Analysis of Cement Clinker using ARL X’TRA Companion Benchtop XRD

Aplikace | 2023 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
X-ray, XRD
Zaměření
Materiálová analýza, Průmysl a chemie
Výrobce
Thermo Fisher Scientific

Význam tématu


Analýza klinčeru cementu je klíčová pro optimalizaci výrobního procesu a zajištění kvality výsledného cementu. Krystalické fáze v klinčeru určují mechanické vlastnosti a trvanlivost finálního materiálu. Rentgenová difrakce přináší detailní informace o složení a struktuře fází, což je nezbytné pro kontrolu surovin a procesů v cementářském průmyslu.

Cíle a přehled studie


Cílem aplikace bylo demonstrovat možnosti použití přenosného rentgen difraktometru ARL XTRA Companion při analýze klinčeru. Autoři prezentují postup měření, opakovatelnost výsledků dle normy ASTM C1365 a jednoduchost jednoklikové Rietveldovské kvantifikace.

Použitá instrumentace


Rentgenový difraktometr Thermo Scientific ARL XTRA Companion s goniometrem theta theta ve formaci Bragg-Brentano a zdrojem 600 W pro Cu K alfa záření. Detektor je pevnolatičkový s pixely 55x55 mikrometrů. Systém podporuje řízení divergence, Sollerovy štěrbiny, variabilní hranou paprsku a volitelný vodní chladič.

Použitá metodika


Powdered clinker byl melován kuličkovým mlýnem a měřen v reflektivním režimu s Ni filtrem. Vzorek byl analyzován 21 krát po 10 minut dle ASTM C1365. Fázová kvantifikace proběhla v softwaru Profex s algoritmem BGMN založeným na fundamental parameters metodě. Referenční struktury byly vybrány podle publikace Aranda et al 2012.

Hlavní výsledky a diskuse


Opakované Rietveldovské refinements ukázaly vysokou reprodukovatelnost a souladu s limity normy. Celkový obsah C3S dosáhl průměrných hodnot kolem 77, ze kterého byl vypočten standardní odchylka 0.25 odpovídající normě 0.74. Fáze C3A, C4AF a C2S vykazovaly odchylky pod stanovenými limity. Nebyl detekován amorfní obsah. Rozlišení modifikací C3S M1 a M3 bylo dosaženo s jednotkovou odchylkou kolem 1 procentního bodu.

Přínosy a praktické využití metody


  • Rychlá a spolehlivá identifikace a kvantifikace hlavních fází klinčeru
  • Jednokliková Rietveldovská analýza vhodná pro on-line procesní kontrolu
  • Automatizovaná komunikace výsledků do laboratorního informačního systému
  • Vysoká reprodukovatelnost v souladu s průmyslovými normami

Budoucí trendy a možnosti využití


  • Vylepšení detekčních systémů pro rychlejší a citlivější měření
  • Integrace s umělou inteligencí pro autonomní interpretaci dat
  • Rozšíření metod na analýzu amorfních složek a mikrostruktury
  • Přechod na mobilní a přenosná zařízení přímo na výrobní lince

Závěr


ARL XTRA Companion poskytuje spolehlivá a rychlá data pro analýzu cementového klinčeru s vynikající reprodukovatelností dle ASTM C1365. Kombinace moderního detektoru a fundamental parameters modelu umožňuje efektivní kontrolu procesu a vývoj nových materiálů.

Reference


  1. N Dobelin a R Kleeberg Journal of Applied Crystallography 2015 48 1573 1580
  2. MA G Aranda A G De la Torre L Leon Reina Review in Mineralogy and Geochemistry 2012 74 169 209

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Quantitative analysis of C3S M1/M3 in CEM Ι using ARL X’TRA Companion benchtop XRD
Thermo Scientific ARL X’TRA Companion Next-level routine control benchtop X-ray diffractometer
Verifying accuracy of ARL X’TRA Companion Benchtop XRD using NIST Clinker SRM 2686, 2687 and 2688
Analysis of natural pozzolan in cement (CEM IV)
Analysis of natural pozzolan in cement (CEM IV)
2024|Thermo Fisher Scientific|Aplikace