水泥制造的故事

在进入五个并行路线中的每一个的细节之前,必须在建议这些减少的工业背景上提供更多背景。在下面的章节中,更多信息提供了水泥的特点,其生产过程和使用以及现在划分的扇区已经实现了已经实现的减排。

什么是水泥?

水泥是一种精美,柔软的粉状物质,主要用于将细砂和粗骨料结合在混凝土中。水泥是一种胶水,作为液压粘合剂,即加入水时硬化。每个人都知道水泥这个词,但它通常与混凝土或砂浆混淆。水泥是混凝土和砂浆中的关键成分,并且在使用前总是与其他材料混合:

  • 与水混合的水泥形成混凝土,这是绝大多数水泥用于的混凝土。
  • 水泥与水,石灰和沙子形成砂浆。

水泥和混凝土已被用于构建耐用的结构,相当一段时间。在罗马的大剧场,在80广告中完成,是混凝土结构如何承受时间的一个很好的例子。罗马人使用的水泥是使用当地可用的原材料,粉笔和火山灰在开阔的火灾中产生。现代版本的水泥,称为波特兰水泥,于19世纪初开发回来,自从此得到改善。

27种常见水泥这可以分为五个一般类别(CEM I Portland水泥,CEM II Portland-Composite水泥,CEM III Blastfurnace水泥,CEM IV Pozzolanic水泥,以及CEM V复合水泥)和三种强度等级:普通,高,非常高。常见水泥的标准进一步规定了抗硫酸盐的7个硫酸盐,3个明显的低早期高度高炉水泥和2个硫酸盐抗早期强度高炉水泥。还有许多特殊水泥,如超级硫酸盐 - 水泥,非常低热水泥和钙铝酸钙水泥。

什么是混凝土?

混凝土是水泥,水聚集体的混合物,在某些情况下,少量称为混合物。聚集体占混合物和水泥和水的约60-75%的余下。聚集体通常是诸如砾石,碎石,砂或再生混凝土的惰性粗糙材料。选择的聚集类型取决于混凝土的应用。由于水泥的特殊装订性能,混凝土是一种非常有弹性的耐用材料,可以承受重载和抵抗环保极端。

水泥和混凝土

绝大多数水泥用于制作混凝土。因此,任何路线图也必须考虑到最终产品,即混凝土。这尤其相关,因为随着更多的新水泥类型,使混凝土所需的水泥量可能会有所不同。

有效地利用水泥产品和混凝土以及这些产品的寿命结束方面对混凝土的可持续性有直接影响。因此,这种路线图也将研究创新的施工方法,允许重用混凝土建筑元件和组件。

水泥制造

水泥化过程可分为两个基本步骤:

  • 熟料(水泥的主要成分)首先在窑中以高达2000°C的窑制成,其加热诸如石灰石(碳酸钙)的原料,少量其他材料(例如粘土)至1,450℃。在该方法期间,称为煅烧,将碳酸钙(石灰石)转化成氧化钙(石灰),然后将其与原料中的其他成分反应,以形成新的矿物质,共同称为熟料。将近熔融材料快速冷却至100-200℃的温度。
  • 然后用石膏和其他材料研磨熟料以产生称为水泥的灰色粉末。
C

熟料生产

采石原料

水泥植物通常靠近天然存在的材料,如石灰石,马尔或粉笔,这些材料从争吵中提取,提供碳酸钙(CaCO 3)。可能需要非常少量的材料,例如铁矿石,铝土矿,页岩,粘土或砂,以提供产生所需熟料所需的额外的矿物成分,氧化铁(Fe2O3),氧化铝(Al 2 O 3)和二氧化硅(SiO 2)。

破碎

原料被调斥并运输到初级/二级破碎机上并分成10厘米。

生膳磨削

破碎后,将原料混合在一起以产生“生餐”。为确保高水泥质量,原材料的化学和随后的原料膳食非常仔细地监测和控制。

预热

来自窑的热气排气预热粉末在进入窑之前。预热器由一系列旋风器组成,通过旋转材料流动的相反方向旋转热烟气。在这些旋风内,热能(热量)从热烟气中恢复,具有预热的原始膳食的益处,该过程的效率得到改善,需要更少的燃料。根据原料水分含量和热回收要求,窑可能具有最多六个旋转阶段的旋风,随着每个额外阶段的热量回收。

预算

煅烧是石灰石转化为石灰。现代化安装中的一部分高温反应在“Precalciner”中,在窑上方的预热器底部的燃烧室中进行,部分在窑中。这里,石灰石的化学分解,产生通常为总共的60%2发生水泥制造过程的排放。燃料燃烧产生了其余的2

旋转窑中的熟料生产

预先煅烧的膳食然后在1000°C的温度下进入窑炉。燃料(如煤,石油焦,天然气,油和替代燃料)直接进入高达2000°C的回转窑中,以确保原料达到高达1,450℃的材料温度。窑(砖砌的金属管3-5米宽,长30-60米)每分钟旋转约3-5次,并将原料流下来,通过逐步的窑炉朝向火焰流动。强烈的热量导致化学和物理反应,将膳食部分熔化成熟料。有更老的,更效率的技术,例如湿窑,原料被喂食为湿浆料,而不是粉末(如干燥窑中的情况)。然而,湿窑几乎逐步淘汰,今天超过90%的欧洲水泥熟料在干燥的窑中生产。

冷却和存储

从窑中,使用大量空气冷却热熟料,其中一部分可以用作燃烧空气。冷却器对于创建定义水泥性能的熟料矿物是必不可少的。在该过程中,预热燃烧空气,从而最小化系统的总能量损失。熟料通常在现场使用,但可以用卡车,火车或船舶运输到其他磨削植物。

水泥研磨

在熟料中添加约4-5%的石膏以控制最终水泥的设定时间。将冷却的熟料和石膏混合物研磨成灰色粉末,称为普通波特兰水泥(OPC),或者可以用其他矿物成分研磨以生产,例如波特兰复合水泥(PCC)。传统上,球磨机已经用于研磨,尽管在今天的许多现代工厂中使用更有效的技术等辊式压力机和垂直铣刀或其组合。

混合

水泥也可以与其他精细磨碎的矿物成分混合,例如相当大量的炉渣,粉煤灰,石灰石或其他材料来代替熟料的一部分,从而常常实现CO的显着减少2排放。

存放在水泥筒仓

最终产品是均质化的,储存在水泥筒仓中,然后派遣到包装站(用于袋装水泥)或筒仓,用于通过水,道路或轨道运输。