Cement Admixture SikaGrind®

Alat bantu gerinda dan penambah kekuatan terkenal karena kemampuan mereka untuk meningkatkan produktivitas pabrik semen, dan kekuatan mekanis mortar dan beton. Namun, sedikit informasi tersedia pada potensi kelemahan penggunaannya. Untuk menutup kesenjangan, Layanan Sika mengatasi dampak yang mungkin terjadi pada kesehatan dan keselamatan dan lingkungan, dan pada properti semen dalam produksi dan penggunaan.

The evaporation of cement additives dosed on hot clinker
Image: The evaporation of cement additives dosed on hot clinker

Ini adalah solusi untuk menggiling aids sika dapat menawarkan

Alat bantu penggilingan, penambah kekuatan, dan peningkatan kualitas didasarkan pada produk kimia. Bantuan penggilingan bekerja terutama dengan menyebarkan partikel semen tanah untuk menghindari aglomerat, memungkinkan peningkatan produksi hingga 25 persen. 1 Di pabrik roller vertikal, mereka juga dapat digunakan untuk mengurangi getaran dan jumlah injeksi air, dan dengan demikian meningkatkan kualitas semen. 2

Penambah kekuatan secara kimia berinteraksi dengan semen selama hidrasi.
Tergantung pada komposisi klinker dan penambah kekuatan, adalah mungkin untuk mencapai peningkatan hingga 8MPa pada kekuatan kompresi awal dan akhir dari prisma mortir. 3

Namun, aditif semen mengandung produk kimia yang dapat berdampak di luar efek ini, seperti yang dibahas di bawah ini.

Kesehatan, Keselamatan, dan Lingkungan

Pekerjaan yang dilakukan oleh Cement Sustainability Initiative (CSI) secara resmi dipindahkan dari World Business Council for Sustainable Development (WBCSD) ke Global Cement & Concrete Association (GCCA) per 1 Januari 2019. Prioritas nomor satu untuk GCCA adalah kesehatan dan keselamatan, baik dalam hal promosi dan mendukung anggotanya dan sektor ini ketika memantau dan melaporkan kinerja tempat kerja melalui serangkaian indikator kinerja utama (KPI) yang selaras. GCCA dan anggotanya berusaha untuk mencapai bahaya nol bagi semua karyawan, kontraktor, dan siapa pun yang bersentuhan dengan bisnisnya. Dengan demikian, ia memberikan panduan bagi semua anggota untuk membantu memenuhi persyaratan terkait kesehatan dan keselamatan. 4

Proses produksi semen melibatkan banyak potensi risiko kesehatan dan keselamatan. Sementara insiden yang melibatkan aditif semen jarang terjadi, bahan kimia ini masih harus ditangani dengan hati-hati dan perhatian.

Untuk membantu upaya ini, semua informasi dan langkah-langkah yang diperlukan dapat dengan mudah diperoleh dari Safety Data Sheets (SDS). Panduan meliputi:

  • Sebagian besar aditif semen yang disimpan dalam tangki penyimpanan berdinding tunggal dan wadah (wadah massal menengah) juga harus ditempatkan di area retensi atau dalam penahanan sekunder.
  • Sarung tangan yang mengandung bahan tekstil tidak cocok. Oleh karena itu, sarung tangan kimia, kebal (yaitu, sarung tangan Viton) harus digunakan sebagai gantinya
  • Aditif semen terutama disorasi ke sabuk klinker yang dekat dengan saluran masuk pabrik. Sering, klinker panas dan bagian dari aditif semen menguap (seperti yang dapat dilihat pada Gambar 1). Oleh karena itu, ventilasi yang baik harus mengumpulkan gas yang menguap dan / atau alat pelindung pernapasan harus digunakan. Atau, aditif semen dapat disemprotkan ke dalam pabrik.
Contoh 1 Contoh 2
Klinker (%) 100 80
Batu kapur (%) 0 20
Blaine (cm2/g) 2515 3295
Saringan retensi 32μm (%) 32 35.6
Aliran bubuk, geser cincin, koefisien fungsi aliran (FFC) 2 1.32
Indeks pack-set 9 101

Tabel 1: Perbandingan aliran bubuk dan seperangkat paket semen Portland biasa (Sampel 1) dan semen batu kapur Portland (Sampel 2)

Aliran Bubuk

Alat bantu gerinda mengurangi gaya daya tarik partikel semen yang digiling halus dan menghindari aglomerasi. Akibatnya, pemisah dan efisiensi pabrik meningkat, yang mengurangi konsumsi energi. Selain itu, fluiditas bubuk semen naik, yang memfasilitasi transportasinya pada konveyor seluncur udara, serta dengan pembongkaran silo, terutama silo kubah, dan kendaraan silo.

Secara khusus, semen batu kapur Portland (PLC) ketika co-ground di pabrik bola memiliki kecenderungan untuk menjadi 'lengket' (lihat Tabel 1). Konsolidasi dari waktu ke waktu dan / atau gerakan getaran dan goyang meningkatkan masalah. Alat bantu penggilingan yang kuat menghindari kekandulan ini. Mereka memperluas kesenjangan antarfacial antara partikel batu kapur dan dengan demikian meningkatkan aliran bubuk PLC. 5 Namun, potensi kerugian dari aliran bubuk yang baik adalah arus balik semen pada sabuk konveyor miring (lihat Gambar 2).

Formasi Debu

Karena sifatnya, bangunan penggilingan rentan terhadap kontaminasi debu. Semakin halus bahwa semen harus digiling, semakin tinggi jumlah udara dan debu menetap. Untuk melindungi pekerja, pembentukan debu harus dikurangi pada titik asal sejauh mungkin. Selain itu, semua karyawan dan pihak ketiga yang berkunjung ke rumah penggilingan harus mengenakan alat pelindung pernapasan.

Sifat alat bantu gerinda berarti bahwa mereka mempromosikan pembentukan debu karena mereka mengurangi aglomerasi partikel terbaik (lihat Gambar 3). Dalam kasus tertentu, filter dan/atau hopper filter tas dapat menjadi kelebihan beban. Ini dapat menyebabkan anggapan yang salah bahwa bantuan penggilingan secara kimia menyerang kain filter. Bahkan, ini tidak terjadi, karena filter hanya dicolokkan dengan partikel halus.

Pengujian jaminan kualitas aditif semen di laboratorium direkomendasikan, terutama jika ada perubahan produk / pemasok. Kontrol kualitas dapat dicapai dengan peralatan yang sederhana dan efisien.

Backflow of cement on an inclined conveyor belt due to high powder flow
Image: (Gambar 2) - Arus balik semen pada sabuk konveyor miring karena aliran bubuk yang tinggi
Fust formation in the mill house due to the high dispersion power of grinding aids
Image: (Gambar 3) - Pembentukan debu di rumah pabrik karena tingginya daya dispersi alat bantu gerinda

Masalah Material

Aditif semen terutama terdiri dari senyawa organik, tetapi mungkin juga mengandung beberapa garam anorganik seperti klorida. Bahan baku yang digunakan untuk produksinya tersedia dalam kualitas dan biaya yang berbeda. Kualitas ekonomi yang paling banyak dapat mengandung kotoran cair dan padat yang mempengaruhi penggilingan semen atau produk jadi.

Kotoran dapat memiliki konsekuensi berikut:

  • menyebabkan kerusakan pada peralatan dosing
  • memperkenalkan udara dan busa dalam mortar atau bubur semen
  • pemisahan, ie sedimentasi padatan atau mengambangnya cairan
  • ketidakstabilan dan dekomposisi, yang dapat mengakibatkan bau ofensif dari alat bantu gerinda dan bahkan semen akhir.


Oleh karena itu, pengujian jaminan kualitas aditif semen di laboratorium direkomendasikan, terutama jika ada perubahan produk / pemasok. Kontrol kualitas dapat dicapai dengan peralatan yang sederhana dan efisien.

Kriteria umum yang perlu diingat adalah:

  • aspek, bau
  • Kepadatan
  • uji busa (lihat Gambar 4)
  • nilai pH
  • spektrum inframerah (untuk dibandingkan dengan pengiriman sebelumnya)
Cement additives - Foam test in two tubes
Image: (Gambar 4) - Aditif semen - Uji busa dalam dua tabung

Perubahan Warna Permukaan Beton

Perubahan warna coklat dari permukaan beton adalah kesalahan estetika (lihat Gambar 5). Di antara banyak alasan untuk perubahan warna adalah migrasi garam besi. Fenomena ini terutama diamati pada batu paving beton, dan dapat muncul berhari-hari atau bahkan bertahun-tahun setelah instalasi.

Ion besi dapat dilarutkan dari semen atau agregat ke dalam larutan pori basa. Gradien kelembaban diperlukan untuk pengangkutan ion ke permukaan beton, di mana mereka dioksidasi dan kristal kalsat diskolog. Alat bantu penggilingan tertentu, terutama alkanolamines, secara signifikan meningkatkan kelarutan besi dengan formasi kompleks yang meningkatkan kemungkinan perubahan warna coklat. Tes dikembangkan untuk memungkinkan penilaian kuantitatif dengan pengukuran warna. 6

Brown discolouration of concrete
Image: (Gambar 5) - Perubahan warna coklat beton

Korosi Penguatan

Penambah kekuatan berbasis klorida telah memberikan hasil yang sangat baik dan sangat ekonomis. Namun, klorida dapat menghancurkan pasifisasi basa rebar dan mempercepat proses korosi elektrokimia. Keesaan korosi yang diinduksi klorida adalah pengurangan penampang lokal yang cepat. Kandungan klorida-ion maksimum berdasarkan massa semen menurut EN 197-1 adalah 0,1 persen untuk beton bertulang dan kurang untuk beton pra-stres / pasca-ketegangan. Secara khusus, meningkatkan penggunaan bahan bakar alternatif dapat menyebabkan kandungan klorida tertentu yang membuat penggunaan klorida dalam aditif semen tidak mungkin.

Meskipun tidak wajib, dapat menguntungkan untuk menentukan efek aditif semen pada kerentanan korosi memperkuat baja dengan uji elektrokimia ampuhiostatik menurut EN 480-14:2007-03 (lihat Gambar 6). Pengujian mengukur kepadatan saat ini dan menyertakan inspeksi visual rebar sesudahnya (lihat Gambar 7). Penting untuk berkolaborasi dengan lembaga pengujian yang berpengalaman, misalnya MFPA di Jerman memiliki peralatan dan pengetahuan yang diperlukan.

Memahami dan Mengatasi Dampak

Aditif semen, tanpa diragukan lagi, sangat bermanfaat dalam produksi semen. Mereka banyak digunakan untuk meningkatkan output pabrik semen dan mengurangi konsumsi energi tertentu. Kekuatan meningkatkan aditif dapat diterapkan untuk meningkatkan kualitas semen dan juga untuk mengurangi faktor klinker.

Untuk mencegah efek yang tidak diinginkan, perlu memiliki akses ke informasi pada semua aspek penting. Aditif semen dapat memiliki pengaruh pada aliran bubuk, pembentukan debu, perubahan warna beton dan korosi penguatan. Selain itu, sangat penting untuk mengatasi semua kesehatan dan keselamatan terkait serta aspek lingkungan.

Rebars after electrochemical testing, MFPA Bauhaus-Universität Weimar
Image: (Gambar 7) - Rebars setelah pengujian elektrokimia, MFPA Bauhaus-Universität Weimar
Electrochemical test results on a graph, MFPA Bauhaus-Universität Weimar
Image: (Gambar 6) - Hasil uji elektrokimia pada grafik, MFPA Bauhaus-Universität Weimar

Referensi

  1. Locher, FW (2000) Zement, Grundlagen der Herstellung und Verwendung. Düsseldorf, Jerman: Verlag Bau+Technik, p118..
  2. Dietrich, M (2018) 'Kemajuan dengan aditif semen untuk VRMs' di: GC, Juni, p14-18.
  3. Bhatt y, JI, Miller, FM, Kosmatka , SH, DAN Bohan, RP (2011) Inovasi dalam Manufaktur Semen Portland. Skokie, Amerika Serikat: PCA, p747.
  4. GCCA (2018) Pedoman Keberlanjutan GGCA untuk pemantauan dan pelaporan keselamatan dalam manufaktur semen. https://gccassociation. org/wp-content/uploads/2019/04/GCCA_ Guidelines_Safety-v0.pdf
  5. Dietrich, M (2016) 'Penambah kinerja untuk PLC' di: GC, Juni, p25-28.
  6. Haerdtl , R, Pajak, M, Bolte , G & Dienemann, W (2003) 'Mengurangi risiko perubahan warna coklat produk beton' dalam: Betonwerk und Fertigteil-Technik/Concrete Precasting Plant and Technology, 69 (11), p34- 46.
Matthias Dietrich

Penulis
Matthias Dietrich
Insinyur Produk Korporat: Aditif Semen
Target Pasar Beton
Layanan Sika AG