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Apr 28, 2024

Come viene prodotto il cemento? (Segreti commerciali rivelati)

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Il cemento viene prodotto combinando chimicamente materie prime come calcio, silice, alluminio, ferro e altri elementi sotto severi controlli di produzione. Inoltre, calcare, conchiglie e gesso o marna vengono spesso combinati con scisto, argilla, ardesia, scorie di altoforno, sabbia silicea e minerale di ferro per produrre cemento.

Tutto dipende dal tipo di cemento utilizzato come calcestruzzo.

Il cemento è uno degli ingredienti essenziali del calcestruzzo, l'agente edile più prodotto in serie al mondo. Questa sostanza è un agente legante che si presenta come una polvere fine e grigia.

Il cemento è una parte fondamentale di molti tipi di costruzione. Senza di esso, non avremmo nessuno dei nostri grandi grattacieli, marciapiedi, ponti, strade e molto altro ancora.

Nel 2021 gli Stati Uniti hanno prodotto oltre 92 milioni di tonnellate di cemento, ecco quanto pesa un metro di cemento se ti interessa.

Trattandosi di una risorsa così ampiamente consumata, creare il cemento è più difficile di quanto si possa pensare. Esistono molti tipi di cemento, il più comune è il cemento idraulico.

Questo articolo tratterà il processo passo dopo passo che porta ai sacchi di cemento ampiamente disponibili che vediamo oggi nei negozi.

Il cemento è una fusione di minerali. La composizione del cemento è principalmente calcare, argilla, minerale di ferro e gesso. Le aziende acquistano e preparano questi materiali prima del processo di produzione in modo che possano diventare cemento di alta qualità.

Il calcare è una roccia carbonatica sedimentaria che si trova generalmente nelle grotte o in prossimità di acque marine poco profonde. I minatori di calcare dissotterrano, frantumano e macinano la pietra fino a ridurla in polvere fine per la produzione di cemento. Utah, Michigan e West Virginia sono gli attuali produttori della maggior parte del calcare negli Stati Uniti.

L'argilla è una sostanza a grana fine che può essere appiccicosa e modellabile ma si asciuga con l'esposizione all'aria. Come il calcare, i lavoratori macineranno l’argilla fino a ridurla in polvere fine per la produzione di cemento.

Generalmente l'argilla proviene da cave a cielo aperto vicine agli impianti di produzione per contribuire a ridurre i costi. I più grandi giacimenti di argilla negli Stati Uniti si trovano in Georgia e nella Carolina del Sud.

I minerali di ferro sono rocce che contengono ferro metallico che le macchine possono estrarre per ottenere la loro forma pura. Provengono principalmente da piccoli giacimenti sottosviluppati che vendono minerali alle aziende produttrici di cemento.

California, Minnesota e Michigan sono attualmente i maggiori venditori di minerale di ferro negli Stati Uniti.

Il gesso è un ingrediente comune in prodotti come fertilizzanti, cartongesso e intonaco di Parigi. È un minerale morbido e bianco che proviene dal solfato di calcio diidrato.

La sua forma grezza è un cristallo quasi opaco che tipicamente si forma in condizioni ossidate. I minatori estraggono il gesso in 19 stati degli Stati Uniti, con Oklahoma, Nevada, Iowa, Texas e California che sono i principali produttori.

Una volta che le aziende produttrici di cemento hanno estratto e raccolto questi materiali, li portano all’impianto di produzione e li frantumano in polveri.

Il primo passo nel processo è la frantumazione dei singoli minerali fino a circa 6 pollici di larghezza. Passano quindi a una fase di frantumazione secondaria, riducendoli a circa 3 pollici o più piccoli.

Una volta che i minerali sono sufficientemente piccoli, i produttori combinano tutti gli ingredienti tranne il gesso in proporzioni esatte. Poi li hanno fatti passare nel forno per il cemento.

Il forno per cemento è un grande contenitore in acciaio a forma di cilindro rivestito con uno speciale mattone refrattario. Ha un diametro medio di circa 12 piedi e brucia a 2700 ° F.

Il forno è leggermente inclinato. I minerali entrano nel forno dall'estremità superiore e cadono nella parte inferiore durante il riscaldamento. Durante il processo di riscaldamento, molti minerali bruciano, lasciando dietro di sé gas.

Mentre il forno si riscalda a questa temperatura incredibilmente elevata si verificano diverse reazioni chimiche, un processo che si suddivide in quattro fasi principali.

Innanzitutto, l'eventuale acqua libera nelle polveri evapora una volta che la temperatura raggiunge i 212°F. A 800°F si verifica la disidratazione e la formazione di ossidi di silicio, ferro e alluminio.

Intorno a 1800°F, la CO2 si sviluppa e la calcinazione produce CaO. Infine, a 2750°, i minerali rimanenti si legano insieme e formano il clinker. Il clinker uscirà dal forno sotto forma di palline grigie delle dimensioni di un marmo.