-
Sponsoreret af Malvern PanalyticalOct 27 2016
Der produceres hvert år ca. tre milliarder tons cement. Denne enorme mængde tegner sig for 10 % af den globale CO2-produktion og 10-15 % af det globale energiforbrug i industrien.
Efterspørgslen efter cement vokser i takt med den stigende vækst i udviklingslandene, hvilket resulterer i øget CO2-produktion og energiforbrug. Dette skaber problemer med miljømæssigt socialt ansvar og iboende omkostninger.
Omkring 50 % af de CO2-emissioner, der forårsages af produktionen af cement, skyldes kalcinering af kalksten. Klinker, der produceres ved kalcinering af kalksten, blandes med gips for at fremstille portlandcement, som er en vigtig ingrediens i de fleste former for beton og cement, der findes på markedet.
Portlandcement har imidlertid ikke altid været en vigtig ingrediens i cement. Romerne brugte Pozzolan-kalk-cement til at bygge deres bygningsværker, hvoraf de fleste stadig står tilbage efter 2000 år.
Pantheon i Rom, Italien, er et eksempel på et bygningsværk bygget af Pozzolan-kalk-cement. Puzzolancementer er lettere at arbejde med, når de først hældes, da de er langsomme til at binde, men disse cementer udvikler styrke med tiden og er meget stærkere end Portlandcementer.
Pozzolanmaterialer, som f.eks. vulkansk aske og flyveaske, anvendes i stigende grad i industriel cementproduktion som erstatning for Portlandcement. Dette reducerer ikke kun omkostningerne og CO2-emissionerne, men øger også levetiden, hvilket Pantheon har bevist.
En bedre forståelse af cementen på partikelniveau kan bidrage til at øge fordelene og i sidste ende reducere omkostningerne.
Form og størrelse af forskellige komponenter i en cementblanding kan karakteriseres individuelt ved hjælp af morfologisk rettet Ramananalyse ved hjælp af Morphologi G3- ID. Resultaterne af Ramananalysen kan hjælpe med at løse produktionsproblemer, få et bedre indblik i produktudviklingen eller sammenligne produkter og partier.
Metode
Fem forskellige cementprøver fra to forskellige virksomheder blev udvalgt til at blive testet ved hjælp af Morphologi G3-ID.
Der kan anvendes en fordampningsmetode, der indebærer, at en lille alikvot af cement suspenderes i et opløsningsmiddel, og at der anvendes ultralyd til dispersion, til dispersion af cement. Før analysen spredes en alikvot af suspensionen ud og tørres på et objektglas. Figur 1 viser et eksempel på et billede af denne dispersion.
Figur 1. Billede i 50x forstørrelse af dispersion af cement.
En morfologisk rettet Ramananalyse indebærer, at der først foretages en morfologisk billedanalyse af prøven, hvorefter der indhentes oplysninger vedrørende form og størrelse fra partikelbillederne. De positionsdata, der opnås ved denne undersøgelse, anvendes til automatisk at vende tilbage til de målpartikler, som Raman-spektre skal opnås fra.
Spektrerne fra rene komponenter erhverves for at skabe et referencebibliotek. De opnåede partikelspektrer evalueres i forhold til referencespektrene, og der foretages efterfølgende en korrelationsberegning. En lav korrelationsscore angiver ingen overensstemmelse, mens en høj korrelationsscore angiver en god overensstemmelse mellem partikel- og referencespektret.
På denne måde anvendes Raman-spektroskopiresultaterne til at klassificere partiklerne som separate komponenter.
Konklusion
Der blev anvendt et 50x objektiv til at udføre morfologisk analyse. Billederne af rørende partikler blev udelukket fra analysen ved hjælp af et formfilter efter analysen.
I denne undersøgelse blev ca. 1000 til 2000 partikler, der målte mere end 3 µm, målrettet til kemisk analyse, idet der blev anvendt en optagelsestid på 30 sekunder pr. partikel.
Denne oplysninger er hentet, gennemgået og tilpasset fra materialer leveret af Malvern Panalytical.
For yderligere oplysninger om denne kilde, se venligst Malvern Panalytical.
Citationer
