Шлях від вапна до бетону. Як створюють цемент

Сучасне виробництво цементу поділяється на два етапи. Перший полягає у виготовлені клікеру, а другий – доведення клінкеру до порошкоподібного стану з додаванням до нього гіпсу або інших домішок.

Найдорожчим є перший етап. На нього припадає 70% собівартості цементу.

Починається усе з видобутку сировинних матеріалів. Розробка вапнякових родовищ ведеться зазвичай знесенням. Частину гори «зносять вниз» і відкривають шар жовтувато-зеленого вапняку, який використовується для виробництва цементу. Цей шар знаходиться, як правило, на глибині до 10 м. До цієї глибини він зустрічається чотири рази і по товщині досягає 0,7 м. Потім цей матеріал відправляється по транспортеру на подрібнення до шматків рівних 10 см в діаметрі. Після цього вапняк підсушується і направляється на перемелення та змішування з іншими компонентами. Далі ця сировинна суміш піддається випалу. Так отримують клінкер.

Друга стадія теж складається з декількох етапів. Перш за все дроблення клінкеру та сушки мінеральних добавок, дроблення гіпсового каменю, помел клінкеру спільно з гіпсом і активними мінеральними добавками. Треба враховувати, що сировинний матеріал не буває завжди однаковим. До того ж у різних типів сировини відрізняються фізико-технічні характеристики, наприклад, міцність чи вологість. Тому для кожного виду сировини був розроблений свій спосіб виробництва. До того ж це допомагає забезпечити хороший однорідний помел і повне перемішування компонентів.

У цементній промисловості використовують три способи виробництва. В їх основі закладенні різні технологічні прийоми підготовки сировинного матеріалу: мокрий, сухий і комбінований.

Мокрий спосіб виробництва використовують при виготовленні цементу з крейди (карбонатний компонент), глини (силікатна компонент) і залізовмісних добавок (конверторний шлам, залізистий продукт, піритні недогарки). Вологість глини при цьому не повинна перевищувати 20%, а вологість крейди — 29%. 

Мокрим цей спосіб названий тому, що подрібнення сировинної суміші проводиться у водному середовищі, на виході виходить шихта у вигляді водної суспензії — шламу вологістю 30 — 50%. Далі шлам надходить в піч для випалу. Діаметр печі досягає 7 м, а довжина — 200 м і більше. При випалюванні з сировини виділяються вуглекислоти. Після цього кульки-клінкери, які утворюються на виході з печі, розтирають у тонкий порошок, який і є цементом.

Сухий спосіб полягає в тому, що сировинні матеріали перед помелом або в процесі перемелення висушуються. І сировинна шихта виходить у вигляді дрібно перемеленого сухого порошку.

При сухому способі у палаючий газ потрапляє не шлам, а перемелений в порошок вапняк, глина та шлаки. При цьому економиться паливо, яке при мокрому способі витрачається на випаровування води.

Саме цей спосіб є пріоритетним розвитку сучасного цементного виробництва.

Комбінований спосіб припускає використання сухого і мокрого способу одночасно. Комбінований спосіб має два різновиди. Перша передбачає, що сировинну суміш готують по мокрому способу у вигляді шламу. Потім її зневоднюють на фільтрах до вологості 16 — 18% і відправляють в печі для випалення у вигляді напівсухої маси. Другий варіант приготування є прямо протилежним першому: спочатку використовують сухий спосіб для виготовлення сировинної суміші, а потім, додаючи 10 — 14% води, гранулюють, розмір гранул складає 10 — 15 мм і подають на випал.