masą, nazywa się wiązaniem drugi zaś okres, kiedy twarda masa nabiera coraz większej wytrzymałości, zwie się twardnieniem cementu. Wiązanie i twardnienie są bardzo złożonymi zjawiskami. Zasadniczy składnik cementu — krzemian trójwapniowy ulega hydrolizie (rozkładowi pod działaniem wody) według reakcji 3CaO • Si02 + + 4,5H20 = Ca0 • Si02 • 2,5H30 + 2Ca(0H)2.

Powstają hydrokrzemiany oraz krystaliczny wolny wodorotlenek wapniowy rozpuszczalny w wodzie, będący związkiem wybitnie zasadowym, cechującym się powinowactwem do ciał kwaśnych i soli, co w niekorzystnych przypadkach może wywierać ujemny wpływ na trwałość zapraw i betonów. Drugi pod względem ważności składnik cementu — glinian trójwapniowy — ulega hydratacji (dołączeniu cząsteczek wody) według reakcji 3CaO* A1203 + 12HzO = 3CaO» • A1203 • 12HzO. Pozostałe składniki również podlegają zmianom, lecz nie ma to istotnego znaczenia (promocja 3 w 1).