کلینکر چیست؟ انواع کلینکر و نحوه تولید سیمان با کلینکر

کلینکر، ماده اصلی در تولید سیمان است و از حرارت دادن سنگ آهک و آلومینیوم سیلیکات، که همان عنصر تشکیل‌دهنده‌ی خاک رس است، به‌دست می‌آید. با ترکیب خشک یا تر کلینکر، می‌توان سیمان تولید کرد. در ادامه این مقاله به معرفی کامل کلینکر، مواد تشکیل‌دهنده آن، انواع آن و معرفی کارخانه‌های تولید کلینکر در ایران خواهیم پرداخت.

کلینکر چیست؟

کلینکر یا تفاله‌ی کوره، ماده اصلی در ساخت سیمان است. به این دلیل به آن تفاله‌ی کوره می‌گویند که از حرارات دادن (1400 تا 1500 درجه سانتی‌گراد) به سنگ آهک و آلومینیوم سیلیکات (خاک رس) در کوره به دست می آید. دانه‌های کلینکر به دست آمده قطری حدود 3 تا 25 میلی‌متر دارند و به رنگ خاکستری هستند.
کلینکر با سیمان تفاوت دارد و در اصل جزو مواد اولیه‌ی تولید آن به شمار می‌رود. بسیاری از کارخانجات سیمان که خودشان توانایی تولید کلینکر را ندارند، آن را از دیگر کارخانه‌ها خریداری می‌کنند. تولید این ماده آلودگی‌های زیست‌محیطی زیادی با خود دارد و به همین دلیل هم بسیار از کشورها ترجیح می‌دهند آن را به صورت آماده از دیگر کشورها خریداری کنند. ایران جزو بزرگ‌ترین صادرکنندگان کلینکر در خاورمیانه به شمار می‌روند.

تولید سیمان با کلینکر

به طور کلی برای تولید سیمان با استفاده از کلینکر می‌توان از دو روش خشک و تر استفاده کرد که در روش تر، مواد اولیه‌ی تولید سیمان (شامل کلینکر) را در آب با هم مخلوط و سپس آسیاب می‌کنند. در روش خشک نیز، این مواد را بدون آب با هم مخلوط و آسیاب می‌کنند. برای تولید سیمان، کلینکر به تنهایی کافی نیست و برای این که سیمان ما خواص فیزیکی و شیمیایی لازم را داشته باشد، باید مواد دیگری هم به آن اضافه شود.
گچ، بعد از کلینکر یکی از مواد اصلی است که در تولید سیمان مورد استفاده قرار می‌گیرد. اضافه کردن گچ به ترکیبات سیمان، باعث افزایش مقاومت فشاری آن می‌شود و از چسبیدن ترکیبات به جداره‌ی آسیاب جلوگیری می‌کند. تری اتانول آمین، از دیگر مواد است که به ترکیبات سیمان اضافه می‌شود. مقدار آن 0.1% وزنی ترکیبات سیمان است و از گلوله شدن آن‌ها جلوگیری می‌کند.
از دیگر مواردی که علاوه بر کلینکر، گچ و تری اتانول آمین در ترکیبات سیمان یافت می‌شود، می‌توان به اتیل گلیکول، اسید اولئیک و دودسیل بنزن سولفونات اشاره کرد. یکی از رایج‌ترین انواع سیمانی که با کلینکر تولید می‌شود، سیمان پرتلند است. اما با اضافه کردن سایر افزودنی‌های شیمیایی به ترکیبات سیمان، می‌توان انواع دیگر آن را نیز به دست آورد که برخی از آن‌ها عبارتند از:

• سیمان سرباره کوره بلند دانه‌بندی شده
• سیمان پوزولانی
• سیمان دوده سیلیسی

ترکیبات کلینکر

گفتیم که کلینکر از سنگ آهک و آلومینیوم سیلیکات به دست می‌آید. اما برای این که بتوانیم دیدگاه دقیق‌تری به ترکیبات موجود در آن داشته باشیم، می‌توانیم کلینکر را از منظر کانی‌شناسی و بر اساس ترکیبات شیمیایی و معدنی موجود در آن بررسی کنیم. برای شناسایی ترکیبات معدنی، از میکروسکوپ پتروگرافی و آنالیز پراش اشعه ایکس استفاده می‌کنند؛ که آزمایشات انجام شده، ترکیبات معدنی زیر را در کلینکر نشان می‌دهند:

• تری کلسیم سیلیکات (آلیت): حدود 65%
• دی کلسیم سیلیکات (بلیت): حدود 15%
• آلومینو فریت تترا کلسیمی (فریت): حدود 8%
• آلومینات تری کلسیم (آلومینات): حدود 7%

درصد بسیار کمی از ترکیبات دیگر نیز در کلینکر یافت می‌شود که بر اساس نوع خاک رس و سنگ آهک، متفاوت هستند. برای شناسایی ترکیبات شیمیایی موجود در کلینکر، از دستگاه طف‌سنج فلورسانس اشعه ایکس استفاده می‌کنند که نتایج آن، ترکیبات شیمیایی زیر را در کلینکر نشان می‌دهد:

• کلسیم اکسید: حدود 66.6%
• سیلیسیم اکسید: حدود 21.5%
• آلومینیوم اکسید: حدود 5.2%
• آهن اکسید: حدود 2.8%
• منیزیم اکسید: حدود 1%
• گوگرد تری اکسید: حدود 1%
• پتاسیم اکسید: حدود 0.6%
• سدیم اکسید: حدود 0.2%

انواع کلینکر

بر اساس درصد ترکیبات مختلف و وجود مواد دیگر در ترکیبات آن، انواع مختلفی از کلینکر وجود دارد. انواع کلینکر عبارتند از:

روش تولید کلینکر

برای تولید کلینکر، ابتدا باید سنگ آهک را استخراج کرد که برای این کار سنگ‌های آهک به وسیله دینامیت منفجر می‌شوند. سپس تکه‌های استخراج شده‌ی آن را با دستگاه‌های سنگ شکن به قطعات کوچکتری تبدیل می‌کنند و در آخر آن را پودر می‌کنند. پودر سنگ آهک و خاک رس که یکدست شده‌اند را به همراه مواد دیگر وارد یک کوره‌ی دوار با حرارت بالا می‌کنند.
این مواد تحت تاثیر دمای بسیار بالا شروع به ذوب شدن می‌کنند و ترکیبات آن‌ها شروع به جوش خوردن به یکدیگر می‌کنند. اما زمانی که کوره به حداکثر دمای خود رسید، پیش از اینکه این مواد اولیه به کلی ذوب شوند، به یکباره دمای کوره کاهش پیدا می‌کند. این کاهش دمای ناگهانی باعث ایجاد کلوخه‌های کلینکر می‌شود.

تفاوت کلینکر با سیمان

شاید برخی افراد کلینکر را با سیمان یکی بدانند. اما این رویکرد اشتباه است. کلینکر جزو مواد اصلی در تولید سیمان به شمار می‌رود؛ اما خودش به تنهایی نمی‌تواند خواص مورد انتظار را داشته باشد و برای این که سیمان به دست بیاید، باید مواد دیگری با کلینکر مخلوط شوند که در بالا به آن‌ها اضافه شد. علاوه بر آن، دانه‌های سیمان مانند سنگدانه‌های گردی به قطر 3 تا 25 میلی‌متر هستند؛ در حالی که سیمان به صورت پودر است.

تولیدکنندگان کلینکر در ایران

بسیاری از کارخانجات فعال در زمینه تولید سیمان در ایران، کلینکر را نیز تولید می‌کنند. به طوری که تقریبا در تمامی استان‌های ایران، این ماده تولید می‌شود. تعدد کارخانه تولید کلینکر در ایران و کیفیت کلینکر تولیدی، باعث شده که کشور ما در میزان صادرات کلینکر جزو کشورهای رده اول باشد. بزرگترین تولید کننده کلینکر ایران، کارخانه سیمان آبیک شناخته می‌شود.
کارخانه‌های زیادی در ایران به تولید و صادرات کلینکر مشغول هستند که در این میان می‌توان به کارخانه سیمان فارس، سیمان اصفهان، سیمان سپاهان، سیمان لامرد، سیمان فیروزکوه، سیمان آباده اشاره کرد. لازم به ذکر است تعداد کارخانجات صادر کننده سیمان و کلینکر در ایران بیش از 70 مورد است.

جمع بندی

کلینکر ماده اصلی در تولید سیمان است و حاصل حرارت دادن سنگ آهک و خاک رس در کوره‌هایی با دمای بسیار بالا است. کلینکرها بر اساس درصد ترکیبات موجود در آن‌ها انواع مختلفی دارند و با استفاده از آن‌هامی‌توان انواع مختلفی از سیمان را نیز تولید کرد که مهم‌ترین آن‌ها، سیمان پرتلند است.کارخانجات تولید کلینکر و سیمان زیادی در ایران وجود دارند و ایران جزو بزرگ‌ترین صادرکنندگان کلینکر به شمار می‌رود.