®
Technologie SikaGrind Intenzifikátory mletí cementu
®
SikaGrind
... technologie pro výrobu cementu
Důkladná výzkumná práce
Laboratorní zkoušky dle přání zákazníka
Na míru šité produkty
Technická podpora ve všech oblastech a fázích výroby
2
3
Výroba cementu je velmi složitý technologický proces, každá jeho fáze má rozhodující vliv nejen na kvalitu cementu, ale i na ekonomickou a ekologickou stránku.
Proces mletí slínku a technologie výroby cementu
Technologie výroby cementu vychází z předpokladu vytvořit slínek, jehož mikrostruktura je tvořena novými sloučeninami požadovaného složení s odpovídajícími moduly a stupněm sycení vápnem. Surovinová směs musí být jemně mletá s velkým reakčním povrchem, aby průběh reakcí a vznik taveniny podmiňující tvorbu slínku byl co nejrychlejší a nejúplnější. Základním předpokladem pro dosažení stálé a vysoké kvality cementářského slínku a cementu je vysoký stupeň homogenity vstupní surovinové směsi. Protože kvalita a složení vstupních surovin (zejména vápence) jsou při těžbě často značně proměnlivé a surovinová směs se míchá z několika složek, je nutná důkladná homogenizace vstupních surovin. Jemnost mletí je zásadní výrobní operací vzhledem k použití cementu. Jemně mleté cementy rychle hydratují (mají větší měrný povrch), mají větší počáteční a konečné pevnosti, vyvíjejí větší hydratační teplo, při zpracování jsou plastičtější. Použitím technologie SikaGrind® lze dosáhnout optimalizace při výrobě cementu a především při procesu mletí slínku.
4
5
Technologie SikaGrind®: nízké dávkování s vysokým účinkem Přísady zvyšující intenzitu mletí cementu se přidávají v malém množství, nejčastěji v rozmezí 0,02 % - 0,05 % na hmotnost cementu, buď rovnou do mlecího zařízení nebo přímo do směsi krátce před vstupem do mlecího zařízení. Tyto přísady pracují na bázi vysoké polarizace. Pokud jsou absorbovány na existujícím a nově vytvořeném povrchu cementových zrn, způsobí neutralizaci nábojů na povrchu cementových zrn. Nedochází tím již k přitahování povrchových nábojů jednotlivých cementových zrn. Můžeme pozorovat tyto změny:
Během procesu mletí cementu vznikají na nově vytvořených površích cementových zrn ionty s opačným elektrickým nábojem, které následně způsobují elektrostatickou přitažlivou sílu mezi cementovými zrny. Vyšší požadovaná jemnost způsobuje vznik většího množství povrchových nábojů. Vzrůstající přitažlivé síly na povrchu zrn způsobují následující procesy: jemné podíly
mleté částice se usazují na mlecím zařízení (obalování volných mlecích těles a vnitřního pláště mlýnu) a dochází ke snížení účinnosti mlecího zařízení
+
+
otá proud vzduchu
+
hrubé podíly
–
+
ní
na separátoru dochází k zachycení hrubých podílů (aglomerátů), které jsou následně vráceny zpět do mlecího zařízení
Množství produkce stejně jako kvalita cementu je závislá na jemnosti mletí cementu a efektivitě separátoru. Konstantní měrný povrch a zvýšené množství přemletých zrn je příčinou snížení produkce a následně vede ke snížení pevnostních charakteristik a dalších vlastností konečného produktu (betonu).
přísady SikaGrind® zajišťují oddělení vzniklých trhlin v zrnech, umožňují následné pokračování separace zrn a tím dosažení vyšší jemnosti cementu
če
ní
hrubé podíly
–
–
vznik trhlin v cementových zrnech, které mají tendenci vlivem přitažlivé síly se opět uzavřít
če
–
otá
jemné podíly
použitím přísad SikaGrind® dochází ke snížení obalování vnitřních volných mlecích zařízení (mlecí koule), a tím k zajištění vyšší mlecí účinnosti
proud vzduchu
zrna cementu jsou vlivem použití přísady SikaGrind® během průchodu přes separátor lépe rozptýlena, dojde k lepšímu roztřídění zrn na separátoru
Mlecí přísady usnadňují mletí slínku a efektivitu třídění, které jsou hlavními aspekty zvyšující produkci. Nižší množství přemletých zrn cementu splňuje požadavky na množství zrn s optimální velikostí pro dosažení vysoké kvality cementu. Přísady SikaGrind® umožňují ekonomicky dosáhnout vysoké kvality cementu a požadované jemnosti.
6
7
Běžné přísady usnadňující mletí cementu jsou na bázi aminoalkoholů a glykolů. Sika vyvinula produkty SikaGrind® pro zvýšení intenzity mletí cementu na bázi polykarboxylátů, které jsou schopné zvýšit účinek dostupných technologií. Hlavní výhoda této nové technologie je měřitelná v oblasti zvýšené produkce, která vzrůstá díky zesílenému rozptylování jednotlivých cementových zrn.
20
Nárůst produkce (%)
15
10
5 Optimální rozsah dávkování 0 0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
Dávkování SikaGrind® na hmotnost cementu (%)
20 Nová technoloige 15
Nárust produkce (%(
Vyšším dávkováním produktů SikaGrind® se zvyšuje intenzita mletí cementu a tím následná produkce. Až do maximální dávky přísad (cca 0,05 % na hmotnost cementu) lze pozorovat nárůst produkce a snížení množství vrácených zrn (zmetků) zpět do mlýna. Další navýšení dávky přísad vede k projití cementu mlýnem v kratším časovém úšeku. Pokud je retenční doba mlýnu zkrácena a je vysoké množství nedostatečně jemných cementových zrn, která jsou vrácena separátorem zpět do mlýna, dochází ke snížení výkonnosti mlýnu.
Běžná technologie 10
5 Optimální p rozsah dávkování 0 0.,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
Dávkování SikaGrind® na hmotnost cementu (%)
Technologie SikaGrind®zlepšení procesu mletí cementu
Zvýšení intenzity mletí cementu a procesu třídění použitím technologie SikaGrind® přispívá k ekonomické optimalizaci produkce cementu v těchto směrech:
Mletí cementu je v celém procesu výroby cementu energeticky nejnáročnější etapou. Celková energie spotřebovaná na proces mletí cementu v poměru na množství produkce cementu je vyjádřena jako charakteristická spotřeba energie. Větší množství produkce cementu vede ke snížení spotřeby energie v přepočtu na tunu cementu. Přísady SikaGrind® mají pozitivní účinek na množství produkce a zároveň přispívají ke snížení spotřeby energie.
Optimalizace výrobních nákladů: další zvýšení objemu produkce v mlecím zařízení následné snížení spotřeby energie
spotřebovaný výkon (kW) produkce (tun/hodina)
Snížení negativních vlivů na životní prostředí: upravená kvalita cementu s větší jemností zrn cementu a vhodnější rozdělení velikosti zrn při stejném výrobním cyklu možná vyšší náhrada slínku dalšími materiály
Přináší schopnost konkurence: vytváří navýšenou produkci a zisk zvýšená flexibilita dle požadavků trhu
8
9
CO2
emise CO2 (tun CO2 /tun slínku) x množství slínku
CO2
$
$
navýšená produkce cementu (tuny) x zisk (Kč/tuna)
Technologie SikaGrind® pro dlouhodobou a provozně optimalizovanou výrobu cementu
Cement je v dnešní době hlavní surovinou ve stavebnictví, kde je vyžadováno řešení posuzované především po ekonomické a ekologické stránce. Výrobci cementu se neustále snaží docílit více efektivních technologických postupů příznivých k životnímu prostředí.
Výroba cemetnu stále zanechává výrazné stopy na životním prostředí. Emise CO2 vyplývající z kalcinačních procesů jsou nezamezitelné. Dnešní požadavky na snížení emisí v průmyslových odvětvích jsou stále vyšší a pro výrobce nákladnější.
V současnosti je pozornost věnována náhradě slínku dalšími hydraulickými pojivy (např. granulovaná vysokopecní struska, škvára, popílek, přírodními pucolány, vápenec). Náhrada většího množství slínku těmito materiály může případně negativně ovlivnit počáteční pevnosti, popřípadě může ovlivnit i konečné pevnosti. Přísady SikaGrind® eliminují ztrátu pevností a tím přispívají k dosažení kvalitní a ekonomické výroby cemetnu.
10
11
Technologie SikaGrind® pro dosažení požadovaného vývinu pevností Nejvýznamnější možností pro zvýšení vývinu pevností a pevnosti cementu za daných určitých podmínek je především jemnost mletí cementu a chemická aktivace procesu hydratace použitím speciálních přísad. Přísady zvyšující intenzitu mletí cementu a aktivaci hydratace cementu řady SikaGrind® poskytují použití těchto technologií pro dosažení vyššího množství produkce.
Zvýšení jemnosti mletí cementu
Chemická aktivace
měřeno dle: vyšší měrný povrch cementu dle Blaina optimalizované rozdělení velikosti cementových zrn, zvláště frakce 3-30 μm
struska
procesu hydratace s přísadami SikaGrind®, které přispívají ke zvýšení: počátečních pevností konečných pevností kombinace počátečních a konečných pevností
Technologie SikaGrind®-800 Pevnost: 1d: 150 % / 28 d: 110 %
0,03% běžně používané přísady 0,03% přísady SikaGrind®
Běžné mlecí přísady Pevnost: 1d: 130 % / 28 d: 105 %
28 dní
Bez přísad
vápenec
7 dní
+ 15 % Vyšší pevnost v tlaku
Vyšší pevnost v tlaku
2 dny 1 den
2700
2900
3100
3300 3500 3700 Měrný povrch dle Blaina (cm2/g)
3900
4100
1
4300
4,0
vliv pouze na počáteční pevnost
významná oblast pro vývin pevností
2
Doba (dny)
Nárůst počátečních pevností s přísadou SikaGrind® při vzrůstající produkci
Závislost jemnosti mletí s přísadou SikaGrind® na pevnost v tlaku při konstantní výrobě
přemleté částice
+ 20 %
vliv pouze na konečné pevnosti
0,03% běžně používané přísady 0,03% přísady SikaGrind®
3,5
běžné přísady pevnost 1d: 100 % / 28 d: 100 %
3,0
technologie SikaGrind®-800 pevnost 1d: 130 % / 28 d: 110 %
+ 20 %
2,0 1,5 1,0
slínek
0,5 0,0 0,1
1
10
Vyšší pevnost v tlaku
Četnost (%)
2,5
+ 15 %
1
100
2
7
28
Doba (dny)
Průměr zrn (μm
Závislost optimálního rozložení velikosti zrn s přísadou SikaGrind® na pevnost v tlaku při konstantní výrobě
Nárůst konečných pevností s použitím přísady SikaGrind® při zvýšení produkce
12
13
Na současném konkurenčním trhu jsou výrobci cementu stejně jako spotřebitelé cementu zaměřeni na snižování nákladů s cílem zvýšit výnosnost produkce a upevnit si postavení na trhu.
Výrobci cementu jsou nuceni dodávat kvalitní cement definovaný dle lokálních požadavků a zároveň vyhovět přáním zákazníka. Nejdůležitější a nejvíce sledovanou vlastností je vývin pevností. Nahrazování určitého množství slínku dalšími materiály není často hlavním cílem při výrobě cementu. Výrobci se zaměřují i na ovlivnění dalších vlastností, jako je zpracovatelnost a konzistence betonu, které ovlivňují výsledné vlastnosti a vzhled betonu.
Regulování sypných vlastností (překládání cementu) Proces mletí cementu způsobuje vznik nábojů na nově vzniklých površích. Se vzrůstající jemností se zvyšuje elektrostatická přitažlivá síla. Tyto síly mezi částicemi snižují "tekutost" cementu, která nepříznivě ovlivňuje sypné vlastnosti a může mít za následek nedokonalé vyprazdňování zásobníků a dopravních nádob. Speciální produkty řady SikaGrind® umožňují dokonalou regulaci sypných vlastností dle přání zákazníka. 0,03% běžně používané přísady
0,03% přísady SikaGrind®-800
65
Přísady, které pozitivně ovlivňují vlastnosti během výroby betonu se mohou stát rozhodujícím faktorem při výběru speciálního cementu a pomáhají odlišit produkty od konkurence. Řada SikaGrind® nabízí produkty šité přímo na míru při řešení individuálních problémů, poskytuje další možnosti k optimalizaci výroby cementu, jeho kvalitě a výnosnosti produkce.
Úprava konzistence (zpracovatelnost betonu) Nahrazení většího množství cementu dalšími hydraulickými pojivy (vápenec, pucolány) snižuje pevnost betonu. Pro zajištění pevností musí být cement co nejjemnější. Tím dochází ke zvýšení množství záměsové vody, popř. snížení zpracovatelnosti. Pomocí technologie SikaGrind® na bázi polykarboxylátů lze dosáhnout zvýšené zpracovatelnosti a vyšší konzistence.
Konzistence betonu: zkouška rozlitím (cm)
Technologie SikaGrind® - cement vysoké kvality
CEM I 42,5 R 350 kg/m3 v/c = 0,5 0,5 % superplastifikátoru teplota +20 °C
60 55 50 45
bez přísad 0,20% běžně používané přísady na mletí cementu 0 0,20% přísady SikaGrind®-800
40 35 0
Redukce "krvácení" (homogenita betonu) Jemné částice v maltě nebo betonu se vyplavují na povrch a způsobují podstatnou změnu vzhledu, která je dobře známa v technologii betonu. Ve většině případů jsou tyto částice saze, které vznikly nedokonalým spalováním organických látek v základních surovinách. Speciálně vyvinuté produkty SikaGrind® mohou potlačit tvorbu "krvácení" na povrchu betonu.
14
15
10
20
30 40 50 60 Doba po namíchání betonu (min.)
Běžně používané mlecí přísady
70
80
Technologie SikaGrind®
90
Odlišné vlastnosti vstupních surovin
Sika nabízí následující typy produktů: ®
Řada produktů SikaGrind dle Vašich lokálních požadavků
Podmínky během procesu mletí cementu
Vlastnosti lokálních vstupních surovin, vhodné množství nahrazovaného slínku a podmínky během procesu mletí cementu jsou rozdílné v každém výrobním závodě. Požadavky norem a zákazníka týkající se technických požadavků na cement se mění vlivem odlišných klimatických podmínek a konstrukčním provedení. Pro zvýšení produkce nebo maximalizace použití doplňkových produktů při výrobě cementu je řešení velmi individuální.
základní mlecí přísady • dosažení konstantní produkce cementu vyšší kvality (tuna/hodina) • snížení spotřeby energie na výrobu cementu (kWh/tuna) mlecí přísady zvyšující kvalitu • zvýšení počátečních a/nebo konečných pevností • rovnoměrné rozložení vzduchu ve zdicím cementu speciální produkty šité na míru • upravuje sypné vlastnosti cementu • potlačuje "krvácení" • zlepšuje zpracovatelnsot betonu
Požadavky norem a konstrukcí
16
17
Cementová pojiva jsou rozdělena do následujícíh skupin, které přesně umožní pomocí technologie SikaGrind® vytvořit
řada SikaGrind®-100 mlecí přísady upravující počáteční pevnosti, s obsahem chloridů
řada SikaGrind®-200 účinné mlecí přísady zlepšující počáteční pevnosti
řada SikaGrind®-300 přísady pro speciální cementy
řada SikaGrind®-400 výkonné mlecí přísady s nízkým až nulovým obsahem aminů, u cementů se zvýšenou tendencí ke změně zabarvení snižují riziko zabarvení cementu do hněda
řada SikaGrind®-700 vysoce účinné mlecí přísady upravující počáteční i konečné pevnosti
řada SikaGrind®-800 speciálně navržené přísady pro zvýšení výkonu mlecího zařízení a následné zlepšení vývinu pevností cementu s náhradou vysokého množství slínku, na bázi polykarboxylátů
1
2
3
4
5
SikaGrind® - technický servis
Neustále pracujeme na vývoji pro zlepšení dalších technických parametrů a umožňujeme využívat nejnovější technologii.
6
Rozumíme Vašim potřebám a podporujeme Vaše cíle. V jakékoliv situaci jsme připraveni řešit zvláštní problémy. Sika Vám pomáhá dosáhnout Vašich cílů a potřeb. Lokální podmínky a požadavky se výrazně mění a proto je nezbytné se věnovat každé výrobně cementu individuálně. Sika nabízí produkty šité přímo na míru dle daných požadavků zákazníka. To zahrnuje nezbytnost pracovat jako partneři na společném cíli.
7
8 .
18
19
1
Nepřetržitý výzkum pro zvýšení kvality
2
Porozumění lokálním podmínkám a definování cílů
3
Laboratorní zkoušky pro určení směru vývoje
4
Speciálně proškolení zaměstnanci Sika pro zkoušky přímo v závodech
5
Vyhodnocení kvality cementu laboratorními analýzami
6
Diskuze výsledků se zákazníkem
7
Uvedení do výroby včetně logistiky
8
Následná technická podpora
®
Sika – spolehlivý partner. Od základů až po střechu. Izolace plochých střech Zesilování konstrukcí
Sanace a ochrana betonu
Tmelení a lepení fasád
Tmelení a lepení v interiéru
Brandschutz Protipožární ochrana
Podlahové nátěrové systémy
Izolace spodní stavby
Protikorozní ochrana Přísady do betonů
Platí naše nejnovější Všeobecné obchodní podmínky. Před jakýmkoliv použitím a zpracováním se prosím podívejte na technický list příslušného výrobku. Obchodní jednotka Concrete Tel. +420 725 851 746
Držitel systémů jakosti podle ČSN EN ISO 9001 a EMS podle ČSN EN ISO 14001.
© 10/2009
Sika CZ, s.r.o. Bystrcká 1132/36 624 00 Brno Česká republika Tel. +420 546 422 464 Fax +420 546 422 400 www.sika.cz
