Ciment et analyse du béton

Soutenir une production de ciment efficace, de haute qualité et durable

Alors que l'industrie de Net Zero, en forme de circulaire, est à l'origine de l'utilisation de carburants alternatifs et de remplacements de clinker, une analyse élémentaire et minéralogique robuste est de plus en plus essentielle à la production de ciment de haute qualité. Dans le même temps, l'analyse granulométrique reste essentielle pour optimiser l'efficacité du broyage et les propriétés finales du ciment. Plus que jamais, les fabricants de ciment ont besoin d'un contrôle strict de chaque étape du processus de production pour atteindre un maximum d'efficacité, de rentabilité et de qualité.

Pour améliorer la qualité et la cohérence de leur ciment, tout en soutenant la durabilité et en réduisant les coûts de production, les fabricants ont besoin de solutions d'analyse des matériaux fiables. Des solutions comme les instruments de pointe de Malvern PAnalytical : Diffraction des rayons X pour l'analyse minéralogique, la fluorescence des rayons X et les neutrons activés analyseurs à courroie croisée pour les compositions chimiques et nos solutions de diffraction laser pour la distribution des tailles de particules. Notre gamme de ciment offre un ensemble de solutions à guichet unique pour toutes les parties du processus de production. Les solutions s'intègrent de manière transparente à vos processus de production existants et sont fournies avec une assistance sur laquelle vous pouvez compter, partout dans le monde.

Quel instrument pour quelle opération dans le processus de ciment ? Trouvez la réponse dans l'illustration ci-dessous.

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Avantages :

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Instruments de pointe

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Ensemble unique de solutions analytiques

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Intégration transparente

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Service et assistance à l'échelle mondiale

Extraction de matières premières

Lors de la sélection des matières premières, les fabricants doivent maintenir des coûts minimes, tout en s'assurant que les matières sont compatibles avec la production de ciment. En particulier lors de l'utilisation de matières premières alternatives. Outre les coûts des matériaux, leur impact sur l'efficacité des processus et les objectifs de durabilité difficiles (2050 Net Zero) doivent également être pris en compte. Pour cela, la composition chimique et minéralogique sont cruciales.

Nos solutions permettent de minimiser les rebuts et d'optimiser les compositions minéralogiques et chimiques des matières premières en fournissant une analyse haute fréquence des composants des matières premières, en particulier lorsqu'ils sont automatisés. Ils peuvent le faire à la fois au niveau de la carrière et dans le dosage de mélange brut. En fournissant rapidement des résultats, ces instruments permettent aux producteurs de réduire les déchets provenant de l'échantillonnage et d'assurer une alimentation stable au four pour une efficacité énergétique dans le processus restant (pré-homogénéisation et répartition).

Nos solutions

L'édition Cement de Zetium

Analyse précise des XRF élémentaires pour la composition des matières premières et le mélange optimal pour un processus stabilisé
L'édition Cement de Zetium

Epsilon 4

Analyse XRF élémentaire pour un retour rapide sur les mines et un mélange avec un minimum de rebuts et un faible coût de propriété
Epsilon 4

Aeris Édition Cement

Analyse minéralogique des matières premières par XRD pour un mélange optimisé dans le processus de fabrication du ciment
Aeris Édition Cement

CNA Pentos-Cement

Contrôle en temps réel du rapport des matières premières dans l'usine par l'analyseur à bandes croisées à neutrons activés, pour un processus de production stable – inclut les mesures d'humidité
CNA Pentos-Cement

Claisse LeNeo

Instrument de fusion fiable permettant d'éliminer les variations de matières premières à l'aide de billes fusionnées pour une analyse précise des radiofréquences
Claisse LeNeo

Claisse Eagon 2

Instrument de fusion à deux positions permettant d'éliminer les variations de matières premières à l'aide de billes fusionnées pour une analyse XRF précise – version automatisée disponible
Claisse Eagon 2

WROXI – Certified Reference Materials

Solution économique pour l'analyse des éléments dans les matières premières, basée sur les matériaux de référence synthétiques certifiés
WROXI – Certified Reference Materials

Traitement du mélange cru dans le four

Lorsqu'il s'agit de traitement de mélanges bruts, l'optimisation de l'efficacité du four est un élément essentiel de la réduction de la consommation d'énergie, des émissions et des exigences d'entretien. L'optimisation des matériaux qui entrent dans le four peut aider à atteindre cet objectif : les deux principaux points d'attention sont la surveillance de la chimie de mélange correcte et stable et l'obtention de la bonne mouture brute. 

Une composition de repas brut stable est également essentielle pour garantir des profils de chaleur homogènes dans le four et fournir un produit final de haute qualité avec les bonnes propriétés telles que la résistance à la compression. Il a également un impact sur la consommation d'énergie, l'utilisation d'additifs de broyage, la durée de vie réfractaire, la consommation d'additifs, la demande de carburant et d'autres facteurs de processus. Par exemple, les conditions d'oxydation du four sont obligatoires pour éviter la décomposition de l'alite C3S en Belite C2S et de la chaux libre. Cette stabilité peut être obtenue en contrôlant la composition chimique à l'aide de la fluorescence X ou d'une analyse élémentaire en ligne, comme les analyseurs à courroie croisée activés par neutrons, ou en contrôlant la minéralogie à l'aide de la technologie XRD.

Les exigences de fonctionnement optimales sont également de travailler avec des farines fines (éviter spécifiquement les grains de calcite et de quartz grossiers) : les particules de mélange brutes doivent être suffisamment fines pour garantir qu'elles peuvent se mélanger et être bien meulées sans combustion dure. La diffraction laser pour l'analyse de la taille des particules peut alors contribuer à ce résultat. 

Nos solutions

L'édition Cement de Zetium

Analyse XRF élémentaire rapide et précise pour garantir une chimie de mélange brute correcte et stable, réduisant ainsi la consommation d'énergie, les émissions et la maintenance
L'édition Cement de Zetium

Epsilon 4

Analyse XRF élémentaire rapide du mélange brut pour le contrôle de processus avec un faible coût de propriété
Epsilon 4

Aeris Édition Cement

XRD compact pour contrôler le broyage du mélange brut et garantir une efficacité optimale du processus et une qualité élevée du clinker
Aeris Édition Cement

Mastersizer 3000

Diffraction laser ultra-rapide et fiable pour l'analyse de la distribution granulométrique de la farine brute afin d'assurer un broyage brut correct
Mastersizer 3000

Gamme Insitec

Analyse en temps réel de la distribution granulométrique de la farine brute par diffraction laser, pour garantir un broyage brut et un contrôle des coûts corrects
Gamme Insitec

Module WROXI

WROXI – Certified Reference Materials – Une solution parfaite pour la détermination d'oxydes dans une large gamme de matériaux

WROXI-CRM est un kit de matériaux de référence certifiés (MRC, CRM en anglais) synthétiques de haute qualité qui couvre une large gamme de matériaux oxydés tels que les minerais, les roches et les matériaux géologiques. Il a un double but : soit pour l'étalonnage primaire des disques de verre de fusion, soit pour développer des étalonnages secondaires de poudre pressée.

Le progiciel de base WROXI-CRM de Beads comprend 15 documents de référence certifiés, des modèles d'application et des échantillons de surveillance. Une fois complétée avec l'extension WROXI-CRM ciment (9 CRM supplémentaires), elle devient une solution prête à l'emploi pour l'analyse des éléments primaires et secondaires dans divers échantillons de matières premières, de farines brutes, de clinker et de ciment.

Carburants alternatifs

De plus en plus, les carburants alternatifs sous forme de biomasse, de combustibles mixtes ou de déchets fossiles à faible émission remplacent les combustibles fossiles à forte intensité de ressources. En récupérant la valeur calorifique des déchets combustibles, ces carburants additifs contribuent à réduire les émissions dues à la production de ciment. 

Mais les carburants alternatifs doivent être pleinement caractérisés pour leur sécurité, leurs propriétés chimiques, thermiques et physiques afin d'évaluer leur effet sur des paramètres tels que la température de la flamme et l'échange de chaleur.

Nos analyseurs élémentaires (fluorescence X et CNA à ceinture croisée), nos diffractomètres minéralogiques à rayons X et nos machines automatiques d'échantillonnage par fusion facilitent cette opération.

Nos solutions

Epsilon 4

Analyse XRF élémentaire rapide et précise des carburants alternatifs pour prévenir les émissions illégales et éviter les changements indésirables dans le processus
Epsilon 4

Claisse Eagon 2

Instrument de fusion à deux positions permettant d'éliminer les variations des carburants alternatifs à l'aide de billes de fusion pour une analyse XRF précise – version automatisée disponible
Claisse Eagon 2

Aeris Édition Cement

Analyse minéralogique des carburants de remplacement par XRD pour prévenir les émissions illégales et éviter les changements indésirables dans le processus
Aeris Édition Cement

L'édition Cement de Zetium

Analyse XRF élémentaire rapide et précise des carburants alternatifs pour éviter les éléments indésirables tout en réduisant les émissions de CO2 et en achetant
L'édition Cement de Zetium

Omnian

Solution sans étalon pour une analyse rapide et fiable des échantillons inconnus ou un contrôle d'intégrité pour les carburants alternatifs
Omnian

Pro-Trace

Pour une analyse précise et à l'état de traces des éléments dans divers carburants alternatifs
Pro-Trace

Production de clinker

La production de clinker résulte de la pyrotransformation : préchauffage de la farine brute, clinkerisation de la calcination, refroidissement du clinker, broyage. Pour obtenir les bonnes propriétés de ciment, comme vu ci-dessus, les conditions de calcination appropriées doivent être contrôlées, suivies d'un refroidissement rapide du clinker.

L'attention est alors sur le contrôle de la calcination appropriée (chaux libre), en évitant les éléments indésirables et en maximisant les phases minérales positives pour les propriétés ciblées du ciment. 

Pour garantir une calcination correcte et la minéralogie droite du clinker, la diffraction des rayons X est le meilleur analyseur analytique :Il permet de quantifier le contenu et le type de C3S qui influencent le développement de la force, le contenu et le type de C3A qui influent sur les propriétés fraîches, et la quantité de chaux libre et de périclase qui ne devrait pas être supérieure aux limites ciblées. Les solutions analytiques de Malvern PAnalytical prennent en charge cette surveillance à l'aide du diffractomètre compact Aeris XRD. 

Les éléments indésirables sont contrôlés à l'aide de la fluorescence X, dans les flux de recyclage internes des carburants ou du mélange brut. Le Zetium et l'Epsilon 4 fournissent tous deux les données nécessaires pour le surveiller très efficacement.

Enfin, comme nous l'avons vu plus haut, dans une approche durable, les fabricants ciblent non seulement la haute qualité du clinker, mais veulent également économiser de l'énergie et des ressources. Le traitement par pyrolyse du clinker nécessite la calcination à 1450 °C et l'énergie connexe est généralement satisfaite par la combustion du charbon au brûleur principal du calciner et du four. Pour économiser de l'énergie et réduire les émissions de CO2 , les déchets et la biomasse sont de plus en plus utilisés comme carburants de remplacement. Des matières premières alternatives sont également utilisées. Les dosages de ces carburants de remplacement ou de ces matières premières de remplacement nécessitent des contrôles spécifiques pour éviter des effets négatifs sur la réactivité du clinker. Nos solutions à rayons X vous permettent de profiter des avantages des solutions alternatives pour la production de clinker sans vous soucier de l'impact sur la qualité.

Nos solutions

Aeris Édition Cement

XRD compact pour l'identification et la quantification des phases minérales dans le clinker afin de surveiller les réactions chimiques et de détecter les surbrûlures
Aeris Édition Cement

L'édition Cement de Zetium

Analyse XRF élémentaire rapide et précise du clinker pour éviter les éléments indésirables provenant de flux de recyclage de carburant ou de matières premièresmix - prêt pour un rendement élevé
L'édition Cement de Zetium

Epsilon 4

Analyse XRF élémentaire rapide du clinker pour éviter les éléments indésirables provenant des flux de recyclage de carburant ou du mélange brut
Epsilon 4

Claisse Eagon 2

Instrument de fusion à deux positions permettant d'éliminer les variations de matériaux à l'aide de billes fusionnées pour une analyse XRF précise – version automatisée disponible
Claisse Eagon 2

Claisse LeNeo

Instrument de fusion fiable permettant d'éliminer les variations de matériaux à l'aide de billes fusionnées pour une analyse précise des radiofréquences
Claisse LeNeo

Ciment : composition, broyage et expédition

Le ciment est produit en meulant du clinker avec différents ingrédients actifs (SCMS) dans une fine poudre pour obtenir les propriétés souhaitées du ciment. Les ajouts les plus courants sont le gypse et les matériaux mixtes tels que les cendres volantes, les scories de haut fourneau, les soutireuse de calcaire, les pouzzolanes naturelles et les argiles calcinées. Elles sont meulées à la finesse requise et aux proportions adéquates pour les phases de ciment cristallin ciblées. 

Pour réduire la consommation d'énergie, le meulage doit être réduit au minimum. La granularité du ciment fini influe sur sa vitesse de réaction d'hydratation, ainsi que sur la quantité d'eau, de produit ignifuge et de dispersant nécessaire, et est un facteur clé pour déterminer la résistance du ciment. Nos solutions de granulométrie peuvent aider à obtenir une granularité optimale du ciment. Grâce à leur analyse rapide et en temps réel, y compris dans l'environnement de processus difficile, ils permettent aux producteurs de réagir rapidement à toute anomalie et de surveiller des objectifs précis ambitieux. De cette façon, ils permettent d'importantes économies d'énergie et des forces de ciment optimales à court et à long terme. De plus, ils peuvent être installés rapidement et facilement pour un minimum de perturbations.

La surveillance de la teneur en sulfates et du type de composition minéralogique (lié à la déshydratation pendant le broyage) est essentielle pour obtenir les bonnes propriétés de ciment frais et durci. En ce qui concerne le ciment mélangé, un contrôle étroit de la composition (y compris les matériaux amorphes) est nécessaire pour répondre aux spécifications des clients et aux objectifs d'émissions de CO2 . Nos instruments de fluorescence X et de diffraction des rayons X sont d'une grande aide pour cela.

Nos solutions

Gamme Insitec

Analyse en temps réel de la distribution granulométrique du clinker et des ajouts par diffraction laser, pour garantir un broyage brut correct et un contrôle des coûts
Gamme Insitec

Mastersizer 3000E

Instrument de diffraction laser ultra-rapide et fiable pour l'analyse de la distribution granulométrique
Mastersizer 3000E

Aeris Édition Cement

XRD compact pour l'identification et la quantification des phases minérales afin de contrôler les ajouts au clinker et de confirmer la qualité de l'expédition
Aeris Édition Cement

L'édition Cement de Zetium

Analyse XRF élémentaire rapide et précise pour contrôler les ajouts au clinker et confirmer la qualité de l'expédition
L'édition Cement de Zetium

Béton : confirmez la qualité de l'expédition – prêt pour le recyclage

Le béton est constitué de trois éléments de base : l'eau, l'agrégat (roche, sable ou gravier) et le ciment. Le ciment, généralement sous forme de poudre, agit comme un agent liant lorsqu'il est mélangé à de l'eau et des agrégats. Cette combinaison, ou mélange de béton, sera versée et durcit dans le matériau durable que nous connaissons tous.

Le recyclage du béton devient un moyen de plus en plus populaire d'utiliser les granulats laissés en arrière lorsque des structures ou des chaussées sont démolies. Par le passé, ces gravats étaient éliminés dans les décharges sanitaires, mais avec une plus grande attention portée aux préoccupations environnementales, le recyclage du béton permet de réutiliser les gravats tout en réduisant les coûts de construction.

Dans les deux cas, la principale attention est que le béton répond à la capacité de travail promise, les qualités une fois durci (résistance au gel, étanchéité à l'eau, résistance à l'usure, résistance), et le prix d'utilisation (quantité d'eau).

La composition et la taille des matériaux sont de nouveau d'une grande importance. Nos instruments laser ou à rayons X fournissent les informations nécessaires pour un contrôle de haute qualité de ces caractéristiques.

Nos solutions

Epsilon 4

Analyse élémentaire en ligne rapide pour le contrôle de processus
Epsilon 4

Mastersizer 3000E

Instrument de diffraction laser ultra-rapide et fiable pour l'analyse de la distribution granulométrique
Mastersizer 3000E

Aeris Édition Cement

Sondage minéralogique pour toutes les étapes de la production de ciment
Aeris Édition Cement

Pour en savoir plus