Ciment & Green Cement -
Technologie du ciment durable pour la recherche et les laboratoires
Un large éventail de déchets est déjà recyclé, notamment des objets courants comme les batteries, les déchets de construction et les déchets biologiques. Pour réutiliser les différents matériaux, il est souvent nécessaire de les broyer et de les homogénéiser afin de pouvoir les façonner en nouveaux objets. Par exemple, les particules de verre broyées des bouteilles usagées peuvent être utilisées pour fabriquer de nouvelles bouteilles ou des objets d'art. Une autre idée consiste à broyer des textiles et du cuir et à utiliser la poudre pour fabriquer de nouveaux revêtements de meubles). En outre, il est nécessaire de contrôler la qualité des matériaux broyés afin de s'assurer qu'aucune substance dangereuse n'est réutilisée, comme l'amiante dans les déchets de construction ou les composants toxiques dans les déchets électroniques.
Cependant, ce rôle central s’accompagne également de défis majeurs : la production de ciment est énergivore et responsable d’importantes émissions de CO₂ – environ 8 % des émissions mondiales. De ce fait, ce secteur se trouve au cœur du débat mondial sur le climat. Réduire les émissions de gaz à effet de serre est donc essentiel. Des stratégies telles que la réduction de la teneur en clinker, l'utilisation de liants alternatifs, la capture et le stockage du carbone (CSC) et l'incorporation de matériaux recyclés sont des étapes clés vers un « ciment vert ». Les laboratoires de recherche développent de nouvelles formulations, évaluent les performances et soutiennent la transition vers des solutions plus respectueuses du climat.
RETSCH propose des solutions innovantes de broyage, de tamisage et de préparation d'échantillons pour la technologie du ciment : du broyage des matières premières et des ajouts cimentaires (SCM) au traitement des combustibles alternatifs, en passant par l'activation des argiles pour les concepts de ciment vert et de LC³. La gamme de produits est complétée par des tamiseuses spécialement conçues pour les poudres fines utilisées dans l'industrie du ciment, notamment des systèmes de tamisage à jet d'air pour un contrôle précis de la qualité et des processus.
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Technologies complémentaires du ciment : Séchage d’échantillons ou utilisation de séparateurs cyclones – également pour les matériaux en ciment vert
Séparateurs de cyclones – Un avantage au-delà des applications de ciment vert
L'utilisation de séparateurs cycloniques offre de nombreux avantages: ils permettent une décharge rapide des échantillons, améliorent la récupération des échantillons et réduisent considérablement la production de poussière. Cela permet de maintenir un environnement de laboratoire plus propre et de protéger la santé du personnel de laboratoire. De plus, les séparateurs cycloniques protègent les machines de la poussière pénétrante, ce qui réduit les besoins de maintenance et les coûts d'exploitation. Globalement, les cyclones contribuent à optimiser la préparation des échantillons tant dans les applications de ciment conventionnel que pour les matériaux utilisés dans le ciment vert, garantissant ainsi des résultats analytiques fiables et reproductibles. Les séparateurs cyclones sont disponibles pour une large gamme de concasseurs et broyeurs de laboratoire RETSCH. Ils peuvent être adaptés de manière flexible et équipés de récipients de collecte de différentes tailles (jusqu'à 30 L). Deux variantes différentes de cyclone sont disponibles: un cyclone standard et un cyclone haute performance, qui est principalement utilisé pour des particules d'échantillon très légères et très fines ou avec des types de broyeurs spécifiques. Cela garantit un contrôle efficace de la poussière pour des matériaux tels que les cendres volantes ou les farines crues. Un exemple efficace de technologie cyclonique utilisée est l'unité combinée BB 250 – DM 200, qui est couplée à un séparateur de cyclone. Ce système permet une préparation continue et automatisée des échantillons, du broyage grossier au broyage fin. En connectant directement les deux instruments à un cyclone, les particules sont évacuées de manière fiable et avec un minimum de poussière, réduisant encore la manipulation manuelle. Les broyeurs à mâchoires plus petits, tels que le BB 50, peuvent également être raccordés au broyeur à disques DM 200 via des raccords de tuyaux ou de tuyaux. De nombreuses matières premières couramment utilisées dans les applications de ciment vert peuvent être efficacement homogénéisées de cette façon, ce qui fait des séparateurs cycloniques un élément clé de la technologie moderne du ciment.
How Cyclone Separators Redefine Efficiency and Cleanliness in the Lab
Cyclone separators deliver substantial benefits when used with mills in laboratory settings. While cutting mills or rotor mills are already frequently operated with a cyclone, also jaw crushers and disc mills benefit greatly from this setup. By using a cyclone, it is even possible to combine two mills directly: for example, a two-stage grinding process with a jaw crusher and a disc mill can be completed in a single step.
New Cyclone Sets 2026
Cyclone sets are the ideal solution for clean, efficient, and material-friendly sample dis-charge in modern sample preparation processes. They ensure highly efficient separa-tion of sample material from the airflow, reliably replacing conventional gravity dis-charge outlets.
Recommendations for the high performance cyclones
In the grinding and milling of sample materials, the complete and reproducible recovery of the sample is of critical importance. Cyclones are used to minimize sample loss (due to fine particles sticking to the grinding chamber, grinding tools, and connections), thereby ensuring clean and efficient sample recovery. At the same time, the generated airflow provides effective cooling of the sample material and protects the machine bearings from dust exposure.
Un exemple efficace de technologie cyclonique en utilisation est l'unité combinée BB 250 – DM 200, qui est couplée à un séparateur cyclonique. Ce système permet une préparation continue et automatisée des échantillons, du concassage grossier au broyage fin. En raccordant directement les deux instruments à un cyclone, les particules sont évacuées de manière fiable et avec un minimum de poussière, réduisant ainsi la manutention manuelle.
Les concasseurs à mâchoires plus petits, comme le BB 50, peuvent également être raccordés au broyeur à disques DM 200 par des tuyaux flexibles. De nombreuses matières premières couramment utilisées dans les applications de ciment vert peuvent être efficacement homogénéisées de cette manière, faisant des séparateurs cycloniques un élément clé de la technologie cimentière moderne.
Particules arrondies pour améliorer les caractéristiques de traitement
Le sable fabriqué plus sphérique (arrondi) peut améliorer le béton « vert » car il réduit la demande en eau tout en supportant un fort emboîtement des particules, ce qui contribue à réduire le volume de pâte de ciment requis et l'empreinte carbone globale. Dans la conception durable du béton, l'objectif est d'utiliser moins de ciment et d'eau sans sacrifier les performances. Les grains arrondis réduisent les frottements lors du mélange et de la pose, se comportant comme de minuscules roulements à billes qui rendent l'écoulement du mélange plus facile. Les particules sphériques ayant une surface plus faible que les particules angulaires, elles ont besoin de moins de pâte et d'eau pour les enrober, améliorant encore la maniabilité. Leur forme se tasse également plus efficacement, laissant moins de vides, ce qui supporte des rapports eau-ciment plus faibles et crée un béton plus dense et moins perméable.
- Ouvrabilité: moins de frottement + surface inférieure → demande d'eau plus faible et placement plus facile
- Performances: meilleur emballage → moins de vides, Densité plus élevée, durabilité améliorée et risque de fissuration réduit
Un Broyeur à tambour tel que le TM 300 ou TM 500 peut être utilisé comme étape de « mise en forme des particules » pour rendre les grains de sable plus arrondis avant leur utilisation en béton vert. À l’intérieur du tambour rotatif, les particules de sable entrent en collision les unes avec les autres (et avec les milieux de Prépolissage, si utilisé), ce qui fait tomber progressivement les arêtes vives et réduit l’écaillage grâce à une abrasion contrôlée. En réglant le temps de traitement, la vitesse de rotation et le niveau de remplissage, ou en variant entre les billes et les tiges de Prépolissage, la quantité d’arrondi peut être ajustée tout en limitant la production excessive d’ultra-fins. Le résultat est une fraction de sable plus sphérique qui peut améliorer le garnissage et la maniabilité, contribuant à réduire la demande en eau et en pâte de ciment dans des mélanges béton durables.
Détermination des sous-échantillons représentatifs
Les répartiteurs d'échantillons sont utilisés dans la technologie du ciment pour obtenir des sous-échantillons représentatifs de matières en vrac, garantissant des résultats analytiques fiables et reproductibles. Ils sont essentiels pour le contrôle de la qualité, car ils minimisent les erreurs d'échantillonnage lors de la préparation de matériaux tels que le clinker, le ciment, et le tourteau cru pour les essais en laboratoire.
Avantages du séchage des échantillons
Le séchage des échantillons est une étape critique de la préparation des échantillons pour l'analyse du ciment. Les échantillons humides comme le gypse, le calcaire ou les sables peuvent entraîner une agglomération pendant le broyage, ce qui nuit à l'homogénéisation et peut fausser les résultats analytiques. En outre, le séchage réduit le risque de blocage dans les moulins, rendant le flux de travail plus sûr et plus économique. Le TG 200 permet un séchage doux et uniforme d'une grande variété de matériaux d'échantillonnage, y compris des matériaux alternatifs utilisés dans les applications de ciment vert. La gestion contrôlée de la température et la circulation optimisée de l'air éliminent efficacement l'humidité sans altérer les propriétés des matériaux, tandis que le système peut être adapté de manière flexible à différentes quantités d'échantillons et types de matériaux.
Tamisage de matières premières de ciment ou de matières cimentaires vertes homogénéisées
Les analyses au tamis jouent un rôle central dans la technologie du ciment, car la distribution granulométrique des matières premières et des produits intermédiaires a une influence déterminante sur la qualité et les propriétés du produit final. La détermination précise de la granulométrie est essentielle pour optimiser les procédés de broyage, améliorer la réactivité du ciment ou des matériaux utilisés dans les applications Green Cement et assurer la conformité aux normes pertinentes. Les tamiseuses RETSCH sont largement utilisées dans toute l'industrie et sont synonymes de fiabilité, de précision et de facilité d'utilisation. Ils permettent une analyse rapide et reproductible des matériaux en vrac tels que le mortier, le ciment, le clinker, ou des additifs comme les sables, ainsi que des SCM tels que les cendres volantes ou les résidus. Une large gamme de tailles de tamis et des fonctions d'évaluation automatisées permettent de déterminer avec précision les fractions grossières et fines. Même après les étapes d'homogénéisation, le tamisage permet de vérifier si les échantillons ont déjà été broyés suffisamment finement. Les tamiseuses à jet d'air telles que les AS 200 jet, AS 200 jet pro et AS 200 jet pharma permettent une analyse particulièrement rapide et efficace des échantillons fins, car le flux d'air assure une dispersion et une séparation optimales du matériau. En particulier pour Green Cement et la technologie moderne du ciment, cette analyse granulométrique précise est cruciale pour évaluer la réactivité, la qualité et la stabilité du processus.
Tamisage de cendres volantes comme exemple de matériau de ciment vert
Un échantillon de cendres volantes de 100 g peut être tamisé sur le témoin AS 200 en 10 minutes. Une pile de tamis avec des mailles de 32 / 45 / 63 / 90 / 125 / 250 μm est bien adaptée à cet usage, fonctionnant à une amplitude de 1,1 mm. En revanche, les tamiseuses à jet d'air n'utilisent qu'un seul tamis; le temps de tamisage dépend de la quantité d'échantillon et de la taille des mailles et est généralement de 1 à 2 minutes par tamis. En utilisant soit la « méthode standard » soit la « méthode suisse », différentes fractions et distributions granulométriques peuvent encore être déterminées. À partir d'environ six tamis, les deux types d'appareils sont également rapides. Les tamiseuses à jet d'air permettent en outre le tamisage à sec d'échantillons 50 μm, alors qu'un tamisage humide est souvent nécessaire pour le contrôle AS 200 dans cette gamme. L'AS 200 jet pro simplifie considérablement le processus grâce à son balancier intégré et réduit la perte d'échantillon. De nombreuses vérifications logicielles et fonctions de tamisage guidées permettent un fonctionnement sans erreur.
Exemple : Tamisage de Ciment Clinker sur l'AS 200 jet pro
Un échantillon de 30 g de clinker de ciment a été tamisé sur le jet pro AS 200 en utilisant la procédure standard. Des tamis de mailles de 20, 32, 40, 63, 80, 125 et 180 μm ont été utilisés. Tout d'abord, l'échantillon a été placé sur le tamis de 20 μm et tamisé pendant 90 s. Le surdimensionnement a ensuite été transféré par étapes au tamis plus grossier suivant et tamisé à nouveau jusqu'à ce que le tamis de 180 μm soit atteint. Selon la taille du tamis, les temps de tamisage variaient de 60 à 90 s, avec une pression négative entre 20 et 32 mbar. La rotation de la tuyère a été maintenue à 20 tr/min tout au long. Les résultats peuvent être affichés directement sur la tamiseuse sous forme de tableaux, d'histogrammes ou de graphiques. Dans cet exemple, 54,21 % de l'échantillon était inférieur à 20 μm. Lorsque l'on compare deux échantillons, les différences dans les fractions de 32 à 40 μm et de 40 à 63 μm, par exemple, peuvent être clairement visualisées. Cela permet un suivi efficace des processus de production et une réponse rapide en cas de déviations.
Clinker de ciment, différents types de résultats sous forme d'histogramme, de tableau ou de comparaison graphique entre deux échantillons
FAQ – Technologie du ciment et ciment vert
Comment RETSCH soutient-il les efforts visant à aligner plus étroitement les technologies du ciment sur Green Cement?
RETSCH propose une large gamme de solutions, des concasseurs et broyeurs pour la préparation d'échantillons de matériaux cimentaires conventionnels aux systèmes qui homogénéisent, voire activent mécaniquement les SCM.
Pourquoi le contrôle des poussières en laboratoire est-il si important ?
Les matières premières utilisées dans l'industrie du ciment, ainsi que les usines de laboratoire, ont tendance à générer des quantités importantes de poussière. Les séparateurs cyclones apportent une contribution importante à cet égard : ils gardent l'environnement du laboratoire propre, refroidissent l'échantillon, améliorent la récupération des échantillons et protègent les composants sensibles de la machine, tels que les roulements, de la poussière pénétrante. Cela favorise la santé et la sécurité au travail, l'efficacité des processus et des intervalles de maintenance prolongés.
Pourquoi le tamisage à jet d'air est-il important pour Green Cement?
Les matériaux Green Cement tels que les SCM et les argiles activées sont constitués de poudres très fines, souvent agglomérantes. Le tamisage par jet d'air permet une analyse granulométrique précise et douce, ce qui le rend essentiel pour évaluer la réactivité, la qualité et le contrôle des processus.
Pourquoi plus de particules de sable arrondies sont bénéfiques en béton ?
Les particules plus arrondies réduisent les frottements entre les grains, ce qui améliore la maniabilité. En même temps, elles nécessitent moins d’eau et de pâte de ciment, contribuant ainsi à réduire l’empreinte CO2. L’arrondi des particules peut être réalisé dans les moulins à tambours tels que le TM 300.
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