Цемент — это один из наиболее востребованных строительных материалов. Его определяющим свойством является способность кристаллизоваться в процессе химической реакции с водой. Благодаря этому, используя цемент, можно получить изделие практически любой формы с прочностью природного камня. Однако, процесс получения цемента достаточно сложный и многокомпонентный, он требует доступа к определённым природным ископаемым и наличия больших производственных мощностей.
Технология производства цемента начинается с добычи известняка в специальном карьере. В нижних слоях известняк имеет меньше примесей, а в верхних он содержит большое количество различных минералов, таких как кремний, окись алюминия и железо. В дальнейшем для получения цемента определённого класса, различные по составу породы смешивают в необходимом соотношении.
Добыча осуществляется за счёт взрыва породы. В стене карьера бурится отверстие требуемой глубины и в него закладывают взрывчатку. После детонации часть породы осыпается на дно карьера. Сырьё погружается в самосвалы грузоподъёмностью 50 тонн, которые доставляют известняк на цементный завод.
Здесь большие куски породы проходят через первичную дробилку, она измельчает камни на обломки размером 7-10 см. После первого дробления по конвейеру известняк доставляется во вторичную дробилку, на выходе из которой фракция материала не превышает 4-5 см. Породы с различным количеством углекислого кальция дробятся отдельно. Каждая складывается в отдельную кучу, чтобы в дальнейшем можно было взять из них требуемое количество в определённой пропорции для изготовления смеси той или иной марки.
Полученная после смешения раздробленных пород сырьевая масса проходит процедуру измельчения до состояния каменной муки. В эту муку добавляют минеральные компоненты, такие как кремний, железо или окись алюминия. Количество добавок зависит от процентного содержания этих элементов в исходной породе.
Каменная мука поступает в подогреватель, где при температуре 800 °С все минералы соединяются между собой. Специальная химическая реакция внутри подогревателя убирает до 95% двуокиси углерода из порошка. Также на этом этапе происходит отделение извести. Далее материал поступает в большую вращающуюся цилиндрическую печь, где его нагревают до 1700 °С. Уже при 1500 °С порошок сплавляется в небольшие камни, которые называются клинкером.
Клинкер на выходе из печи резко охлаждается мощными вентиляторами до температуры 80 °С. Охлаждённые куски поступают в последнюю цилиндрическую дробилку, которая наполнена большим количеством металлических шаров. Вращаясь вокруг своей оси, дробилка смешивает клинкер с шарами и в процессе трения образуется порошковый цемент.
Это сухой способ производства цемента. Получение портландцемента мокрым способом более трудозатратно. Технологическая схема данного метода подразумевает мокрый помол известняка после первичного дробления. В результате необходимости испарения влаги из клинкерной смеси, вся процедура требует на 30-40% больше энергии.
