Transcript Lezione 06 - Università degli studi di Bergamo

UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI BERGAMO
FACOLTA’ DI INGEGNERIA
“LA PRODUZIONE DEL CEMENTO
PORTLAND”
Prof. Ing. Luigi Coppola
L. Coppola – Concretum – La produzione del cemento
Portland, le aggiunte minerali e i cementi comuni
IL CEMENTO
LEGANTE IDRAULICO
PIÙ DIFFUSO
Ogni anno si producono al mondo
circa 4 miliardi di tonnellate di cui 20
milioni vengono prodotti in Italia
L. Coppola – Concretum – La produzione del cemento
Portland, le aggiunte minerali e i cementi comuni
CEMENTO PORTLAND
LEGANTE IDRAULICO
PIÙ
IMPORTANTE
L. Coppola – Concretum – La produzione del cemento
Portland, le aggiunte minerali e i cementi comuni
CEMENTO PORTLAND - PRODUZIONE
CALCARE
ARGILLE
SABBIE
CENERI DI PIRITE
FORNI
ROTANTI
CLINKER
(T ≈ 1300÷1450 °C)
• CLINKER
MACINAZIONE
• GESSO
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CEMENTO PORTLAND - PRODUZIONE
MACINAZIONE DEL
CEMENTO
COTTURA DEL
CLINKER
ESTRAZIONE E PREPARAZIONE
DELLE MATERIE PRIME
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Portland, le aggiunte minerali e i cementi comuni
CEMENTI IN COMMERCIO
CEMENTO PORTLAND
POLVERI DI
CALCARE
FUMO DI
SILICE
POZZOLANE
NATURALI
LOPPA
D’ALTOFORNO
CENERE
VOLANTE
SCISTO
CALCINATO
Il cemento Portland puro rappresenta solo l’
8% della produzione totale.
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CEMENTO PORTLAND - PRODUZIONE
MACINAZIONE DEL
CEMENTO
COTTURA DEL
CLINKER
ESTRAZIONE E PREPARAZIONE
DELLE MATERIE PRIME
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CEMENTO PORTLAND - PRODUZIONE
SCELTA DELLE MATERIE PRIME
Contengono in proporzioni prestabilite
silice (argille), ossidi di alluminio,
calcare (calcare) e ossidi di ferro (pirite)
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GLI ELEMENTI DI BASE-SEMPLIFICAZIONE
CALCARE
CaCO3 (carbonato di calcio)
MARNA/ARGILLA
SiO2 (biossido di silicio)
Fe2O3 (ossido di ferro)
Al2O3 (ossido di alluminio)
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COMPOSIZIONE MATERIE PRIME
CALCARE
MARNA/ARGILLA
PREMISCELATO
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CEMENTO PORTLAND - PRODUZIONE
MACINAZIONE DELLE MATERIE PRIME
Le materie prime opportunamente
miscelate vengono macinate in frantoi
ed umidificate per produrre una polvere
denominata “ farina”
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CEMENTO PORTLAND - PRODUZIONE
MACINAZIONE DEL
CEMENTO
COTTURA DEL
CLINKER
ESTRAZIONE E PREPARAZIONE
DELLE MATERIE PRIME
MACINAZIONE FARINA
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CEMENTO PORTLAND - PRODUZIONE
COTTURA DELLE MATERIE PRIME
La “ farina” viene introdotta all’estremità
superiore di un forno rotante costituito da
un cilindro (diametro 5-7 m, lunghezza
100-200 m) e avanza in controcorrente
rispetto al flusso di calore
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FORNO ROTANTE
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CEMENTO PORTLAND - PRODUZIONE
Cottura del clinker
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CEMENTO PORTLAND - PRODUZIONE
COTTURA DELLE MATERIE PRIME
Il flusso di calore viene generato dalla
combustione di carbone o metano
all’estremità inferiore del forno.
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CEMENTO PORTLAND - PRODUZIONE
COTTURA DELLE MATERIE PRIME
Durante l’avanzamento nel forno la
farina subisce una serie di trasformazioni
chimiche che consistono:
a) ESPULSIONE DELL’ACQUA LIBERA A
100°C
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CEMENTO PORTLAND - PRODUZIONE
COTTURA DELLE MATERIE PRIME
b) Perdita dell’acqua legata nelle argille a 750°C
c) Decarbonatazione del calcare tra 750 e
1000°C
d) Parziale fusione (clinkerizzazione) della massa
a 1450°C con formazione di SILICATI
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CEMENTO PORTLAND - PRODUZIONE
COTTURA DELLE MATERIE PRIME
e) Parziale raffreddamento a 1350° C con
formazione di ALLUMINATI
f) Raffreddamento mediante corrente d’aria
e formazione del CLINKER
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CEMENTO PORTLAND - PRODUZIONE
MACINAZIONE DEL CLINKER
Il clinker in forma di particelle sferiche
di diametro 3-25 mm viene macinato in
mulini a sfere insieme al gesso (3-4 %
come SO3) fino ad ottenere una polvere
di dimensioni inferiori a 100 micrometri
(IL CEMENTO PORTLAND)
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CLINKER
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CEMENTO PORTLAND - PRODUZIONE
MACINAZIONE DEL
CEMENTO
COTTURA DEL
CLINKER
ESTRAZIONE E PREPARAZIONE
DELLE MATERIE PRIME
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MULINO A SFERE PER LA MACINAZIONE
DEL CLINKER
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CEMENTERIA
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