La fabrication du ciment

Le ciment Portland est l’ingrédient de base du béton. Le béton est formé avec du ciment portland qui crée une pâte avec de l’eau qui se lie avec du sable et de la roche à durcir.

Le ciment est fabriqué grâce à une combinaison chimique étroitement contrôlée de calcium, de silicium, d’aluminium, de fer et d’autres ingrédients.

Les matériaux courants utilisés pour la fabrication du ciment comprennent le calcaire, de la craie ou de la marne combinée avec du schiste, de l’argile, de l’ardoise, du sable de silice et du minerai de fer. Ces ingrédients, lorsqu’ils sont chauffés à des températures élevées, forment une substance comme le roc qui est broyé en poudre fine. Cette poudre est du ciment!

Le maçon Joseph Aspdin de Leeds, en Angleterre, a créée le ciment Portland au début du 19e siècle par la combustion de poudre de calcaire et d’argile dans sa cuisinière. Avec cette méthode brut, il a jeté les bases d’une industrie qui chaque année des centaines de milliers de tonne de ciment et de béton. Les laboratoires des usines de ciment vérifient chaque étape dans la fabrication du ciment Portland par des tests physiques et chimiques fréquents. Les laboratoires analysent et testent le produit fini afin de s’assurer qu’il est conforme à toutes les spécifications de l’industrie.

La façon la plus commune pour la fabrication du ciment Portland est par un procédé à sec. La première étape consiste recueillir dans les carrières et les mines les principales matières premières, notamment du calcaire, de l’argile et d’autres matériaux. Après l’exploitation de ces roches, celles-ci sont concassées. Cela implique plusieurs étapes. Le premier broyage réduit la roche à une taille maximale d’environ six pouces. La roche se dirige ensuite vers les concasseurs secondaires ou des broyeurs à marteaux pour la réduction à environ trois pouces ou plus petit.

La pierre concassée est combinée avec d’autres ingrédients tels que le minerai de fer ou de la cendre et de la terre, mélangée, et amené à un four à ciment.

Le four à ciment chauffe tous les ingrédients à environ 2700 degrés Fahrenheit dans d’énormes fours rotatifs en acier cylindrique bordées de briques réfractaires spéciales. Les fours sont souvent de 12 pieds de diamètre, suffisamment grands pour accueillir une automobile et de plus dans de nombreux cas à la hauteur d’un immeuble de 40 étages. Les grands fours sont montés avec l’axe légèrement incliné sur l’horizontale.

Le matériau brut finement broyé est introduit dans l’extrémité supérieure. À l’extrémité inférieure se trouve des flammes produites par la combustion contrôlée avec précision de la poudre de charbon, du pétrole et des carburants alternatifs.

Lorsque les matériaux sont transférés dans le four, certains éléments sont chassés sous la forme de gaz. Les autres éléments s’unissent pour former une nouvelle substance appelée clinker, qui est une sorte de boules grises, de la taille de billes.

Le clinker est déchargé au rouge à partir de l’extrémité inférieure du four, et en général est ramenée à la température de manutention dans divers types de refroidisseurs. L’air chauffé par les radiateurs est retourné vers les fours, un processus qui permet d’économiser du carburant et augmente l’efficacité de la combustion.

Après que le clinker soit refroidit, les cimenteries broient et mélangent le composé avec de petites quantités de gypse et de calcaire. Le ciment est si fin qu’une seule livre de ciment contient plus de 150 milliards de grains. Le ciment est maintenant prêt pour le transport à des entreprises de béton prêt à l’emploi pour être utilisé dans une variété de projets de construction.

Bien que le procédé à sec est le moyen le plus moderne et populaire à la fabrication du ciment, certains fours aux États-Unis utilisent un procédé par voie humide. Les deux processus sont essentiellement identiques, sauf que dans le procédé par voie humide, les matières premières sont mises à la terre avec de l’eau avant d’être introduit dans le four.

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