⚡

Energiebesparing

5-15% reductie in specifiek energieverbruik voor gelijkwaardige Blaine-fijnheid

📈

Toename van de doorvoer

5–20% hogere maalopbrengst bij dezelfde fijnheid en hetzelfde stroomverbruik

💪

Kracht winst

3–8 MPa verbetering van de druksterkte na 28 dagen bij standaarddosering

Mechanisme 1: Slijpefficiëntie ⚡

Werkt tijdens: frezen

Wanneer klinkerdeeltjes in de molen breken, dragen vers gecreëerde oppervlakken een hoge oppervlakte-energie en onbevredigde ionische bindingen. Deze oppervlakken trekken elkaar elektrostatisch aan en veroorzakenagglomeratie- deeltjes binden zich opnieuw- tot clusters, bedekken de maalmedia en hopen zich op op de wanden van de molen. Dit "dempingseffect" vermindert de maalefficiëntie dramatisch.

Alkanolaminen adsorberen op het breukoppervlak via het vrije stikstofpaar, waardoor de oppervlaktelading wordt geneutraliseerd en de aantrekking tussen de deeltjes wordt verminderd. Het resultaat: minder agglomeratie, vrijer-stromend poeder, schonere media en lagere energie per bereikte fijnheidseenheid.

Mechanisme 2: Krachtverbetering 💪

Werkt tijdens: hydratatie (na mengen met water)

Het alkanolamineresidu op het oppervlak van de cementdeeltjes (dat na het malen in kleine hoeveelheden overleeft) wijzigt de manier waarop de klinkerfasen hydrateren. Tertiaire alkanolaminen -, met name DEAE en TIPA -, versnellen selectief de hydratatie vancalciumaluminaat (C₃A) en ferriet (C₄AF)fasen. Dit bevordert een eerdere en volledigere ettringietvorming.

DMEA en TEA hebben een bredere werking en versnellen de hydratatie van zowel C₃S als C₃A -, wat bijdraagt ​​aan zowel de vroege als de 28- dagensterkte. De hydroxylgroep van het alkanolamine vormt complexen met calciumionen in de poriënoplossing, waardoor de precipitatiekinetiek van calciumsilicaathydraat (C-SH) wordt gewijzigd.

🔗 Aminestikstof → Lewis-zuurplaatsen aan het oppervlak

Het calcium-rijke klinkeroppervlak bevat Lewis-zuurplaatsen (Ca²⁺, Al³⁺). Het enige paar van de aminestikstof fungeert als een Lewis-base en vormt een coördinatiebinding met deze oppervlaktekationen. Deze adsorptie is sterk genoeg om tijdens het maalproces te blijven bestaan, maar zwak genoeg om tijdens hydratatie vrij te komen. - Het amine desorbeert in de poriënoplossing, waar het de oploskinetiek van C₃A en C₄AF blijft beïnvloeden.

🔗 Hydroxylgroep → waterstofbinding met silicaatzuurstof

De –OH-groep van het alkanolamine-waterstof-bindt zich aan overbruggende zuurstofatomen in het silicaat-tetraëdrische raamwerk van C₃S en C₂S. Deze interactie is vooral belangrijk tijdens de vroege hydratatie: het alkanolamine fungeert als een sjabloon dat de kiemvorming van C-S-H-gel begeleidt, waardoor een uniformere en dichtere gelmicrostructuur ontstaat dan zonder dit hulpmiddel zou ontstaan. BDEA en DEAE, die twee –OH-groepen dragen, vertonen sterkere versies van dit effect dan TEA of DMEA bij gelijke molaire dosering.

⚡ Ladingsneutralisatie → verminderde agglomeratie

Wanneer het geprotoneerde amine (R₃NH⁺ in de lokale zure omgeving nabij verse breukoppervlakken) adsorbeert op negatief geladen silicaatoppervlakken, verlaagt het de zeta-potentiaal van het oppervlak naar nul. Deeltjes met een bijna- zeta-potentieel van nul hebben een minimale elektrostatische aantrekkingskracht op elkaar - waardoor de belangrijkste oorzaak van agglomeratie bij droog malen wordt geëlimineerd. Dit effect is meetbaar: een goed-geoptimaliseerde formulering van het maalhulpmiddel verschuift doorgaans de zeta-potentiaal van cementdeeltjes van −25 mV naar −5 naar +5 mV in waterige dispersie.

📍 Toevoegpunt: moleninlaat (bij voorkeur)

Het toevoegen van het maalhulpmiddel aan de invoerinlaat van de molen zorgt voor een maximale blootstellingstijd aan vers gebroken deeltjesoppervlakken in het hele maalcircuit. Het vloeibare additief wordt door een doseerpomp rechtstreeks op de klinkeraanvoerband of in de inlaattrechter van de walserij gedoseerd. Dit is de standaardpraktijk voor kogelmolens en verticale walsmolens (VRM).

📍 Toevoegpunt: molenuitlaat (alternatief)

Voor krachtverbetering- waarbij de primaire functie van alkanolamine het modificeren van de hydratatie is in plaats van de maalefficiëntie, maakt toevoeging aan de molenuitlaat of de bypass van de afscheider een nauwkeurige dosering mogelijk zonder de molentemperatuur en de vochtbalans te beïnvloeden. Deze aanpak wordt gebruikt wanneer het maalhulpmiddel afzonderlijk van het efficiëntiehulpmiddel wordt toegevoegd.

⏱️ Tijd instellen

Bij de aanbevolen doseringen hebben alkanolaminen een minimaal effect op de uithardingstijd -, doorgaans minder dan ±15 minuten bij de initiële uitharding van Vicat vergeleken met de controle. Bij een overdosis (meer dan ~400 g/t actief) kunnen TEA en TIPA een merkbare vertraging van de initiële uitharding veroorzaken (30-60 minuten), waarschijnlijk als gevolg van de complexering van calciumionen die de kiemvorming van ettringiet vertraagt. DMEA en DEAE vertonen minder neiging tot vertraging dan TEA bij gelijke dosering vanwege hun lagere molecuulgewicht en verschillende calciumcoördinatiegeometrieën.

🌊 Verwerkbaarheid en watervraag

TEA en DMEA verbeteren de vloei van cementpasta (gemeten aan de hand van een mini-slump of vloeitafelspreiding) bij een gelijke w/c-verhouding, doorgaans met 10–25 mm vergeleken met de controle bij de aanbevolen dosering. Dit wordt toegeschreven aan het dispergerende effect van het geprotoneerde amine op cementdeeltjes - hetzelfde mechanisme dat de agglomeratie in de molen vermindert. DEAE en TIPA laten minder stroomverbetering zien per toegevoegde gram, omdat hun grotere moleculaire grootte hun effectiviteit als dispergeermiddelen vermindert in verhouding tot hun krachtverhogende activiteit.

🏗️ Duurzaamheid op lange- termijn

At the minute quantities used (100–400 g active per tonne of cement = 0.01–0.04% by weight of cement), alkanolamine residues in the hardened concrete paste are below levels that affect long-term durability. Chloride ion permeability (RCPT), sulfate resistance, and carbonation resistance are not measurably compromised by alkanolamine grinding aids at recommended dosage. However, at significantly elevated dosages (>1.000 g/t) is aangetoond dat TEA de totale porositeit verhoogt -, wat het belang onderstreept van het binnen de aanbevolen doseringsvensters blijven.

🏭GGBS (slak)

Slak is een latent hydraulisch materiaal - het reageert langzaam zonder activator. Alkanolaminen, vooral TIPA en DEAE, versnellen het oplossen van slak door het complexeren van Al³⁺- en Ca²⁺-ionen die vrijkomen uit het slakoppervlak, waardoor eerdere C-S-H- en C-A-H-gelvorming wordt bevorderd. Bij een slakvervangingsniveau van 50-70% kunnen TIPA-toevoegingen van 150-300 g/ton een sterkte van 3-5 MPa na 28 dagen terugwinnen in vergelijking met het mengsel zonder hulp.

🌫️Vliegas

Vliegas van klasse F (laag-calciumgehalte) is een langzame puzzolaan die afhankelijk is van de hydratatie van Ca(OH)₂ uit de klinkerhydratatie. Alkanolaminen versnellen de hydratatie van klinkers, waardoor de beschikbaarheid van Ca(OH)₂ voor vliegasreactie toeneemt - een synergetisch voordeel. DMEA is vooral effectief in vliegasmengsels omdat de snellere C₃S-versnelling zorgt voor de calciumhydroxidetoevoer die de puzzolaanreactie van vliegas op jongere leeftijd op gang brengt.

🧱 Gecalcineerde klei (LC3)

Calcined clay (particularly metakaolin) is highly reactive with Ca(OH)₂, forming alumino-silicate hydrates (C-A-S-H) with excellent strength and low permeability. DEAE and TIPA, with their C₃A-preferential acceleration, enhance the aluminate-rich reaction environment that makes calcined clay blends particularly strong at 28–90 days. This application is still emerging but shows significant potential for low-carbon cement systems targeting >50% reductie van de klinkerfactor.

🧪 HPLC-ELSD (vloeibaar product)

Hoge-vloeistofchromatografie met verdampingslichtverstrooiingsdetectie (HPLC-ELSD) is de beproefde methode voor het kwantificeren van individuele alkanolaminecomponenten in vloeibare maalhulpmiddelconcentraten. Scheiding op een C18- of ionenuitwisselingskolom met waterige/acetonitril mobiele fase levert basislijnresolutie op van TEA, DMEA, DEAE, TIPA en diethanolamine in een enkele run van 15 minuten. De detectielimieten liggen doorgaans tussen 10 en 50 mg/l.

🧪 IC (ionchromatografie) in cement

Ionenchromatografie met detectie van onderdrukte geleidbaarheid kan alkanolaminen kwantificeren die uit cement worden geëxtraheerd op mg/kg-niveau. Het cement wordt geëxtraheerd met verdunde HCl of water, gefilterd en geïnjecteerd op een kationenuitwisselingskolom. De in de literatuur beschreven methode (bijv. ASTM-aangrenzende protocollen) bereikt detectie van TEA, DMEA en DEAE bij 10–50 mg/kg cement - ruim boven het typische residuniveau van 5–20 mg/kg bij een standaard dosering van maalhulpmiddelen.

Vraag: Hebben alkanolamine-slijphulpmiddelen invloed op de compatibiliteit van het cement met superweekmakers?

At standard dosages (100–400 g/t active), alkanolamines do not significantly affect the compatibility of cement with polycarboxylate ether (PCE) superplasticizers - the dominant admixture type in modern concrete. TEA at high dosage (>500 g/t) kan de PCE-effectiviteit bescheiden verminderen door te concurreren om adsorptieplaatsen op het C₃A-oppervlak. Als de compatibiliteit met superplastificeermiddelen van cruciaal belang is (bijvoorbeeld zelf-verdichtend beton, ultra-hoog-beton), gebruik dan DMEA of DEAE in plaats van TEA en verifieer de compatibiliteit met uw specifieke PCE-product door middel van slump-retentietests voordat u op volledige- schaal gaat testen.

Vraag: Zijn alkanolamine-slijphulpmiddelen toegestaan ​​onder EN 197-1 en ASTM C150?

EN 197-1 (Europese cementnorm) staat verwerkingstoevoegingen tot 1 massaprocent cement toe, op voorwaarde dat deze de prestatie-eisen van het cement of de duurzaamheid van het beton niet aantasten. Alkanolamine-slijphulpmiddelen in standaarddoseringen (0,005–0,04% actief op cement) vallen ruim binnen deze limiet. Volgens ASTM C150 (Amerikaanse Portland-cementnorm) mogen verwerkingstoevoegingen niet meer dan 1% bedragen en mogen de duurzaamheid van het beton niet worden aangetast - alkanolaminen komen in beide gevallen in aanmerking bij de aanbevolen doseringen. Vraag dit altijd na bij uw specifieke nationale norm- en certificeringsinstantie, aangezien sommige markten aanvullende beperkingen toepassen op soorten biologische toevoegingen.

Vraag: Kan ik DMEA of DEAE gebruiken als directe vervanging- voor TEA in een bestaande maalhulpmiddelformulering?

Niet in een gewichtsverhouding van 1:1 - maar met aanpassing van de dosering, ja. DMEA (MW 89) is veel lichter dan TEA (MW 149), dus een gewichts-equivalente substitutie levert meer mol amine op. Begin met 60% van de TEA-gewichtsdosering bij het uitproberen van DMEA als vervanging, en optimaliseer vervolgens met Blaine-fijnheids- en sterktetests. DEAE (MW 117) vereist ongeveer 79% van de TEA-gewichtsdosering voor een equivalente molaire belasting. In beide gevallen kunt u een bescheiden vermindering van de vroege sterkte (1-dag) en een verbetering van de sterkte na 28- dagen verwachten, plus een vermindering van de maalefficiëntie. Het afwegingsprofiel zal afhangen van uw klinker- en molenconfiguratie.

Vraag: Wat veroorzaakt de bruine verkleuring die soms wordt waargenomen wanneer alkanolaminen worden opgeslagen in koolstofstalen tanks?

Bruine of gele verkleuring van opgeslagen alkanolaminen (vooral TEA en BDEA) wordt veroorzaakt door oxidatieve afbraak van het amine in aanwezigheid van ijzerionen die uit koolstofstaaloppervlakken lekken. Het ijzer fungeert als Fenton--reactiekatalysator en genereert hydroxylradicalen die de alkylketens aanvallen. De gekleurde producten zijn ijzer-aminecomplexen en oxidatiebijproducten. Preventie: gebruik RVS 304/316 of HDPE tanks; een stikstofdeken onderhouden; en vermijd temperaturen boven de 40 graden tijdens opslag. Een verkleurd product moet vóór gebruik worden getest op het actieve aminegehalte. - Kleur is een kwaliteitsindicator, maar betekent niet noodzakelijkerwijs een totaal verlies van activiteit.

Vraag: Hoe verschillen verticale walsmolens (VRM) van kogelmolens wat betreft de vereisten voor maalhulpmiddelen?

VRM's werken door inter-deeltjescompressie tussen rollen en een roterende tafel, in plaats van door balinslag. Het maalmechanisme genereert warmte en creëert fijnere, hoekiger deeltjes met een smallere deeltjesgrootteverdeling dan kogelmolencement. Belangrijke verschillen bij de keuze van maalhulpmiddelen: (1) VRM-cement is al minder gevoelig voor agglomeratie als gevolg van het compressiemechanisme, dus het voordeel van de maalefficiëntie van alkanolaminen is minder uitgesproken dan bij kogelmolens; (2) de smallere PSD van VRM-cement betekent dat sterkte-verhogende alkanolaminen (DEAE, TIPA) proportioneel meer voordeel opleveren, omdat het knelpunt verschuift van deeltjesfijnheid naar hydratatie-activatie; (3) VRM-systemen zijn gevoeliger voor vocht. - Alkanolaminen moeten worden gedoseerd als verdunde waterige oplossingen (<20% concentration) to avoid localized moisture build-up on the grinding table.