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Technologie Du Ciment 5.3 Contrôle de la Température Technologie de Fabrication

Technologie Du Ciment 5.3 Contrôle de la Température Technologie de Fabrication du Ciment Module 5 : Mouture de ciment - libérer le potentiel hydraulique du clinker. 5.3 Déshydratation du gypse et contrôle de la température Dans la session 4.1 nous avons vu que la longévité du béton est une considération de taille dans les situations dans lesquelles l'environnement pourrait attaquer et détruire le béton. Si le béton est placé sur la terre à un endroit où il peut être exposé aux sulfates acides des eaux souterraines, alors il se peut que les produits d'hydratation du C3A dans le ciment soit attaqués. Le ciment spécial « résistant aux sulfates» avec une faible teneur en C3A est produit pour l'usage du béton dans de tels environnements. La concentration en C3A contenu dans le ciment a joue également un rôle important dans la prise et la maniabilité du ciment. En l'absence de sulfates, le C3A contenu dans le ciment réagira très rapidement avec de l'eau, formant des aiguilles d'aluminates de calcium hydratés qui cause « la prise rapide » . Le mortier ou le béton ne restera pas assez fluide ou maniable pour être placé dans un moule ou autour du renfort. Technologie de Ciment 5.3 Contrôle de la Température C'est la raison pour laquelle du gypse est broyé avec que le clinker dans le broyeur à ciment. En présence du sulfate, le C3A du ciment réagit plus lentement avec l'eau et le sulfate pour former du sulpho-aluminate de calcium hydraté ;C3A, 3CaSO 4 31H2O. La prise du mortier ou du béton est retardée et contrôlée, ce qui permet au béton de rester assez maniable pour être placé avant la prise. Le gypse, CaSO4,H2O, est broyé avec le clinker dans le broyeur pour être sûr que le sulfate est présent quand le ciment est mélangé à de l'eau afin de retarder et de contrôler la prise du ciment. Cependant, afin de retarder la prise du C3A, le sulfate doit être suffisamment soluble pour se dissoudre rapidement dans l'eau de mélange et apporter suffisamment d'ions de sulfate en solution pour réagir avec le C3A. Le Gypse est dans la nature un minerai insoluble. Dans son état brut, le gypse n’apportera suffisamment d'ions sulfates en solution pour retarder la prise du ciment et n’est pas une source de sulfate soluble. Pour devenir une source de sulfate soluble, le gypse doit être déshydraté au semi-hydrate, CaSO 4 ; 0.5H2O de, ou anhydride soluble, CaSO4, dans le broyeur ciment . La vitesse de cette réaction de déshydratation du gypse devient suffisamment rapide pour causer la conversion quand la température du broyeur s'élève au-dessus de 85°C. Le contrôle de la température du broyeur ciment est donc d'une priorité. Le broyage du ciment dans un broyeur à boulets est un processus inefficace en termes d'énergie. . Technologie de Ciment 5.3 Contrôle de la Température Le problème majeur est de s'assurer que le broyeur de ciment ne devienne pas trop chaud, ce qui réduirait l'efficacité du broyage et présenterait le risque de convertir le semi-hydrate et l'anhydrite soluble en anhydrite insoluble. Refroidir est bien plus nécessaire dans un broyeur à ciment que chauffer. Ce refroidissement du broyeur à ciment est apporté par une combinaison de ventilation et d’injection d'eau, si nécessaire. À mesure que la capacité de broyage augmente, le diamètre de broyeur augmente, et avec lui, la surface de la section transversale, m2, au-dessus des média par lesquels l'air de ventilation peut circuler. Cependant la puissance tirée et la chaleur produite augmentent proportionnellement au volume du broyeur, m3, en plus d'autres facteurs. Le résultat de ces facteurs est qu'il n'est pas possible d'aspirer suffisamment d'air de refroidissement pour une des broyeurs à ciment de capacité élevée et de large diamètre , tout en maintenant une vitesse de l’air assez faible. Le refroidissement additionnel doit provenir d'une autre source. Le gypse, CaSO 4.2H 2 O, est broyé avec le clinker dans le broyeur à ciment pour s'assurer que le sulfate est présent lorsque le ciment est mélangé a de l'eau afin de retarder et contrôler la prise du ciment. Technologie du Ciment 5.3 Contrôle de la Température Si la déshydratation du gypse en semi hydrate CaSO4.0,5H2 ou en anhydre soluble CaSO4, n'est pas terminée dans le broyeur à ciment, alors d’énormes problèmes être rencontrés dans les silos de stockage du ciment et durant le transport du ciment en vrac qui suit. Les réactions de déshydratation, peuvent continuer dans le silo de ciment ou dans les caves de transport en vrac. L’eau libérée par le gypse réagit avec le ciment et forme des granules dans les silos et navires de transport. La meilleure manière d'éviter ces problèmes est de refroidir le ciment en dessous de 75°C avant le stockage dans les silos, ou les caves transport en vrac des navires. Ceci cristallise efficacement les réactions de déshydratation du gypse et empêche toute autre libération de l'eau pendant le stockage. Refroidir dans le séparateur apporte encore une contribution. Le sur-sulphatage du ciment par l'addition de trop de gypse peut présenter un problème différent liée à de maniabilité dans l'hydratation du ciment. S'il y a trop de sulfate soluble disponible quand le ciment est mélangé à de l'eau, alors l'eau du mélange peut se saturer en sulfate et cela peut se re-précipiter en gypse encore. C'est le processus qui se produit quand des plâtres de gypse sont mélangés à de l'eau. Le ciment contenant un excès de gypse et de sulfate soluble peut ressembler à du plâtre ou être une"fausse prise", une fois mélangé avec de l'eau. L'addition de gypse au ciment lors de l’étape du broyage du ciment doit être équilibrée avec la quantité du C3A dans le clinker et la réactivité du C3A, pour éviter les problèmes de fausse prise et une mauvaise maniabilité. Le sur-sulphatage du ciment, et/ou le mauvais contrôle de la température durant le broyage du ciment et donc, la déshydratation du gypse sont les causes les plus communes des problèmes de qualité liés à la maniabilité. Les variations de températures de l'alimentation en clinker dans le broyeur mène également à des perturbations dans le contrôle de la température du broyeur. Cela peut à son tour peut mener à des changements dans la forme minérale du sulfate de calcium et des problèmes de maniabilité qui en découleraient. Des bilans massique et énergétique s'appliquent aussi bien à un broyeur qu'à un four à ciment. Une des principales absorptions d'énergie dans le broyeur reste le clinker et sa température. Si celle-ci change, alors l'équilibre est perturbé et la déshydratation du gypse ainsi que sa forme minérale peuvent être perturbées. Technologie du Ciment 5.3 Contrôle de la Température L’opération du broyeur peut sembler stable avec la température de sortie du broyeur contrôlée par l'injection d'eau. Cependant, la quantité d'eau injectée peut changer considérablement, affectant la déshydratation de gypse et la forme du minéral de sulfate de calcium. Broyer des ciments composés pose quelques questions totalement différentes que celles du ciment pur de Portland, non négligeables en termes de contrôle de température. Ce sera le sujet de la prochaine session. uploads/Management/ ct-5-3-controle-de-la-temperature.pdf