Kan Cement zonder klinker? Peter de Vries ENCI BV, Technische Marketing Baarn, 12 februari 2014

Transcriptie

1

2 Kan Cement zonder klinker? Peter de Vries ENCI BV, Technische Marketing Baarn, 12 februari 2014

3 De focus voor groen ligt op de cementindustrie

4 CO 2 uitstoot vanuit cement Belangrijke aspecten: Decarbonatatie Brandstoffen Portlandklinker gehalte van cement

5 Klinkeroven ENCI-Maastricht Klinkeroven ENCI-Maastricht

6 Proces van klinker branden Temp ( C) Type of Reaction Upheating Evaporation free H 2 O Loss of physically adsorbed H 2 O Removal structural H 2 O/OH-groups (Clays) >500 Structural changes in silicate minerals Dissociation of carbonates >800 Formation belite, intermediates, aluminate&ferrite >1250 Formation of liquid phase (melt) and alite ±1450 Cooling Completion reaction/recrystallization alite&belite Crystallization of liquid phase (aluminate&ferrite)

7 80 Bijdrage sterkteontwikkeling klinkermineralen N/mm C 3 S C 2 S C 3 A Tijd in dagen C 4 AF

8 Cement volgens EN Main Cement Type Natural P Industr. Q Siliceous V CEM I Portland Cement CEM I CEM II / A-S Portland-Slag Cement CEM II / B-S Portlan-Silica Fume Cement CEM II / A-D CEM II CEM III CEM IV CEM V Designation Portland-Puzzolona Cement Portland-Fly ash Cement Portland-Burnt shale Cement Portland-Limestone Cement Portland-Composite Cement Blast furnace Cement Pozzolanic Cement Composite Cement Notation Clinker K Blastf. Slag S Silica Fume D 2) Calcar. W CEM II / A-P CEM II / B-P CEM II / A-Q CEM II / B-Q CEM II / A-V CEM II / B-V CEM II / A-W CEM II / B-W CEM II / A-T CEM II / B-T CEM II / A-L CEM II / B-L CEM II / A-L CEM II / B-L CEM II / A-M < > 0-5 CEM II / B-M < > 0-5 CEM III / A CEM III / B CEM III / C CEM IV / A < > CEM IV / B < > CEM V / A < > CEM V / B < > ) The values of the table refer to the sum of the main and minor additional constituents. 2) The proportion of silica fume is limited to 10 % Pozzolan Main constituents Fly Ash Burnt Shale T Limestone L LL Minor additional Constit.

9 Hoe laag kunnen we gaan met het klinkergehalte? CO 2 [kg/t] Steeds groener beton 900 Daling van de beginsterkte ontwikkeling Meer temperatuur gevoelig 27 0 Daling van de vorstbestandheid Daling in warmteontwikkeling 0 20 Minder generiek geschikt voor beton: 100 Gehalte aan portlandklinker %

10 Zijn er alternatieven mogelijk zonder klinker?

11 Blijkbaar wel!!

12 voor alternatieve cementen

13 Ja, er zijn alternatieven: belite cement Carbonatatie (Mg-cement en CaSiO3) calcium-silicaat cement supersulfaat geactiveerd cement alkalische activering calcium-carbonaat cement cement uit aardolie (organisch) (o.a. Aether, BCT, Alipre) (o.a. Novacem, Solidia) (o.a. Celitement) (o.a. Cemroc) (o.a. geopolymeren,,ascem-cement) (o.a. Calera) (o.a. C-fix) Niches: Papierslib / Topcrete (max ton) Zeolieten / Powercem AEC-slakken Zwavelbeton

14 Belite Calciumsulfoaluminate Ternesite Cement

15 Belite-cement: Production of Low nergy Belite Cement instead of ordinary Portland cement reduces the total CO 2 emissions up to 30%. Advantage: Well known reaction mechanism; Use of existing kilns without major adaptations; Belite clinker can be produced from the same raw materials as Portland cement clinker; Every kiln plant has these raw materials available; No necessary changes in primary and/or secondary fuel packages; Standardisation Disadvantage: Strength development

16

17

18

19 Ja, er zijn alternatieven: belite cement Carbonatatie (Mg-cement en CaSiO3) calcium-silicaat cement supersulfaat geactiveerd cement alkalische activering calcium-carbonaat cement cement uit aardolie (organisch) (o.a. Aether, BCT, Alipre) (o.a. Novacem, Solidia) (o.a. Celitement) (o.a. Cemroc) (o.a. geopolymeren,,ascem-cement) (o.a. Calera) (o.a. C-fix) Niches: Papierslib / Topcrete (max ton) Zeolieten / Powercem AEC-slakken Zwavelbeton

20 Nieuwe ontwikkelingen: CELITEMENT Deutscher entwickelt "grünen Beton" Allerdings entsteht er in der Pilotanlage des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) nicht in einem Ofen bei 1450 Grad, sondern wird in einem neuen Verfahren bei nur etwa 200 Grad geköchelt. Der sogenannte Celitement kommt auch mit weniger Kalk aus. "Beides führt dazu, dass bei der Produktion etwa 50 Prozent weniger Treibhausgas CO2 anfällt", erläutert Erfinder Peter Stemmermann. Basis: sterk gewijzigde verhouding C/S snel verhardend veel minder alkalisch textielwapening?

21

22

23

24 Ja, er zijn alternatieven: belite cement Carbonatatie (Mg-cement en CaSiO3) calcium-silicaat cement supersulfaat geactiveerd cement alkalische activering calcium-carbonaat cement cement uit aardolie (organisch) (o.a. Aether, BCT, Alipre) (o.a. Novacem, Solidia) (o.a. Celitement) (o.a. Cemroc) (o.a. geopolymeren,,ascem-cement) (o.a. Calera) (o.a. C-fix) Niches: Papierslib / Topcrete (max ton) Zeolieten / Powercem AEC-slakken Zwavelbeton

25

26 Eigenschappen geopolymeer beton in sommige gevallen superieur aan traditioneel beton Hoge (eind)sterkte Snelle reactie eindsterkte snel bereikt Thermisch zeer stabiel (tot ca ºC) Bestand tegen vorst-dooi cycli en weinig krimp Bestand tegen chloriden en sulfaten Lage indringingssnelheid (diffusie) van bijv. chloriden van belang voor wapening Niet gevoelig voor Alkali Silica Reactie (ASR) Lage hydratatie warmte CO 2 -footprint ca. 50% t.o.v. CEM I

27 ASCEM-cement Kenmerken: Gebruik van secunaire grondstoffen; Door smeltproces constante kwaliteit; Lage CO 2 uitstoot

28

29 ASCEM SPECIAL TECHNOLOGIES ASCEM SPECIAL TECHNOLOGIES

30 Ja, er zijn alternatieven: belite cement Mg-gebaseerd cement calcium-silicaat cement supersulfaat geactiveerd cement alkalische activering calcium-carbonaat cement cement uit aardolie (organisch) (o.a. Aether, BCT, Alipre) (o.a. Novacem, Solidia) (o.a. Celitement) (o.a. Cemroc) (o.a. geopolymeren,,ascem-cement) (o.a. Calera) (o.a. C-fix) Niches: Papierslib / Topcrete (max ton) Zeolieten / Powercem AEC-slakken Zwavelbeton

31 Zijn er alternatieven voor EN cement? Ja, maar Nog op te lossen: werkelijke duurzaamheidseffect onzeker (sustainability) beschikbaarheid van grondstoffen (cement 2010: 3,3 miljard ton) kostprijs (cement < 0,10/kg) verwerkingseigenschappen (verharding, nabehandeling) veiligheid en vertrouwen (praktijkervaring, normen) eigenschappen (sterkte ontwikkeling en fysieke duurzaamheid) Per saldo: Hoge druk om tot resultaat te komen, maar nog geen doorbraak

32

33

34 CO 2 uitstoot van 1 m 3 beton (bron: Mebin) CO 2 uitstoot beton 320,9 versus 120,6 kg/m 3 HC Benelux Carbon Calculator ruim 60% besparing Milieuklasse XC3 f c28 = MPa (zonder wapening)

35

36