Clinker: differenze tra le versioni

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Versione delle 23:36, 13 mar 2018

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[[Image:LDClinkerScaled.jpg|thumb|Aspetto tipico del clinker]]

Il '''clinker''' è il componente base per la produzione del [[Cemento (edilizia)|cemento]].

È chiamato così dal nome del forno (''kiln'') in cui cui avviene il processo di cottura.

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Le materie prime per la produzione di clinker sono minerali contenenti: [[ossido di silicio]] (SiO₂), [[ossido di alluminio]] (Al₂O₃), [[ossido di ferro]] (Fe₂O₃), generalmente presenti nell'[[argilla]], [[ossido di calcio]] (CaO) e [[ossido di magnesio]] (MgO), presenti nelle [[Roccia carbonatica|rocce carbonatiche.]]

La roccia prevalentemente utilizzata per la produzione del clinker è la [[marna (roccia)|marna]] poiché è composta da una frazione argillosa e da una frazione carbonatica.

L'estrazione del minerale avviene in miniere poste nelle vicinanze dei luoghi di produzione in quanto il costo dell'eventuale trasporto è molto elevato in relazione al valore del carico. È possibile anche aggiungere sabbia per poter regolare il [[cemento|modulo silicico]], mentre per il [[cemento|modulo dei fondenti]] possono essere utilizzati materie recuperabili che contengono [[ossido di ferro]] (Fe₂O₃) o [[ossido di alluminio]] (Al₂O₃).

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Il tenore di ossido di magnesio (MgO) non deve superare il 5,0% in massa.

Nella produzione del cemento, successivamente alla cottura e alla preparazione del ''clinker'', si aggiungeranno in seguito altre sostanze di minor valore rispetto al ''clinker'' stesso (quali ad esempio i residui di fonderia e di acciaieria, la cosiddetta [[loppa di altoforno]]) che porteranno il [[Cemento (edilizia)|cemento]] ai valori di resistenza desiderati, conseguendo consistenti risparmi nei costi di produzione.

== I "moduli" del clinker ==

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La cottura avviene in speciali forni costituiti da un cilindro di 3-6 metri di diametro per 55 -180 metri di lunghezza disposto orizzontalmente con una leggera inclinazione da 2 a 6% ed ha una rotazione di modesta velocità variabile da 1 giro/minuto a 4 giri/minuto per favorire l'avanzamento del materiale lungo le [[Virole]].

L'immissione del materiale avviene nella direzione opposta al flusso di calore in modo che avanzando lungo le [[Virole]] aumenti gradualmente di temperatura fino a raggiungere circa 1450 [[Celsius|°C]]. Il materiale scaricato dal forno ha già la conformazione del ''clinker''; questo, tramite dei raffreddatori, viene portato a temperatura di circa 70  °C.

Successivamente il ''clinker'' viene immagazzinato in grandi [[silo]] e macinato (processo definito macinatura del cotto) in relazione alle necessità con diversi tipi di sostanze di carica al fine di ottenere le varie tipologie di [[Cemento (edilizia)|cemento]].

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Se analizziamo il processo di produzione, quindi cosa succede all'interno del forno di cottura, si ha che le prime reazioni hanno inizio in un range di temperatura tra i:

*1000 ÷ 1100  °C

:<math>3CaO + Al_2O_3 \rightarrow 3CaOAl_2O_3</math>

:<math>2CaO + SiO_2 \rightarrow 2CaOSiO_2</math>

:<math>CaO + Fe_2O_3 \rightarrow CaOFe_2O_3</math>

*1100 ÷ 1200 &nbsp;°C

:<math>CaOFe_2O_3 + 3CaOAl_2O_3 \rightarrow 4CaOAl_2O_3Fe_2O_3</math>

*1250 ÷ 1480 &nbsp;°C

:<math>2CaOSiO_2 + CaO \rightarrow 3CaOSiO_2</math>