A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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The use of fibre cement refuse as a raw material substitute for cement clinker production
Faserzementprodukte werden in Fassadenverkleidungen sowie in flachen und gewellten Platten verwendet Langlebige Baumaterialien aus Faserzement sind Kompositmaterialien die im Wesentlichen aus Portlandzement, mineralischen Zusatzstoffen und Füllern sowie aus verschiedenen Fasern zusammengesetzt sind. Die Fasern bestehen typischerweise aus synthetisch hergestellten organischen Materialien oder Zellulose und verstärken die Zugfestigkeit der Produkte. Die Produkte besitzen eine Gebrauchsdauer von einigen Jahrzehnten, jedoch wird die Frage nach der Nachhaltigkeit ihrer Nutzung bereits während der Herstellung immer wichtiger. Da die chemische Zusammensetzung ähnlich derjenigen von Portlandzementklinker ist, kann das rückläufige Material nach der Nutzungsphase als Substitutionsmaterial für die Klinkerherstellung verwendet werden. Die vorliegende Studie wurde mit Proben von kürzlich hergestellten Faserzementprodukten sowie von natürlich und künstlich gealterten Produkten mit dem Ziel durchgeführt, die Möglichkeiten und Grenzen von Faserzementmaterialien als alternatives Rohmaterial zu bewerten. In Bezug auf die chemischen Hauptkomponenten gibt es praktisch keine Begrenzung des Anteils der Faserzementmaterialien in der Rohmaterialmischung wenn reine Korrekturstoffe verwendet werden. Ofenbetrieb und Klinkerqualitat ermöglichen Substitutionsraten von 15 bis 20 % bei der Zugabe in den Ofeneinlauf. Auf diesem Substitutionsniveau wird eine Kohlendioxideinsparung von etwa 10% erzielt, wobei der thermische Energiebedarf für das Klinkerbrennen aufgrund der carbonatarmen Bestandteile um etwa 300 kJ/kg Klinker gemindert wird Veränderungen in der Schadstoffbildung begrenzen die Substitution des konventionellen Rohmaterials bei Zugabe in den Vorwärmer auf weniger als 1 %. Heute werden in Europa geringe Mengen an Faserzementprodukten als eine Komponente des Rohmaterials in einigen Zementwerken genutzt. Aufgrund der geringen Einsatzmengen des Rohmaterials von weniger als 0,4% sind der Mühlen und Ofenbetrieb der Prozess und die Klinkerqualität nicht beeinträchtigt.
Fibre cement products are used as construction materials for example as fagade boards and as flat and corrugated sheets. Long-lasting building materials made from fibre cement are composite materials based mainly on Portland cement, cementitious materials, mineral fillers and several types of fibres. The fibres typically consist of synthetic organic materials or of cellulose, and reinforce the tensile strength of the products. The products have a service life of several decades, and already during the manufacturing process the question of sustainabihty is becoming more and more important. As the bulk chemical composition is similar to Portland cement clinker, the end-of-life material can be used as an alternative raw material for the production of clinker. The present study was performed by using samples of recently produced and of naturally and artificially aged fibre cement products in order to evaluate potentials and limitations of the use of fibre cement material as an alternative raw material With respect to the chemical main constituents there is hardly any limitation of the fibre cement material proportion when blending the conventional resource with pure corrective materials Process conditions and clinker quality enable substitution ratios of 15 to 20% if the materials are fed to the kiln inlet. At this replacement level, a carbon dioxide saving of around 10% is achieved, and the thermal energy consumption for the clinker burning is lowered by around 300 kJ/kg clinker due to the use of carbonate-poor material. Changes in pollutant formation limit the substitution of conventional raw material fed to the preheater to less than 1 %. Small quantities of fibre cement products are today used in a few cement plants in Europe as a component of the raw material. Due to the low substitution ratio of less than 0 4%, the mill and kiln operation, the process and the clinker quality are not affected.
The use of fibre cement refuse as a raw material substitute for cement clinker production
Faserzementprodukte werden in Fassadenverkleidungen sowie in flachen und gewellten Platten verwendet Langlebige Baumaterialien aus Faserzement sind Kompositmaterialien die im Wesentlichen aus Portlandzement, mineralischen Zusatzstoffen und Füllern sowie aus verschiedenen Fasern zusammengesetzt sind. Die Fasern bestehen typischerweise aus synthetisch hergestellten organischen Materialien oder Zellulose und verstärken die Zugfestigkeit der Produkte. Die Produkte besitzen eine Gebrauchsdauer von einigen Jahrzehnten, jedoch wird die Frage nach der Nachhaltigkeit ihrer Nutzung bereits während der Herstellung immer wichtiger. Da die chemische Zusammensetzung ähnlich derjenigen von Portlandzementklinker ist, kann das rückläufige Material nach der Nutzungsphase als Substitutionsmaterial für die Klinkerherstellung verwendet werden. Die vorliegende Studie wurde mit Proben von kürzlich hergestellten Faserzementprodukten sowie von natürlich und künstlich gealterten Produkten mit dem Ziel durchgeführt, die Möglichkeiten und Grenzen von Faserzementmaterialien als alternatives Rohmaterial zu bewerten. In Bezug auf die chemischen Hauptkomponenten gibt es praktisch keine Begrenzung des Anteils der Faserzementmaterialien in der Rohmaterialmischung wenn reine Korrekturstoffe verwendet werden. Ofenbetrieb und Klinkerqualitat ermöglichen Substitutionsraten von 15 bis 20 % bei der Zugabe in den Ofeneinlauf. Auf diesem Substitutionsniveau wird eine Kohlendioxideinsparung von etwa 10% erzielt, wobei der thermische Energiebedarf für das Klinkerbrennen aufgrund der carbonatarmen Bestandteile um etwa 300 kJ/kg Klinker gemindert wird Veränderungen in der Schadstoffbildung begrenzen die Substitution des konventionellen Rohmaterials bei Zugabe in den Vorwärmer auf weniger als 1 %. Heute werden in Europa geringe Mengen an Faserzementprodukten als eine Komponente des Rohmaterials in einigen Zementwerken genutzt. Aufgrund der geringen Einsatzmengen des Rohmaterials von weniger als 0,4% sind der Mühlen und Ofenbetrieb der Prozess und die Klinkerqualität nicht beeinträchtigt.
Fibre cement products are used as construction materials for example as fagade boards and as flat and corrugated sheets. Long-lasting building materials made from fibre cement are composite materials based mainly on Portland cement, cementitious materials, mineral fillers and several types of fibres. The fibres typically consist of synthetic organic materials or of cellulose, and reinforce the tensile strength of the products. The products have a service life of several decades, and already during the manufacturing process the question of sustainabihty is becoming more and more important. As the bulk chemical composition is similar to Portland cement clinker, the end-of-life material can be used as an alternative raw material for the production of clinker. The present study was performed by using samples of recently produced and of naturally and artificially aged fibre cement products in order to evaluate potentials and limitations of the use of fibre cement material as an alternative raw material With respect to the chemical main constituents there is hardly any limitation of the fibre cement material proportion when blending the conventional resource with pure corrective materials Process conditions and clinker quality enable substitution ratios of 15 to 20% if the materials are fed to the kiln inlet. At this replacement level, a carbon dioxide saving of around 10% is achieved, and the thermal energy consumption for the clinker burning is lowered by around 300 kJ/kg clinker due to the use of carbonate-poor material. Changes in pollutant formation limit the substitution of conventional raw material fed to the preheater to less than 1 %. Small quantities of fibre cement products are today used in a few cement plants in Europe as a component of the raw material. Due to the low substitution ratio of less than 0 4%, the mill and kiln operation, the process and the clinker quality are not affected.
The use of fibre cement refuse as a raw material substitute for cement clinker production
Die Nutzung von Faserzementabfällen als alternatives Rohmaterial für die Herstellung von Zementklinker
Emberger, B. (author) / Koring, K. (author) / Böhm, M. (author) / Hoenig, V. (author)
Cement International ; 11 ; 88-98
2013
9 Seiten, 9 Bilder, 3 Tabellen, 6 Quellen
Article (Journal)
English
Faserzement , Fassadenverkleidung , Platte (Bauteil) , Kompositwerkstoff , Portlandzement , mineralischer Stoff , Zusatzstoff , Füllstoff , Cellulosefaser , Zugfestigkeit , Verstärkung (Festigkeit) , Gebrauchsdauer , chemische Zusammensetzung , Zementklinker , Stoffrückführung (Abfallverwertung) , Alterung (Werkstoff) , Substitution , Kohlendioxidausstoß , Energieeinsparung , Vorwärmung , Schadstoffbelastung , Qualität
CEMENT CLINKER, CEMENT COMPOSITION, AND CEMENT CLINKER PRODUCTION METHOD
| European Patent Office | 2021
Cement clinker, cement composition, and cement clinker production method
| European Patent Office | 2022