Impacto del procesamiento en molino vertical en la actividad de la pulpa fina reciclada de residuos de construcción

Resumen

El reciclaje y la utilización de los residuos de construcción y demolición (CDW, por sus siglas en inglés) representan un camino esencial hacia el desarrollo sostenible en la industria de materiales de construcción. Uno de los retos principales radica en el procesamiento de la fracción fina de estos residuos para convertirla en un polvo reactivo de alto valor que pueda servir como material cementante adicional (SCM, por sus siglas en inglés). Este artículo analiza el profundo impacto que la avanzada tecnología de molienda vertical tiene en las propiedades fisicoquímicas y la posterior actividad pozolánica del polvo fino reciclado (RFP, por sus siglas en inglés). La discusión destaca cómo los sistemas de molienda modernos, como nuestro SCM Ultrafine Mill, están diseñados para superar las limitaciones inherentes de los métodos tradicionales de trituración, transformando las partículas finas de residuos en un material altamente funcional que puede reducir significativamente el factor de clinker en la producción de cemento y concreto.

1. Introducción: El desafío de las multas por residuos de construcción

La actividad constructiva a nivel mundial genera cada año miles de millones de toneladas de residuos, de los cuales una parte significativa está compuesta por pasta de cemento endurecida, ladrillos, azulejos y finos de hormigón. Tradicionalmente, los áridos gruesos obtenidos de la trituración de residuos de construcción (CDW, por sus siglas en inglés) se utilizan en bases de caminos o en hormigón de baja calidad. Sin embargo, la fracción fina (<5 mm), que suele representar entre el 20 y el 40 % del flujo total de residuos, ha constituido siempre un problema de eliminación. Este material presenta una baja reactividad cuando se trata con trituradoras de mandíbula convencionales o molinos de impacto, debido a su composición heterogénea, a las fases cementantes viejas y densas, así como a una morfología de partículas irregular y a una alta proporción de microgrietas.

El objetivo principal del reciclaje es reactivar estas propiedades hidráulicas y pózolánicas latentes. La simple reducción del tamaño no es suficiente; el proceso debe generar superficies nuevas y de alta energía, y modificar la distribución del tamaño de las partículas (PSD) para mejorar la reactividad. Aquí es donde la precisión y la eficiencia de los molinos de rodillos verticales (VRMs) adquieren una importancia capital.

2. La ciencia de la activación mecánica mediante el molido vertical

El fresado vertical proporciona una activación mecánica al RFP a través de varios mecanismos interconectados:

2.1. Reducción del tamaño de las partículas y control de su distribución

El efecto más directo es la reducción del tamaño de las partículas. El objetivo no es simplemente alcanzar un tamaño promedio fino, sino crear una distribución de tamaños de partículas continua y optimizada (PSD, por sus siglas en inglés). Una distribución de tamaños más amplia, que se logra mediante el principio de molienda en múltiples capas en los molinos verticales, mejora la densidad de apilamiento de las partículas cuando el RFP (material a procesar) se mezcla con cemento. Lo que es más importante, aumenta drásticamente la superficie específica (SSA, por sus siglas en inglés), proporcionando más puntos de contacto para la reacción pozzolánica con el hidróxido de calcio. Nuestro molino Ultrafino SCM, por ejemplo, puede producir consistentemente polvos con una finura de 325 a 2500 mallas (D97 ≤ 5μm), alcanzando valores de superficie específica (>600 m²/kg) que son inalcanzables con molinos de bolas o los tradicionales molinos Raymond.

2.2. Cambios microestructurales y morfológicos

Más allá del tamaño, el fresado vertical modifica la estructura misma de las partículas. A diferencia del triturado por impacto, que tiende a romper las partículas a lo largo de sus debilidades, creando formas irregulares y escamosas, la fuerza de molienda compresiva entre los rodillos y la mesa de molienda provoca una desintegración más uniforme. Esto da como resultado partículas con una morfología más densa y menos defectos internos. Sin embargo, la intensa energía mecánica también introduce distorsiones en la estructura cristalina y crea regiones amorfas en las superficies de las partículas. Este proceso, conocido como mecanoquímica, perturba las estructuras cristalinas estables de los hidratos de cemento y de los minerales arcillosos presentes en ladrillos y azulejos, aumentando significativamente su tasa de disolución en un entorno alcalino; este es el primer paso de la reacción pozzolánica.

2.3. Desaglomeración y liberación de los componentes

Las multas impuestas por CDW suelen consistir en aglomerados complejos formados por pasta de cemento, arena y partículas de ladrillo. El moliimiento a alta presión, junto con el posterior proceso de clasificación en un sistema de molino vertical de circuito cerrado, desintegra eficazmente estos aglomerados, liberando así los componentes reactivos individuales. Esto asegura un producto final más homogéneo y evita la presencia de núcleos no reaccionados que podrían debilitar el material compuesto final.

3. Ventajas tecnológicas de los molinos verticales modernos para el procesamiento de solicitudes de oferta (RFP)

No todos los sistemas de molienda son iguales. El procesamiento de solicitudes de propuestas (RFP) requiere equipos que sean eficientes, precisos y adaptables. Nuestras soluciones de ingeniería, en particular el molino ultrafino SCM, están diseñadas para cumplir con estos requisitos específicos.

3.1. Eficiencia de molienda sin igual y ahorro de energía

El molino ultrafino SCM incorpora un mecanismo de molienda de alta eficiencia. Su sistema de rodillos y anillos dispuestos verticalmente aplica una fuerza de molienda concentrada, logrando la reducción del tamaño con mucho menos energía que el movimiento de volteo de un molino de bolas. Con una reducción del consumo de energía del 30% en comparación con los molinos de chorro y el doble de capacidad, las ventajas económicas de este proceso son abrumadora. El sistema de control inteligente ajusta automáticamente los parámetros de operación basándose en la información en tiempo real sobre la finura del producto, garantizando una calidad constante al mismo tiempo que optimiza el uso de energía.

3.2. Clasificación de Precisión para la Optimización de la Aktividad

El corazón de la reactivación radica en alcanzar la finura adecuada. Un polvo demasiado grueso tendrá una baja reactividad, mientras que uno demasiado fino puede provocar una gran demanda de agua y un aumento de la contracción en el concreto. El clasificador de turbina vertical integrado en el molino SCM es de suma importancia en este proceso, ya que proporciona un control preciso del umbral de corte, asegurando que no queden partículas de tamaño excesivo que contaminen el producto final. El resultado es un polvo uniformemente fino (D97 ≤ 5μm) con una distribución de tamaños estrecha, lo que maximiza la superficie reactiva sin introducir propiedades negativas en la mezcla de concreto.

3.3. Durabilidad y bajo mantenimiento en los suministros abrasivos

Los residuos de construcción son inherentemente abrasivos. El molino SCM está diseñado para resistir este desafío. Las piezas clave sujetas a desgaste, como los rodillos y el anillo de molienda, están fabricadas con aleaciones especiales resistentes al desgaste, lo que extiende su vida útil varias veces en comparación con los materiales convencionales. Además, el innovador diseño de rosca sin rodamientos en la cámara de molienda mejora la estabilidad operativa y reduce los tiempos de inactividad por mantenimiento, un factor crucial para el procesamiento industrial continuo.

3.4. Un proceso inherentemente limpio y silencioso

La sostenibilidad no se refiere solo al producto, sino también al proceso. El molino SCM funciona bajo presión negativa total, lo que garantiza que no haya pérdidas de polvo. Su sistema de eliminación de polvo de pulsos supera las normas ambientales internacionales, capturando más del 99.9% de las partículas. Junto con cabinas insonorizadas que mantienen el ruido operativo por debajo de los 75 dB, ofrece un entorno de procesamiento ideal y favorable para los trabajadores.

4. Destacado del producto: Molino ultrafino SCM para la óptima activación de RFP

Para las operaciones destinadas a producir el polvo reactivo de la más alta calidad a partir de residuos automáticos (CDW, por sus siglas en inglés),Molino Ultrafino de la Serie SCM (45-5 μm)Es la primera opción. Su filosofía de diseño se alinea perfectamente con las necesidades de la producción de propuestas de compra (RFP, por sus siglas en inglés).

• Tamaño de la entrada (≤20 mm)Acepta directamente las multas por daños materiales previamente acumuladas (CDW, por sus siglas en inglés).
• Finesa de la salida (malla 325-2500 / D97≤5μm)Alcanza la finura ultra-delgada necesaria para un alto índice de actividad pozzolánica.
• Capacidad de procesamiento (0,5-25 t/h)Una gama de modelos, que van desde el SCM800 (0,5-4,5 t/h) hasta el SCM1680 de alta capacidad (5,0-25 t/h), permite adaptarse tanto a proyectos piloto como a plantas de reciclaje comercial a gran escala.

La capacidad del molino para producir un polvo de gran superficie y controlado desempeño se traduce directamente en una mayor reactividad, lo que permite aumentar la proporción de cemento Portland en el concreto, reduciendo así la huella de carbono de la construcción.

5. Evaluación del rendimiento: Medición de la mejora en la actividad

El éxito del proceso de molienda en molinos verticales es cuantificable. Los indicadores clave de rendimiento incluyen:

• Índice de Actividad Pozzolánica (PAI)Las pruebas según la norma ASTM C311 suelen indicar que el RFP procesado con VRM puede alcanzar un índice de agregación por impacto (PAI) de 75-85% en 7 días y de 90-105% o más en 28 días, cumpliendo con frecuencia o incluso superando los estándares establecidos para las cenizas volátiles de tipo F.
• Área superficial específica (Blaine)Los valores alcanzan consistentemente entre 500 y 800 m²/kg, lo que representa un aumento significativo en comparación con los 200-350 m²/kg típicos de los polvos procesados en molinos de martillo.
• Demanda de AguaA pesar de su alta finura, el PSD optimizado y la forma esférica de las partículas (hasta cierto punto) pueden ayudar a controlar el consumo de agua, lo que generalmente resulta en un aumento modesto en comparación con los sistemas de suministro de agua convencionales.
• Análisis MicroestructuralLa imagen por SEM revela partículas más densas y con más fracturas, que presentan superficies frescas, mientras que el análisis por DRX muestra un aumento medible en el contenido amorfo, lo que confirma la activación mecánica de las partículas.

6. Conclusión y perspectivas futuras

El procesamiento de las multas por residuos de construcción mediante tecnologías avanzadas de molienda vertical es un paso fundamental hacia una economía circular en el sector de la construcción. Este enfoque trasciende el simple reciclaje para alcanzar una verdadera valorización de los residuos, convirtiéndolos en productos de alto valor y reactivos. El molino Ultrafine SCM, que destaca por su eficiencia energética, su clasificación precisa y su diseño robusto, está a la vanguardia de esta transformación, permitiendo a los productores aprovechar al máximo el valor potencial de los residuos de construcción.

Los futuros desarrollos probablemente se concentrarán en optimizar aún más los sistemas de molienda para composiciones específicas de residuos de construcción (CDW, por sus siglas en inglés) e integrar la inteligencia artificial para un control de calidad en tiempo real. Sin embargo, el principio fundamental sigue siendo el mismo: el procesamiento con molinos verticales no es solo un paso para reducir el tamaño de los materiales; se trata de un proceso esencial que define el rendimiento y la viabilidad económica del polvo fino reciclado en la construcción moderna y sostenible.