Presentacion Incremento de adiciones con aditivos mejoradores de

Localización Plantas Cementeras Argos Colombia
Incremento de adiciones en el cemento
tipo I de uso general con aditivos
mejoradores de resistencias en
Cementos Argos Regional Colombia.
César Trujillo Garzón
Septiembre 8-11 de 2014
Contenido
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Objetivos del proyecto
Que hacer para incrementar la adición en el cemento
Sustentación uso aditivos mejoradores de resistencias.
Principio de funcionamiento del aditivo
Metodología para selección del aditivo
Implementación del proyecto de aditivos
Comportamiento de las adición en el cemento tipo I de uso general 2010 a 2014
Comportamiento del factor :ton Clinker /ton. Cemento 2010 a 2014
Comportamiento del factor: ton.CO2/ton. Cemento 2010 a 2014
Sustitución de clinker por el proyecto de aditivos
Ahorros generados por el proyecto de aditivos
Comentarios
1.Objetivos del Proyecto
Objetivo general del proyecto
Incrementar el % de adiciones en el cemento tipo I de uso general.
Objetivos específicos:
Reducir el factor clinker/cemento
Reducir emisiones de Kg.CO2/ton. material cementante
Generar ahorros económicos por la sustitución de clinker en el
cemento tipo I de uso general.
.
2. Qué hacer para incrementar la adición en el cemento?
Entre algunas de las alternativas para incrementar el % de adición en el cemento se pueden
mencionar:
Utilizar aditivos mejoradores de resistencias en el cemento
Mejorar las curvas de distribución granulométrica del cemento para incrementar su
cinética de hidratación.
Reducción de la variabilidad de la calidad del clinker (C3S,C2S,C3A,C4AF,Cal libre)
Mejorar la reactividad del clinker(Quemabilidad del crudo, combustión en el horno,
enfriamiento del clinker, reducción tamaño de Alita )
Dinamizar el control del proceso de molienda de cemento.
3.Sustentación del uso de aditivos mejoradores de resistencias
Mejoran la curva granulométrica del cemento, al reducir el contenido de partículas
excesivamente finas ,que se traduce en una reducción de la relación agua cemento
contribuyendo así al incremento de las resistencias.
Debido a su variada composición química (aminas(primarias, secundarias y
terciarias),glicoles,tiocianatos, nitratos de calcio, cloruros de calcio,cloruros de
sodio,glicoles,sulfatos s reacciones de hidratación de las fases del clinker, favoreciendo el
incremento de las resistencias. El incremento de resistencias permite elevar los
porcentajes de adición en el cemento sustituyendo parte del clinker ,siempre y cuando no
se incumplan las normas de calidad del cemento establecidas.
La Disminución de la finura de molienda permite incrementar la producción de cemento.
3.Sustentación del uso de aditivos mejoradores de resistencias
Continuación Beneficios de utilizar Aditivos mejoradores de calidad
Algunos de los cementos aditivados con mejoradores de calidad cuando son utilizados
en la producción de concretos permiten mejorar su plasticidad , reduciendo la relación
agua cemento, contribuyendo a ahorrar superplatificantes y a ahorros económicos.
El poder sustituir clinker en el cemento en las plantas que están altamente demandadas
en el consumo de este, es equivalente a incrementar su producción de clinker.
La sustitución de clinker por adiciones genera una ventaja económica que hace posible
el pago del aditivo, inclusive en casos que se supera el costo directo del cemento.
Resuelve los problemas de manejabilidad del cemento como; fluidez en silos de
almacenamiento, empacadoras,bombeabildad a diferentes puntos de almacenamiento o
transporte.
4. Principio funcionamiento del aditivo
Los aditivos mejoradores de calidad tienen como principales propiedades mejorar la eficiencia de molienda,
fluidez y reducir el pack set, Aumento de las resistencias iniciales y finales (28 días), Posibilidad de añadir
un mayor nivel de SCM y reducir el factor de clinker/cemento , manteniendo al mismo tiempo el rendimiento
del molino de cemento, modificar los tiempos de fraguado.
El efecto de acción del aditivo son muchos pero todos son modificadores de la cinética de hidratación, los
principales son:
Los agentes complejantes que disminuyen las barreras de hierro hidratado que impiden la formación de
C-S-H
Los que tienen sinergias con las calizas, donde estos pueden acelerar la conversión de la etringita para
monosulfoaluminato y también aumentar la formación de las fases hemicarboaluminatos y
monocarboaluminatos que aumentan la resistencia final.
Hay también los aceleradores y retardadores que afectan los tiempos de fraguado.
Y también los agentes químicos que pueden ayudar la disolución de los silico aluminatos que están
presentes en las escorias y cenizas (fly ash), permitiendo que rata de hidratación se eleve y las resistencias
se logren más rápidamente.
Lo que cambia de la teoría a la práctica es la optimización y combinación adecuada con las diferentes tipos
de clinker y diferentes materias primas para la mejor estabilidad, aplicación y desempeño.
ESE y CBA son tecnologías de aditivos
SCM son adiciones minerales (Supplementary Ciment Materias)
C-S-H son silicatos de calcio hidratados
4. Principio funcionamiento del aditivo
ARF / ARIF-Fe
ARF / ARIF-Fe
4. Principio funcionamiento del aditivo
ARF / ARIF-Fe
4. Principio funcionamiento del aditivo
ARF
5. Metodología para diseño de aditivos mejoradores de calidad
Caracterización físico-química y mineralógica del
cemento y los materiales con que es producido.
Estudio condiciones de operación del molino de
cemento
Recolección de muestras de cemento sin aditivo y
materiales constitutivos del cemento en la planta
objeto del estudio.
Realización de cementos de laboratorio por parte del
proveedor de aditivos simulando sus características
de producción real.
Formulación de aditivos teniendo en cuenta las
características físico-químicas y mineralógicas del
cemento utilizando como herramienta el diseño de
experimentos para determinar la cantidad de
ensayos y formulación de aditivos.
Ensayos de laboratorio con los diferentes cementos
aditivados.
Selección de aditivos para prueba industrial
Validación de aditivos seleccionados con el
cliente.
Validación de los ensayos del proveedor de
aditivos en los laboratorios de las plantas
de Argos con el aditivo o aditivos
seleccionados.
Elaboración conjunta de protocolo de
pruebas industriales.
Realización pruebas industriales.
Homologación del aditivo e implementación
de su uso.
Estrategia
Reducción factor CK/Cem
Meta de adición
Estudio Fisicoquímico de
los materiales en los lab.
del proveedor
Entrega de materiales e
información al proveedor
Selección de aditivos a
evaluar a escala industrial
Validación en laboratorio
Planta
Diseño del aditivo: Matriz
con MP, Fletes, materiales
restringidos, dosis,
compatibilidad con aditivos
del concreto
Pruebas de
aditivos
diseñados con
cemento
laboratorio o
cemento sin
aditivo
(Entregado por
la planta)
Selección de
aditivos a
evaluar a escala
industrial
Prueba industrial corta 1-3
días
Prueba industrial larga de
validación 1 mes
Implementación en planta
Optimización del aditivo
Pruebas de durabilidad en
cemento y concreto
5. Metodología para diseño de
aditivos mejoradores de calidad
6. Implementación proyecto de aditivos mejoradores de calidad
Planta Ríoclaro : Agosto de 2010 ,molino 2,3 y 4
Planta Toluviejo :Agosto de 2010 ,molinos 2 y 3
Planta Cairo: Septiembre de 2010,molinos 6 y 7
Planta Yumbo: Junio de 2010 ,molinos 6,8 y 9.
Planta Cartagena : Enero 2011 , molinos 4 y 5
Planta Sogamoso: Enero 2012 ,molinos 1 y 2
7.Comportamiento de las adición en cemento uso general
Es mejor
8.Comportamiento del factor Clinker / Cemento
Es mejor
9.Comportamiento del factor: ton.CO2/ton. Cemento
Es mejor
10. Disponibilidad de clinker por el proyecto de aditivos
Es mejor
11. Ahorros generados por el proyecto de aditivos
Es mejor
12.Comentarios
10.1 Los buenos resultados obtenidos en este proyecto se deben a los siguientes factores:
Compromiso de la alta dirección de la compañía
Nombramiento de un responsable del proyecto
Selección del proveedor de aditivos con infraestructura de investigación, conocimiento del
proceso productivo del cemento y su química como alto nivel de soporte técnico, tanto en la
etapa de selección del aditivo y el seguimiento al desempeño de este una vez
implementado en las plantas.
Permanente comunicación entre el responsable del proyecto y el proveedor de aditivos para
hacer los ajustes o reformulaciones del aditivo de acuerdo a los cambios de materias primas
del proceso.
Automatización básica para una correcta aplicación del aditivo teniendo en cuenta los
cambios del rendimiento de los molinos de cemento.
En lo posible ajustar la calidad del clinker y demás materiales para facilitar el trabajo del
aditivo.
Un buen control de la operación del molino de cemento.
12.Comentarios
Continuación de comentarios
Un buen control de la operación del molino de cemento.
Seguimiento frecuente de la calidad del cemento y sus materiales constitutivos que permita
evaluar el trabajo del aditivo.
10.2 Todas las premisas del proyecto se han cumplido ampliamente comparándose contra el
año de inicio del (2010) así:
Incremento global de las adiciones en el cemento en 41,2%
Reducción del factor/clinker cemento 1 en 19,7%
Reducción del factor de emisión ton. CO2 /ton. Cemento en 34,3%
Incremento de la disponibilidad de clinker en 2,63 veces
Ahorro promedio de US 2.0/ton. cemento. Hay que tener en cuenta que la participación en
el mercado del cemento de uso general se viene reduciendo año tras año. Se comenzó en
el año 2014 con una participación del 70% y llega a niveles de 45% en el año 2014.