Lapszámok

A cementek őrlési finomsága – fajlagos felülete, szemcseösszeté- tele és szemcseméret-eloszlása – igen fontos szerepet játszik a cementek, illetve a belőlük készített habarcsok, betonok szilárdságának és alkalmazástechnikai tulajdonságainak (pl. vízigény, hidratációs hő) alakulásában. Ezért a cementek őrlési finomságának vizsgálata, a vizsgálati és értékelési módszerek fejlesztése nélkülözhetetlen a cementipari kutatók számára.

A cementek szemcseösszetételének vizsgálatára hosszú ideig Robinson-Köhn pipettát használtak, mely vizsgálat mérési tartománya 3-60 μm szemcseméret volt, mígnem megjelentek a lézeres szemcseméret-elemző készülékek, a lézergranulométerek. Ezek a készülékek már alkalmasak voltak az 1-200, illetve 1-400 μm szemcseméret-tartományban történő mérésre. Az üzemi cementek finomságának növekedésével, valamint az „ultrafinom” cementek megjelenésével azonban felmerült az igény a mérési tartomány további szélesítésére, illetve az erre alkalmas korszerű készülékek beszerzésére és üzembe helyezésére.

A cementipari feladatok teljesítésére – azaz a „hagyományos” őrlésfinomságú és az „ultrafinom” cementek szemcseösszetételének vizsgálatára – a CEMKUT Kft. laboratóriumában beszereztünk és üzembe helyeztünk egy Horiba Jobin Yvon gyártmányú LA-950 típusú lézeres szemcseméret-elemző készüléket. Már az első vizsgálatok eredményei is számos új és érdekes információt szolgáltattak a különböző cementek szemcseméret-eloszlásával kapcsolatban.

Egy „hagyományos” őrlési finomságú, azaz ~3500 cm² /g fajlagos felületű (Blaine) üzemi, valamint abból laboratóriumi vibromalomban előállított nagyfinomságú „ultrafinom”, ~7200 cm² /g fajlagos felületű (Blaine) kísérleti cement szemcseösszetételének vizsgálati eredményeit az 1. ábrán és az 1. táblázatban foglaltuk össze.

A cementek szemcseösszetételének vizsgálata alapján a „hagyományos” üzemi cement további őrlésével előállított „ultrafinom” kísérleti cement fajlagos felületének növekedését a finomabb szemcsefrakciók mennyiségének növekedése okozta, mégpedig minél finomabb a szemcsefrakció, annál nagyobb arányú ez a növekedés.

A HJY LA-950 típusú készülék azonban nemcsak a „hagyományos” üzemi őrlésfinomságú és az „ultrafinom”, azaz nagy őrlési finomságú cementek szemcseösszetételének vizsgálatára, illetve a <3 μm, <1 μm, <0,5 μm alatti és a nanométer tartományba eső szemcsék mennyiségének mérésére alkalmas, hanem meghatározható az őrleményben kimutatható legkisebb szemcse mérete, az ún. x_min (nm) is. Ugyanis ennek a készüléknek a mérési tartománya nedves üzemmódban 10 nm – 1 mm. Így megállapíthattuk, hogy a 3500 cm² /g fajlagos felületű üzemi cementben a legkisebb szemcseméret x_min = 300 nm, ugyanakkor a 7200 cm² /g fajlagos felületű „ultrafinom” kísérleti cementben a legkisebb szemcseméret x_min = 90 nm volt.

A nagyfinomságú, illetve „ultrafinom” cementek szemcseösszetételének vizsgálatát folytatva, illetve az 1,0 μm – 10 nm szemcseméretartományra kiterjesztve olyan következtetésre jutottunk, hogy ebben a tartományban a szemcseösszetétel a < 1,0 μm és < 0,5 μm frakciók mennyiségével és a legkisebb szemcsemérettel (x_min; nm) jellemezhető.

Különböző típusú, illetve őrlési finomságú (Blaine felületű) üzemi és kísérleti cementekre vonatkozóan is elvégeztük az „ultrafinom” tartományban a szemcseösszetétel vizsgálatát (2. táblázat).

Mindhárom cementtípus esetében az „ultrafinom” ~6600- 7000 cm² /g fajlagos felületű kísérleti cementekben egyrészt jelentősen növekedett a < 1,0 μm és < 0,5 μm frakciók mennyisége a „hagyományos” őrlésfinomságú, azaz ~3700-4400 cm² /g fajlagos felületű (Blaine) üzemi cementekhez képest; másrészt jelentősen csökkent a legkisebb szemcse mérete (x_min) is. Mégpedig mindhárom hagyományos cementben x_min ~ 300 nm, és mindhárom „ultrafinom” kísérleti cementben xmin ~ 90 nm volt, ami arra utal, hogy az elérhető cement őrlésfinomság elsősorban az adott őrlőberendezés típusától függ.

Természetesen a HJY LA-950 típusú lézeres szemcseméret-elemző készülék nemcsak a „hagyományos” és „ultrafinom” cementek szemcseösszetételének vizsgálatára alkalmas, hanem számtalan lehetőséget rejt még magában, melyekből e rövid cikkben csak egy kis ízelítőt kívántunk nyújtani. Üzembe helyezése óta e modern vizsgálóberendezéssel számos olyan ismeretre sikerült szert tennünk, amelyeket sikeresen tudunk hasznosítani kutatásaink során és a gyakorlatban egyaránt.