Cemento: ridurre le emissioni di CO2 risolvendo le carenze di cementi difficili

La maggior parte della CO2 emessa durante la produzione del cemento deriva dalla macinazione del clinker. Sebbene il clinker possa essere sostituito da una certa quantità di SMC ciò comporta una riduzione delle prestazioni di resistenza del cemento stesso. Come garantire allo stesso tempo sostenibilità di produzione e prestazione di resistenza del cemento? Ecco la soluzione di prodotto proposta da GCP Applied Technologies

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La tassa globale sul carbonio stimola la necessità di ottimizzazione della macinazione del cemento

La produzione di cemento nel mondo rappresenta una parte significativa delle emissioni artificiali di CO2 e molti produttori hanno assunto impegni pubblici per ridurre significativamente le emissioni nette di CO2, con protocolli di riduzione stabiliti e legislazione in atto in tutto il mondo, comprese le tasse sulla CO2 prodotta e i sistemi di scambio delle emissioni.
La maggior parte della CO2 prodotta durante la produzione di cemento deriva dalla produzione del clinker, a causa della calcinazione del carbonato di calcio, della combustione di combustibili fossili e del consumo di elettricità.

Sebbene il clinker nel cemento può essere sostituito in una certa misura con gli SCM (supplementary cementitious materials) come le ceneri, le loppe, il fumo di silice, pozzolane e calcare, aumentando il livello di SCM di solito si ottengono prestazioni di resistenza del cemento piuttosto scarse.

Esistono additivi che consentono ai produttori di cemento di aumentare la produzione e l'efficienza della macinazione e migliorare significativamente le prestazioni, la qualità e la manipolazione del cemento finito, consentendo così un aumento della produttività e della redditività del cemento.

Il cemento è il materiale artificiale più diffuso al mondo, con circa 2 m3 di calcestruzzo prodotto per ogni abitante. Con un volume così grande, non sorprende che ogni aspetto della produzione abbia potenziali impatti importanti, sia a livello economico che ambientale.

Produzione cemento: 1 tonnellata di clinker prodotta = 862 kg di COin atmosfera

Durante la produzione del clinker (principalmente per la macinazione) si può stimare una produzione di CO2 pari a 862 kg per ogni tonnellata di clinker, ne deriva che ogni calo dell'uno percento di clinker nel cemento può ridurre la CO2 emessa di 8-9 kg / t di cemento.

Come già menzionato, il clinker nel cemento può essere sostituito in una certa misura con SCM. Tuttavia, aumentando il livello di SCM di solito si ottengono prestazioni di resistenza del cemento leggermente più scarse. Ad esempio, ogni aumento dell'uno percento di SCM può ridurre la resistenza della malta a 28 giorni di circa 0,2-0,8 MPa, a seconda del tipo di SCM, della qualità del clinker e della finezza del cemento.

Sostituire una parte di clinker ma incrementando la qualità del cemento con OPTEVA® HE di GCP Applied Technologies

L'aumento del livello di sostituzione del clinker pur mantenendo l'accettazione del mercato può essere significativamente aiutato dall'applicazione appropriata di un additivo chimico, come gli incrementatori di qualità OPTEVA® HE di GCP Applied Technologies.

É così che, mentre il vantaggio principale di tali additivi è quello di creare un guadagno economico da minori costi di composizione del cemento, aumento della produzione e aumento del volume di cemento per tonnellata di clinker, essi possono anche fornire contributi per minori emissioni di CO2 per tonnellata di cemento.

La scelta dell'additivo appropriato dipende in gran parte da come SCM influenza le prestazioni del cemento. Ad esempio, alcuni SCM come le loppe di altoforno e ceneri volanti hanno un'influenza negativa sulla resistenza iniziale e sui tempi di presa. A tal proposito l’utilizzo di formulazioni additive specifiche come OPTEVA® ESE® , attivatore dell’idratazione di questi SCM, possono abbreviare i tempi di presa e aumentare la resistenza iniziale.

I cementi calcarei, invece, richiedono un additivo che può aumentare la resistenza a 28 giorni.

Un grafico per comprendere come un additivo può migliorare la resistenza di un cemento miscelato con calcare

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Gli additivi per cemento formulati sono stati utilizzati per oltre 80 anni e possono fornire prontamente aumenti di resistenza nell'intervallo 2-10 MPa (sia all'inizio che a 28 giorni).

Pertanto, è abbastanza comune che gli additivi per cemento possano ridurre il fattore di clinker (aumentando i livelli di SCM) di circa il 3-10 percento.

Il vantaggio economico derivante dal fattore di clinker inferiore non è parte della presente discussione, ma dipende in gran parte dal differenziale di costo tra SCM e clinker. La riduzione del fattore di clinker, tuttavia, fornisce una riduzione diretta delle emissioni di CO2 / t di cemento di circa 26-86 kg, pari al 3-10%.

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