Proizvodnja Cementa Portland Cement Definicija hidratno vezivo koje

Proizvodnja Cementa

Portland Cement Definicija — hidratno vezivo koje se proizvodi mljevenjem klinkera. Klinker se sastoji pretežito od hidratno aktivnih kalcij-silikata te nekog oblika (tijekom mljevenja) dodanog kalcijsulfata

Source: PCA, 2003

Sirovine za proizvodnju Portland Cementa izvor su slijedećih oksida Kalcija Silicija Aluminija Željeza

Calcium Iron Silica Alumina Sulfate Alkali waste Aragonite Calcite Cement-kiln dust Cement rock Chalk Clay Fuller’s earth Limestone Marble Marl Seashells Shale Slag Blast-furnace flue dust Clay Iron ore Mill scale Ore washings Pyrite cinders Shale Calcium silicate Cement rock Clay Fly ash Fuller’s earth Limestone Loess Marl Ore washings Quartzite Rice-hull ash Sandstone Shale Slag Traprock Aluminum-ore refuse Bauxite Cement rock Clay Copper slag Fly ash Fuller’s earth Granodiorite Limestone Loess Ore washings Shale Slag Staurolite Anhydrite Calcium sulfate Gypsum Source: PCA, 2003

Tradicionalna proizvodnja Portland Cementa Source: PCA, 2003 1. Stijena se prvo drobi na veličinu 125 mm, a zatim na 20 mm i skladišti.

2. Sirovine se melju u prah i miješaju. ili Source: PCA, 2003 2. Sirovine se mokro melju (nastaje gusta suspenzija), te se miješaju.

3. Tijekom pečenja u rotacijskoj preći uslijed kemijskih promjena i reakcija nastaje cementni klinker. Source: PCA, 2003

Source: Mindess, Young, and Darwin, 2004

Source: Mindess, Young, & Darwin, 2004

3. Pečenjem sirovina nastaje klinker. Uočimo četiri stupnja predgrijavanja sirovine prije ulaska u rotacijsku peć. Source: PCA, 2003

Termička predobrada sirovine (engl. Pyro- Processing)

Source: PCA, 2003

4. Klinker se melje uz dodatak gipsa te rezultira konačni portland cement. Dalje slijedi transport do kupca. Source: PCA, 2003

Klinker Source: PCA, 2003 Gips

Mljevenje (usitnjavanje) Klinker se melje uz dodatak gipsa (kalcijsulfat) – > portland cement Fino mljevenje je potrebno za visoke rane čvrstoće – 85 -95% -325 mesh (45 microns) – ~ 15 trilijuna čestica po kilogramu Gips apsorbira vodu i sprečava vezanje C 3 A tijekom transporta

Source: van Oss and Padovani, 2002

Proces proizvodnje klinkera Source: PCA, 2003

Source: PCA, 2003

Source: PCA, 2003

Source: Taylor, 1997

Source: Mac. Laren and White, 2003

Source: Mac. Laren and White, 2003

Mineralne faze klinkera Alite ili 3 Ca. O • Si. O 2 ili C 3 S – Brza hidratacija – Visoke rane čvrstoće – Veća toplina hidratacije (vezanje !) Belite ili 2 Ca. O • Si. O 2 ili C 2 S – Hidratacija i očvršćavanje sporije od alita – Manja toplina hidratacije – Više kasnije čvrstoće (> 7 dana) Moderni cementi se proizvode sa većim udjelom alita radi veće rane čvrstoće

Mineralne faze klinkera Aluminatna ili 3 Ca. O • Al 2 O 3 ili C 3 A – Velika toplina hidracije – Doprinosi ranoj čvrstoći – Mali udio C 3 A za otpornost na sulfate Feritna ili 4 Ca. O • Al 2 O 3 • Fe 2 O 3 ili C 4 AF – Malo doprinosi čvrstoći – Porebna je niža temperatura u peći – Utječe na boju cementa

Mikroskopija cementnih izbrusaka

Mikroskopija cementnih izbrusaka Alite

Mikroskopija cementnih izbrusaka Belite

Mikroskopija cementnih izbrusaka Aluminate

Mikroskopija cementnih izbrusaka Ferrite

Types of Portland Cement ASTM C 150 (AASHTO M 85) I II IV V Normal Moderate sulfate resistance High early strength Low heat of hydration High sulfate resistance

Source: Mindess, Young, and Darwin, 2004

Source: Mindess, Young, and Darwin, 2004

Source: Mindess, Young, and Darwin, 2004

Source: Mindess, Young, and Darwin, 2004