A zöld cement a cementipar átalakulását jelenti a fenntarthatóbb, alacsonyabb szén-dioxid-kibocsátású kötőanyagok irányába. De miért nyer a zöld cement éppen most ilyen nagy jelentőséget? A cement- és betonipar a globális építőipar egyik legfontosabb pillére és infrastruktúránk alapvető láncszeme. Évente világszerte milliárd tonnát állítanak elő, hogy kielégítsék a lakásépítés és a közlekedési hálózatok iránti növekvő igényt. Az iparágra szigorú minőségi követelmények, összetett kémiai folyamatok és az anyagtechnológiák folyamatos fejlődése jellemző. A laboratóriumok számára ez precíz elemzéseket, megbízható vizsgálati módszereket és folyamatos kutatást jelent.
Ez a központi szerep azonban komoly kihívásokkal is jár: a cementgyártás energiaigényes, és jelentős CO₂-kibocsátásért felelős – a globális kibocsátás mintegy 8 %-áért. Ennek következtében az iparág a globális éghajlati vita középpontjában áll. Az üvegházhatású gázok kibocsátásának csökkentése ezért elengedhetetlen. Az olyan stratégiák, mint a klinker-tartalom csökkentése, alternatív kötőanyagok használata, a szén-dioxid-leválasztás és -tárolás (CCS), valamint az újrahasznosított anyagok beépítése, kulcsfontosságú lépések a „zöld cement” felé. A kutatólaboratóriumok új összetételeket fejlesztenek ki, értékelik a teljesítményt, és támogatják az átállást a klímabarátabb megoldásokra. A RETSCH innovatív őrlési, szitálási és mintakészítési megoldásokat kínál a cementtechnológiához – a cementalapanyagok és kiegészítő cementkötő anyagok (SCM-ek) őrlésétől az alternatív tüzelőanyagok feldolgozásán át a zöld cement és az LC³ koncepciókhoz szükséges agyagok aktiválásáig. A portfóliót kifejezetten a cementiparban használt finom porokhoz tervezett szitálógépek egészítik ki, beleértve a precíz minőség- és folyamatellenőrzést biztosító légsugaras szitálórendszereket is.
A ciklonelválasztók használata számos előnnyel jár: lehetővé teszik a minták gyors kiürítését, javítják a mintavétel hatékonyságát, és jelentősen csökkentik a porképződést. Ez hozzájárul a laboratóriumi környezet tisztaságának fenntartásához, és védi a laboratóriumi személyzet egészségét. Ezen felül a ciklonelválasztók megvédik a gépeket a behatoló portól, ami csökkenti a karbantartási igényeket és az üzemeltetési költségeket. Összességében a ciklonok hozzájárulnak a mintakészítés optimalizálásához mind a hagyományos cementalkalmazásokban, mind a zöld cementhez használt anyagok esetében, biztosítva a megbízható és reprodukálható analitikai eredményeket. A ciklon szeparátorok a RETSCH laboratóriumi darálók és őrlők széles választékához kaphatók. Rugalmasan utólag felszerelhetők és különböző méretű (akár 30 literes) gyűjtőtartályokkal felszerelhetők. Két különböző ciklonváltozat áll rendelkezésre: egy standard ciklon és egy nagy teljesítményű ciklon, amelyet elsősorban nagyon könnyű, nagyon finom mintarészecskékhez vagy bizonyos őrlőgép-típusokhoz használnak. Ez biztosítja a hatékony porcsökkentést olyan anyagok esetében, mint a repülőhamu vagy a nyersmaláta.
A ciklontechnológia hatékony alkalmazásának egyik példája a BB 250 – DM 200 kombinált egység, amely ciklonelválasztóval van összekapcsolva. Ez a rendszer lehetővé teszi a minták folyamatos és automatizált előkészítését a durva zúzástól a finom őrlésig. A két berendezés ciklonhoz való közvetlen csatlakoztatásával a részecskék megbízhatóan és minimális porfelhő mellett kerülnek kiürítésre, ami tovább csökkenti a kézi munkát. A kisebb állkapocsos törőgépek, mint például a BB 50, szintén csatlakoztathatók a DM 200 tárcsás malomhoz tömlő- vagy csőcsatlakozásokon keresztül. A zöld cement alkalmazásokban általánosan használt számos nyersanyag hatékonyan homogenizálható ezen a módon – így a ciklon szeparátorok a modern cementtechnológia kulcsfontosságú elemeivé válnak.
A minták szárítása a cementelemzéshez szükséges mintakészítés kritikus lépése. A nedves minták – mint például a gipsz, a mészkő vagy a homok – az őrlés során összetapadáshoz vezethetnek, ami megnehezíti a homogenizálást és torzíthatja az analitikai eredményeket. Ezen felül a szárítás csökkenti az őrlőgépek eltömődésének kockázatát, így a munkafolyamat biztonságosabbá és gazdaságosabbá válik. A TG 200 számos különböző mintaanyag kíméletes és egyenletes szárítását teszi lehetővé, beleértve a zöld cement alkalmazásokban használt alternatív anyagokat is. A szabályozott hőmérséklet-kezelés és az optimalizált légáramlás hatékonyan eltávolítja a nedvességet anélkül, hogy megváltoztatná az anyag tulajdonságait, miközben a rendszer rugalmasan alkalmazkodik a különböző mintamennyiségekhez és anyagfajtákhoz.
A szitálási elemzések központi szerepet játszanak a cementtechnológiában, mivel a nyersanyagok és a közbenső termékek szemcseméret-eloszlása döntő hatással van a végtermék minőségére és tulajdonságaira. A szemcseméretek pontos meghatározása elengedhetetlen az őrlési folyamatok optimalizálásához, a cement vagy a zöld cement alkalmazásokban használt anyagok reaktivitásának javításához, valamint a vonatkozó szabványoknak való megfelelés biztosításához. A RETSCH szitálógépeket széles körben használják az iparban, és ezek a megbízhatóság, a pontosság és a könnyű kezelhetőség szinonimái. Lehetővé teszik az ömlesztett anyagok, például habarcs, cement, klinker vagy adalékanyagok, például homok, valamint az SCM-ek, például hamu vagy meddőanyagok gyors és reprodukálható elemzését. A széles szitaméret-választék és az automatizált értékelési funkciók lehetővé teszik mind a durva, mind a finom frakciók pontos meghatározását. Még a homogenizálási lépések után is a szitálás segít ellenőrizni, hogy a minták már elég finomra lettek-e őrölve. A légsugaras szitálógépek, mint például az AS 200 jet, az AS 200 jet pro és az AS 200 jet pharma, különösen gyors és hatékony elemzést tesznek lehetővé a finom minták esetében, mivel a légáram biztosítja az anyag optimális szétterítését és elválasztását. Különösen a zöld cement és a modern cementtechnológia esetében ez a pontos részecskeméret-elemzés elengedhetetlen a reaktivitás, a minőség és a folyamatstabilitás értékeléséhez.
Egy 100 g-os hamuminta 10 perc alatt szitálható az AS 200 Control készüléken. Erre a célra kiválóan alkalmas egy 32/45/63/90/125/250 µm-es szembőségű szitacsomag, amelyet 1,1 mm-es amplitúdón üzemeltetnek. Ezzel szemben a légsugaras szitálógépek csak egyetlen szitát használnak; a szitálási idő a minta mennyiségétől és a szita méretétől függ, és általában szitánként 1–2 perc. Akár a „standard”, akár a „svájci módszer” alkalmazásával különböző frakciók és részecskeméret-eloszlások határozhatók meg. Körülbelül hat szitától kezdve mindkét készüléktípus hasonlóan gyors. A légsugaras szitálógépek emellett lehetővé teszik a 50 µm alatti minták száraz szitálását, míg az AS 200 control esetében ebben a tartományban gyakran nedves szitálásra van szükség. Az AS 200 jet pro beépített mérlegének köszönhetően jelentősen leegyszerűsíti a folyamatot és csökkenti a mintaveszteséget. Számos szoftveres ellenőrzés és irányított szitálási funkció tovább támogatja a hibamentes működést.
Egy 30 g-os cementklinker-mintát a szokásos eljárás szerint szitáltunk az AS 200 jet pro készüléken. 20, 32, 40, 63, 80, 125 és 180 µm-es szitaszemcseméretű szitákat használtunk. Először a mintát a 20 µm-es szitára helyezték, és 90 másodpercig szitálták. A túlméretes részecskéket ezután fokozatosan átvitték a következő, durvább szitára, és újra szitálták, amíg el nem érték a 180 µm-es szitát. A szita méretétől függően a szitálási idő 60 és 90 másodperc között volt, 20 és 32 mbar közötti negatív nyomás mellett. A fúvóka fordulatszámát végig 20 fordulat/perc szinten tartották. Az eredmények táblázatos formában, hisztogramként vagy grafikonként közvetlenül a szitálógépen jeleníthetők meg. Ebben a példában a minta 54,21%-a volt 20 µm alatt. Két minta összehasonlításakor például a 32–40 µm-es és a 40–63 µm-es frakciók közötti különbségek egyértelműen láthatóvá válnak. Ez lehetővé teszi a gyártási folyamatok hatékony nyomon követését és az eltérések esetén a gyors reagálást.
Cementklinker, különböző eredménytípusok, például hisztogram, táblázat vagy két minta grafikus összehasonlítása
A RETSCH széles körű megoldásokat kínál, a hagyományos cementanyagok mintakészítéséhez szükséges darálóktól és őrlőgépektől kezdve egészen az SCM-ek homogenizálására, sőt mechanikus aktiválására szolgáló rendszerekig.
A cementiparban használt nyersanyagok, valamint a laboratóriumi őrlőgépek általában jelentős mennyiségű port generálnak. A ciklonelválasztók ebben fontos szerepet töltenek be: tisztán tartják a laboratóriumi környezetet, lehűtik a mintát, javítják a minta kinyerési hatékonyságát, és megvédik az érzékeny gépalkatrészeket – például a csapágyakat – a behatoló portól. Ez elősegíti a munkahelyi egészségvédelmet és biztonságot, a folyamat hatékonyságát, valamint a karbantartási intervallumok meghosszabbítását.
Az olyan zöld cementanyagok, mint az SCM-ek és az aktivált agyagok, nagyon finom, gyakran összetapadó porokból állnak. A légsugaras szitálás pontos és kíméletes részecskeméret-elemzést tesz lehetővé, ezért elengedhetetlen a reaktivitás, a minőség és a folyamatirányítás értékeléséhez.