セメントはどのように作られるのですか? (企業秘密の暴露)

この記事の内容セメントは、カルシウム、シリカ、アルミニウム、鉄などの原料を厳格な製造管理のもとで化学的に組み合わせて作られます。さらに、石灰岩、

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セメントは、カルシウム、シリカ、アルミニウム、鉄などの原料を厳格な製造管理のもとで化学的に結合させて作られます。さらに、セメントを作るために、石灰岩、貝殻、チョークまたは泥灰土は、頁岩、粘土、スレート、高炉スラグ、珪砂、鉄鉱石と混合されることがよくあります。

これはすべて、コンクリートとして使用するために製造されるセメントの種類によって異なります。

セメントはコンクリートに不可欠な成分の 1 つであり、世界で最も大量生産されている建築材料です。この物質は結合剤であり、細かい灰色の粉末として生成されます。

セメントはさまざまな種類の建設において重要な部分です。それがなければ、素晴らしい超高層ビル、歩道、橋、車道などは存在しなかったでしょう。

2021 年、米国は 9,200 万トンを超えるセメントを生産しました。興味があれば、1 ヤードのコンクリートの重さがどれくらいになるかを示します。

このように大量に消費される資源であるセメントを作るのは、想像以上に困難です。セメントには多くの種類がありますが、最も一般的なのは水硬性セメントです。

この記事では、今日店頭で広く販売されているセメントの袋ができるまでの段階的なプロセスについて説明します。

セメントは鉱物の集合体です。セメントの成分は主に石灰石、粘土、鉄鉱石、石膏です。企業は、高品質のセメントとなるように、製造プロセス前にこれらの材料を調達して準備します。

石灰岩は、一般的に洞窟や浅い海水の近くで見られる堆積性炭酸塩岩です。石灰岩の鉱山労働者は、セメント製造のために石を掘り出し、破砕し、細かい粉末に粉砕します。現在、米国の石灰石の大部分はユタ州、ミシガン州、ウェストバージニア州で生産されています。

粘土は粒子の細かい物質で、粘着性があり、成形可能ですが、空気に触れると乾燥します。石灰石と同様に、労働者はセメント製造のために粘土を細かい粉末に粉砕します。

通常、粘土はコスト削減のために生産工場近くの露天掘りで採取されます。米国最大の粘土鉱床はジョージア州とサウスカロライナ州にあります。

鉄鉱石は金属鉄を含む岩石で、機械で抽出して純粋な形を得ることができます。これらは主に、鉱石をセメント会社に販売する小規模で未開発の鉱床から産出されます。

現在、カリフォルニア州、ミネソタ州、ミシガン州が米国で最大の鉄鉱石の販売国となっている。

石膏は、肥料、乾式壁、パリ漆喰などの製品の一般的な成分です。硫酸カルシウム二水和物から得られる、柔らかく白い鉱物です。

その未加工の形状はほぼ不透明な結晶であり、通常は酸化条件で形成されます。鉱山労働者は米国の 19 の州で石膏を掘り出しており、オクラホマ、ネバダ、アイオワ、テキサス、カリフォルニアが最も多く生産されています。

セメント会社はこれらの材料を採掘して集めたら、製造工場に運び、粉砕して粉末にします。

プロセスの最初のステップは、個々の鉱物を約6インチの大きさまで粉砕することです。次に、二次破砕段階に進み、約 3 インチ以下まで粉砕します。

ミネラルが十分小さくなったら、製造者は石膏を除くすべての成分を正確な割合で組み合わせます。それからセメント窯に入れます。

セメントキルンは、特殊な耐火レンガで裏打ちされた大きな円筒形の鋼製容器です。平均直径は約12フィートで、2700°Fで燃焼します。

窯が少し傾いています。鉱物は窯の上部から入り、加熱中に下部に落ちます。加熱プロセス中に、多くのミネラルが燃焼し、ガスが残ります。

窯がこの信じられないほどの高温に加熱されると、いくつかの化学反応が発生します。このプロセスは 4 つの主要な段階に分かれます。

まず、温度が 212°F に達すると、粉末内の自由水は蒸発します。 800°F では脱水が起こり、シリコン、鉄、アルミニウムの酸化物が生成します。

1800°F 付近で CO2 が発生し、焼成により CaO が生成されます。最後に、2750°で残りの鉱物が結合してクリンカーを形成します。クリンカーは、灰色の大理石サイズのボールとしてキルンから出ます。

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