sement

Portlandsement lages ved at kalk-, silisiumdioksid-, aluminiumoksid- og jernoksidholdige råmaterialer (det vil si kalkstein eller -mergel med tilsetning av andre materialer som leire, leirskifer, sandstein, feltspat, kvarts, og lignende) finpulveriseres og blandes omhyggelig, brennes til begynnende smelting (sintring, 1400–1500 °C) i roterende ovner, og males til et fint pulver i kule- eller rørmøller under tilsetning av om lag 3–5 prosent gips og eventuelt mindre mengder jernsulfat og hydraulisk aktivt materiale, for eksempel flyveaske. Sementen selges i sekker eller i bulk.

Energikilden ved brenningen er i Norge kull, noe propan, spillolje og gamle bildekk. Fra 1998 brukes også organisk spesialavfall fra hele Norge som brensel i sementovnene.

Mengdeforholdet reguleres slik at sammensetningen av den brente sementklinkeren blir 60–65 prosent kalsiumoksid (CaO), 18–24 prosent silisiumdioksid (SiO₂), 3,5–7 prosent aluminiumoksid (Al₂O₃), 2–5 prosent jernoksid (Fe₂O₃), og små mengder magnesiumoksid (MgO), sulfat (SO₄^2–-) og alkalier.

Kvaliteten på produktet er foruten kjemisk sammensetning og brenningsbetingelsene avhengig av nedmalingsgraden. Størsteparten av sementpartiklene skal ha kornstørrelse 0,003–0,030 mm eller lavere.

Ved bruk av tilsetningsstoffer kan sementens egenskaper, som størknings- og herdingstid, styrke, resistens mot kjemiske angrep, vanntetthet og varmeutvikling under størkningen/herdingen, modifiseres. De mange anvendelser av betong har imidlertid også medført behov for nye sementtyper med helt andre egenskaper og sammensetninger.

Herdingen som foregår når sement blandes med vann, er en komplisert kjemisk-fysisk prosess som ennå ikke kjennes fullt ut. Innledningsvis reagerer kalsiumoksid og silisiumdioksid med vann under dannelse av kalsiumhydroksid (Ca(OH)₂) og monokalsiumsilikat (CaO · SiO₂), samtidig som det utvikles varme. Portlandsement størkner relativt langsomt (flere timer), og mørtel eller betong der den inngår, oppnår ikke full styrke før etter mange måneder.

I Norge produseres sement av Norcem AS, som har fabrikker i Brevik i Telemark og Kjøpsvik i Nordland. Fabrikkene produserer sement basert på lokale kalksteinsforekomster. Norcem inngår fra 1999 i det tyske sement- og byggevarekonsernet HeidelbergCement.

Verdens samlede produksjon av sement er anslått til 4,1 milliarder tonn i 2020. Av dette står Kina for i overkant av halvparten (2,2 milliarder tonn). Andre store produsentland er India (340 millioner tonn), Vietnam (96 millioner tonn) og USA (90 millioner tonn).

Den samlede produksjonen nådde et foreløpig maksimumsnivå på 4,2 milliarder tonn i 2014, etter en fordobling de foregående ti årene. Prognosene for framtidig vekst varierer, og avhenger av ulike forutsetninger om tiltak for å begrense klimaendringene. Det internasjonale energibyrået (IEA) anslår et nivå mellom 4,5 og 5 milliarder tonn i 2050, basert på gjeldende teknologi og politikk.

Produksjon av sement innebærer betydelige CO₂-utslipp, både fra kalsineringen av kalkstein (CaCO₃) til kalsiumoksid (CaO) og fra forbrenningsovnene. Ifølge IEA er gjennomsnittlige CO₂-utslipp 0,5-0,6 tonn per tonn sement. De årlige CO₂-utslippene knyttet til sementproduksjon anslås til 2,4 milliarder tonn, hvorav om lag to tredeler av utslippene er knyttet til kalsineringen.

• betong

• Norsk standard: standarder for sement og betong