Nachhaltige Zementtechnologie für Forschung & Labor

Green Cement steht für den Wandel der Zementindustrie hin zu nachhaltigeren, CO₂ reduzierten Bindemitteln. Doch warum gewinnt Green Cement aktuell so stark an Bedeutung? Die Zement- und Betonindustrie ist eine der tragenden Säulen der globalen Bauwirtschaft das Bindeglied unserer Infrastruktur. Jährlich werden weltweit Milliarden Tonnen produziert, um den wachsenden Bedarf an Wohnraum und Verkehrswegen zu decken. Die Branche ist geprägt von hohen Qualitätsanforderungen, komplexen chemischen Prozessen und einer stetigen Weiterentwicklung der Materialtechnologie. Für Labore bedeutet das präzise Analysen, zuverlässige Prüfverfahren und kontinuierliche Forschung. 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.

Ergänzende Zementtechnologien: Trocknung der Proben oder Verwendung von Zyklonabscheidern - auch bei Green Cement Materialien!

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.

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.

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.

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.