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Materiali: il cemento
(produzione e ambiente)
 Parti e argomenti della scheda: 
 La produzione del cemento e i problemi ambientali 
 Descrizione delle attività di processo 
 Aspetti ambientali connessi con il processo produttivo
Il cemento è il materiale principe dell'industria delle costruzioni. Esso viene usato quasi esclusivamente insieme alla sabbia per formare la malta oppure con altri inerti, come il pietrisco, per ottenere il calcestruzzo, utilizzato soprattutto per le opere in cemento armato. In ogni caso il cemento ha bisogno dell'acqua per essere adeguatamente impastato e per poter reagire chimicamente e fare presa.
La qualità del cemento e dei prodotti derivati, come la malta e il calcestruzzo, dipende dalla materia prima e dalle proporzioni dei componenti, soprattutto dalla percentuale di acqua. Il rapporto acqua/cemento è indispensabile che sia aldisotto di certi limiti per evitare che la successiva evaporazione lasci troppo vuoti all'interno della massa solidificata peggiorandone la resistenza e le qualità meccaniche.
In queste pagine si tratta di come confezionare un prodotto opportuno e quali sono le condizioni per controllare la corretta composizione. In questa, in particolare, si parla del processo produttivo e dei problemi connessi con l'ambiente. Il linguaggio, seppure semplice ed adatto a chiunque, non intende banalizzare argomenti tecnici utilissimi per il progettista, il calcolatore, il professionista in genere e l'impresa delle costruzioni.
Le pagine, pertanto, possono essere lette da chiunque, senza alcuna particolare preparazione come è nella filosofia di questo nostro sito, ma bisogna avvertire il lettore che le troverà maggiormente interessanti se egli possiede una cultura di base sull'edilizia e sulla tecnica di cantiere e della direzione dei lavori.  Gli studenti, i neolaureati o neodiplomati, gli appassionati del ramo, coloro che lavorano a vario titolo nell'industria delle costruzioni o nella vendita dei materiali edili e di calcestruzzo preconfezionato, gli amministratori locali e coloro che si accingono a risolvere un problema che implica una costruzione avranno certamente un valido aiuto da questa e da altre centinaia di pagine similari di questo sito.
 
 
Il cemento: uso e caratteristiche
 
Il cemento portland
 
Il cemento pozzolanico
 
Produzione a ambiente
 
Indice dei materiali
 
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 La produzione del cemento e i problemi ambientali  
Nella cementeria vengono prodotti leganti idraulici per cottura e macinazione delle materie prime, opportunamente macinate e dosate. Il clinker e’ il semiprodotto basilare per tale produzione ed e’ ottenuto per cottura delle materie prime quali sono, essenzialmente, il calcare e l'argilla. Il clinker, addizionato in percentuale variabile con altre materie prime, come la pozzolana, il calcare, la loppa d’altoforno, ecc…, viene finemente macinato al fine di ottenere una polvere chiamata cemento. 
In generale, in un cementificio, si possono avere le seguenti attività di processo: 
1. Stoccaggio: 
    a) Materie prime naturali 
    b) Rifiuti riutilizzabili 
2. Essiccazione e macinazione crudo 
3. Trasporto e stoccaggio farina 
4. Estrazione farina, alimentazione forno e cottura 
5. Scarico forno 
6. Stoccaggio e distribuzione clinker 
7. Stoccaggio costituenti cemento 
8. Essiccazione e stoccaggio loppa 
9. Macinazione cemento 
10. Trasporto e stoccaggio cemento 
11. Insacco cemento 
12. Carico cemento sfuso 
13. Trasporto e stoccaggio 
14. Carico cemento 
Altre attività connesse con il cementificio: 
1. Manutenzione impianti 
2. Stoccaggio e macinazione carbone 
3. Stoccaggio e distribuzione olio combustibile e gasolio 
4. Produzione energia termica 
5. Centrale idrica 
6. Trasformazione e distribuzione energia elettrica 
7. Lubrificazione e raffreddamento impianti 
8. Stoccaggio e distribuzione olio diatermico 
9. Produzione aria compressa 
0. Raccolta e depurazione acque industriali 
 
Descrizione delle attività di processo 
Il processo di produzione del cemento inizia con il ricevimento delle materie prime, naturali e non, le quali sono inviate tramite nastri trasportatori ai parchi di deposito. Dai parchi le materie prime sono prelevate tramite grattatrici a pettine ed inviate a piccole tramogge di deposito e successivamente estratte da dosatori ed inviate al molino del crudo. Nel molino del crudo le materie prime sono sottoposte alla riduzione della pezzatura ed essiccate con i gas caldi provenienti dal forno di cottura. La farina così prodotta è inviata a sili di deposito. Essa viene successivamente estratta e trattata nel forno di cottura, dove viene altresi’ sottoposta ad elevate temperature per ottenere la reazione dei componenti producendo il clinker. 
Il clinker è opportunamente miscelato ai correttivi, tra i quali assume particolare rilievo, (come nel caso della Cementir), la loppa d’altoforno. La miscelazione avviene nei molini a sfere dove il clinker ed i correttivi sono sottoposti ad azione di comminuzione. Il cemento in uscita dai molini è trasportato ai sili di stoccaggio dai quali è estratto per essere insaccato, caricato sfuso sugli automezzi o inviato alla banchina portuale, ove esistente, per essere caricato su nave. 
Il consumo di risorse naturali, quali essenzialmente calcare, argilla, pozzolana assume una rilevante importanza, unitamente al consumo energetico necessario per la cottura del clinker. Le trasformazioni chimiche che si realizzano nel forno di cottura necessitano infatti di altissime temperature, fino a circa 1500 °C, con conseguente elevato fabbisogno di energia. 
Una caratteristica positiva di grossa rilevanza ambientale nel processo produttivo del cemento e’, in generale, la mancata produzione di rifiuti. Ovviamente le attivita’ di confezionamento del cemento in sacchi, eventuali eliminazioni di impurita’ delle materie prime ovvero le attivita’ di supporto, quale ad esempio la manutenzione, producono una quantita’ limitata di rifiuti, al pari di qualunque attivita’ di supporto produttivo. 

Aspetti ambientali connessi con il processo produttivo 
I principali aspetti ambientali che caratterizzano il processo produttivo del cemento sono i seguenti: 
1) Consumo di risorse naturali 
Le materie prime utilizzate nel ciclo produttivo, quali calcare ed argilla, sono essenzialmente di origine naturale non rinnovabili. L’utilizzo di sottoprodotti quali la loppa d’altoforno permette, ove disponibile, di limitare il consumo delle risorse naturali con ovvio beneficio per l’ambiente. 
2) Consumo di risorse energetiche 
Il fabbisogno energetico necessario per la produzione del cemento e’ notevole in considerazione delle elevate temperature da raggiungere nel forno di cottura (1500 °C), dell’energia elettrica necessaria per macinare il prodotto e della quantita’ di materiale utilizzata. 
3) Emissioni nell'atmosfera 
Il cemento e le materie prime frantumate e macinate si presentano in forma di polveri. L’utilizzo di impianti di filtrazione di grande potenzialità riduce drasticamente il livello di emissioni di polveri in atmosfera. Altre emissioni gassose, quali ossidi di zolfo e azoto, sono presenti in cementeria al pari di ogni processo di combustione. 
4) Produzione di rifiuti 
Il processo produttivo del cemento non genera rifiuti. Le attivita’ accessorie, quali la manutenzione, il magazzino, gli uffici, generano rifiuti al pari di ogni attività produttiva. 
5) Sostanze e preparati pericolosi 
Soltanto il laboratorio chimico, attività accessoria e di supporto alla produzione, ovvero la manutenzione, utilizzano sostanze pericolose, al pari di ogni attività similare. 
6) Emissioni sonore 
Le emissioni sonore connesse con alcune fasi produttive del cemento, quali la macinazione, sono generalmente elevate. L’utilizzo di appositi dispositivi insonorizzanti evita la propagazione dell’energia sonora nell’ambiente. 
7) Contaminazione del suolo 
La presenza di depositi di combustibile e di depositi di lubrificanti e dei depositi dei rifiuti sono da considerare potenziali sorgenti di contaminazione del suolo. La presenza di apposite vasche di contenimento ovvero i frequenti controlli di tenuta circoscrivono le eventuali situazioni accidentali. 
8) Risorse idriche ed effluenti liquidi 
Il processo produttivo ha necessità di limitate quantità di acqua connesse essenzialmente con il condizionamento dei gas provenienti dai forni e con il raffreddamento delle macchine. Opportuni impianti di riciclo delle acque di raffreddamento limitano drasticamente i consumi. 
Le acque di scarico sono derivate essenzialmente dai servizi igienici e non sono connesse con l’attività produttiva.