Anwendung der quantitativen Röntgenbeugungsanalyse in der Qualitätskontrolle von Zementen

Zur Verringerung von CO2-Emissionen forciert die Zementindustrie die Produktion von Zementen mit mehreren Hauptbestandteilen. In der Produktions- und der Güteüberwachung ist es notwendig, die Qualität und die Normkonformität dieser Zemente bestimmen zu können. Die quantitative Röntgenbeugungsanalyse ist bei fachkundiger Anwendung in der Lage, den Klinker-Phasenbestand bzw. die Zementzusammensetzung zu ermitteln. Für die Zementproduktion ist allerdings eine Automatisierung der Auswertung notwendig, ohne dass wesentliche Qualitätseinbußen der Analysen auftreten. Offene Fragen bestehen in der Reproduzierbarkeit, der Auswirkung von Produktionsschwankungen oder der Quantifizierung von Zementen mit mehreren teilamorphen Hauptbestandteilen. Letztlich wäre es wünschenswert, durch ein hinreichend präzises röntgenographisches Verfahren Referenzprüfungen in der Eigen- und Fremdüberwachung zu ergänzen oder sogar zu ersetzen.

Im Forschungsvorhaben wurden in aufeinanderfolgenden Arbeitsschritten zunächst robuste, automatisierte Präparationsmethoden und Auswertedateien formuliert und deren Reproduzierbarkeit ermittelt. Hierzu musste ein Aufbereitungsmodul verwendet werden, das denen der Werkslabore entspricht. Durch die Anwendung auf eine Vielzahl von Werks- und Laborzementen mit bekannter Zusammensetzung ließen sich die Präzision des röntgenographischen Verfahrens sowie ggf. die Grenzfälle seiner Anwendbarkeit definieren. Weiterhin wurden an Laborzementen mit variierenden Ausgangsstoffen und Mahlfeinheiten seiner Komponenten die Auswirkungen von großtechnisch unvermeidlichen Produktionsschwankungen auf eine automatisierte Auswertung beschrieben. In abschließenden Werksversuchen wurde die Übertragbarkeit des Analysesystems auf die praktische Anwendung an Mahlübergängen geprüft, bei denen die zeitnahe Quantifizierung der Zementzusammensetzung eine besonders wichtige Rolle spielt.

Förderer

Das IGF-Vorhaben 17397 N der Forschungsvereinigung 
VDZ gGmbH wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Kontakt

Dr. Jörg Rickert

Dr. Jörg Rickert

Tel.: (0211) 45 78-283

Fax: (0211) 45 78-44427

Projektzeitraum

02/2014 - 10/2014

Veröffentlichungen

Forschungsergebnisse