Co je portlandský cement?

Mnoho lidí zaměňuje pojmy „cement“ a „beton“. Portlandský cement je vyráběný produkt, který je složkou různých betonových výrobků. Portlandský cement se prodává jako jemný prášek, který se mísí s vodou a kamenivem a vytváří portlandský cementový beton (PCC). Portlandský cement se skládá z křemičitanů vápenatých, hlinitanů vápenatých, hlinitokřemičitanů vápenatých a obvykle také ze sádry. Po přidání vody do cementu vápenaté minerály hydratují a vytvářejí gel. Tento gel drží kamenivo v betonu pohromadě.

Existuje osm typů portlandských cementů, z nichž každý má speciální použití a chemické požadavky. Výrobní proces je však v podstatě stejný a je produktem pecního provozu. Výroba cementu je dvoustupňový proces. Materiály, jako je vápenec, který obsahuje oxid vápenatý, se smíchají s křemičitými a hlinitými materiály, jako je písek, břidlice nebo jíl. Suroviny se obvykle vysuší a rozemelou a poté se směs zahřívá v rotační peci za vzniku slínku. Slinek se poté smíchá se sádrou a dalšími materiály a rozemele se na jemný prášek (síto 200 ok) známý jako portlandský cement.

Jak se používá slévárenský písek při výrobě portlandského cementu?

Slévárenský písek se považuje za „alternativní materiál“, kterým lze nahradit primární suroviny. Suroviny používané při výrobě portlandského cementu musí obsahovat odpovídající poměr oxidu vápenatého, oxidu křemičitého, oxidu hlinitého a oxidu železitého. Směsi portlandského cementu obvykle obsahují 10-12 % hmotnostních oxidu křemičitého a 2-5 % hmotnostních oxidu hlinitého a železa. Tyto minerální složky jsou významnou součástí většiny slévárenských písků, které tak mohou nahradit původní minerály. Podle průzkumu Asociace portlandského cementu z roku 2008 odebíralo slévárenské písky 13 cementáren v zemi. Jako surovina pro výrobu cementu může být použita také mletá kuplovitá struska.

Jak se chová portlandský cement vyrobený s použitím slévárenského písku?

Portlandský cement vyrobený s použitím slévárenského písku splňuje všechny požadavky na kvalitu a vlastnosti portlandského cementu vyrobeného výhradně z primárních surovin. Studie Americké slévárenské společnosti ukázala, že portlandský cement vyrobený se slévárenským pískem může vykazovat vyšší pevnosti v tlaku než portlandský cement vyrobený z běžných surovin.

Slévárenský písek se používá jako výrobní surovina při výrobě portlandského cementu. Různé typy portlandského cementu mají různé chemické a fyzikální požadavky z důvodu různého použití cementu. Norma ASTM C-150, Standard Specification for Portland Cement, označuje různé typy portlandského cementu.

Jaké jsou technické problémy spojené se slévárenskými písky při výrobě portlandského cementu?

Chemická konzistence slévárenských písků je při určování vhodnosti pro výrobu portlandského cementu důležitější než fyzikální vlastnosti. Obsah oxidu křemičitého ve slévárenských píscích převyšuje minimální 80% obsah oxidu křemičitého, který vyžadují pece na výrobu portlandského cementu, a přítomnost dalších prvků, jako je železo a hliník, je výhodou. Obsah jílu v slévárenském písku může být problémem, pokud způsobuje problémy s tekutostí v cementářských pecích s mokrými procesy míchání surovin.

Ačkoli slévárenský písek může být vynikající surovinou pro výrobu portlandského cementu, dopravní vzdálenosti mohou být překážkou pro získávání většího množství slévárenských písků pro pece na portlandský cement. Ve Spojených státech je pouze 118 cementářských pecí, z nichž některé vlastní přilehlé lomy, kde se zpracovává vápenec a jiné původní kamenivo pro výrobu cementu.

Existují nějaké specifické problémy v oblasti zajištění kvality a kontroly kvality, které by měli dodavatelé a/nebo koncoví uživatelé znát?

Slévárenský písek může být žádoucí surovinou pro výrobu cementu, pokud jeho použití nebrání dopravní vzdálenosti. Podávací systémy pecí jsou navrženy pro manipulaci s materiály zrnitosti a prosévaný slévárenský písek je již jemné kamenivo. To znamená, že při použití slévárenského písku odpadají náklady a dopady na životní prostředí spojené s mletím jiných surovin.

Slévárenský písek určený pro cementářskou pec by měl být proséván tak, aby neobsahoval žádné nečistoty, jádroviny, odpadní kovy a cizí materiály. Zejména trampové kovy mohou poškodit podávací systémy pece. Zbytky jádra lze rozemlít a smíchat s ostatními proudy písku, pokud je zachována chemická konzistence. Je třeba se vyhnout slévárenským pískům s křemičitanem sodným, protože tento konkrétní typ pojiva mění chemické složení cementu. Největší překážkou většího používání slévárenských písků při výrobě cementu je stálé získávání potřebného množství tříděného písku.

Existují nějaké specifické environmentální problémy spojené s používáním slévárenských písků v portlandském cementu?

Asociace portlandského cementu vytvořila program, jehož cílem je zvýšit udržitelnost výroby a používání portlandského cementu. Používání slévárenského písku ve výrobním procesu portlandského cementu pomáhá vytvářet udržitelnější výrobek. K uspokojení poptávky po portlandském cementu je zapotřebí obrovské množství surovin obsahujících vápno, oxid křemičitý, oxid hlinitý a oxid železitý. Výroba cementu je energeticky velmi náročná průmyslová činnost. Kromě snížení spotřeby primárních materiálů šetří použití slévárenského písku energii tím, že odpadá těžba, drcení a mletí primárních surovin až na velikost zrn.