عصر صنعتی سیمان را می توان به اوایل قرن نوزدهم در انگلستان،جایی که جوزف آسپدین، بناکار، تصادفاً پیشگام سیمان پورتلند را کشف کرد، در حالی که با سنگ آهک پودری و خاکستری در اجاق آشپزخانه اش آزمایش می کرد.این نوآوری متواضع انقلاب صنعتی را آغاز کرد. امروزه، این صنعت ده ها هزار تن از مواد خام را پردازش می کندسنگ سيمان ٬ خرد کردن آنها به پودر نازک تر از مو انسانهنگامی که با آب مخلوط می شود، این پودر یک خمیر اتصال دهنده قدرتمند را تشکیل می دهد که با سنگ های شن و ماسه ترکیب می شود تا بتن را ایجاد کند، دومین ماده گسترده ای که در زمین پس از آب استفاده می شود.

تولید سیمان اساساً تبدیل شیمیایی مواد معدنی در دمای بالا به مواد مانند سنگ است که سپس به پودر خرد می شوند.فرآیند وابسته به کنترل دقیق شیمیایی است:

• اجزای اصلی:سنگ آهک، گِل، سنگ مرمر و گل، کلسیم، سیلیکون، آلومینیوم و آهن را تامین می کنند. این عناصر تحت گرمای شدید واکنش نشان می دهند تا فازهای معدنی کلیدی کلینکر سیمان را تشکیل دهندسیلیکات دی کلسیم (C2S)، تری کلسیم آلومینیات (C3A) ، و تتر کلسیم آلومینوفرریت (C4AF) ◄ که به ترتیب قدرت اولیه، قدرت طولانی مدت، تولید گرما در طول خشک شدن و مقاومت سولفات را تعیین می کنند.
• مواد مکمل:تولید مدرن شامل اجزای اضافی برای افزایش عملکرد یا کاهش هزینه است:
  • مواد سیلیکونی:شن سیلیکونی، سنگ شیل و سنگ شکن باعث افزایش دوام و دوام طولانی می شود.
  • مواد آهن:سنگ آهن به کاهش دمای سوخاری کمک می کند و باعث تشکیل مواد معدنی می شود.
  • مواد سیمان افزایشی (SCM):محصولات جانبی صنعتی مانند خاکستری پرنده، سنگ شکن فرن بالا،و دود سیلیس فعالیت پوزولانیک را فراهم می کند در حالی که مصرف انرژی و انتشار کربن را به طور قابل توجهی کاهش می دهد.

تولید سیمان مدرن یک فرآیند بسیار خودکار و دقیق با شش مرحله حیاتی است:

کارخانه ها معمولاً در نزدیکی مناطق غنی از مواد معدنی برای دسترسی مستقیم به سنگ آهک و گل قرار دارند.کاهش وابستگی به مواد معدنی تازه در حالی که اصول اقتصاد دایره ای را ارتقا می دهد.

سنگ های عظیم به اندازه بیسبال از طریق سنگ شکن های اولیه کاهش می یابند، سپس به تدریج از طریق سنگ شکن های فک و سنگ شکن های ضربه ای تصفیه می شوند.تجزیه و تحلیل مداوم اندازه ذرات تضمین یکنواخت مواد برای پردازش بعدی.

مواد خرد شده وارد آسیاب های خرد کننده ( آسیاب های توپ یا پریس های رول) می شوند که در آن با مواد مکمل در نسبت های دقیق مخلوط می شوند و به پودر خوب تبدیل می شوند.گیاهان مدرن از سیستم های همجانس سازی آرد خام استفاده می کنند که از فن آوری های انتقال و ذخیره سازی پنوماتیک برای دستیابی به سازگاری شیمیایی قبل از سوخاری استفاده می کنند.

پودر وارد برج های پیش گرم کننده می شود که در آن گازهای خروجی از کوره واکنش های شیمیایی اولیه را آغاز می کنند.سیلندر فولادی با پوشش آتشگیر که با زاویه کمی شیب دار استسوخت (فحم، گاز یا سوخت های جایگزین) در انتهای پایین تزریق می شود و شعله هایی را ایجاد می کند که به 1450 درجه سانتیگراد (2700 درجه فارنهایت) می رسد.

در گرمترین ناحیه کوره، مواد تا حدودی ذوب می شوند و گره های خاکستری-سیاه به نام کلینکر را تشکیل می دهند.کلینکر به سرعت در خنک کننده های تخصصی خنک می شود که گرما را برای استفاده مجدد در پیش گرم کننده ها و کوره ها بازیابی می کند.، به طور چشمگیری بهبود بهره وری انرژی.

کلینکر خنک شده با گیتس (برای کنترل زمان تنظیم) و افزودنی های اختیاری در کارخانه های تکمیل خرد می شود، تولید پودر سیمان پورتلند فوق العاده خوب آماده برای استفاده است.

به عنوان یک بخش انرژی فشرده که حدود 7 درصد از انتشارات جهانی CO2 را تشکیل می دهد، سیمان با چالش های قابل توجهی در زمینه کاهش کربن روبرو است. تولید کنندگان استراتژی های متعددی را اجرا می کنند:

• سوخت های جایگزین:استفاده از لاستیک های قدیمی، پلاستیک و زیست توده برای جایگزینی سوخت های فسیلی.
• بهره وری انرژی:بهینه سازی پیش گرم کننده ها، عملیات کوره ها و خنک کننده های کلینکر در حالی که سیستم های بازیابی گرما ضایعات را اجرا می کنند.
• سیمان کم کربن:افزایش محتوای SCM برای کاهش نسبت کلینکر، به طور بالقوه کاهش اثرات کربن 10٪ یا بیشتر.
• جذب کربن:توسعه تکنولوژی های CCUS برای جذب و استفاده یا ذخیره انتشار CO2
• اقتصاد دایره ای:حداکثر استفاده از محصولات جانبی صنعتی و مواد زائد به عنوان مواد اولیه یا منابع سوخت

صنعت سیمان و بتن متعهد به دستیابی به خنثی سازی کربن تا سال ۲۰۵۰ است. از طریق نوآوری مداوم در مخلوط های کم کربن، سوخت های جایگزین، استفاده از زباله ها و تکنولوژی CCUS،تولید سیمان در حال تکامل به سمت پاکتر استاین تحول پیامدهای عمیقی دارد نه تنها برای صنعت،اما برای پایداری ساخت و ساز جهانی و دستیابی به اهداف توسعه پایدار سازمان ملل.