-
Sponsorowane przez Malvern PanalyticalOct 27 2016
Co roku produkuje się około trzech miliardów ton cementu. Ta ogromna ilość odpowiada za 10% globalnej produkcji CO2 i 10-15% globalnego zużycia energii w przemyśle.
Popyt na cement rośnie wraz z coraz większym rozwojem krajów rozwijających się, co skutkuje zwiększoną produkcją CO2 i zużyciem energii. Stwarza to problemy związane z odpowiedzialnością społeczną za środowisko i nieodłączne koszty.
Około 50% emisji CO2 spowodowanej produkcją cementu wynika z kalcynacji wapienia. Klinkier wyprodukowany z kalcynacji wapienia jest mieszany z gipsem w celu wytworzenia cementu portlandzkiego, który jest ważnym składnikiem większości betonów i cementu dostępnych na rynku.
Cement portlandzki nie zawsze był jednak kluczowym składnikiem cementu. Rzymianie używali cementów pozzolanowo-wapiennych do budowy swoich konstrukcji, z których większość nadal stoi po 2000 lat.
Panteon w Rzymie, Włochy jest przykładem konstrukcji zbudowanej z cementu pozzolanowo-wapiennego. Cementy pozzolanowe są łatwiejsze w obróbce przy pierwszym wylewaniu, ponieważ wolno zastygają, jednak z czasem nabierają wytrzymałości i są znacznie mocniejsze niż cementy portlandzkie.
Materiały pozzolanowe, takie jak popiół wulkaniczny i popiół lotny, są coraz częściej stosowane w przemysłowej produkcji cementu jako zamiennik cementu portlandzkiego. To nie tylko zmniejsza koszty i emisję CO2, ale także zwiększa trwałość, jak udowodniono w Pantheon.
Lepsze zrozumienie cementu na poziomie cząstek może pomóc zwiększyć korzyści i ostatecznie zmniejszyć koszty.
Kształt i rozmiar różnych składników w mieszance cementowej może być scharakteryzowany indywidualnie poprzez morfologicznie ukierunkowaną analizę Ramana przy użyciu Morphologi G3- ID. Wyniki analizy ramanowskiej mogą pomóc w rozwiązaniu problemów produkcyjnych, uzyskaniu lepszego wglądu w rozwój produktu lub porównaniu produktów i partii.
Metodologia
Pięć różnych próbek cementu z dwóch różnych firm zostało wybranych do badania przy użyciu Morphologi G3-ID.
Metoda ewaporacyjna, która obejmuje zawieszenie małej porcji cementu w rozpuszczalniku i zastosowanie ultradźwięków do dyspersji, może być stosowana do dyspersji cementu. Przed analizą, podwielokrotność zawiesiny jest rozprowadzana i pozostawiana do wyschnięcia na szkiełku mikroskopowym. Rysunek 1 przedstawia przykładowy obraz takiej dyspersji.
Rysunek 1. Obraz dyspersji cementu w powiększeniu 50x.
Analiza Ramana ukierunkowana morfologicznie polega na przeprowadzeniu najpierw analizy obrazu morfologicznego próbki, a następnie z obrazów cząstek pozyskuje się informacje związane z kształtem i rozmiarem. Dane pozycyjne uzyskane z tego badania są wykorzystywane do automatycznego powrotu do cząstek docelowych, z których należy uzyskać widma Ramana.
Widma czystych składników są pozyskiwane w celu stworzenia biblioteki referencyjnej. Uzyskane widma cząsteczek są oceniane w stosunku do widm referencyjnych, a następnie obliczana jest korelacja. Niski wynik korelacji wskazuje na brak dopasowania, podczas gdy wysoki wynik korelacji określa dobre dopasowanie pomiędzy widmem cząstki i widmem referencyjnym.
W ten sposób wyniki spektroskopii ramanowskiej są wykorzystywane do klasyfikacji cząstek jako oddzielnych składników.
Wnioski
Do przeprowadzenia analizy morfologicznej użyto obiektywu 50x. Obrazy dotykających cząstek zostały wykluczone z analizy przy użyciu filtru kształtu po analizie.
W tym badaniu, około 1000 do 2000 cząstek o wymiarach większych niż 3 µm zostało wybranych do analizy chemicznej, przy użyciu czasu akwizycji 30 sekund na cząstkę.
Informacja ta została pozyskana, przejrzana i zaadaptowana z materiałów dostarczonych przez Malvern Panalytical.
W celu uzyskania większej ilości informacji na temat tego źródła, proszę odwiedzić Malvern Panalytical.
Cytaty
.
