Zementherstellung: Unterschied zwischen den Versionen

[[Datei:Zementherstellung.jpg|mini|gerahmt|Zementherstellung (Trockenverfahren)]]

[[Zement]] besteht aus verschiedenen Haupt- und Nebenbestandteilen (siehe [[Zementarten]]). <br />

Im folgenden Text wird die Herstellung des [[Zementklinker|Zementklinkers]] und das Mischen bzw. gemeinsame Vermahlen mit den weiteren Hauptbestandteilen (Herstellung siehe unter dem jeweiligen Stichwort) geschildert.<br /><br />

Die Ausgangsstoffe zur Herstellung des Zementklinkers müssen hauptsächlich [[Calciumcarbonat]] (CaCO₃) und [[Siliciumdioxid]] (SiO₂; Kieselsäure) sowie in geringen Mengen [[Aluminiumoxid]] (Al₂O₃) und [[Eisenoxid]] (Fe₂O₃) enthalten. Zu den Gesteinen, die diese Verbindungen liefern, gehören [[Kalkstein]] (liefert das Calciumcarbonat) und [[Ton]] (liefert das Siliciumdioxid), die meist getrennt abgebaut und danach im geeigneten Verhältnis gemischt werden, aber auch als [[Mergel]] natürlich gemischt vorliegen.

Die Lockerung des Gesteins erfolgt im Sprengverfahren, die Verladung mit Löffelbaggern oder Radschaufelladern auf Schwerlastwagen. In einer Brecheranlage wird das Gestein zu Schotter zerkleinert und zum Ausgleich grober Schwankungen der Rohstoffe zu Mischbetten aufgeschüttet. Der [[Calciumcarbonat]]gehalt sollte 76 bis 78 % der Mischung betragen. Es erfolgt die Zugabe von Korrekturstoffen ([[Sand]], Löß, [[Eisenoxid]]), um das Verhältnis von [[Siliciumdioxid]] (SiO₂) zu [[Tonerde]] (Al₂O₃) und [[Eisenoxid]] (Fe₂O₃) in engen Grenzen zu halten. Die Rohmischung wird in Mahltrocknungsanlagen (Rohrmühlen mit Füllung aus Stahlkugeln oder Wälzmühlen mit Stahlwalzen) gemahlen und getrocknet. Dabei werden ca. 90 % des Mahlguts zu Körnern unter 90 µm Größe vermahlen. Das fertige Mahlgut (Rohmehl) wird in hintereinandergeschalteten Silos durch systematisches Abziehen und Befüllen "homogenisiert", d.h. innig und gleichmäßig vermischt.

Das Brennen erfolgt meist in einem [[Drehofen]] von mehreren Metern Durchmesser und 50 bis 200 Metern Länge. Die Öfen rotieren langsam um ihre Längsachse. Infolge eines leichten Gefälles wandert das an einem Ende eingegebene Rohmehl der Flamme am anderen Ende des Ofens entgegen. Öfen mit Zyklonvorwärmer (Schwebegas-Wärmetauscheröfen) besitzen einen Wärmetauscher, der aus einem System mehrerer Zyklone besteht, in denen das Rohmehl auf rd. 830 °C erhitzt wird. Der im Rohmehl enthaltene Kalkstein ([[Calciumcarbonat]] CaCO₃) wird hier teilweise entsäuert wird (Austreibung des [[Kohlendioxid]] CO₂, Entstehen des [[Calciumoxid]]s CaO). Am Ende des Drehofens – in der Sinterzone – wird das Brenngut auf 1400 bis 1450 °C erhitzt, es beginnt teilweise zu schmelzen ([[Sinterung]]). Aus den Ausgangsstoffen bilden sich dabei die so genannten [[Klinkerphasen]]. Das sind Calciumsilicate und Calciumaluminate, die dem Zement seine charakteristischen Eigenschaften bei der hydraulischen Erhärtung geben. Das Brennprodukt, der [[Zementklinker]], verlässt den Ofen, wird gekühlt und gelangt zum Klinkerlager.

Damit aus dem [[Zementklinker]] das reaktionsfähige Produkt [[Zement]] entsteht, muss er äußerst fein gemahlen werden ([[Mahlfeinheit]]). Bei der Produktion von [[Portlandzement]]en wird der [[Zementmühle]] [[Zementklinker]] und etwa 5 M.-% [[Gips]] und/oder [[Anhydrit]] als Erstarrungsregler aufgegeben. Zur Erzeugung anderer [[Zementarten]] mit weiteren Hauptbestandteilen werden die nach DIN EN 197-1 vorgeschriebenen Mengen gemeinsam gemahlen oder getrennt gemahlen und anschließend gemischt. Das fertige Mahlgut, der Zement, wird von den [[Zementmühle]]n zu den Zementsilos gefördert und gelangt von dort zu den Packmaschinen und zur losen Verladung.

Emissionen von Stäuben und Gasen sind durch verfahrenstechnische Umstellungen bei der Zementherstellung drastisch vermindert worden. <br />

Konnten in den 1950er-Jahren noch Staubemissionen bis zu 3.000 mg/m³ am Kamin von Drehofenanlagen gemessen werden, sind es heute nur noch 10 bis 20 mg/m³.<br />

Seit 1990 haben die deutschen Zementherstellern, die CO₂-Emissionen sowohl spezifisch als auch absolut in einer Größenordnung von 20 bis 25 % verringert. Im Rahmen der [[Dekarbonisierung von Zement und Beton]] sollen diese Emissionen bis 2050 über das bereits erreichte Maß hinaus noch einmal deutlich reduziert werden.<br />

Eingriffe in die Natur durch Abbauflächen und Steinbrüche werden durch intensive Rekultivierung in land- und forstwirtschaftliche Nutzflächen, in Biotope oder in Freizeit- und Naherholungsgebiete abgemildert.

==Literatur==

[[Category:Bindemittel]]

[[category: Baustoffherstellung]]