Zement & Green Cement -
Nachhaltige Zementtechnologie für Forschung & Labor
Ein breites Spektrum von Abfallstoffen wird bereits recycelt, darunter alltägliche Gegenstände wie Batterien, Bauschutt und Bioabfälle. Um die verschiedenen Materialien wiederzuverwenden, müssen sie oft zerkleinert und homogenisiert werden, so dass sie zu neuen Gegenständen geformt werden können. So können beispielsweise aus den zerkleinerten Glaspartikeln gebrauchter Flaschen neue Flaschen oder Kunstgegenstände hergestellt werden. Eine weitere Idee ist, Textilien und Leder zu zerkleinern und das Pulver für neue Möbelbezüge zu verwenden. Darüber hinaus ist eine Qualitätskontrolle der zerkleinerten Materialien erforderlich, um sicherzustellen, dass keine gefährlichen Stoffe wiederverwendet werden, wie z.B. Asbest im Bauschutt oder giftige Bestandteile im Elektronikschrott.
Doch diese Schlüsselrolle bringt Herausforderungen mit sich: Die Herstellung von Zement ist energieintensiv und verursacht erhebliche CO₂ Emissionen – rund 8 % der weltweiten Emissionen. Damit steht die Industrie im Zentrum der globalen Klimadiskussion. Die Reduktion von Treibhausgasen ist zentral. Strategien wie die Verringerung des Klinkeranteils, alternative Bindemittel, CO₂ Abscheidung und -Speicherung sowie der Einsatz von Recyclingmaterialien sind entscheidende Schritte hin zu „Green Cement“. Forschungslabore entwickeln dafür neue Rezepturen, prüfen Leistungsfähigkeit und begleiten die Transformation zu klimafreundlichen Lösungen.
RETSCH bietet innovative Mahl , Sieb und Probenvorbereitungslösungen für die Zementtechnologie – von der Vermahlung von Zementrohstoffen und SCMs, über die Aufbereitung von Sekundärbrennstoffen, bis hin zur Aktivierung von Tonen für Green Cement und LC³ Konzepte. Abgerundet wird das Portfolio durch Siebmaschinen, die speziell für die feinen Pulver der Zementindustrie ausgelegt sind – etwa mit Luftstrahlsiebung für eine präzise Qualitäts- und Prozesskontrolle.
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Ergänzende Zementtechnologien: Verwendung von Zyklonabscheidern oder Trocknung der Proben - auch bei Green Cement Materialien!
Zyklonabscheider – nicht nur Green Cement ein Vorteil:
Die Verwendung von Zyklonabscheidern bietet zahlreiche Vorteile: Sie ermöglichen einen schnellen Probenaustrag, verbessern die Rückgewinnung der Probe und reduzieren die Staubentwicklung deutlich. So bleibt die Laborluft sauberer und die Gesundheit der Mitarbeitenden wird geschützt. Außerdem schützen Zyklonabscheider die Maschinen vor eindringendem Staub, so dass geringere Wartungskosten anfallen. Insgesamt tragen Zyklone dazu bei, die Probenvorbereitung sowohl im klassischen Zement Bereich als auch für Materialien im Bereich Green Cement zu optimieren und reproduzierbare Analyseergebnisse zu sichern.
Zyklonabscheider stehen für eine Vielzahl von Retsch Laborbrechern und -mühlen zur Verfügung. Sie können flexibel nachgerüstet werden und mit unterschiedlich großen Auffanggefäßen versehen werden (bis 30 l). Es gibt zwei unterschiedliche Zyklonvarianten – Standard, oder einen Hochleistungszyklon, der vor allem bei sehr leichten, sehr kleinen Probenpartikeln oder bestimmten Mühlen verwendet wird. Eine Staubkontrolle für Materialien wie Flugasche oder Rohmehle wird somit gewährleistet.
Einsatzempfehlungen für den hochabscheidenden Zyklon
Bei der Zerkleinerung und Vermahlung von Probenmaterialien spielt die vollständige und reproduzierbare Rückgewinnung der Probe eine entscheidende Rolle. Zyklone werden eingesetzt, um Probenverluste (durch Anhaftungen feiner Partikel im Mahlraum, an Mahlwerkzeugen und in Verbindungen) zu minimieren und somit eine saubere sowie effiziente Probenrückgewinnung zu gewährleisten. Gleichzeitig kühlt der erzeugte Luftstrom die Proben, und schützt die Lager der Maschinen vor Staub.
Maximale Laborleistung: Zyklone setzen neue Maßstäbe für Effizienz und Sauberkeit
Zyklonabscheider bieten beim Einsatz in Kombination mit Labor-Mühlen erhebliche Vorteile. Während Schneidmühlen oder Rotormühlen bereits häufig mit einem Zyklon betrieben werden, profitieren auch Backenbrecher und Scheibenmühlen in hohem Maße von dieser Konfiguration. Durch den Einsatz eines Zyklons ist es zudem möglich, zwei Mühlen direkt miteinander zu kombinieren: So kann beispielsweise ein zweistufiger Zerkleinerungsprozess mit einem Backenbrecher und einer Scheibenmühle in einem einzigen Arbeitsgang realisiert werden.
Zyklon Sets 2026
Zyklon-Sets sind die ideale Lösung für eine saubere, effiziente und materialschonende Probenentnahme. Sie gewährleisten eine hochwirksame Trennung des Probenmaterials und ermöglichen anstelle des Schwerkraftauslasses einen optimierten Probeaustrag.
Ein effizientes Beispiel für den Einsatz der Zyklontechnologie ist die BB 250 DM 200 Kombinations-Unit, die mit einem Zyklonabscheider gekoppelt ist. Sie ermöglicht eine durchgängige und automatisierte Probenvorbereitung vom groben Zerkleinern bis zur Feinvermahlung. Durch die direkte Verbindung beider Geräte mit einem Zyklon werden Partikel zuverlässig und staubarm ausgetragen, wodurch der manuelle Aufwand zusätzlich minimiert wird.
Auch kleinere Backenbrecher wie der BB 50 können über Schlauch- oder Rohrverbindungen mit der Scheibenmühle DM 200 gekoppelt werden. Viele Rohstoffe, wie sie im Bereich Green Cement zu finden sind, lassen sich so effektiv homogenisieren – Zyklone erweitern spielen daher eine wichtige Rolle für moderne Zementtechnologie.
Abrundung von Partikeln zur Verbesserung der Verarbeitungseigenschaften
Abgerundeter Sand kann „grünen“ Beton verbessern, da er den Wasserbedarf reduziert und gleichzeitig eine gute Verzahnung der Partikel unterstützt. Dadurch kann der benötigte Zementleimanteil und somit auch der gesamte CO₂-Fußabdruck verringert werden. Im nachhaltigen Betondesign besteht das Ziel darin, weniger Zement und Wasser einzusetzen, ohne die Leistungsfähigkeit zu beeinträchtigen. Abgerundete Körner verringern die Reibung beim Mischen und Einbringen und wirken wie kleine Kugellager, die das Fließverhalten der Mischung verbessern. Da kugelförmige Partikel eine geringere Oberfläche als kantige besitzen, benötigen sie weniger Zementleim und Wasser zur Benetzung, was die Verarbeitbarkeit zusätzlich verbessert. Zudem ermöglicht ihre Form eine dichtere Packung mit weniger Hohlräumen, was niedrigere Wasser-Zement-Werte unterstützt und zu dichterem, weniger durchlässigem Beton führt.
- Verarbeitbarkeit: geringere Reibung + kleinere Oberfläche → geringerer Wasserbedarf und einfachere Verarbeitung
- Leistung: bessere Packungsdichte → weniger Hohlräume, höhere Dichte, verbesserte Dauerhaftigkeit und geringeres Rissrisiko
Eine Trommelmühle wie die TM 300 oder TM 500 kann als „Partikelformungs“-Schritt eingesetzt werden, um Sandkörner vor der Verwendung im grünen Beton abzurunden. Im rotierenden Trommelraum stoßen die Sandpartikel wiederholt miteinander (und ggf. mit Mahlkörpern) zusammen, wodurch scharfe Kanten allmählich abgetragen und plättchenförmige Anteile durch kontrollierte Abrasion reduziert werden. Durch die Anpassung von Verweilzeit, Drehzahl und Füllgrad oder den Einsatz von Kugeln bzw. Stäben lässt sich der Grad der Abrundung gezielt steuern, ohne übermäßig viele Feinstanteile zu erzeugen. Das Ergebnis ist eine kugeligere Sandfraktion, die die Packungsdichte und Verarbeitbarkeit verbessert und damit den Bedarf an Wasser und Zementleim in nachhaltigen Betonrezepturen reduziert.
Bestimmung repräsentativer Teilstichproben
Probenteiler werden in der Zementtechnik eingesetzt, um repräsentative Teilproben aus Schüttgütern zu gewinnen und so zuverlässige sowie reproduzierbare Analyseergebnisse sicherzustellen. Sie sind ein wichtiger Bestandteil der Qualitätskontrolle, da sie Probenahmefehler bei der Aufbereitung von Materialien wie Klinker, Zement und Rohmehl für Laboruntersuchungen minimieren.
Vorteil durch Trocknung:
Das Trocknen von Proben ist ein entscheidender Schritt in der Probenvorbereitung für die Zementanalyse. Feuchte Proben wie Gips, Kalkstein oder Sande können während der Vermahlung zu Anbackungen führen, was die Homogenisierung erschwert und Analyseergebnisse verfälschen kann. Zudem wird die Gefahr von Verstopfungen in den Mühlen reduziert, was den Arbeitsprozess sicherer und wirtschaftlicher macht.
Das TG 200 ermöglicht eine schonende und gleichmäßige Trocknung verschiedenster Probenmaterialien, die auch als alternative Materialien im Bereich Green Cement Verwendung finden. Durch kontrollierte Temperaturführung und Luftzirkulation wird Feuchtigkeit effizient entfernt, ohne die Materialeigenschaften zu verändern, und das Gerät lässt sich flexibel an unterschiedliche Probenmengen und -arten anpassen.
Siebung von Zementrohstoffen oder homogenisierten Green Cement Materialien
Siebanalysen spielen eine zentrale Rolle in der Zementtechnologie, da die Korngrößenverteilung der Ausgangsstoffe und Zwischenprodukte maßgeblich die Qualität und Eigenschaften des Endprodukts beeinflusst. Eine präzise Bestimmung der Partikelgrößen ist entscheidend für die Optimierung von Mahlprozessen, die Verbesserung der Reaktivität von Zement oder Materialien, die im Bereich Green Cement Verwendung finden und die Einhaltung von Normen.
Retsch Siebmaschinen sind in der Branche weit verbreitet und stehen für Zuverlässigkeit, Präzision und einfache Handhabung. Sie ermöglichen eine schnelle und reproduzierbare Analyse von Schüttgütern wie Mörtel, Zement, Klinker oder Zusatzstoffen wie Sanden sowie SCMs wie Flugasche oder Tailings. Dank verschiedener Siebgrößen und automatisierter Auswertungsfunktionen lassen sich sowohl grobe als auch feine Fraktionen exakt bestimmen. Auch nach Homogenisierungsschritten helfen sie zu prüfen, ob Proben bereits fein genug vermahlen sind. Die Luftstrahlsiebmaschinen AS 200 jet, AS 200 jet pro und AS 200 jet pharma ermöglichen besonders schnelle und effiziente Siebanalysen feiner Proben, da der Luftstrom für eine optimale Verteilung und Trennung des Materials sorgt. Gerade für Green Cement und moderner Zementtechnologie ist diese präzise Partikelgrößenanalyse entscheidend für die Bewertung von Reaktivität, Qualität und Prozessstabilität.
Siebung von Flugasche als Beispiel für ein Green Cement Material
100 g Flugasche können in der AS 200 control innerhalb von 10 Minuten gesiebt werden; ein Siebturm mit Maschenweiten von 32 / 45 / 63 / 90 / 125 / 250 µm ist dafür gut geeignet, gearbeitet wurde mit 1,1 mm Amplitude. Luftstrahlsiebmaschinen verwenden im Gegensatz dazu nur ein Sieb, die Siebdauer richtet sich nach Probenmenge und Maschenweite und liegt meist bei 1–2 Minuten pro Sieb; mittels „Standard-“ oder „Schweizer Verfahren“ lassen sich dennoch verschiedene Fraktionen und Partikelgrößenverteilungen bestimmen. Ab etwa sechs verwendeten Sieben sind beide Gerätetypen ähnlich schnell, und Luftstrahlsiebmaschinen ermöglichen zudem Trockensiebungen von Proben 50 µm, während bei der AS 200 control hierfür häufig Nasssiebungen nötig sind. Die AS 200 jet pro erleichtert den Prozess dank integrierter Waage deutlich und reduziert Probenverluste; zahlreiche Software‑Checks und Guided‑Sieving unterstützen zusätzlich eine fehlerarme Bedienung.
Beispiel: Siebung Zementklinker auf der AS 200 jet pro
Eine 30 g Zementklinkerprobe wurde im Standardverfahren auf der AS 200 jet pro gesiebt. Dafür kamen Siebe mit Maschenweiten von 20, 32, 40, 63, 80, 125 und 180 µm zum Einsatz. Zunächst wurde die Probe auf das 20 µm Sieb gegeben und 90 s gesiebt. Anschließend wurde der Überstand jeweils auf das nächstgröbere Sieb übertragen und erneut gesiebt, bis das 180 µm Sieb erreicht war. Je nach Siebgröße lag die Siebdauer zwischen 60 und 90 s, der Unterdruck zwischen 20 und 32 mbar. Die Düsenrotation betrug durchgehend 20 rpm. Die Ergebnisse können direkt auf der Siebmaschine tabellarisch, als Histogramm oder in Form von Graphen dargestellt werden. In diesem Beispiel lagen 54,21 % der Probe unter 20 µm. Beim Vergleich zweier Proben lassen sich beispielsweise Unterschiede in den Fraktionen 32 - 40 µm sowie 40 - 63 µm grafisch deutlich erkennen. Dadurch können Produktionsprozesse effektiv überwacht werden, sodass bei Abweichungen schnell reagiert werden kann.
Zementklinker, verschiedene Darstellungsformen wie Histogramm, Tabelle oder grafischer Vergleich zweier Proben
FAQs - Zementtechnologie und Green Cement
Wie unterstützt Retsch Bemühungen, Zementtechnologien mehr auf Green Cement auszurichten?
Retsch bietet viele Lösungen an, von Brechern und Mühlen zur Probenvorbereitung klassischer Zementmaterialien bis hin zu Systemen, die SCMs homogenisieren oder gar mechanisch aktivieren.
Warum ist die Kontrolle von Staub im Labor so wichtig?
Rohstoffe der Zementindustrie sowie die eingesetzten Labormühlen neigen zu erhöhter Staubentwicklung. Zyklonabscheider leisten hier einen wichtigen Beitrag: Sie halten die Laborumgebung sauber, kühlen die Probe, verbessern die Probenrückgewinnung und schützen gleichzeitig empfindliche Maschinenkomponenten wie Kugellager vor eindringendem Staub. Dadurch werden Gesundheitsschutz, Prozesseffizienz und verlängerte Wartungsintervalle gleichermaßen unterstützt.
Warum ist die Luftstrahlsiebung für Green Cement von Bedeutung
Green Cement Materialien wie SCMs und aktivierte Tone bestehen aus sehr feinen, oft agglomerierenden Pulvern. Die Luftstrahlsiebung ermöglicht hierfür eine präzise und schonende Partikelgrößenanalyse und ist damit entscheidend für Reaktivität, Qualität und Prozesskontrolle.
Warum sind rundere Sandkörner im Beton vorteilhaft?
Rundere Körner reduzieren die Reibung zwischen den Partikeln und verbessern dadurch die Verarbeitbarkeit. Gleichzeitig benötigen sie weniger Wasser und Zementleim, was zu einem geringeren CO₂-Fußabdruck beiträgt. In Trommelmühlen wie der TM 300 lassen sich Partikel abrunden.
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