Análise de cimento e concreto

Possibilitando uma produção de cimento eficiente, sustentável e de alta qualidade

Conforme a busca por um setor Net Zero e circular impulsiona o uso de combustíveis alternativos e substituições de clínquer, análises elementares e mineralógicas robustas são cada vez mais essenciais para a produção de cimento de alta qualidade. Ao mesmo tempo, a análise do tamanho das partículas continua sendo algo fundamental para otimizar a eficiência de moagem e as propriedades finais do cimento. Mais do que nunca, os fabricantes de cimento precisam de um controle rigoroso de cada etapa do processo de produção para alcançar a máxima eficiência, custo-benefício e qualidade.

Para melhorar a qualidade e consistência de seu cimento, ao mesmo tempo em que apoia a sustentabilidade e reduz os custos de produção, os fabricantes precisam de soluções confiáveis de análise de materiais. Soluções como os instrumentos líderes mundiais da Malvern Panalytical: Difração de raios X para análise mineralógica, fluorescência de raios X e analisadores de esteira cruzada de nêutrons ativados para composições químicas e nossas soluções de difração a laser para distribuições de tamanhos de partículas. Nosso portfólio de cimento oferece um conjunto completo de soluções para todas as partes do processo de produção. As soluções se integram perfeitamente aos seus processos de produção existentes e acompanham um suporte com o qual você pode contar, em qualquer lugar do mundo.

Qual instrumento para qual operação no processo de cimento? Encontre a resposta na ilustração abaixo.

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Desfrute de:

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Instrumentos líderes mundiais

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O melhor conjunto de soluções analíticas

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Integração perfeita

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Serviço e suporte globais

Extração de matérias-primas

Ao selecionar matérias-primas, os fabricantes precisam manter os custos mínimos, garantindo que as matérias sejam compatíveis com a produção de cimento. Especialmente ao usar matérias-primas alternativas. Além dos custos dos materiais também devem ser considerados o seu impacto na eficiência do processo e as metas desafiadoras de sustentabilidade (2050 Net Zero). Para isso, a composição química e o mineralógico são cruciais.

Nossas soluções ajudam a minimizar o desperdício e otimizar as composições mineralógicas e químicas de matérias-primas, fornecendo análise de alta frequência de componentes de matérias-primas, especificamente quando automatizadas. Eles podem fazer isso na pedreira e nas proporções de mistura bruta. Ao fornecer resultados rapidamente, esses instrumentos permitem que os produtores reduzam os resíduos da amostragem e garantam uma alimentação estável de forno para eficiência energética no processo restante (pré-homogeneização e dosagem).

Nossas soluções

Cement edition do Zetium

Análise precisa de FRX elementar para composição de matéria-prima e combinação ideal para um processo estabilizado
Cement edition do Zetium

Epsilon 4

Análise elementar de FRX para feedback rápido sobre a mina e mistura com o mínimo de refugo e baixo custo de propriedade
Epsilon 4

Aeris Cement edition

Análise mineralógica de matérias-primas por DRX para otimização da mistura no processo de fabricação de cimento
Aeris Cement edition

CNA Pentos-Cement

Controle em tempo real da relação de matérias-primas no moinho pelo Analisador de correia de esteira on-line, para um processo e produção estável, inclui medições de umidade
CNA Pentos-Cement

Claisse LeNeo

Instrumento de fusão confiável para remover variações de matérias-primas usando amostras fundidas para uma análise precisa de FRX
Claisse LeNeo

Claisse Eagon 2

Instrumento de fusão de duas posições para remover variações de matérias-primas usando amostras fundidas para análise precisa de FRX. Versão automatizada disponível
Claisse Eagon 2

Processamento de mistura bruta no forno

Quando se trata de processamento de mistura bruta, maximizar a eficiência do forno é uma parte essencial da redução do consumo de energia, emissões e requisitos de manutenção. Otimizar os materiais que entram no forno pode ajudar a alcançar isso: os dois principais pontos de atenção são o monitoramento da química de mistura correta e estável e a obtenção da moagem bruta adequada. 

A composição estável da farinha crua também é essencial para garantir perfis de calor consistentes no forno e oferecer um produto final de alta qualidade com as propriedades certas, como a resistência à compressão. Também afeta o consumo de energia, o uso de aditivos de moagem, a vida refratária, o consumo de aditivos, a demanda de combustível e outros fatores de processo. Como exemplo, as condições de oxidação do forno são obrigatórias para evitar a decomposição de Alite C3S em Belite C2S e cal livre. Essa estabilidade pode ser alcançada controlando a composição química usando XRF ou análise elementar on-line, como analisadores de esteira cruzada ativados por nêutrons, ou controlando a mineralogia usando XRD.

Os requisitos operacionais ideais também incluem trabalhar com farinha crua fina (evite especificamente grãos grosseiros de calcita e quartzo): as partículas da mistura bruta devem ser finas o suficiente para garantir que possam misturar e ser bem moídas sem grandes queimas. Em seguida, a difração a laser para análise do tamanho das partículas pode ajudar a garantir isso. 

Nossas soluções

Cement edition do Zetium

Análise de FRX elementar rápida e precisa para garantir uma química de mistura bruta correta e estável, reduzindo o consumo de energia, emissões e manutenção
Cement edition do Zetium

Epsilon 4

Análise DRX elementar rápida da mistura bruta para controle de processo com baixo custo de propriedade
Epsilon 4

Aeris Cement edition

DRX compacto para controlar a moagem da mistura bruta e garantir a máxima eficiência do processo e alta qualidade do clínquer
Aeris Cement edition

Mastersizer 3000

Difração a laser confiável e de velocidade ultra-alta para análise de distribuição de tamanho de partícula de farinha crua para garantir a moagem adequada da matéria-prima
Mastersizer 3000

Linha Insitec

Análise de distribuição de tamanho de partícula em tempo real de farinha crua por difração a laser, para garantir a moagem adequada e o controle de custos
Linha Insitec

Módulo WROXI

Solução baseada em materiais de referência certificados para a determinação de óxidos em uma grande variedade de materiais.

WROXI é um kit sintético e de alta qualidade de Materiais de referência certificados (CRM) que abrange uma ampla variedade de materiais de óxido, como minérios, rochas e materiais geológicos. Ele tem dupla finalidade: para calibração do disco de vidro de fusão primária ou para desenvolver calibrações de pó prensado secundário.

O pacote de software base WROXI-CRM baseado em amostras fundidas consiste em 15 Materiais de Referência Certificados, modelos de aplicação e amostras de monitoramento. Uma vez concluída a extensão WROXI-CRM Cement (9 CRMs adicionais), ela se torna uma solução pronta para análise de elementos primários e secundários em várias matérias-primas, farinhas brutas, clínquer e amostras de cimento.

Combustíveis alternativos

Cada vez mais, combustíveis alternativos na forma de biomassa, combustíveis mistos ou resíduos fósseis com fatores de emissões mais baixos estão substituindo combustíveis fósseis com uso intensivo de recursos. Ao recuperar o valor calorífico dos resíduos de combustível, esses combustíveis aditivos ajudam a reduzir as emissões da produção de cimento. 

Mas os combustíveis alternativos devem ser totalmente caracterizados quanto à sua segurança, propriedades químicas, térmicas e físicas para avaliar seu efeito em parâmetros como temperatura da chama e troca de calor.

Nossos analisadores elementares (fluorescência de raios X e CNA de esteira cruzada), difratômetros de raios X mineralógicos e máquinas de amostras de fusão automática facilitam isso.

Nossas soluções

Epsilon 4

Análise rápida e precisa de FRX elementar de combustíveis alternativos para evitar emissões ilegais e mudanças indesejadas no processo
Epsilon 4

Claisse Eagon 2

Instrumento de fusão de duas posições para remover variações de combustíveis alternativos usando amostras fundidas para análise precisa de FRX. Versão automatizada disponível
Claisse Eagon 2

Aeris Cement edition

Análise mineralógica de combustíveis alternativos por DRX para evitar emissões ilegais e alterações indesejadas no processo
Aeris Cement edition

Cement edition do Zetium

Análise elementar de FRX rápida e precisa de combustíveis alternativos para evitar elementos indesejados e, ao mesmo tempo, reduzir as emissões de CO2 e as compras
Cement edition do Zetium

Omnian

Solução sem padrões para análise rápida e confiável de amostras desconhecidas ou verificação de integridade para combustíveis alternativos
Omnian

Pro-Trace

Para uma análise precisa de traço e elementos em vários combustíveis alternativos
Pro-Trace

Produção de clínquer

A produção de clínquer é resultante do piroprocessamento: pré-aquecimento da farinha crua, clínquer por calcinação, resfriamento de clínquer, britagem. Para obter as propriedades corretas do cimento, como visto acima, as condições adequadas de calcinação devem ser controladas, seguidas de uma rápida têmpera do clínquer.

Em seguida, a atenção volta-se para o controle da calcinação adequada (cal livre), evitando elementos indesejados e maximizando as fases minerais positivas para as propriedades desejadas do cimento. 

Para garantir a calcinação adequada e a mineralogia correta do clínquer, a difração de raios X é o melhor analisador analítico: ela permite quantificar o teor e o tipo de C3S que influencia o desenvolvimento da resistência, o teor e o tipo de C3A que afeta as propriedades frescas e a quantidade de cal livre e periclásio que não deve ser superior aos limites pretendidos. As soluções analíticas da Malvern Panalytical viabilizam esse monitoramento usando o difratômetro compacto Aeris XRD. 

Os elementos indesejados são controlados usando o X de fluorescência de raios X, em fluxos de reciclagem internos de combustíveis ou mistura bruta. Tanto o Zetium quanto o Epsilon 4 fornecem os dados necessários para monitorar isso de forma muito eficiente.

Por fim, conforme visto acima, em uma abordagem sustentável, os fabricantes visam não só a alta qualidade do clínquer, mas também a economia de energia e de recursos. O piroprocessamento de clínquer precisa de calcinação a 1.450 ºC e a energia relacionada geralmente é alcançada por queima de carvão no calcinador e no queimador principal do forno. Para poupar energia e reduzir as emissões de CO2, os resíduos e a biomassa são cada vez mais utilizados como combustíveis alternativos. Também utiliza-se matéria bruta alternativa. As doses desses combustíveis alternativos ou matérias-primas alternativas exigem alguns controles específicos para evitar efeitos negativos na reatividade do clínquer. Nossas soluções de raios X permitem que você aproveite os benefícios de soluções alternativas para a produção de clínquer sem se preocupar com o impacto na qualidade.

Nossas soluções

Aeris Cement edition

DRX compacto para identificação e quantificação de fases minerais no clínquer para monitorar reações químicas e detectar supercombustão
Aeris Cement edition

Cement edition do Zetium

Análise elementar de FRX rápida e precisa do clínquer para evitar elementos indesejados provenientes de fluxos de reciclagem de combustível ou mistura bruta, pronto para alta produtividade
Cement edition do Zetium

Epsilon 4

Análise rápida de FRX elementar do clínquer para evitar elementos indesejados provenientes de fluxos de reciclagem de combustível ou mistura bruta
Epsilon 4

Claisse Eagon 2

Instrumento de fusão de duas posições para remover variações de materiais usando amostras fundidas para análise precisa de FRX. Versão automatizada disponível
Claisse Eagon 2

Claisse LeNeo

Instrumento de fusão confiável para remover variações de materiais usando amostras fundidas para uma análise precisa de FRX
Claisse LeNeo

Cimento: composição, moagem e expedição

O cimento é produzido por moagem de clínquer com diferentes ingredientes ativos (SCMs) em um pó fino para atingir as propriedades desejadas do cimento. As adições mais comuns são gesso e materiais mistos, como cinza volante, resíduo de alto-forno, enchimento de calcário, pozolanas naturais e argilas calcinadas. Eles são moídos até a finura necessária e as proporções certas para as fases direcionadas do cimento cristalino. 

Para reduzir o consumo de energia, o excesso de moagem deve ser minimizado. A granularidade do cimento acabado afeta sua taxa de reação de hidratação, bem como a quantidade de água, retardante e dispersante necessária, e é um fator chave na determinação da resistência do cimento. Nossas soluções de dimensionamento de partículas podem ajudar a alcançar a granularidade ideal do cimento. Graças à sua análise rápida e em tempo real, inclusive no desafiador ambiente de processos, elas permitem que os produtores reajam rapidamente a quaisquer anomalias e monitorem metas ambiciosas e precisas. Dessa forma, elas viabilizam uma economia considerável de energia e a otimização das resistências de cimento a curto e longo prazo. Além disso, elas podem ser instaladas rápida e facilmente, gerando o mínimo de tempo de inatividade.

O monitoramento do teor de sulfato e do tipo de composição mineralógica (ligado à desidratação durante a moagem) são cruciais para alcançar as propriedades corretas do cimento fresco e endurecido. Em relação ao cimento misturado, é necessário controlar de perto a composição (incluindo materiais amorfos) para atender às especificações dos clientes e às metas de emissões de CO2. Nossos instrumentos de fluorescência de raios-X e difração de raios-X são muito úteis para isso.

Nossas soluções

Linha Insitec

Análise em tempo real da distribuição do tamanho das partículas do clínquer e adições por difração a laser, para garantir a moagem adequada e o controle de custos
Linha Insitec

Mastersizer 3000E

Instrumento de difração a laser confiável e de velocidade ultra-alta para análise de distribuição do tamanho das partículas
Mastersizer 3000E

Aeris Cement edition

XRD compacto para identificação e quantificação de fases minerais para controlar adições ao clínquer e confirmar a qualidade do envio
Aeris Cement edition

Cement edition do Zetium

Análise de XRF elementar rápida e precisa para controlar adições ao clínquer e confirmar a qualidade do envio
Cement edition do Zetium

Concreto: confirme a qualidade da remessa – pronta para reciclagem

O concreto é composto por três componentes básicos: água, agregado (rocha, areia ou cascalho) e cimento. O cimento, geralmente em forma de pó, atua como um agente aglutinante quando misturado com água e agregados. Essa combinação, que é a mistura de concreto, é despejada, endurece e se torna o material durável que todos conhecemos.

A reciclagem de concreto está se tornando uma forma cada vez mais popular de utilizar agregados deixados para trás quando estruturas ou estradas são demolidas. No passado, esses resíduos eram descartados em aterros, mas devido às preocupações cada vez maiores em relação ao meio ambiente, a reciclagem de concreto permite a reutilização desses resíduos, mantendo os custos de construção baixos.

Em ambos os casos, a principal atenção é que o concreto atenda à capacidade de trabalho prometida, qualidades depois de endurecido (resistência ao congelamento, à estanquidade da água, resistência ao desgaste, resistência) e o preço de uso (quantidade de água).

A composição e os tamanhos dos materiais são novamente de grande importância. Nossos instrumentos baseados em laser ou raios-X fornecem as informações necessárias para uma verificação de alta qualidade dessas caraterísticas.

Nossas soluções

Epsilon 4

Análise elementar rápida e em linha para controle de processos
Epsilon 4

Mastersizer 3000E

Instrumento de difração a laser confiável e de velocidade ultra-alta para análise de distribuição do tamanho das partículas
Mastersizer 3000E

Aeris Cement edition

Sondagem mineralógica para todos os estágios da produção de cimento
Aeris Cement edition

Leitura adicional