Impact du traitement dans une usine verticale sur l’activité des poudres fines recyclées provenant de déchets de construction

Résumé

Le recyclage et l’utilisation des déchets de construction et de démolition (CDW) constituent une voie essentielle vers le développement durable dans l’industrie des matériaux de construction. Un défi majeur réside dans la transformation de la fraction fine de ces déchets en une poudre à haute valeur, réactive, qui peut servir de matériau cématique supplémentaire (SCM). Cet article explore l’impact profond de la technologie de traitement avancée au moyen de moulin verticaux sur les propriétés physico-chimiques ainsi que sur l’activité pozzolanicale de la poudre fine recyclée (RFP). La discussion met en évidence la façon dont les systèmes de broyage modernes, tels que notre moulin ultrafin SCM, ont été conçus pour surmonter les limites inhérentes aux méthodes de broyage traditionnelles, transformant ainsi les déchets fins inerts en un matériau hautement fonctionnel capable de réduire considérablement le facteur de clinker dans la production de ciment et de béton.

1. Introduction : Le défi des amendes pour les déchets de construction

L’activité de construction mondiale engendre chaque année des milliards de tonnes de déchets, dont une partie importante est constituée de pâte de ciment durci, de briques, de tuiles et de fines de béton. Traditionnellement, les granulats grossiers issus de la broyage des déchets de construction (CDW – Construction and Demolition Waste) sont utilisés dans les fondations de routes ou pour la fabrication de bétons de faible qualité. Cependant, la fraction fine (<5 mm), qui représente souvent 20 à 40 % de l’ensemble des déchets, constitue un problème de gestion. Ce matériau présente une faible réactivité lorsqu’il est simplement broyé à l’aide de concasseurs à mâchoires classiques ou de moulins à impact, en raison de sa composition hétérogène, de sa composition cimentaire ancienne et dense, ainsi que d’une morphologie des particules irrégulière et d’un pourcentage élevé de micro-fissures.

L’objectif principal du recyclage est de réactiver ces propriétés hydrauliques et pozzolaniques latentes. La simple réduction de la taille des particules est insuffisante ; le processus doit générer des surfaces nouvelles et riches en énergie, ainsi que modifier la distribution des tailles de particules (PSD) pour améliorer la réactivité. C’est à ce moment-là que la précision et l’efficacité des moulins à rouleaux verticaux (VRM) deviennent d’une importance cruciale.

2. La science de l’activation mécanique par meulage vertical

Le meulage vertical confère une activation mécanique à l’RFP grâce à plusieurs mécanismes interconnectés :

2.1. Réduction de la taille des particules et contrôle de leur distribution

L’effet le plus direct est la réduction de la taille des particules. L’objectif n’est pas seulement d’atteindre une taille moyenne fine, mais aussi de créer une distribution de taille des particules (PSD – Particle Size Distribution) continue et optimisée. Une PSD plus étendue, obtenue grâce au principe de broyage multicouche utilisé dans les moulins verticaux, améliore la densité de compactage des particules lors de la mélangeaison du RFP (agrégo) avec le ciment. Plus important encore, cela augmente considérablement la surface spécifique (SSA – Specific Surface Area), offrant ainsi davantage de sites de réaction avec l’hydroxyde de calcium (agissant comme un produit pozzolanic). Notre moulin ultrafin SCM, par exemple, est capable de produire consécutivement des poudres d’une finesse de 325 à 2500 mailles (D97 ≤ 5μm), portant la surface spécifique à des niveaux (>600 m²/kg) inaccessibles avec les moulins à billes ou les moulins Raymond traditionnels.

2.2. Changements microstructuraux et morphologiques

En dehors de la taille, le meulage vertical modifie la structure même des particules. Contrairement à l’écrasement par impact, qui a tendance à briser les particules le long des points faibles existants, créant des formes irrégulières et en lamelles, la force de broyage compressive générée par les rouleaux et la table de meulage provoque une désintégration plus uniforme. Cela donne des particules à morphologie plus dense et avec moins de défauts internes. Cependant, l’énergie mécanique intense introduit également des distorsions dans la structure cristalline et crée des régions amorphes sur la surface des particules. Ce processus, appelé mécanochimie, perturbe les structures cristallines stables des hydrates de ciment et des minéraux argileux présents dans les briques et les tuiles, augmentant considérablement leur taux de dissolution dans un environnement alcalin – ce qui constitue la première étape de la réaction pozzolanique.

2.3. Déagglomération et libération des constituants

Les aiguilles de CDW sont généralement constituées d’une agglomération complexe de pâte de ciment, de sable et de particules de briques. Le broyage à haute pression, suivi d’un tri dans un système de moulin vertical à circuit fermé, permet de décomposer efficacement ces agglomérations, libérant ainsi les composants réactifs individuels. Cela assure un produit final plus homogène et évite la présence de noyaux non réactivés qui pourraient affaiblir le matériau composite final.

3. Avantages technologiques des meules verticales modernes pour le traitement des demandes d’offres (RFP)

Tous les systèmes de broyage ne sont pas créés de la même façon. Le traitement des demandes de proposition (RFP) exige des équipements efficaces, précis et adaptables. Nos solutions d’ingénierie, en particulier le moulin ultra-fin SCM, sont conçues pour répondre à ces exigences spécifiques.

3.1. Une efficacité de broyage sans équivalent et des économies d’énergie

Le moulin ultrafine SCM intègre un mécanisme de broyage très efficace. Son système de rouleaux et de disques disposés verticalement applique une force de broyage concentrée, permettant de réduire la taille des matériaux en utilisant beaucoup moins d’énergie que les moules à boules. Avec une réduction de consommation d’énergie de 30 % par rapport aux moules à jet et une capacité doublée, l’utilisation de ce moulin est économiquement très avantageuse. Le système de contrôle intelligent ajuste automatiquement les paramètres de fonctionnement en fonction des données en temps réel sur la finesse du produit, garantissant une qualité constante tout en optimisant l’utilisation de l’énergie.

3.2. Classification de précision pour l’optimisation des activités

Le cœur de la réactivation réside dans l’obtention d’une finesse appropriée. Un powder trop grossier présentera une faible réactivité, tandis qu’un powder trop fin peut entraîner une consommation d’eau élevée et une augmentation de la rétraction du béton. Le classificateur à turbine verticale intégré dans le mélangeur SCM est essentiel à cet égard. Il permet un contrôle précis du point de décision de coupement, garantissant qu’aucune particule de trop grande taille ne contaminera le produit final. Le résultat est un powder uniformément fin (D97 ≤ 5μm) avec une distribution de taille étroite, ce qui maximise la surface réactive sans introduire de propriétés négatives dans le mélange de béton.

3.3. Durabilité et faible entretien pour les matériaux d’abrasion utilisés dans les alimentations des machines

Les déchets de construction sont par nature abrasifs. Le moulin SCM a été conçu pour relever ce défi. Les pièces essentielles sujettes à usure, telles que les rouleaux et les anneaux de broyage, sont fabriquées à partir de alliages résistants à l’usure, ce qui prolonge leur durée de vie de plusieurs fois par rapport aux matériaux standard. De plus, le design innovant de vis sans cambre dans la chambre de broyage améliore la stabilité des opérations et réduit les temps d’arrêt pour maintenance, un facteur crucial pour un traitement industriel continu.

3.4. Un processus intrinsèquement propre et silencieux

La durabilité ne concerne pas seulement le produit, mais aussi le processus. L’usine SCM fonctionne sous une pression négative totale, ce qui garantit qu’aucune poussière ne s’échappe. Son système de suppression de la poussière par pulsations dépasse les normes environnementales internationales, capturant plus de 99,9 % des particules. Couplé à des cabines insonorisées qui maintiennent le bruit des opérations en dessous de 75 dB, cela crée un environnement de traitement idéal et adapté aux travailleurs.

4. Focus sur le produit : Moulin ultrafin SCM pour une optimisation maximale de la procédure de soumission de propositions (RFP – Request for Proposal)

Pour les opérations destinées à produire la poudre réactive de la plus haute qualité à partir de déchets d’équipements électriques et électroniques (DEEE),Moulin ultrafine de la série SCM (45-5 μm)C’est le choix de prédilection. Sa philosophie de conception correspond parfaitement aux besoins de la production de propositions笔试 (RFP – Request for Proposals).

• Taille de l’entrée (≤20 mm)Accepte directement les amendes pour manquements aux règlements de circulation (CDW) qui ont déjà été pré-sentencielles.
• Fineness de la sortie (tamisage de 325 à 2500 mesh / D97 ≤ 5 μm)Réalise la finesse extrêmement haute requise pour obtenir un indice d’activité pozzolánique élevé.
• Capacité de traitement (0,5 à 25 t/h)Une gamme de modèles, allant du SCM800 (0,5-4,5 t/h) au SCM1680 à haute capacité (5,0-25 t/h), permet de passer des projets pilotes à des installations de recyclage commerciales à grande échelle.

La capacité de l’usine à produire une poudre à grande superficie de surface et contrôlée se traduit directement par une réactivité accrue, ce qui permet d’utiliser des proportions plus élevées de ciment Portland dans le béton, réduisant ainsi l’empreinte carbone des constructions.

5. Évaluation des performances : Mesurer l’amélioration de l’activité

Le succès du traitement par moulin vertical est quantifiable. Les indicateurs clés de performance comprennent :

• Index d’activité pézolannique (PAI)Les essais conformes à la norme ASTM C311 montrent généralement que les produits RFP traités par la méthode VRM peuvent atteindre un taux de reprise des performances (PAI – Performance Acquisition Index) de 75 à 85 % après 7 jours, et de 90 à 105 % ou plus après 28 jours, répondant ainsi souvent – voire dépassant – les normes requises pour les cendres volantes de type F.
• Surface spécifique (Blaine)Les valeurs atteignent constamment entre 500 et 800 m²/kg, ce qui représente une augmentation significative par rapport aux 200 à 350 m²/kg caractéristiques des poudres traitées par moulins à lamelles.
• Demande en eauMalgré la grande finesse, le fichier PSD optimisé et la forme sphérique des particules (dans une certaine mesure) peuvent aider à contrôler la consommation d’eau, ce qui se traduit souvent par une augmentation modérée par rapport aux systèmes de contrôle de la consommation d’eau conventionnels.
• Analyse microstructuraleL’imagerie SEM révèle des particules plus denses et plus fracturées, dotées de surfaces propres ; l’analyse par XRD montre une augmentation mesurable du contenu amorphe, ce qui confirme l’activation mécanique des matières.

6. Conclusions et perspectives d’avenir

Le traitement des amendes pour les déchets de construction grâce à une technologie de broyage verticale avancée représente une étape essentielle vers une économie circulaire dans le secteur de la construction. Cette approche va au-delà de la simple mise en déchets pour atteindre une véritable valorisation, permettant de transformer des déchets en produits à haute valeur et réactifs. Le moulin ultra-fin SCM, grâce à son accent sur l’efficacité énergétique, la classification précise et sa conception robuste, se positionne à l’avant-garde de cette évolution, permettant aux producteurs de découvrir la valeur potentielle des déchets de construction (CDW – Construction Waste).

Les futurs développements se concentreront probablement sur l’optimisation supplémentaire des systèmes de broyage pour des compositions de déchets de construction spécifiques, ainsi que sur l’intégration de l’intelligence artificielle à des fins de contrôle qualité en temps réel. Cependant, le principe fondamental demeure : le broyage vertical n’est pas seulement une étape de réduction de la taille des déchets ; il s’agit d’un processus essentiel qui détermine les performances et la viabilité économique des poudres fines recyclées dans la construction moderne et durable.