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Zement ist eines der wenigen Schweizer Produkte, welches ausschliesslich aus einheimischen Rohstoffen hergestellt wird.
Die Rohmaterialien Kalk und Mergel entstanden vor Millionen Jahren durch Ablagerungen im Meer der erdgeschichtlichen Periode des Jura.
In 10 bis 14 Bohrlöchern mit einer Tiefe von ca. 20 Metern wird die Sprengung elektrisch ausgelöst.
So werden bei jeder Sprengung durchschnittlich ca. 6'000 Tonnen Felsmaterial von der Steinbruchwand gelöst.
Um den harten Kalkstein vom Fels sprengen zu können, werden mit einem Bohrgerät Löcher in den Fels gebohrt, in denen dann die Sprengladungen angebracht werden.
Die Bohrmaschine wird auch für Probebohrungen eingesetzt, um das künftige Rohmaterial vorgängig im Labor analysieren und so den weiteren Abbau planen zu können.
Bei der Sprengung fallen unterschiedlich grosse Gesteinsbrocken an.
Der elektrisch betriebene Brecher zerschlägt diese zu faustgrossen Stücken, und verarbeitet pro Stunde bis zu 600 Tonnen Kalksteine.
Pneulader werden im Steinbruch für verschiedenste Arbeiten eingesetzt, z.B. für das Abstossen der losen Steine von der Sprengung, das Anlegen von Fahrpisten und besonders für das Beladen der Dumper.
Ein Pneulader kann mit seiner Schaufel bis zu 30 Tonnen Steine heben.
Mergel ist ein Gemisch aus Kalk und Opalinuston, und enthält für die Zementproduktion wichtige Spuren von Aluminium.
Mergel-Vorkommen sind im Schweizer Jura sehr häufig anzutreffen.
Mergelfels ist weniger hart als reiner Kalkstein und kann mit dem Bulldozer abgebaut werden.
Der hinten am Dozer angebrachte Zahn reisst den Mergelboden auf, worauf das nun lose Material mit dem Schild zusammengestossen und vom Pneulader auf den Dumper geladen werden kann.
Dumper sind Lastwagen, die sehr hohe Lasten laden können. Sie dienen im Steinbruch dem Transport des Kalk- und Mergelgesteins über grössere Distanzen. Mit jeder Fuhre können so bis zu 50 Tonnen Material transportiert werden.
Wie beim Kalk muss der abgebaute Mergel auf Faustgrösse zerkleinert werden. Der Mergelbrecher ist stationär in einem Gebäude untergebracht.
Dumper kippen den Mergel aus dem Steinbruch in den Trichter des Mergelbrechers.
Zwei Förderbänder, eines für Kalk und eines für Mergel, verbinden die Steinbrüche mit der Rohmaterialhalle in der Zementfabrik.
Der Transport per Förderband ist sehr emissionsarm und schont damit Mensch und Natur.
Die Halle dient als Zwischenlager in der Fabrik, und besitzt eine Lagerkapazität von jeweils 30'000 Tonnen Kalk und 30'000 Tonnen Mergel.
Diese Menge reicht für eine Produktionszeit von ca. 14 Tagen.
Im Innern zeigt sich die Zeitform der Rohmaterialhalle. Das Material lagert in zwei separaten Halden (Kalk und Mergel), welche per Förderband mit dem aus dem Steinbruch ankommenden Material aufgefüllt werden.
Das Rohmaterial wird mit zwei sogennanten Abbaukratzern von den Halden ab- und auf Fördergänder gezogen, welche die Vorbunker der Rohmelhmühle befüllen.
Der Kratzer fährt bei seiner Arbeit immer längs der Hallenseite nach und bewirkt damit eine erste Homogenisierung des Materials. So können abwechslungsweise (Kalk- und Mergelseite) pro Seite bis zu 150 Tonnen Steine von den Halden abgezogen werden.
Besonders hochwertiger Kalk wird über ein separates Förderband direkt vom Steinbruch zu den Zementmühlen geführt.
Beim Mahlen von Portland-Kalkstein-Zement wird dieser Kalk dann direkt den Zementmühlen beigegeben. Dies führt zu einem geringeren Klinkeranteil im Zement und ausserdem zu verbesserten Verarbeitungseigenschaften des späteren Betons.
Bei der Zementherstellung handelt es sich um einen chemischen Prozess.
Um einen gleichbleibend qualitativ hochwertigen Zement herzustellen, muss die Zusammensetzung der chemischen Elemente im Rohmaterial immer gleich sein. Natürliche Schwankungen im Rohmaterial können durch eine Beimischung von Korrekturstoffen ausgeglichen werden.
Wird beispielsweise im Zementlabor ein zu tiefer Siliziumgehalt festgestellt, kann dies durch Zumischung von quarzsand ausgeglichen werden.
Durch den Einsatz von alternativem Rohmaterial (z.B. Aushub von Baustellen) werden die natürlichen Ressourcen geschont. Gleichzeitig wird auch der in der Schweiz stark begrenzte Deponieraum für mineralische Sonderabfälle entlastet.
Das Entsorgungskonzept A.RO.MA der Jura Cement beinhaltet die fachmännische Aufbereitung von mineralischen Betonabbrüchen für die Zementproduktion.
Eigens für diese Aufbereitung wurden im Werk Wildegg zwei Lagerhallen erstellt, von denen aus das alternative Rohmaterial dann gesteuert dem konventionellen Rohmaterial beigemischt werden kann.
In der Rohmehlmühle werden die Rohmaterialien gemischt und gemahlen. Die heisse Abluft aus dem Ofenprozess trocknet das Material und nimmt das feine Rohmehl mit. Ein fester Sichter über der Mühle sorgt dabei dafür, dass nur der Anteil an Staub entnommen wird, der bereits genügend fein ist.
Die Mühle besitzt einen Aussendurchmesser von 6 Metern und eine Höhe von 35 Metern und verarbeitet pro Stunde über 160 Tonnen Material.
Zwei Walzenpaare aus Stahl werden hydraulisch auf einen rotierenden Mahltisch gedrückt und zerkleinern so die faustgrossen Steine zu feinem Rohmehl.
Die Walzenpaare haben einen Durchmesser von 2.15 Metern und ein Gewicht von 45 Tonnen.
Die Homogenisierung ist für einen qualitativ hochwertigen Zement von besonderer Bedeutung.
Die Durchmischung des Mahlgutes ist idealerweise so gut, dass jedes Gramm Rohmehl, welches auf den Ofen gebracht wird, die gleiche chemische Zusammensetzung besitzt.
Das Homogenisiersilo besitzt eine Kapazität von 12'000 Tonnen.
Das ankommende Rohmehl wird über Luftförderrinnen zum Homogenisiersilo transportiert. Mit einem Becherwerk nach oben gefördert, wird das Mehl über einen Verteilstern gleichmässig über die ganze Silooberfläche verteilt.
Über Leitungen wird von unten Luft ins Silo eingeblasen. Diese durchströmt das Rohmehl und bewirkt auf seinem Weg nach oben eine ständige Durchmischung.
Das Mischgut bleibt durchschnittlich 3 bis 5 Tage im Honogenisiersilo, wodurch eine bestmögliche Homogenisierung erreicht wird.
Das Bauwerk dominiert durch seine Höhe das Bild der Zementfabrik und überragt mit seinen 75 Metern alle anderen Bauwerke (Kamin ausgenommen!)
Der Zweck des Wärmetauscherturms liegt in der Vorwärmung des kalten Rohmehls.
Dazu dienen vier Zyklonstufen, welche das Rohmehl von 90 °C auf nahezu 1000 °C erhitzen, bevor es in den Ofen gelangt.
Die Zyklone sind Stahltrichter mit einem Durchmesser von bis zu 4 Metern, welche dem Wärmeaustausch zwischen den heissen Ofenabgasen und dem kalten Rohmehl dienen.
In ihnen fallen Steinmehl und Luft rotierend nach unten und werden getrennt - Rohmehl nach unten, Luft nach oben. So werden die Verweilzeit des Mehls im Gasstrom und damit der Wärmeaustausch erhöht.
Für den Luftstrom durch Ofen, Wärmetauscherturm und Rohmehlmühle sorgen riesige Ventilatoren. Diese saugen pro Stunde 400'000 m3 Luft durch das gesamte System.
Bevor die Obenabluft, welche zuvor für die Trocknung und Erwärmung des Rohmehls verwendet wurde, über den Kamin an die Umwelt abgegeben wird, wird sie durch wirkungsvolle Filteranlagen gereinigt.
Im Drehrohrofen findet bei 1450 °C der Hauptprozess der Zementherstellung, das Brennen des Rohmehls zu Zementklinker, statt.
Der Zementofen ist ein ca. 60 Meter langes, minimal geneigtes Stahlrohr mit einem Durchmesser von 3.8 Metern. Er dreht sich stetig um die eigene Achse und ist im Innern mit feuerfesten Steiner ausgemauert, da die enorme Hitze ansonsten den Stahlmantel schmelzen würde.
Der Drehrohrofen wird über eine Brennerlanze befeuert. Dabei handelt es sich um in Schamottmasse eingegossene Rohre, welche von aussen in den Ofen eingeführt werden.
Über Düsen vorne an den Rohren werden so die unterschiedlichen Brennstoffe (Kohle, Altöl, Kunststoffgranulat, Fleischmehl etc.) eingeblasen und erzeugen die benötigte Sintertemperatur.
Ein Blick in den Ofen ist sehr eindrucksvoll und lässt erahnen, welche Temperaturen für die Herstellung des Zementklinkers benötigt werden.
Nach Durchlaufen der Sinterzone sieht der Klinker aus wie rotglühende Kieselsteine.
Im Kommandoraum wird die gesamte Produktion überwacht und gesteuert.
Da die Produktion ohne Unterbruch (d.h. 24 Stunden pro Tag, 7 Tage die Woche) läuft, ist dieses Nervenzentrum eminent wichtig. Von der Rohmaterialhalle bis zum Zementsilo laufen hier alle Informationen der laufenden Maschinen, Prozess-, Qualitäts- und Emissionsdaten zusammen.
Zahlreiche Computer überwachen die Anlagen, stellen Abweichungen von Sollwerten fest und greifen bei Bedarf ein oder signalisieren dies dem Kommandoraumwart.
Doch auch das ausgeklügeltste Computersystem kann den Menschen nicht ersetzen. Die Mindestbesatzung einer Zementfabrik (Nacht & Wochenende) besteht aus nur 3 Mitarbeitern. Wenn die Grösse und Komplexität der Produktionstätte gesehen wird, überrascht dies.
Durch die leichte Neigung und die Drehbewegung des Ofenrohrs bewegt sich der Klinker beständig in Richtung Hauptbrenner und fällt am Ofenende auf den Rostkühler runter.
Der bei der Kühlung auf dem Rost zusammengebackene Klinker muss vor der Zwischenlagerung in den Klinkersilos aufgebrochen werden.
Dies übernimmt ein Walzenbrecher mit drei Brechwalzen sehr zuverlässig.
Um den hohen thermischen Energiebedarf zu decken, werden diverse Brennstoffe eingesetzt.
Jura Cement deckt ihren Bedarf bereits heute zu 70% mit alternativen Brennstoffen. Dadruch kann der Einsatz von fossilen Energieträgern, im wesentlichen Steinkohle, minimiert und die Umwelt geschont werden.
Ungefähr ein Drittel des Brennstoffbedarfs wird heute noch durch Kohle gedeckt - Tendenz sinkend.
Die verwendete Kohle kommt vorwiegend aus Südafrika und wird mit Schiffen und eigenen Bahnwagen in die Zementfabrik transportiert.
Für die Verbrennung im Drehofen wird sie zu feinem Kohlestaub zermahlen und mit Luft eingedüst um den höchstmöglichen Brennwert pro eingesetzte Tonne zu erhalten.
Modernste Filteranlagen wie der E-Filter zwischen Kühler und Kamin entnehmen dem Gasstrom den Klinkerstaub und führen ihn in den Prozess zurück.
Der Elektrofilter zeichnet sich neben der hohen Energieeffizienz auch durch seinen geringen Wartungsaufwand aus. Ausserdem bietet er durch seinen geringen Wärmeverlust ideale Voraussetzungen für einen effizienten Betrieb des Fernwärmenetzes.
Ein Teil der bei der Produktion enstehenden Abwärme wird über einen Wärmetauscher in das Fernwärmenetz der Regionalen Technischen Betriebe, Wildegg eingespeist. Somit heizt der Ofen auch Privathaushalte und unter andeem das Schwimmbad Wildegg.
Abgefahrene Reifen haben keinen Verwendungszweck mehr, verfügen jedoch über einen hohen Brennwert.
Jura Cement nutzt dies, indem die Pneus in einer sogennanten Vorbrennkammer rückstandlos verbrannt werden. Die dabei entstehende Energie wird dann für die Beheizung des Ofensystems verwendet und deckt so bis zu 25% des benötigten Bedarfs.
Die Menge an Kunststoffabfällen aus Industrie und Haushalten steigert sich jährlich.
Das in allen Farben und Formen anfallende Material wird in einer eigens dafür eingerichteten Halle auf dem Werkareal Wildegg zerkleinert und aufbereitet. So entsteht ein hochwertiger Brennstoff, welcher dann zusammen mit Fleischmehl oder Trockenklärschlamm in den Ofen eingeblasen wird.
Die Brennstoffpalette erweitert sich ständig und umfasst momentan unter anderem: Trockenklärschlamm, sterilisiertes Fleischmehl, Lösungsmittelabfälle aus der chemischen Industrie, Altöl und Papierfangstoffe aus dem Papierrecycling.
Zum einen werden dadurch die Ressourcen und die Umwelt geschont, zum anderen wird zur Lösung des Abfallproblems in der Schweiz beigetragen.
Nach dem Abkühlen im Klinkerkühler weist der Zementklinker bereits alle Eigenschaften von fertigem Zement auf.
Die bis Tennisball-grossen Brocken sind in dieser Grösse aber noch nicht als Bindemittel zu gebrauchen, sondern müssen noch weiter verarbeitet werden.
Die harten Klinkerbrocken müssen, bevor sie in die Zementmühlen gegeben werden, aufgebrochen werden. Dies geschieht in der Gutbettmühle (Auch Rollenpresse genannt).
Hier wird der Klinker zwischen zwei gegeneinander laufende, glatte Walzen gegeben und mit einem Druck von bis zu 120 bar zerdrückt und so vorgebrochen.
Der Klinker lässt sich bis zur Mahlung problemlos lagern. In Wildegg erfolgt die Lagerung in vier grossen Klinkersilos mit einer Lagerkapazität von jeweils 15'000 Tonnen.
In den Zementmühlen werden aus dem Ausgangsstoff Klinker unterschiedliche Zementsorten gemahlen. In den liegenden Stahlzylindern mit 3-4 Metern Durchmesser und einer Länge von bis zu 14 Metern zermahlen Stahlkugeln die Grundstoffe zu feinstem Mehl.
Die Beimischung von unterschiedlichen Zuschlagstoffen wie Kalkstein oder Gips und die Feinheit des Endprodukts verleihen den unterschiedlichen Zementsorten auch unterschiedliche Eigenschaften.
Nach der Lagerung kommen die verschiedenen Zementsorten in unterschiedliche Lagersilos. Hier werden sie bis zur Verladung in Bahn oder LKW oder der Abpackung in handliche Säcke gelagert.
Die Zementsilos verfügen über spezielle pneumatische Auslassöffnungen, welche den durch das Eigengewicht verdichteten Zement auflockern und fliessbar machen.
Je nach Anwendungsbereich und Anforderungen an den Baustoff Beton, wie z.B. Druckfestigkeit, Verarbeitbarkeit oder Sulfatresistenz, kommen die unterschiedlichen Zementsorten in der Bauindustrie zum Einsatz.
Das Zementlabor ist verantwortlich für die Einhaltung der strengen Qualitätsziele während dem gesamten Produktionsprozess. Spezialisten überwachen und lenken den Prozess vom Rohmaterial bis zum fertigen Zement. Des Weiteren arbeiten sie an der Weiterentwicklung der Zementsorten und der Überwachung der eingesetzten Brennstoffe.
Unterstützt werden sie von einem automatischen Laborsystem, welches selbstständig Proben aus dem Prozess entnimmt und analysiert.
Jeder Zement hat sowohl die Vorgaben der Normen, als auch interne Zielwerte einzuhalten, was mit genormten Prüfverfahren überprüft und im Rahmen des Qualitätsmanagements verwaltet wird.
Zement, welcher nicht in Säcke abgefüllt ist, wird als "Losezement" bezeichnet und macht ca. 95% des gesamten Zements aus.
Die Hauptkunden sind Transportbetonwerke und Grossbaustellen, von denen viele über einen Bahnanschluss verfügen. Aus diesem Grund wird bei Jura Cement in etwa die Hälfte des Zements umweltschonen auf der Schiene zum Kunden transportiert.
Silo-Transportfahrzeuge können den losen Zement in eigens vorgesehenen Verladestrassen laden. Identifiziert mit durch einem Ausweis im Kreditkartenformat kann der Chauffeur die Verladeanlage selbstständig bedienen und so während den erlaubten Zeiten seinen LKW beladen.
Mit jedem LKW werden so ca. 28 Tonnen Zement zum Kunden transportiert.
Etwa 5% des produzierten Zements wird in Säcke verpackt.
Die vollautomatische Verpackungsanlage nimmt den noch leeren Zementsack, stülpt ihn über einen Stutzen, füllt ihn in einer Umdrehung mit exakt 25 kg Zement und stapelt ihn auf eine Palette.
In dieser Reihenfolge verarbeitet die Anlage bis zu 3'000 Säcke pro Stunde und schützt die fertig gestapelten Paletten gar noch mit einer Kunststofffolie vor Wind und Wetter.
Sackzement wird primär in Do-it-Yourself-Läden angeboten und über den Baumaterialhandel an die Kunden verkauft.
Der Transport geschieht hierbei sowohl auf der Strasse, als auch auf der Schiene.
Im Frühling 2013 konnte am Standort Wildegg das neue Lager- und Mischsilo eingeweiht werden.
Das Bauwerk wurde mit Hilfe einer Gleitschalung erstellt und wuchs in insgesamt drei Etappen direkt über der bestehenden Gleisanlage in die Höhe.
Die dritte und letzte Gleitetappe im August 2012, bei der 12 Tage lang im 24h-Schicktbetrieb bewehrt und betoniert wurde, brachte das Silo auf seine stattliche Höhe von 59.4 Metern.
Das Silo besteht im Innern aus 10 Kammern, in welchen sich Zement und Zusatzstoffe befinden. Eine Mischanlage unterhalb der Silos erlaubt so die Herstellung zahlloser Mischzemente.
Durch diesen Neubau kann die Jura Cement nun noch besser als zuvor auf die zunehmenden Anforderungen von Betontechnologie, Umweltschutz und Ressourcenschonung eingehen und ist bereit für die Zukunft.