Vi sono alcuni elementi con cui siamo in contatto praticamente ogni giorno e dei quali in realtà conosciamo ben poco. Un esempio lo si può raffigurare nel cemento (dal latino “caementum” ovvero pietra rozza da costruzione), il cui “avvento” è considerato unanimemente uno degli

MATERIE PRIME PER LA PRODUZIONE DEL CEMENTO
COMPONENTI PRINCIPALI DELLA MISCELA
CALCARI  TUFI	Forniscono alla miscela cruda principalmente calce (C30)
ARGILLE	Sono portatrici soprattutto di silice (SIO2), allumina (AI203) e ferro (Fe203)
MARNE  SCISTI	Apportano in proporzioni diverse i quattro ossidi sopra indicati
ADDITIVI DELLA MISCELA
SABBIE SILICEE  CENERI DI PIRITE  BAUXITI	Apportano soprattutto silice  Conferiscono soprattutto ferro    Forniscono soprattutto allumina
COSTITUENTI SECONDARI DEL CEMENTO
POZZOLANE  LOPPE D'ALTOFORNO  CENERI VOLANTI  CALCARE	Per la preparazione di cementi specializzati

aspetti salienti del nostro secolo e la cui produzione, insieme a quella dell'acciaio e dell'energia elettrica, denuncia il grado di sviluppo economico e sociale di un Paese. La scoperta delle caratteristiche del cemento viene fatta risalire al XVIII secolo, quando l'inglese J. Parker dalla cottura di particolari calcari ricavò un materiale che presentava una notevole rapidità di presa; il primo brevetto fu ottenuto da un altro inglese, J. Aspdin, che, nel 1824, depositò un cemento realizzato con marne che fornivano un prodotto analogo alle pietre dell'isola di Portland. A partire poi dalla seconda metà del XIX secolo, lo studio e la sperimentazione per la produzione di un materiale di sempre più elevata qualità ha portato alla realizzazione dei vari tipi di cemento oggi usati, rendendolo certamente una materia prima indispensabile. Molteplici sono infatti i suoi campi di utilizzo, dall'edilizia residenziale alla costruzione di stabilimenti, impianti sportivi, ponti, opere portuali, autostrade, acquedotti ecc. Proprio in coincidenza con lo sviluppo delle infrastrutture in Italia - le prime ferrovie risalgono al 1856 - nasce, nel 1865, la Società Bergamasca per la Fabbricazione del Cemento e della Calce Idraulica, che nel 1927 assunse la denominazione definitiva di Italcementi, e che oggi rappresenta uno dei principali operatori mondiali del settore. Il progresso tecnologico che si è raggiunto attraverso tutti questi anni ha fatto sì che non solo venisse realizzata una qualità più alta ma anche e soprattutto che l'impatto ambientale ed ecologico legato alla produzione di cemento 

COMPOSIZIONE MEDIA DI UNA MISCELA CRUDA DA CEMENTO
COMPOSTI  CaCO3  SiO2  Al203  Fe203	% 81 13 4 2

  sia ridotto al minimo tanto che le tecniche produttive ad esso collegate sono annoverate tra le cosiddette “tecnologie pulite”. Come si ottiene quindi il cemento? Innanzitutto va ricordato che il cemento appartiene alla categoria dei leganti idraulici, cioè materiali polverulenti che, impastati con acqua, forniscono paste capaci di aderire a materiali litoidi e di indurire progressivamente, anche al di fuori del contatto con l'aria, formando così dei blocchi compatti, resistenti all'azione dell'acqua ed aventi resistenze meccaniche di assoluto rilievo. Le materie prime principali utilizzate per la preparazione della miscela cruda destinata alla produzione del clinker da cemento (Tab.1) sono perlopiù di origine naturale e vengono scavate dai giacimenti, generalmente situati in prossimità degli stabilimenti di produzione, e sottoposte preventivamente a trattamento di frantumazione per ridurre la loro pezzatura e agevolarne il trasporto ai centri produttivi. Una volta arrivate in cementeria le materie prime vengono sottoposte a campionatura e avviate ai singoli depositi, taluni aventi funzione di preomogenizzazione. La prima fase lavorativa è la preparazione della miscela cruda che può avvenire a umido (processo ormai tecnologicamente superato) o a secco. In questa fase le materie prime principali, opportunamente dosate, evidentemente addizionate con additivi per realizzare i corretti rapporti tra gli ossidi di calcio, silice, allumina e ferro, sono alimentate ai molini dove, mediante macinazione ed essiccazione, vengono trasformate in una polvere finissima e secca. La composizione media di una miscela cruda da cemento per quanto riguarda i componenti fondamentali è indicata in Tab. 2. La miscela opportunamente omogeneizzata in una fase successiva, viene dosata ai forni sotto forma di polvere (processo a via secca) o nodulizzata con circa il 12% di acqua (processo a via semisecca) a seconda del tipo di impianto. Nei forni si realizza quindi la fase di cottura del clinker. Mediante complesse reazioni chimiche si perviene alla sinterizzazione del materiale seguita da un rapido raffreddamento con parziale recupero del calore che si attua nella fase terminale del processo di cottura. Il prodotto che “nasce” da questa trasformazione è il cosiddetto clinker da cemento, ovvero un semilavorato di color grigio scuro e struttura perlopiù granulare costituito da silicati, alluminati e ferriti di calcio, che possiede e conferisce ai cementi attività idraulica. La fase conclusiva del processo produttivo consiste nella macinazione del clinker 

  (con gesso per la produzione di cemento Portland puro), con gesso ed eventuali altri costituenti secondari (Tab. 1) per la produzione di cementi adeguati ai più svariati tipi di impiego. La fase di cottura del clinker rappresenta certamente la più importante del ciclo di produzione del cemento. Questa avviene nel cosiddetto “Forno da Cemento”, ovvero un reattore all'interno del quale avvengono scambi di calore e di massa e attraverso un complesso processo termo-chimico, cosicché, partendo dalla miscela cruda, si perviene alla formazione del clinker. Le funzioni che avvengono all'interno del forno sono essenzialmente tre:

- Essiccazione (se necessaria), preriscaldamento e parziale decarbonizzazione del calcare della miscela, che possono avvenire nella prima parte del forno rotante nel forno lungo – Fig.1c – negli scambiatori esterni a cicloni – Fig.1a – oppure a griglia Lepol – Fig.1b;

- Completamento della decarbonizzazione e sinterizzazione a temperature dell'ordine di 1.450°C, che nei tre tipi di forno si svolgono nella parte finale del forno rotante
 

- Raffreddamento del clinker che avviene in uno scambiatore di calore posto allo scarico del clinker da forno, del tipo a griglia (come in Fig.1) oppure tabulare o a satelliti.

L'apporto al processo di cottura dell'energia termica necessaria avviene in ogni caso tramite il bruciatore principale inserito nel forno all'estremità di scarico del clinker; nei forni con preriscaldatore esterno (Fig.1, a e b) la fornitura di energia primaria può avvenire anche tramite un bruciatore secondario opportunamente inserito nel preriscaldatore. Va inoltre sottolineato come a seconda del tipo di processo e di forno l'energia termica assorbita dal forno varia tra il 90% e circa il 100% dell'energia termica complessivamente consumata dall'intero processo di fabbricazione del cemento. Data la peculiarità del processo produttivo, assume una estrema importanza che esso venga sottoposto a continui controlli e che le società produttrici ottengano certificazioni a livello mondiale quali ISO9002. Proprio al fine di migliorare sia il processo produttivo che la qualità del prodotto, importanti risorse vengono destinate alla ricerca e allo sviluppo.

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