সিমেন্টের ব্যাগ খুললে যে ধূসর গুঁড়া দেখেন, তার প্রায় পুরোটাই একসময় ছিল ছোট ছোট শক্ত দানা। সেগুলোকেই বলে ক্লিংকার। কারখানায় সবচেয়ে বেশি যত্ন, জ্বালানি আর মনোযোগ যায় এই জিনিসটির পেছনে।
ক্লিংকার কী?
কাঁচামালের মিশ্রণ (চুনাপাথর, Clay ও সংশোধনী উপাদান) চুল্লিতে প্রায় ১৪৫০°C তাপমাত্রায় পোড়ালে আংশিক গলে গিয়ে একসঙ্গে জুড়ে গাঢ় রঙের দানা তৈরি হয়। এই প্রক্রিয়াকে বলে sintering বা clinkering। দানার আকার প্ল্যান্ট ও পোড়ানোর অবস্থাভেদে ভিন্ন হয়, সাধারণত কয়েক মিলিমিটার থেকে বড় দানা পর্যন্ত।
ঠান্ডা হওয়ার পর এই ক্লিংকার সামান্য জিপসামের সঙ্গে মিলে গুঁড়া করলেই সিমেন্ট হয়।
পোড়ানোর সময় কী ঘটে?
প্রথম ধাপে, প্রায় ৮০০ থেকে ৯০০°C-এর কাছাকাছি তাপমাত্রায়, চুনাপাথর ভেঙে চুন (CaO) হয়:
এরপর তাপমাত্রা বাড়লে চুন সিলিকা, অ্যালুমিনা ও আয়রন অক্সাইডের সঙ্গে বিক্রিয়া করে নতুন খনিজ তৈরি করে। সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ খনিজটি তৈরি হয় সবচেয়ে বেশি তাপে, চুল্লির “burning zone”-এ।
চারটি প্রধান খনিজ
সিমেন্ট রসায়নে লেখার সুবিধার জন্য সংক্ষিপ্ত সংকেত ব্যবহার হয়: C = CaO, S = SiO₂, A = Al₂O₃, F = Fe₂O₃, H = H₂O। এই সংকেতে চারটি খনিজ হলো:
| খনিজ | প্রচলিত নাম | সাধারণ ভূমিকা |
|---|---|---|
| C₃S | Alite | শুরুর দিকের শক্তি ও প্রধান শক্তি জোগায় |
| C₂S | Belite | ধীরে বিক্রিয়া করে, পরের দিকে শক্তি বাড়ায় |
| C₃A | Aluminate | খুব দ্রুত বিক্রিয়া করে ও তাপ ছাড়ে, জিপসাম দিয়ে নিয়ন্ত্রণ করা হয় |
| C₄AF | Ferrite | শক্তিতে অবদান কম, ক্লিংকারের গাঢ় রঙে ভূমিকা রাখে |
সাধারণ পোর্টল্যান্ড ক্লিংকারে Alite সবচেয়ে বেশি, এরপর Belite, আর বাকি দুটি অপেক্ষাকৃত কম থাকে। সাধারণ পরিসর: Alite ৫০–৭০%, Belite ১৫–৩০%, Aluminate ৫–১০%, Ferrite ৫–১৫%। একটি সাধারণ ক্লিংকারের মোটামুটি অক্সাইড গঠন প্রায় ৬৭% CaO, ২২% SiO₂, ৫% Al₂O₃, ৩% Fe₂O₃ ও ৩% অন্যান্য উপাদান। কারখানা ও কাঁচামালভেদে সঠিক মান বদলায়।
উৎস: H.F.W. Taylor, Cement Chemistry (২য় সংস্করণ)। কারখানার নিজস্ব ডেটা ভিন্ন হতে পারে।
ক্লিংকারের খনিজ হিসাব (Bogue)
ল্যাবে ক্লিংকারের অক্সাইড বিশ্লেষণ থেকে চার খনিজের আনুমানিক পরিমাণ বের করা যায়। এটিকে Bogue হিসাব বলে। ক্লিংকারের জন্য Taylor-এর রূপে SO₃ থাকে না, আর CaO থেকে মুক্ত চুন বিয়োগ করে নেওয়া হয়:
এই ফল হলো সম্ভাব্য (potential) খনিজ গঠন। প্রকৃত গঠনের সঙ্গে কিছু তফাত থাকে, বিশেষ করে Alite কম আর Belite বেশি দেখায়। বিস্তারিত ও উদাহরণ আছে ক্লিংকারের চার খনিজ ও Bogue হিসাব লেখাটিতে।
উৎস: H.F.W. Taylor, Cement Chemistry (২য় সংস্করণ), §3.1.3 ও §4.5.4।
ভালো ক্লিংকার বলতে কী বোঝায়?
কারখানার ল্যাবে ক্লিংকারের কিছু বিষয় নিয়মিত দেখা হয়। যেমন:
- Free lime (মুক্ত চুন): পোড়ানোর পরও যে CaO বিক্রিয়া না করে থেকে গেছে। এর পরিমাণ বেশি হলে সাধারণত বোঝা যায় পোড়ানো অপর্যাপ্ত ছিল, কাঁচামালের মিশ্রণ বেশি চুনসমৃদ্ধ ছিল, বা কাঁচামাল যথেষ্ট মিহি ছিল না। সীমা কারখানাভেদে ঠিক করা হয়
- রাসায়নিক গঠন: মূল অক্সাইডগুলোর অনুপাত
- দানার আকার ও কঠিনতা: এটি পরবর্তীতে গুঁড়া করার সময় শক্তির খরচকে প্রভাবিত করে
এই মানগুলো স্থির রাখাই কোয়ালিটি টিমের একটি বড় কাজ। এখানে পরিসংখ্যানও কাজে লাগে, যেমন free lime-এর কন্ট্রোল চার্ট। সে বিষয়ে আলাদা লেখা থাকবে।
ঠান্ডা করার গুরুত্ব
পোড়ানোর পর ক্লিংকারকে কত দ্রুত ও কীভাবে ঠান্ডা করা হচ্ছে, তা ক্লিংকারের গুণমানে প্রভাব ফেলে। সেই কাজ করে ক্লিংকার কুলার, যা নিয়ে এই সিরিজের সপ্তম লেখায় আসছি।
আরও পড়ার জন্য
- H.F.W. Taylor, Cement Chemistry
