1. Introducción coadyuvantes reforzados para la · 2016-11-16 · baja molturabilidad que...

Cem

ento

Revista Técnica CEMENTO HORMIGÓN • Nº 960 • ENERO-FEBRERO 2014ISSN: 0008-8919. PP.: xx-xx16

Debido a la situación económica que se vive actualmente en todos los sectores in-

dustriales a nivel mundial, y concretamente en el sector de la construcción, Proqui-

cesa viene persiguiendo desde hace años innovar en toda su gama de productos,

buscando la competitividad en el mercado sin perder prestaciones a nivel técnico.

De este modo, el estudio que aquí se presenta muestra una familia de aditivos con

excelentes prestaciones técnicas como aditivos de molienda que, debido a los prin-

cipios activos empleados en su formulación, potencian el efecto en cuanto a poder

coadyuvante.

En este caso, la familia de aditivos ADITOR® G, formulados en base a soluciones acuo-

sas de polioles y alcanolaminas, permiten llevar a cabo la fabricación de cemento con

la misma consigna de fi nura que se realiza habitualmente en un tiempo de molienda

inferior. Esto repercute notablemente en la producción horaria del molino, permitien-

do un importante ahorro económico. Además, como se muestra más adelante en el

presente artículo, los aditivos objeto de estudio han dado lugar también a aumentos

de resistencias a compresión a todas las edades de curado, pese a no ser su función

principal. Este benefi cio puede originar que el cemento se elabore con un porcentaje

menor de clínker (hasta ~6% inferior), sin perder prestaciones de calidad del producto

elaborado, alcanzando también de este modo importantes ahorros económicos.

Los resultados que se muestran a continuación, para que sean plenamente represen-

tativos, han sido comparados a escala de planta piloto con el cemento sin aditivar, y a

escala industrial con un aditivo de referencia en el sector, plenamente consolidado en

el mercado. De este modo se ha observado la mejora en cuanto a los benefi cios aporta-

dos en ambos casos, comprobándose además que los resultados obtenidos en la plan-

ta piloto de Proquicesa son totalmente extrapolables a gran escala.

A partir del informe que aquí se presenta, se puede concluir que los aditivos de la lí-

nea ADITOR® G constituyen una magnífi ca alternativa a los aditivos coadyuvantes de

molienda tradicionales, dando lugar a aumentos en la producción horaria del moli-

no manteniendo el resto de variables operativas constantes, y a la inversa. El ahorro

económico global que puede suponer el empleo de estos productos asciende al 4,5%

en términos relativos, equivalente a un ahorro absoluto cercano a 2€/Tm de cemen-

to. Queda pues de manifi esto lo apropiado de formular los aditivos estudiados con los

principios activos empleados.

1. Introducción

El sector de la construcción juega un

papel fundamental en todas las econo-

mías del mundo, siendo un indicador del

nivel de desarrollo de un país ya que la

implementación de infraestructuras es

vital para el desarrollo de las actividades

productivas y el aumento del nivel de

vida. El efecto del sector sobre otras ac-

tividades caracteriza también a la econo-

mía española, que viene padeciendo una

importante crisis, la cual ha tenido como

protagonistas, entre otras, la profunda

depresión del sector de la construcción.

Dicha depresión ha afectado directa-

mente a la producción y consumo del

cemento, cuya evolución anual se mues-

tra en la Figura 1. Siguiendo esta tenden-

cia, en el año 2011 la producción y el

consumo de cemento sufrieron caídas

del 56,5% y 63,5% respectivamente, si se

hace alusión al año 2007; parámetros que

hoy en día continúan en descenso.

En la actualidad, las perspectivas del sec-

tor son aún más desalentadoras pues en

el año 2013 el consumo de cemento en

España fue de aproximadamente 11 mi-

llones de toneladas, un 19,2 % menos

respecto al año 2012. Debido a esta pre-

disposición, la tendencia de la exporta-

ción de clínker y cemento ha sufrido un

pronunciado ascenso, aumentando en

el año 2010 un 37% respecto a 2009, al-

canzando valores que a pesar de haber

disminuido durante los últimos años, han

compensando parcialmente la caída del

consumo interno [1].

Esta situación ha llevado a los fabrican-

tes de cemento a implementar medidas

de optimización de sus procesos de pro-

ducción, con la fi nalidad de reducir los

costes de fabricación y maximizar así el

rendimiento y la calidad del cemento

fabricado. De este modo, los cemente-

ros buscan aumentar su competitividad

y mantenerse en un sector con pocas

perspectivas de mejora a corto y medio

plazo. En este sentido, la utilización de

aditivos para la molienda de cemento

se ha convertido en un elemento im-

portante en el mencionado proceso de

optimización. Los aditivos de molienda

ya se venían usando antes de la crisis; sin

embargo, la necesidad de medidas más

radicales requieren de un gran esfuerzo

Pablo Iglesia Mirón. Ingeniero Químico. Jefe Departamento Técnico & I+D+i. Proquicesa,

Productos Químicos para el Cemento, S.L.

José Daniel Suárez Reyes. Ingeniero Químico. Departamento de I+D+i. Proquicesa,

Productos Químicos para el Cemento, S.L.

María Ruiz Pérez. Ingeniera Química. Departamento de I+D+i. Proquicesa, Productos Químicos

para el Cemento, S.L.

ADITOR® G, familia de aditivos

coadyuvantes reforzados para la

molienda de cemento

Cemento

Revista Técnica CEMENTO HORMIGÓN • Nº 960 • ENERO-FEBRERO 2014 17

para conseguir aditivos de menor precio y mejores prestaciones

técnicas (mejoradores de resistencias mecánicas, aceleradores

de fraguado, etc.), que a la vez permitan un mayor rendimiento

del proceso de molienda del cemento. Este nuevo escenario ha

llevado a la utilización de aditivos elaborados a partir de subpro-

ductos y/o residuos industriales de bajo precio, sin detrimento

de sus prestaciones, para así aumentar la efi ciencia de la pro-

ducción de cemento, asegurando la calidad del mismo a un

mínimo coste.

Para alcanzar los objetivos antes planteados, es necesario eva-

luar económicamente el impacto que tienen los aditivos en

todas las partidas que componen el coste de fabricación del

cemento (coste por tonelada de cemento fabricado). Dicho

impacto se expresa, de acuerdo con la Figura 2, como la suma

del coste directo de aditivo (precio x dosifi cación), del precio

que supone el consumo energético y del coste del material em-

pleado en la fabricación de cemento (asociado a la cantidad de

clínker, yeso y adiciones).

Se puede apreciar que los costes por tonelada de cemento aso-

ciados al consumo energético y al material son mayores que los

costes de aditivo en uno y dos órdenes de magnitud, respectiva-

mente. Esto permite establecer una estrategia de optimización

de forma que se incida sobre todo en los dos últimos sumandos

de la Figura 2, ya que al tener un mayor peso permitirán una ma-

yor rentabilidad en la fabricación del cemento. En este sentido,

los aditivos coadyuvantes de molienda repercuten directamen-

te sobre estas dos partidas, pues el poder coadyuvante permite

aumentar el rendimiento de los molinos con importantes aho-

rros energéticos. Además, determinados aditivos proporcionan

prestaciones adicionales como el desarrollo de resistencias a la

compresión (RC), traduciéndose este hecho en la fabricación de

un cemento que acepta una mayor proporción de adiciones

(siempre que no se supere el límite establecido por la Norma)

con el consiguiente ahorro en clínker, cuyo precio es muy supe-

rior al de las adiciones, o bien en la obtención de un cemento

con una consigna de fi nura menos exigente, alcanzando un ren-

dimiento energético de la molienda muy signifi cativo [2].

Los aditivos coadyuvantes de molienda son sustancias que

favorecen la molienda en molinos de bolas, pues los com-

puestos que los conforman eliminan las fuerzas de atracción

electrostáticas causantes de la aglomeración de las partícu-

las del cemento alrededor de los cuerpos moledores. Este

fenómeno es conocido como efecto “coating” y su aparición

perjudica el proceso, ya que reduce la eficiencia de la mo-

lienda aumentando el consumo energético. Los compuestos

que conforman estos aditivos son adsorbidos intensamen-

te por la superficie de los materiales a moler, saturando la

Figura 1. Evolución histórica de la producción y consumo de cemento en España [1].

Figura 2. Principales partidas del coste de fabricación de cemento en las que incide el aditivo de molienda.

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Coste

Aditivo

Coste

Tm cemento

Influencia

económica de

las variables

+= +Coste

Energía

Coste

Material

~ 0,1 - 0,9 €/Tm ~ 1 - 6 €/Tm

Órdenes de magnitud típicos en la industria cementera

~ 25 - 40 €/Tm

Revista Técnica CEMENTO HORMIGÓN • Nº 960 • ENERO-FEBRERO 201418

Cem

ento

energía superficial, de modo que se evita que quede energía

residual para atraer a otras partículas, impidiendo así el aglo-

meramiento [3]. Los aditivos coadyuvantes de molienda sue-

len ser disoluciones acuosas de compuestos orgánicos como

polioles, alcanolaminas y/o carboxilatos de alcanolaminas,

entre otros [4-8]. Estos compuestos pueden afectar positiva-

mente en los procesos de hidratación, viéndose incrementa-

da la producción de cemento en el molino y disminuyendo

el consumo energético.

Continuando con el proyecto de desarrollo de nuevos aditivos

fabricados con subproductos y/o residuos de otros procesos

industriales emprendido por el Departamento de I+D+i de la

empresa Proquicesa, el cual condujo al desarrollo inicial de los

aditivos coadyuvantes de molienda de la línea ADITOR® M [9],

se propone el desarrollo de una nueva familia de aditivos: ADI-

TOR® G. Su función principal es potenciar el poder coadyuvan-

te de molienda mediante un mayor poder tensioactivo, siendo

su empleo recomendado para la molienda de materiales de

baja molturabilidad que conllevan un alto consumo energéti-

co. En este trabajo se presentan los resultados del rendimiento

de esta familia de aditivos reforzados ADITOR® G en el proceso

de molienda, así como de la mejora de las prestaciones me-

cánicas del cemento fabricado, tanto a nivel de planta piloto

como a escala industrial. Los resultados que se muestran son

comparados con los obtenidos para el cemento sin aditivo a

escala de planta piloto y mediante el empleo, a nivel industrial,

de un aditivo coadyuvante de molienda representativo de las

formulaciones tradicionalmente empleadas en este sector du-

rante los últimos años.

2. Materiales y procedimiento experimental

La investigación realizada sobre los nuevos aditivos de molien-

da reforzados se estructura en tres etapas generales según se

detalla a continuación:

Etapa I. Estudio de viabilidad técnica de la utilización de co-

rrientes residuales de otras industrias en la formula-

ción del aditivo coadyuvante de molienda reforzado

en términos de estabilidad química, manipulación,

transporte, etc.

Etapa II. Estudio en planta piloto del comportamiento del adi-

tivo como coadyuvante de molienda, comparando

los resultados con un cemento fabricado sin aditivo

(blanco). En primer lugar se realiza un estudio previo

de molturabilidad de los materiales que conforman

el cemento, con el objetivo de establecer el procedi-

miento experimental óptimo de molienda. Una vez

determinada la técnica más adecuada, se llevan a

cabo las moliendas oportunas con los aditivos formu-

lados para así comparar los cementos fabricados en

cada caso.

Etapa III. Estudio a nivel industrial en una planta cementera na-

cional con el objetivo de validar los resultados obteni-

dos a escala de planta piloto y de cuantifi car el benefi -

cio técnico-económico de los aditivos desarrollados.

2.1 Materiales

El cemento fabricado a escala de planta piloto utilizado en esta

investigación es un cemento portland con caliza y ceniza volan-

te como adiciones, CEM II/A-M (V-L). La composición de dicho

cemento, fabricado con materiales de origen nacional, se mues-

tra en la Tabla 1.

Es importante conocer el efecto que tiene cada adición en

el cemento producido. De este modo, el empleo de la caliza

como adición está muy extendido en el mundo aunque exis-

ten ciertas limitaciones en cuanto a su utilización. Por ejemplo,

la Norma Europea EN 197-1:2011 [10] establece una serie de

requisitos para su empleo como adición del cemento en cuan-

to al contenido de carbonato cálcico o de carbono orgánico

total. En todo caso, el efecto que produce la caliza sobre el

cemento es aún hoy objeto de estudio. Es comúnmente acep-

tada como una adición inerte, pues solo tiene un efecto físico

en los procesos desarrollados en el sistema agua-cemento,

produciendo el conocido efecto “fi ller”. Dicho efecto consigue

la dispersión de las partículas de clínker y la aceleración del

proceso de hidratación del cemento, además de rellenar los

vacíos intergranulares produciendo una pasta más compacta

y homogénea [11]. Por otro lado, numerosos estudios demues-

tran que la caliza puede mejorar signifi cativamente ciertas

propiedades como la resistencia a la compresión, la deman-

da de agua, la trabajabilidad y la durabilidad [12-17]. También

se ha demostrado que la infl uencia de la caliza depende del

contenido de aluminato tricálcico (C3A) en el clínker, ya que

reacciona con el CaCO3 produciendo carboaluminato cálcico

hidratado, proceso que queda afectado por el grado inicial de

fi nura de la caliza [12, 18 y 19].

Por otro lado, la ceniza volante silícea, producida generalmen-

te por la combustión de antracita y carbones bituminosos, es

considerada una adición de actividad puzolánica. Esto signifi -

ca que su parte sílicoalumínica reacciona con la portlandita,

Ca(OH)2, originada en la hidratación del cemento, generando

así silicatos cálcicos hidratados (conocidos como gel C-S-H)

del mismo tipo que los formados en el cemento portland

cuando reaccionan con el agua, contribuyendo así a la resis-

tencia del cemento. Por otro lado, además del efecto positivo

en la resistencia del cemento producido por las reacciones

Tabla 1. Composición del cemento fabricado en la planta piloto (% peso).

Cemento Clínker (CK) Yeso (GYP) Ceniza volante silícea (V) Caliza (L)

CEM II/A-M (V-L) 42,5 R 79 5 3 13

Cemento


de hidratación, se destaca también el efecto “packing”. Dicho

efecto consiste en disponer adecuadamente las pequeñas

partículas de ceniza que rellenan los espacios vacíos, contri-

buyendo al incremento de la resistencia sin implicar ninguna

reacción química, similar al caso del efecto “fi ller” [20-22]. El as-

pecto negativo de esta adición puede originarse debido a que

la actividad puzolánica da lugar a una reducción de la cantidad

de hidróxido cálcico generado (portlandita), pudiendo dismi-

nuir la durabilidad del cemento.

Para el presente estudio se busca comparar los aditivos coadyu-

vantes de molienda reforzados ADITOR® G, desarrollados por

Proquicesa, con el cemento sin aditivar (blanco) y con un aditivo

de referencia en el sector. Los aditivos reforzados desarrollados

buscan la mejora del rendimiento del molino en un intervalo

entre el 15% y el 35%, basándose en soluciones acuosas de po-

lioles y alcanolaminas.

En la Tabla 2 se muestran las principales propiedades físicas y

químicas, junto con la información reglamentaria y las recomen-

daciones referentes a la manipulación y almacenamiento de los

aditivos constituyentes de la línea ADITOR® G desarrollada por

Proquicesa.

A partir de la información indicada en la Tabla 2 se puede asegurar

que las materias primas y corrientes subproducto empleadas en

la fabricación de esta línea de aditivos no constituyen ningún pro-

blema para los mismos, ya que sus propiedades físicas y químicas

quedan perfectamente determinadas y dentro de los valores habi-

tuales que manejan los aditivos comerciales del sector. Además, los

componentes que integran la formulación de estos aditivos no pre-

sentan efectos negativos en cuanto a la peligrosidad del producto

fi nal o a la necesidad de condiciones especiales para su manejo. Por

tanto, se puede considerar con plenas garantías que los productos

aquí presentados son estables, de fácil manipulación y transporte y

no suponen ninguna amenaza ni para el fabricante, ni para el clien-

te o cualquier intermediario, respecto al resto de aditivos coadyu-

vantes de molienda disponibles en el mercado.

2.2 Procedimiento experimental

El procedimiento experimental seguido de forma general en los

estudios de planta piloto llevados a cabo en el Departamento

de I+D+i de Proquicesa ya ha sido descrito en detalle en otras

publicaciones, así como los parámetros de operación más signi-

fi cativos de los molinos de laboratorio empleados para la fabri-

cación de cemento a escala de planta piloto [23 y 24]. Los pará-

metros de operación empleados habitualmente en los ensayos

de nuestras instalaciones se muestran en la Tabla 3.

Para la etapa de estudio desarrollada a escala de planta piloto

se ha seguido el procedimiento operativo que se muestra en el

diagrama de fl ujo de la Figura 3. La molienda de los materiales

se lleva a cabo en dos etapas sucesivas. En la primera de ellas

se procede a triturar los materiales empleando un molino de

martillos, el cual permite obtener partículas de tamaño inferior

a 2 mm (Figura 4). El segundo paso es la molienda en sí, que se

realiza en un molino de bolas monocámara (Figura 5), el cual

opera en discontinuo. El objetivo de este procedimiento es tra-

tar de aproximar las condiciones de operación de nuestra planta

piloto a las de una planta cementera, donde el molino emplea-

do dispone de dos cámaras.

En cada ensayo se añade el aditivo directamente a la mezcla

de materiales a la entrada del molino, justo antes del comien-

zo de la operación, con la ayuda de una micropipeta (Figura

Tabla 2. Especificaciones de los aditivos objeto de estudio.

VARIABLE ADITOR® G

Propiedades

físicas y

químicas

Aspecto físico (a 20 ºC)Líquido opalescente de color pardo y olor

característico débil

pH (a 20±1 ºC) 8,1–10,1

Densidad (a 20±1 ºC) 1,07–1,23

Sólidos sedimentables -

Viscosidad (a 20±1 ºC) -

Punto de congelación -

Punto de ebullición -

Punto de infl amación No infl amable

Contenido en cloruros Exento (<0,1% en peso)

Solubilidad en agua Totalmente miscible en todas proporciones

Manipulación y

almacenamiento

Manipulación Evitar contacto con ojos, piel y ropa. Usar EPI’s.

Materiales compatiblesAcero al carbono sin óxido, acero inoxidable,

materiales plásticos y PRFV.

Información

reglamentaria

Símbolos de riesgo Xn, nocivo

Frases de riesgo R22

Frases de seguridad S2


Cem

ento

6). De este modo se simulan las condiciones industriales, don-

de se dosifi ca el aditivo al material que llega mediante cintas

transportadoras a la entrada del molino. Gracias a la experiencia

acumulada por el Departamento de I+D+i de Proquicesa en la

realización de multitud de estudios de desarrollo de aditivos a

escala de planta piloto, y teniendo en cuenta tanto el nivel de

dosifi cación habitualmente empleado en el sector cementero

para los aditivos coadyuvantes de molienda como los principios

activos que componen los aditivos formulados, se han elegido

unos niveles de dosifi cación de aditivo de molienda que oscila

entre 400 y 600 g/Tm para la investigación llevada a cabo en

planta piloto. No obstante, de nuevo en base a la experiencia

del Departamento de I+D+i de Proquicesa, la optimización de

la dosifi cación de aditivo es un parámetro que debe ser ajusta-

do mediante pruebas industriales in situ y asistidas por técnicos

expertos de Proquicesa.

Una vez concluido el tiempo de molienda, se para el molino y se

descarga el cemento ya molido junto con los cuerpos moledo-

res a un recipiente con una criba, la cual ayuda a la separación

de las bolas y del producto fi nal.

Una vez molido el cemento se le somete a los distintos en-

sayos físicos para así determinar sus parámetros específi cos y

caracterizar el producto fi nal obtenido. Todos los ensayos de

caracterización de los cementos fabricados en la planta piloto

de las instalaciones de Proquicesa se llevan a cabo según las

distintas Normas Europeas: fi nura “Blaine” y Residuo a 32 μm

o a 45 μm (Norma UNE-EN 196-6); Densidad–Volumenómetro

de “Le Chatelier” (Norma UNE 80-103-86); Tiempos de Fragua-

do (Norma UNE-EN 196-3). También se determinaron las RC a

diferentes edades de curado, siguiendo la Norma UNE-EN 196-

1. De este modo, se elaboran las probetas con los distintos

cementos fabricados (fi guras 7 y 8), las cuales se introducen

en la cámara húmeda existente en las instalaciones de Proqui-

cesa para posteriormente desmoldar e ir rompiendo dichas

probetas a las distintas edades de curado que indica la Norma

(Figura 9).

3. Resultados y discusión

A continuación se muestran los resultados obtenidos en los

ensayos de caracterización del cemento llevados a cabo en

nuestras instalaciones, así como los obtenidos en las pruebas

industriales efectuadas a nivel nacional para comprobar la va-

lidez de esta familia de aditivos a escala industrial. Estos resul-

tados resumen el estudio de diseño y desarrollo de la línea de

Tabla 3. Condiciones de operación fijas para las moliendas realizadas en planta piloto.

PARÁMETRO VALOR

MolinoVelocidad (rpm) ~60

Temperatura (ºC) ~90

Cuerpos moledores

Diámetro bolas (mm) 12–60

Grado de llenado (%) ~5

Masa (kg) 36

Material Masa CK + GYP (kg) 4

Relación cuerpos moledores/cemento (w/w) Bolas/cemento (wt.) 9

Figura 3. Diagrama de flujo del procedimiento experimental.

FORMULACIÓN Y

FABRICACIÓN DE

LOS ADITIVOS

Control de la

Temperatura del molino

CLÍNKER

YESO

CALIZA

CENIZA VOLANTE

Ensayos Físicos

NormalizadosFinura Blaine

Rechazo 32 y 45μm

Resistencia a

compresión, etc.

PREMOLIENDA

ENSAYOS DE

MOLIENDA

CEMENTO

MOLIDO

Cemento


aditivos coadyuvantes de molienda reforzados ADITOR® G, en

comparación con los resultados obtenidos en los ensayos de

fabricación de cemento sin aditivo, y con un aditivo coadyu-

vante de molienda cuyos parámetros se encuadran dentro

de los valores característicos para este tipo de aditivos en el

sector.

Los ensayos de caracterización de cementos y aditivos de mo-

lienda llevados a cabo en los laboratorios y en la planta piloto

de Proquicesa se realizan conforme a las diferentes Normas Eu-

ropeas (EN). De este modo, los resultados obtenidos son fi ables

y fácilmente comparables con datos ya conocidos. Por su parte,

las características presentadas por los aditivos de la familia ADI-

TOR® G se valoraron frente a los parámetros de calidad propios

de los aditivos coadyuvantes y/o fl uidifi cantes de molienda, de

cuyo proceso de fabricación y seguimiento de la calidad Pro-

quicesa ha alcanzado un alto grado de conocimiento a lo largo

de los años.

En la presentación y discusión de estos resultados se mues-

tran, por separado en forma de tablas y gráfi cas, los datos ob-

tenidos en los ensayos de fi nura, expresados como superfi cie

“Blaine” y Residuo a 32 μm, así como los valores de las propie-

dades físico-mecánicas de los cementos aditivados. Sin em-

bargo, en los cementos portland con adiciones en ocasiones

no es adecuado realizar el seguimiento de la fi nura mediante

el parámetro de superfi cie “Blaine”, debido a la heterogénea

granulometría generada por la diferente molturabilidad que

presentan las adiciones. Por tanto, el empleo de caliza y ceni-

za volante como adiciones en este cemento propicia que el

seguimiento de la fi nura se realice de una forma óptima con

el seguimiento del Residuo a 32 μm o a 45 μm. De esta forma,

para el desarrollo de este proyecto, las variables de respuesta

que permitieron llevar a cabo la evaluación del poder coadyu-

vante de los aditivos ensayados se calcularon a partir de las

curvas de Residuo a 32 μm vs. tiempo de molienda de los ce-

mentos fabricados en planta piloto.

3.1 Estudio previo: determinación de las condiciones

de molienda de planta piloto para la fabricación de ce-

mentos

El objetivo de esta experimentación previa fue determinar las

condiciones experimentales óptimas para llevar a cabo las mo-

liendas en nuestra planta piloto y así obtener cementos con fi -

nuras similares entre sí, fácilmente comparables, de modo que se

determine fi elmente la infl uencia de los aditivos ADITOR® G for-

mulados. De este modo, fue posible determinar las condiciones

de fi nura a tomar como consigna para el proyecto, de tal forma

que el cambio de escala entre la planta cementera y nuestra plan-

ta piloto no afecte en medida alguna a las conclusiones fi nales

del estudio.

Inicialmente se llevó a cabo la caracterización de la molturabi-

lidad de los materiales empleados en la fabricación del cemen-

to estudiado en este proyecto. Para ello, en la planta piloto de

Proquicesa se realizaron moliendas con los distintos materiales

mencionados, determinando así las curvas de fi nura vs. tiempo

de molienda de los mismos. Este estudio previo de molturabi-

lidad del clínker se representa en la Figura 10 a partir de los da-

tos de la Tabla 4. Las adiciones del cemento objeto de estudio

(ceniza volante silícea y caliza) presentaron una molturabilidad

media-alta, por lo que no fue necesario llevar a cabo un estudio

tan exhaustivo respecto a sus características como en el caso

del clínker.

Figuras 4, 5 y 6. Instalaciones de PROQUICESA: premolienda de materiales, molienda de cemento y dosificación del aditivo.

Figuras 7, 8 y 9. Instalaciones de planta piloto de Proquicesa: amasadora planetaria, proceso de fabricación de moldes y ensayo

de resistencia a compresión.


Cem

ento

Además, en la Figura 10 se muestran en línea

discontinua las curvas de fi nura vs. tiempo de

molienda de clínkeres de referencia con ele-

vada y baja molturabilidad (clínker blando y

clínker duro, respectivamente), obtenidas a

partir del análisis de materiales procedentes de

numerosas plantas cementeras, tanto naciona-

les como internacionales, y que el Departamen-

to de I+D+i de Proquicesa ha analizado como

consecuencia del amplio abanico de investiga-

ciones y estudios personalizados que ha realiza-

do hasta la fecha.

Las curvas de fi nura vs. tiempo de molienda

obtenidas en el estudio previo del clínker em-

pleado en el presente proyecto concluyen que

se va a trabajar con un material que presenta

una molturabilidad media, respecto a los valo-

res de los clínkeres de referencia de los que se

disponen en nuestras instalaciones. Esta infor-

mación es determinante de cara a alcanzar la

formulación óptima de los aditivos a ensayar

sobre el cemento, para así obtener los resulta-

dos deseados.

La caracterización de los materiales llevada a

cabo en la planta piloto de Proquicesa permi-

te establecer el plan experimental adecuado,

así como las especies activas aptas para que

el aditivo desarrollado en planta piloto cum-

pla los objetivos definidos. Por tanto, a partir

del estudio de molturabilidad de materiales

se determinaron las siguientes etapas, que

fueron las planteadas en la fabricación de ce-

mentos para la verificación de aditivos de la

línea ADITOR® G:

Etapa I. Premolienda de clínker, yeso y caliza

por separado, seleccionándose aquella

fracción del material premolido que pre-

sente un tamaño de partícula inferior a

2 mm (molturación más grosera, similar

a la que tiene lugar en la primera cáma-

ra del molino industrial). El tamaño de

partícula de partida de la ceniza volante

objeto de estudio ya era inferior a 2 mm,

por lo que la etapa de premolienda no

fue necesaria en el caso de esta adición.

Etapa II. Molienda conjunta de

clinker+yeso+caliza+ceniza volante,

junto con los aditivos correspondien-

tes (incluyendo una molienda sin aditi-

vo), hasta alcanzar los valores de fi nura

establecidos (R32 μm, R45 μm y “Blai-

ne”), similares entre sí y cercanos a los

valores de consigna establecidos en el

estudio previo de molturabilidad.

Figura 10. Curvas de finura vs tiempo de molienda de los materiales

empleados en el estudio: A) residuo a 32 μm; B) residuo a 32 μm normalizado;

C) superficie “Blaine”.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100

Re

sid

uo

a 3

2 μ

m (

%)

t molienda (min)

Clínker

CK Duro

CK Blando

A)

t molienda (min)

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

0 20 40 60 80 100

R3

2 /

R3

2t

0

Clínker

CK Duro

CK Blando

B)

t molienda (min) t molienda (min)

0

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

0 20 40 60 80 100

Bla

ine

(cm

2 /g)

Clínker

CK Duro CK Blando

C)

Cemento


El procedimiento experimental seguido en los ensayos de mo-

lienda se esquematiza en forma de diagrama de fl ujo en la Fi-

gura 11.

En la Tabla 5 se muestran las condiciones de molienda ópti-

mas determinadas para el estudio de los cementos en nuestra

planta piloto. En dicha tabla también se refl ejan los paráme-

tros de superfi cie “Blaine” y de Residuo a 32 μm tomados como

consigna para el estudio, a partir de los estudios previos de

molturabilidad.

3.2 Estudio de las prestaciones de los aditivos como

coadyuvantes de molienda

El objetivo perseguido en esta etapa de la experimentación

fue determinar qué formulación de los aditivos empleados

resultaba óptima en su aplicación en el cemento CEM II/A-M

(V-L) 42,5 R fabricado en nuestra planta piloto, en cuanto a su

poder coadyuvante en el proceso de molienda. También se

tuvo en cuenta que la aplicación del aditivo no tuviese conse-

cuencias negativas en el desarrollo de resistencia del cemento,

aunque la función principal de la gama de aditivos que aquí

se presenta consiste en reforzar el poder coadyuvante de mo-

lienda.

El efecto de la interacción entre las especies químicas presen-

tes en las formulaciones de los aditivos no es fácil de estimar,

al igual que las relaciones moleculares óptimas que dan lugar

a las mejores prestaciones del producto. Dichas relaciones se

ven infl uenciadas por diversas variables, entre las que se en-

cuentran la molturabilidad del clínker empleado o la tipolo-

gía y proporción de las distintas adiciones contenidas en el

cemento, además de las propias características del cemento

fabricado. Por ello, en base a la experiencia acumulada por

Proquicesa a lo largo del tiempo, se probaron varios aditivos

durante esta investigación, nombrados genéricamente como

ADITOR® AG/G-X. La extensión X de la denominación del adi-

Tabla 4. Datos de las curvas de finura vs tiempo de molienda

para los materiales empleados en el estudio.

Tabla 5. Condiciones de molienda óptima para el estudio en planta piloto.

Materialt

molienda

(min.)

R32 (%

peso)

R32/

R32t→0

“Blaine”

(cm2/g)

Clínker

0,0 94,3 1,00 -

15,0 76,3 0,81 -

30,0 51,9 0,55 1.719

45,0 30,8 0,33 2.675

60,0 19,8 0,21 3.370

75,0 14,8 0,16 4.166

90,0 15,9 0,17 4.409

Variable de operación Valor

Tipo de cemento CEM II/A-M (V-L) 42,5 R

Dosifi cación de aditivo (ppm) 500

Tiempo de molienda (min.) 40

Tiempos de toma de muestra (min.) 0 – 10 – 15 – 20 – 25 – 30 – 40

Consigna “Blaine” (cm2/g) 4.000–4.500

Consigna R32 μm (%) 20–25

Figura 11. Diagrama de flujo del procedimiento experimental seguido en los ensayos de molienda de planta piloto.

Curvas de finura vs.

tiempo de molienda

NO SI

NO

SI Resultado positivo/significativo

Resultado negativo/no significativo

CONSIGNA

Determinación de parámetros

Poder coadyuvante

Velocidad de reducción de

tamaño de partícula

Ensayos de

Caracterización

Finura "Blaine"

Rechazo 32 y 45 μm

Resistencia a

compresión, etc

Premolienda

de CK

Molienda de

CK + yeso + caliza + ceniza volante Medida de finura:

R32, R45 y "Blaine"

Premolienda

de yeso

Premolienda

de caliza


Cem

ento

tivo corresponde al código numérico empleado en la codifi -

cación establecida por parte del Departamento de Calidad y

que sirve asimismo para diferenciar la composición del aditivo,

dentro de la misma línea.

En la Tabla 6 se muestran los resultados obtenidos con el tiempo

en la caracterización de la fi nura de los cementos fabricados en

la planta piloto de Proquicesa, refl ejando tanto el aditivo de mo-

lienda empleado como la dosifi cación empleada en cada ensayo.

En la Figura 12 se presentan las curvas de fi nura (Residuo a

32 μm y superfi cie “Blaine”) vs. tiempo de molienda de todos

los aditivos probados sobre el cemento fabricado en las insta-

laciones de Proquicesa, así como del cemento sin aditivar. En

todas las curvas de los cementos aditivados se observa un sig-

nifi cativo aumento del poder coadyuvante en la molienda de

cemento, dando lugar a una disminución del Residuo 32 μm y

a un aumento de la fi nura “Blaine” de los cementos en los que

se había añadido aditivo, respecto al cemento sin aditivar, para

Tabla 6. Resultados de finura de los cementos fabricados en planta piloto.

Aditivo Dosif. (ppm) tmolienda

(min.)

Finura

R32 μm (%

peso)R32 / R32

t→0% Dism. R32

“Blaine”

(cm2/g)

% Aum.

“Blaine”

Sin aditivo 0

0 87,5 1,00 - - -

10 75,5 0,86 - - -

15 65,2 0,75 - - -

20 56,6 0,65 - 1.504 -

25 47,4 0,54 - 2.557 -

30 40,0 0,46 - 3.206 -

40 26,5 0,30 - 4.059 -

AG/G-01 500

0 87,9 1,00 - - -

10 72,0 0,82 5,1 - -

15 61,6 0,70 6,0 1.644 -

20 50,0 0,57 12,1 2.538 68,8

25 40,0 0,46 16,0 3.104 21,4

30 32,4 0,37 19,4 3.583 11,8

40 23,0 0,26 13,6 4.254 4,8

AG/G-02 500

0 88,1 1,00 - - -

10 70,6 0,80 7,1 - -

15 55,7 0,63 15,2 1.946 -

20 44,9 0,51 21,2 2.805 86,5

25 35,8 0,41 25,0 3.348 30,9

30 28,0 0,32 30,5 3.921 22,3

40 20,4 0,23 23,5 4.491 10,6

AG/G-03 500

0 88,1 1,00 - - -

10 73,3 0,83 3,6 - -

15 60,9 0,69 7,2 1.504 -

20 51,0 0,58 10,5 2.315 53,9

25 40,2 0,46 15,8 3.057 19,6

30 30,2 0,34 25,0 3.520 9,8

40 23,2 0,26 13,0 4.237 4,4

AG/G-04 500

0 88,3 1,00 - - -

10 71,4 0,81 6,3 - -

15 59,9 0,68 9,0 1.895 -

20 47,0 0,53 17,7 2.779 84,8

25 34,0 0,39 28,9 3.289 28,6

30 28,4 0,32 29,6 3.842 19,8

40 22,2 0,25 17,0 4.534 11,7

Cemento


cada tiempo de molienda. De este modo, queda de manifi esto

el acierto en la elección de los principios activos utilizados en la

formulación de estos aditivos.

De cara a implantar estos aditivos a escala industrial, es nece-

sario conocer otras variables del cemento objeto de estudio.

En este caso es importante conocer la resistencia a compre-

sión que soporta el mortero fabricado a partir de estos cemen-

tos, con el objetivo de que la planta cementera pueda certifi -

car su producto con una determinada resistencia de consigna.

De este modo, para los morteros fabricados a partir de los

cementos elaborados con los aditivos propuestos, mostrados

en la Figura 12, se llevaron a cabo también los correspondien-

tes ensayos físicos de resistencia a compresión (RC), según la

Norma Europea. En la Tabla 7 se muestran los resultados de

las RC de los morteros fabricados, siguiendo el procedimiento

experimental indicado en las fi guras 7, 8 y 9. Estos resultados

de RC se muestran gráfi camente, en forma de gráfi ca lineal

(comúnmente empleada) y de diagrama de barras, así como

representando el porcentaje de mejora alcanzado en el caso

de cada aditivo concreto respecto al blanco (cemento sin adi-

tivo), en la Figura 13.

De forma general se puede observar que a pesar de que se

habían formulado varios aditivos cuya función principal es

actuar como coadyuvante de molienda, dichos aditivos tam-

bién presentan un efecto aumentador de resistencias a com-

presión, RC, a todas las edades de curado aunque en mayor

medida a edades iniciales (1, 2 y 7 días). Este hecho es impor-

tante, puesto que a nivel industrial es necesario tanto el poder

Figura 12. Finura de los cementos fabricados en planta piloto con los aditivos ADITOR® G.

t molienda (min)

t molienda (min)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Sin aditivo

AG/G-01

AG/G-02

AG/G-03

AG/G-04

0

500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

3.500

4.000

4.500

5.000

10 15 20 25 30 35 40 45

Sin aditivo

AG/G-01

AG/G-02

AG/G-03

AG/G-04

Re

sid

uo

a 3

2 μ

m (

%)

Bla

ine

(cm

2 /g)


Cem

ento

coadyuvante que proporciona el aditivo, traducido

en la producción de la planta, como la resistencia a

compresión que presenta el mortero fabricado con

el cemento, de modo que es fundamental alcan-

zar un equilibrio entre ambos factores, debiendo

prestar además especial atención a que uno de

estos parámetros no disminuya conforme el otro

aumenta.

A partir de los resultados obtenidos y teniendo en

cuenta las variables que se están estudiando en el

presente informe, se puede concluir que los aditivos

de la línea ADITOR® G ensayados en ningún caso dis-

minuyen las RC respecto a los cementos sin aditivar,

observándose aumentos de la resistencia a com-

presión respecto al blanco del 3%, llegando hasta el

43% en el mejor de los casos. Así, la aplicación de

ADITOR® AG/G-02 proporcionó un aumento de las

RC del cemento de referencia sin aditivo de entre ~3

y ~6 MPa a edades iniciales de curado. Estos incre-

mentos suponen una signifi cativa mejora de las RC

del cemento objeto de estudio.

Finalmente, por todo lo expuesto anteriormente, se

considera que los ADITOR® G constituyen una bue-

na alternativa como aditivos coadyuvantes de mo-

lienda para la fabricación del CEM II/A-M (V-L) 42,5

R ensayado, ya que han demostrado poseer unas

excelentes propiedades como coadyuvantes de

molienda, sin afectar negativamente al desarrollo de

RC del cemento.

3.3 Control de calidad de aditivos:

parámetros y seguimiento

Una vez determinada la viabilidad de la fabricación,

almacenamiento y manipulación de los aditivos

de la línea ADITOR® G para su comercialización,

y después de llevar a cabo su verifi cación a escala

de planta piloto de las propiedades como coadyu-

vantes de molienda, y previamente a su validación

a escala industrial, se establecen los parámetros

idóneos para realizar el control de calidad de estos

productos.

Tabla 7. Resultados de resistencias a compresión para los diferentes aditivos desarrollados.

AditivoDosif.

(ppm)

Resistencia a compresión (MPa)

1D 2D 7D 28D

RC

(MPa)

ΔRC

(MPa)

%

mejora

RC

(MPa)

ΔRC

(MPa)

%

mejora

RC

(MPa)

ΔRC

(MPa)

%

mejora

RC

(MPa)

ΔRC

(MPa)

%

mejora

Sin aditivo 0 9 - - 16,5 - - 29,3 - - 43,9 - -

AG/G-01 500 10,8 1,8 20,0 19,9 3,4 20,6 34,4 5,1 17,4 45,3 1,4 3,2

AG/G-02 500 12,9 3,9 43,3 22,2 5,7 34,5 35,2 5,9 20,1 45,5 1,6 3,6

AG/G-03 500 11,8 2,8 31,1 20,3 3,8 23,0 32,6 3,3 11,3 47,5 3,6 8,2

AG/G-04 500 12,3 3,3 36,7 21,8 5,3 32,1 36,5 7,2 24,6 46,3 2,4 5,5

Figura 13. Desarrollo de las RC de los cementos fabricados en planta

piloto con los aditivos ADITOR® G.

00

05

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 5 10 15 20 25 30

RC

(M

Pa)

Tiempo (días)

Sin aditivo AG/G-01 AG/G-02 AG/G-03 AG/G-04

00

05

10

15

20

25

30

35

40

45

50

1 2 7 28

RC

(M

Pa)

Tiempo (días)

Sin aditivo AG/G-01 AG/G-02 AG/G-03 AG/G-04

00

05

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 5 10 15 20 25 30

% M

ejo

ra d

e R

C

Tiempo (días)

AG/G-01 AG/G-02 AG/G-03 AG/G-04

Cemento


De manera rutinaria, en los laboratorios de Proquicesa se miden

algunas propiedades físico-químicas de los aditivos fabricados

a escala industrial, que permiten realizar el control de calidad

de los mismos. Algunos de los parámetros más signifi cativos

para el cementero en el control de calidad de aditivos coadyu-

vantes de molienda del cemento son el pH y la densidad. Estos

parámetros se miden regularmente una vez que se fabrican los

aditivos, y así se ha efectuado en los aditivos de la línea ADITOR®

G. De esta forma, en la Tabla 8 se muestran los valores promedio

de estos parámetros de calidad de la línea de aditivos objeto

de estudio. En la Tabla 8 también aparecen los resultados de los

análisis del extracto seco, para cada uno de los aditivos objeto

de estudio.

Los valores mostrados en la Tabla 8 se obtienen a partir de

numerosas repeticiones de los ensayos pertinentes, de modo

que los parámetros finales son totalmente representativos de

cada aditivo. A modo de ejemplo se muestra el estudio es-

tadístico efectuado en el seguimiento del aditivo ADITOR®

AG/G-02. En la Figura 14 se muestra la evolución de los valo-

res de densidad y pH obtenidos para los lotes de fabricación

industrial correspondientes al año 2012 de ADITOR® AG/G-

02, mostrándose los datos estadísticos de dichas mediciones

en la Tabla 9. El estudio que aquí se muestra se efectúa con

todos los aditivos que Proquicesa pone a disposición de sus

clientes, alcanzando así plenas garantías en la calidad de los

mismos.

La Figura 14 y la Tabla 9 muestran cómo la repetitividad en los

parámetros de calidad, en cuanto a pH y densidad, del aditivo

ADITOR® AG/G-02 se conserva en todos los lotes fabricados por

Proquicesa. Las mediciones de las distintas producciones de un

mismo aditivo se mantienen en valores aproximados, por lo que

los intervalos de confi anza obtenidos son acordes a la normativa

de aditivos para el hormigón. De este modo se certifi ca que los

aditivos expuestos en el presente informe cumplen los paráme-

tros de calidad exigidos.

Como consecuencia, se determinó que la realización de un se-

guimiento de las variables densidad, pH y extracto seco es ade-

cuado con el objetivo de realizar un seguimiento del control de

la calidad de los aditivos de molienda de cemento elaborados

Tabla 8. Parámetros de calidad de los aditivos de la línea ADITOR® G.

Tabla 9. Valores estadísticos de las mediciones de los pará-

metros de control de calidad de ADITOR® AG/G-02.

Parámetro AG/G-01 AG/G-02 AG/G-03 AG/G-04

Densidad (a 20 ºC) (g/cm3) 1,175 1,203 1,220 1,075

pH (a 20 ºC) 8,8 9,3 8,9 9,5

Extracto seco (105 ºC) 53,5 54,8 65,0 52,3

ParámetroDensidad

(a 20 ºC) (g/cm3)

pH

(a 20 ºC)

Valor medio 1,203 9,28

Desv. est. (σ) 0,0054 0,74

L.C.S. (+3σ)1 1,219 11,50

L.C.I. (-3σ)1 1,187 7,06

L.C.S. Norma2 1,23 10,3

L.C.I. Norma2 1,17 8,3

Figura 14. Parámetros de calidad de los lotes de fabricación de ADITOR® AG/G-02.

1,185

1,190

1,195

1,200

1,205

1,210

1,215

1,220

1,225

De

nsi

dad

(g

/cm

3 )

ADITOR AG/G-02

L.C.S. (+3 )

L.C.I. (-3 )

Promedio

6,0

6,5

7,0

7,5

8,0

8,5

9,0

9,5

10,0

10,5

11,0

11,5

12,0

pH

ADITOR AG/G-02

L.C.S. (+3 )

L.C.I. (-3 )

Promedio

1 L.C.S. (Límite de Confianza Superior) y L.C.I. (Límite de Confianza Inferior) se calculan a partir del valor medio más/menos tres veces la desviación estándar, y representan la máxima

desviación aceptable por Proquicesa según su política interna de calidad de cara a validar un lote como APTO para su almacenamiento. Habitualmente se extraen, para cada

aditivo, a partir de los datos recopilados lo largo de un año de fabricación, tratándose del valor de referencia para el control de la calidad de dicho aditivo durante todo el año

siguiente. La aplicación de este método año tras año conlleva la consideración de límites cada vez más restrictivos, garantizando una mejora continua en el mantenimiento de la

calidad del aditivo.

2 L.C.S y L.C.I. según Norma se calculan a partir de lo establecido en la normativa para aditivos de hormigón UNE-EN 934-2- Aditivos para hormigones, morteros y pastas. Parte 2:

aditivos para hormigones. Definiciones y requisitos, de aplicación en los certificados de calidad de expedición de aditivos emitidos por Proquicesa a sus clientes, al no existir

normativa específica que regule el campo de los aditivos para la molienda del cemento.


Cem

ento

por Proquicesa en general, y concretamente de la familia de adi-

tivos ADITOR® G.

3.4 Comportamiento a escala industrial de los aditivos

desarrollados

Tras el desarrollo y validación en planta piloto, los aditivos

coadyuvantes de molienda reforzados de la familia ADITOR® G

de Proquicesa fueron propuestos a diversas plantas de cemento

nacionales, con el fi n de llevar a cabo la validación de los mis-

mos a escala industrial. La formulación propuesta en cada caso

dependió de las características de cada cliente, atendiendo a as-

pectos tanto técnicos como económicos del aditivo propuesto

para el cemento que se desea fabricar en cada caso.

Debido a las características y aspectos mencionados, se se-

leccionaron dos aditivos de la familia ADITOR® G para llevar a

cabo las pruebas a nivel industrial, teniendo en cuenta el poder

coadyuvante otorgado por cada producto a nivel de planta pi-

loto, las resistencias mostradas en los ensayos a compresión y

aspectos económicos: ADITOR® AG/G-01 y ADITOR® AG/G-02.

A nivel industrial, estos aditivos se compararon con un aditivo

coadyuvante de molienda de referencia, al que se denominará

de aquí en adelante Aditivo Ref. Para lograr que la comparación

entre aditivos fuera lo más realista posible se propuso ensayar

los aditivos ADITOR® G con dos dosifi caciones diferentes: una

primera dosifi cación cuyo valor iguale al empleado con el Aditi-

vo Ref. y una segunda, de modo que se iguale el coste del aditi-

vo Aditivo Ref. (precio de aditivo x dosifi cación), en relación a la

molienda de clínker, yeso y adiciones. De este modo los resulta-

dos de la comparación serán lo más precisos posible, pudiendo

además determinar la dosifi cación óptima a emplear a nivel in-

dustrial con los aditivos objeto de estudio.

Para realizar la prueba industrial se siguieron unas pautas de

consigna determinadas, manteniendo constantes los paráme-

tros de producción habituales para el cemento estudiado, a fi n

de determinar el efecto de los ADITOR® G en las características

del cemento. En este caso, una vez ensayados los aditivos obje-

to de estudio se confi rmó que el sistema de molienda se man-

tuvo estable, manteniendo los parámetros de funcionamiento

dentro de los valores estándar habituales sin mostrar desviacio-

nes signifi cativas.

En la Figura 15 se muestran los resultados de RC obtenidos con

los morteros fabricados a partir del cemento en el que se em-

plearon los aditivos mencionados a escala industrial, con todas

las dosifi caciones ensayadas, así como los resultados de RC del

Aditivo Ref. El caso concreto que se estudia en estas gráfi cas se

refi ere a la fabricación a escala industrial de un cemento CEM

II/A-M (V-L) 42,5 R, de modo que se pueda comprobar la equi-

paración de los resultados a nivel de planta piloto y a escala in-

dustrial.

Los resultados que se observan en la Figura 15 confi rman el

acierto en la formulación de los aditivos de la línea ADITOR® G

Figura 15. Desarrollo de RC de los cementos fabricados a escala industrial con los aditivos ADITOR® G.

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25 30

RC

(M

Pa)

Tiempo (días)

Aditivo Ref. (700 ml/min)

AG/G-01 (700 ml/min)




0

10

20

30

40

50

60

1 2 7 28

RC

(M

Pa)

Tiempo (días)

Aditivo Ref. (700 ml/min)





Cemento


de Proquicesa con los principios activos empleados, puesto que

los resultados a escala industrial concuerdan con los obtenidos

en planta piloto. En concreto, los dos aditivos planteados, con

la misma dosifi cación empleada que con el Aditivo Ref., presen-

tan mayores resistencias a compresión, a todas las edades de

curado. Por tanto, además de suponer un ahorro en cuanto al

proceso de molienda debido a su elevado poder coadyuvante,

a nivel industrial y en comparación con un aditivo coadyuvante

de referencia en el sector, las RC a todas las edades aumentan

notablemente.

Por otro lado, el comportamiento del aditivo a escala industrial

demostró unas prestaciones muy similares a las mostradas a es-

cala de planta piloto. Este hecho pone de manifi esto la adecua-

Tabla 10. Resultados técnico-económicos de la aplicación industrial del ADITOR® G.

ADITIVO Aditivo Ref. ADITOR® AG/G-01 ADITOR® AG/G-02

COMPOSICIÓN DEL CEMENTO

Clínker (% peso) 79,0 73,8 73,5 77,1 75,2

Yeso (% peso) 5,0 8,0 8,3 6,0 6,8

Caliza (% peso) 3,0 6,2 6,2 4,9 6,0

Ceniza volante (% peso) 13,0 12,0 12,0 12,0 12,0

Dosifi cación aditivo (g/Tm) 475 475 650 490 580

Disminución CK (% peso) - 5 6 2 4

PARÁMETROS DE PRODUCCIÓN

Producción molino (Tm/h) 99,0 98,0 98,0 100,0 100,0

Consumo de potencia (kW) 3754 3799 3801 3854 3791

Consumo energético (kWh/Tm) 37,9 38,8 38,8 38,5 37,9

“Blaine” (cm2/g) 5174 5157 5212 5223 5184

Residuo 32μm (% peso) 5,9 6,0 5,3 5,8 5,5

Residuo 45μm (% peso) 1,4 1,4 1,5 1,6 1,5

RESISTENCIAS A COMPRESIÓN

1 día

RC (MPa) 10,7 11,8 11,8 12,6 12,2

ΔRC (MPa) - 1,1 1,1 1,9 1,5

% mejora - 10,3 10,3 17,8 14,0

2 días

RC (MPa) 19,3 21,0 21,8 22,1 22,0

ΔRC (MPa) - 1,7 2,5 2,8 2,7

% mejora - 8,8 13,0 14,5 14,0

7 días

RC (MPa) 30,4 36,1 33,8 35,4 34,0

ΔRC (MPa) - 5,7 3,4 5,0 3,6

% mejora - 18,8 11,2 16,4 11,8

28 días

RC (MPa) 39,8 45,5 43,3 48,1 48,0

ΔRC (MPa) - 5,7 3,5 8,3 8,2

% mejora - 14,3 8,8 20,9 20,6

FRAGUADO EN PASTAS DE CEMENTO

Agua de consistencia normal (% peso) 30,0 30,0 30,0 29,0 30,0

Fraguado inicial (min) 170 180 175 175 170

Fraguado fi nal (min) 215 230 225 225 220

Tiempo de fraguado (min) 45 50 50 50 50

COSTES DE FABRICACIÓN

Material (UM/Tm) 93,38 88,20 87,93 91,30 89,47

Energía (UM/Tm) 6,29 6,43 6,43 6,39 6,29

Aditivo (UM/Tm) 0,33 0,64 0,87 0,51 0,60

Coste total (UM/Tm) 100,00 95,27 95,24 98,20 96,36

AHORRO (UM/Tm) vs Aditivo Ref. - 4,73 4,76 1,80 3,64


Cem

ento

ción de las condiciones de análisis empleadas por Proquicesa

para este tipo de estudio. Desde un punto de vista cuantitativo,

la extrapolación de los resultados obtenidos en planta piloto fue

de prácticamente el 100%, siendo los datos obtenidos a escala

industrial muy similares.

Como estudio adicional, se llevó a cabo la estimación del be-

nefi cio económico potencial de los aditivos de la línea ADITOR®

G probados a escala industrial, en relación con la formulación

tradicional del aditivo de referencia. Los incrementos obtenidos

en cuanto RC y poder coadyuvante en el proceso de molienda

a escala de laboratorio fueron traducidos en la fabricación de

un cemento con una reducción del contenido en clínker (au-

mentando en la misma cantidad el porcentaje de yeso y caliza),

dando lugar a un cemento que mantuvo el desarrollo de RC en

las condiciones de producción de partida, y consiguiendo una

reducción de los costes de fabricación de cemento (aditivo +

material + energía) en relación al empleo del Aditivo Ref.

De esta forma, en la Tabla 10 se muestra un estudio comparativo de

parámetros técnicos y económicos de los aditivos ensayados frente

a Aditivo Ref. En la Tabla 10 también se muestra la estimación de los

costes de fabricación de cemento relacionados con el aditivo de

molienda en las condiciones experimentales industriales. Las par-

tidas en las que infl uyen las propiedades y prestaciones del aditivo

son: el coste del producto empleado, los costes relacionados con la

energía consumida en el proceso de fabricación y los costes asocia-

dos al material empleado en dicho proceso. Los valores económi-

cos indicados en la Tabla 10 se expresan como valores relativos, refe-

renciados a un coste total de cemento (material+energía+aditivo)

de 100 unidades monetarias por tonelada en las condiciones de

fabricación mediante el Aditivo Ref., y han sido obtenidos por Pro-

quicesa a partir de valores reales actuales.

A partir de los resultados obtenidos en la Tabla 10, se puede concluir

que manteniendo el régimen de producción de la planta industrial

en niveles constantes, los aditivos de la línea ADITOR® G presentan

valores de fi nura similares en comparación con el Aditivo Ref., lo que

permite comparar de forma más efi caz los valores de resistencia a

compresión. De este modo, los ensayos de resistencia arrojan valo-

res superiores a los obtenidos mediante la utilización del Aditivo Ref.,

presentando resultados satisfactorios en cuanto a las RC a todas las

edades de curado, pese a no ser su función principal. Se consiguie-

ron aumentos en las RC, respecto al Aditivo Ref., de hasta ~3 MPa a

edades iniciales y entre 3,5 y 8,3 MPa a edades fi nales. Este hecho se

traduce en que para certifi car el cemento del mismo modo que se

lleva a cabo actualmente, se podría llegar a una consigna de fi nura

menos exigente, reduciendo signifi cativamente el tiempo de mo-

lienda, lo que repercutiría notablemente en el coste energético. Así,

los aditivos de molienda ADITOR® G se posicionan justifi cadamente

como coadyuvantes de molienda reforzados con excelentes pres-

taciones, suponiendo importantes ahorros económicos. Además, a

escala industrial se ha estudiado también el efecto de los aditivos

objeto de estudio en el fraguado, pudiéndose observar los resul-

tados de estos ensayos en la Tabla 10. En la comparación de estos

resultados respecto a los obtenidos con el cemento fabricado aña-

diendo Aditivo Ref. se observa un ligero aumento en el tiempo de

fraguado, pero no es determinante debido a su pequeña diferencia.

Se puede deducir, por tanto, que los aditivos de la línea ADITOR®

G desarrollados por Proquicesa no perjudican en modo alguno al

tiempo de fraguado.

Por este motivo, a partir de los resultados obtenidos tanto en planta

piloto como a escala industrial, Proquicesa puede afi rmar que los

aditivos de la familia ADITOR® G, formulados a partir de polioles y

alcanolaminas, suponen importantes ventajas, tanto a nivel técnico

como en el ámbito económico, respecto a los aditivos coadyuvan-

tes de molienda tradicionales empleados en el sector.

4. Conclusiones

Tras la investigación realizada por parte del Departamento de

I+D+i de Proquicesa, los resultados mostrados concluyen que

el diseño de los aditivos coadyuvantes y/o fl uidifi cantes de mo-

lienda reforzados se ha llevado a cabo de forma idónea, obte-

niendo productos que han demostrado excelentes prestacio-

nes tanto a nivel de planta piloto como a escala industrial.

De todos los resultados expuestos anteriormente se pueden de-

ducir las conclusiones que se detallan a continuación:

• El procedimiento experimental llevado a cabo en este estu-

dio permitió determinar, de una manera fi able, las mejores

condiciones de formulación y dosifi cación de los aditivos

coadyuvantes, con la fi nalidad de obtener excelentes pres-

taciones en el proceso de molienda del cemento.

• La formulación de los aditivos probados fue diseñada ini-

cialmente para la mejora de la efi ciencia del proceso de

molienda, empleando principios activos con una fuerte ac-

ción coadyuvante. No obstante, algunas de estas especies

poseen propiedades mejoradoras de las RC del cemento,

que están fundamentalmente infl uenciadas por la dosifi -

cación empleada, las características del cemento fabricado

y la confi guración del sistema de molienda industrial. Los

resultados de la prueba industrial realizada con nuestros

productos demostraron la idónea combinación de dichas

variables para la fabricación del cemento.

• Los procedimientos y parámetros empleados en el se-

guimiento del control de calidad de los aditivos permite

asegurar que las prestaciones de los productos de la línea

ADITOR® G, en cuanto a comportamiento coadyuvante de

molienda, son las idóneas.

• A escala de planta piloto, los aditivos coadyuvantes de mo-

lienda reforzados de la línea ADITOR® G lograron alcanzar los

objetivos planteados en cuanto a mejora de la producción

de cemento, debido fundamentalmente a los principios ac-

tivos empleados en su formulación.

• El empleo de los aditivos de la familia ADITOR® G a nivel industrial

ha originado resultados plenamente satisfactorios, dando lugar a

una mejora de RC en caso de mantener constante el parámetro de

producción. En este caso, se obtuvieron aumentos de resistencias

Cemento


de hasta ~3 MPa a edades iniciales y entre 3,5 y 8,3 MPa a edades

fi nales de curado de los morteros elaborados a partir de los ce-

mentos obtenidos empleando los aditivos objeto de estudio con

respecto a los morteros fabricados utilizando el Aditivo Ref. De este

modo, se puede lograr un ahorro en cuanto al empleo de clínker en

la fabricación de cemento de hasta un 6%. Este factor supone una

disminución total de los costes totales (material+energía+aditivo)

de aproximadamente un 4,5%, valor que se traduce en un ahorro

real cercano a 2€/Tm de cemento fabricado.

Por tanto, según todo lo expuesto anteriormente se puede afi rmar

que la familia de aditivos coadyuvantes de molienda reforzados de la

línea ADITOR® G presenta excelentes prestaciones, posicionándose

como una buena alternativa a los aditivos de molienda tradicionales

debido a la mejora de las variables de estudio propias de una planta

cementera, originando importantes ahorros económicos.

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