Báo cáo nhập môn ngành kĩ thuật hóa học đề tài xi măng portland và clinker xi măng

  ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HĨA - BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ VẬT LIỆU BÁO CÁO NHẬP MƠN NGÀNH KĨ THUẬT HĨA HỌC   Đề tài :  XI MĂNG PORTLAND VÀ CLINKER XI MĂNG Lớp học phần: 22KTHH2   Nhóm: Danh sách sinh viên   Trưởng nhóm  Lê Nguyễn Trung Khang   Thành viên Phạm Văn Nhân Thành viên Lê Hoàng Anh Thành viên Nguyễn Thị Kim Oanh   Đà Nẵng, tháng năm 2023 1   LỜI NÓI ĐẦU   Trong sống nay, phát triển cơng nghiệp hóa – đại hóa thúc đẩy nhân loại tạo nên bước đột phá thời đại Trong  phát triển ngành công nghiệp tiền đề quan trọng để tạo nên bước nhảy Đặc biệt ngành cơng nghệ hóa học vật liệu số ngành cốt lõi để tạo nên phát triển tồn cầu Nó có ứng dụng quan trọng đến ngành khác xây dựng, khí… Và đóng góp trực tiếp vào thúc đẩy phát triển kinh tế toàn cầu   Bởi ý nghĩa to lớn đó, nên chúng em chọn cơng nghệ hóa học vật liệu đường phát triển mình, hết cơng nghệ vật liệu điều cần thiết để phát triển công nghiệp tồn cầu nói chung quốc gia nói riêng Sau thời gian học tập Đại học Bách Khoa Đại học Đà Nẵng, chúng em nhận thức sâu sắc tầm quan trọng đó, nên chúng em định chọn chủ đề “Xi măng Portland clinker xi măng” làm đề tài cho báo cáo Và vật liệu xi măng có ảnh hưởng to lớn đến sống với nhiều ứng dụng tích cực nên lí chọn đề tài chúng em CAM ĐOAN   Chúng tơi xin cam đoan tồn nội dung đề tài chúng tơi tìm kiếm tài liệu tham khảo từ nguồn tài liệu trình bày bên thật Khơng có chép từ tài liệu khác, tất tham khảo kế thừa trích dẫn tham chiếu đầy đủ Tôi xin chịu trách nhiệm với lời cam đoan   MỤC LỤC Trang   CHƯƠNG I Lịch sử đời xi măng Portland …………   CHƯƠNG II Thành phần xi măng Portland………………5   II.1 Thành phần khoáng vật clinker Portland…………   II.2 Thành phần clinker biểu thị % oxit…   CHƯƠNG III Tính chất xi măng Portland………………   III.1 Tính chất chung………………………………………6   III.2 Đặc tính giá trị……………………………………….6   CHƯƠNG IV Phân loại……………………………………   CHƯƠNG V Quá trình sản xuất xi măng Portland…………   CHƯƠNG VI Ứng dụng lưu ý xi măng Portland…….10   VI.1 Ứng dụng………………………………………… 10   VI.2 Lưu ý……………………………………………….11    CHƯƠNG I : LỊCH SỬ RA ĐỜI CỦA XI MĂNG PORTLAND   Năm 1756, kỹ sư người Anh John Smeaton chế tạo bê tông đại (xi măng thủy lực) cách thêm đá cuội làm cốt liệu thô trộn gạch vào xi măng Smeaton phát triển công thức cho bê tông để xây dựng  Ngọn hải đăng Eddystone thứ ba, đổi ông thúc đẩy đột biến lớn việc sử dụng bê tông cấu trúc đại   Hình 1.1 Hình 1.2   Năm 1796, người Anh J Parker tạo loại xi măng từ marl, có bề ngồi màu nâu, giống hỗn hợp vôi pozzolan thời La Mã cổ đại, đặt tên xi măng La Mã  Năm 1824, nhà phát minh người Anh Joseph Aspdin phát minh Xi măng Portland, vốn dạng xi măng chủ đạo sử dụng sản xuất  bê tông Aspdin tạo xi măng nhân tạo thực cách đốt đá vôi đất sét với Q trình đốt cháy làm thay đổi tính chất hóa học vật liệu cho phép Aspdin tạo loại xi măng mạnh so với đá vôi đồng tạo Xi măng đặt tên Xi măng Portland cứng màu giống với đá sử dụng để xây dựng Portland, Anh   CHƯƠNG II : THÀNH PHẦN CỦA XI MĂNG PORTLAND Thành phần khoáng vật clinker Por tland.  Thành phần khoáng vật clinker Portland Thông thường, clinke, thành  phần phần trăm theo khối lượng khoáng vật thay đổi sau:   * Alit: 3CaO.SiO2 (C3S[4]) chiếm 60-65%   * Belit: 2CaO.SiO2 (C2S) chiếm 20-25%   * Celit: 3Cao.Al2O3 (C3A) chiếm 4-12%   * Alumino-Ferit: 4CaO.Al2O3.Fe2O3 (C4AF) chiếm 1-5%(7-14%)   Các khoáng vật gặp nước(kể mồ hôi) xảy phản ứng giải phóng Ca(OH)2 -một chất kiềm ăn mịn da mạnh,cùng với oxide acid khác đóng vai trò dị nguyên bệnh dị ứng xi măng người có địa dị ứng có thời gian tiếp xuc thường xuyên đủ lâu với xi măng Thành phần hóa học clinke Portland biểu thị hàm lượng % oxide Lime (Cao) Silica (SiO2) Alumina (Al2O3) Oxit sắt (Fe2O3) Magie (Mgo) Lưu huỳnh Trioxit (SO3) Soda và/ Potash (Na2O + K2O)   60%-67% 17%-25% 3%-8% 0,5%-6% 0,1%-4% 1%-3% 0,5%-1,3% Bảng 2.1 Các oxide MgO, SO3, Na2O, K 2O, TiO, Cr 2O, P2O5 chiếm tỉ lệ nhỏ làm ảnh hưởng xấu đến chất lượng xi măng     CHƯƠNG III : TÍNH CHẤT CỦA XI MĂNG PORTLAND Tính chất chung * Xi măng portland có số tính chất chung :     Khả chịu lực độ bền tốt Đông cứng khô nhanh Chịu sương giá Khả chịu mài mòn cao Và tùy loại xi măng portland cách thêm phụ gia khác mà cịn có thêm tính chất chịu ăn mịn , tỏa nhiệt chịu nhiệt độ cao Đặc tính giá trị xi măng por tland   Đặc tính Giá trị Trọng lượng riêng 3.12 Tính quán bình thường 29% Thời gian thiết lập ban đầu 65 phút Thời gian thiết lập cuối 275 phút Độ mịn 330 kg / m2 Âm 2,5mm Mật độ hàng loạt 830-1650 kg / m Bảng 3.1   CHƯƠNG IV : PHÂN LOẠI XI MĂNG PORTLAND   Tất loại xi măng Portland phân biệt  bằng dấu hiệu đánh dấu riêng, bao gồm:   * Xi măng Portland loại M400 sử dụng rộng rãi với giá thành rẻ   * M500: Độ bền cao, dùng xây dựng lại tòa nhà bị hư hại tai nạn nghiêm trọng Ngoài ra, thành phần M500 sử dụng để đặt vỉa hè   Hình 4.1 Hình 4.2   * M600: Thành phần giúp tăng cường sức mạnh, dùng để sản xuất bê tông cốt thép phức tạp quan trọng   * M700: Đây thành phần bền, dùng để sản xuất bê tông cường độ cao cho cơng trình lớn Hình 4.3 Hình 4.4   CHƯƠNG V : QUY TRÌNH SẢN XUẤT XI MĂNG PORTLAND  * Quy trình sản xuất xi măng portland chia thành giai đoạn bao gồm :     Giai đoạn : Tách chiết nguyên liệu thô Xi măng sử dụng nguyên liệu thô gồm : canxi, silic,sắt nhơm Những thành phần có đá vơi , đất sét cát việc tách chiết nguyên liệu thô cách cẩn thận với tỉ lệ theo để mang đến thành phẩm đảm bảo chất lượng sau Giai đoạn : Phân chia tỉ lệ, trộn lẫn nghiền Đây giai đoạn quan trọng định đến chất lượng thành phẩm xi măng sau nhà máy ln trọng phân chia tỉ lệ nguyên liệu cách xác Khi ngun liệu thơ chuyển đến nhà máy Các  phịng thí nghiệm, sở sản xuất tiến hành phân tích , phân chia xác tỉ lệ ngun liệu gồm đá vơi đất sét trước nghiền Thông thường tỉ lệ 80% đá vôi 20% đất sét Sau nhà máy tiến hành nghiền đá vơi đất sét nhờ lăn quay bàn xoay để tạo hỗn hợp bột nhỏ, Giai đoạn 3: Trước nung Khi ngun liệu thơ nghiền hồn chỉnh đảm bảo yêu cầu đưa vào buồng trước nung giúp tận dụng nhiệt toả từ lò để giữ nhiệt độ ổn định cho nguyên liệu, việc làm giúp tiết kiệm nhiên liệu khiến cho nhà máy thân thiện với môi trường Giai đoạn 4: Giai đoạn lò Đây giai đoạn quang trọng việc tạo nên sản phẩm xi măng chất lượng Nhiệt độ lò nung lên đến 1450 độ C, nhiệt độ đủ làm cho nguyên liệu nóng chảy,     xảy chuỗi phản ứng Ca SiO2 tạo thành phần xi măng (CaSiO3) Lị nhận nhiệt từ bên ngồi nhờ khí tự nhiên than đá Khi nguyên liệu phần thấp lị nung hình thành nên xỉ khô Giai đoạn 5: Làm mát nghiền thành phẩm Xỉ làm mát nhờ vào khí cưỡng bức, xỉ tỏa lượng nhiệt hấp thụ từ từ giảm nhiệt, lượng nhiệt mà xỉ tỏa thu quay lại vào lò, việc làm giúp tiết kiệm lượng Sau làm mát, xỉ nghiền nhỏ tạo thành bột mịn xi măng đóng gói sử dụng Giai đoạn 6: Đóng bao vận chuyển Sản phẩm đóng gói thành bao với trọng lượng khác tùy theo thương hiệu sau vận chuyển từ nhà máy đến đại lý cung cấp đến tay người sử dụng   *  Mơ hình sản xuất xi măng portland clinker xi măng     Hình 5.1 10   CHƯƠNG VI : ỨNG DỤNG VÀ LƯU Ý CỦA XI MĂNG PORTLAND Ứng dụng xi măng Por tland     Xi măng Portland loại vữa xi măng cải tiến Vì cứng khô nhanh, sử dụng đổ bê tơng, xây dựng cơng trình lớn khác Ngồi ra, chế  phẩm kể đến trường hợp cần bảo dưỡng nhanh nhất, thường đổ móng Xi măng Portland M400 sử dụng phổ biến đổ bê tông nguyên khối, bê tông cốt thép đòi hỏi khả chịu lực mạnh Tuy chậm so với M500 giá thành rẻ Xi măng Portland sử dụng với thành phần có chứa chất làm dẻo, làm tăng sức mạnh Tiết kiệm 5-8% chất kết dính so với loại xi măng thông thường Hợp chất xi măng Portland chịu sulfat dùng cho dạng cấu trúc xây dựng nước khu vực bị hư hại tác động sulfat: cầu cống, đập thủy lợi, thủy điện… Tấm Cemboard: vật liệu nhẹ dạng làm từ xi măng Portland chiếm khoảng 70% hàm lượng thành phần Sản phẩm có khả chống cháy chịu nhiệt tốt Được sử dụng xây dựng cơng trình có quy mơ lớn nhỏ khác nhau: vách ngăn, tường, sàn giả đúc, trần chịu ẩm… Đáp ứng u cầu thi cơng nhanh, chi phí thấp, độ bền cao Hình 6.1 11   Một số lưu ý sử dụng xi măng Por tland  Xi măng Portland thường không sử dụng xây dựng cơng trình nhỏ chi phí cao Tuy nhiên, đối tượng lớn quan trọng, ưu tiên sử dụng nhiều   Hình 6.2  Xi măng Portland có khả chịu sulfat thiết kế để hoạt động vùng nước tĩnh ôn đới Không sử dụng dịng sơng chảy, nước mặn    Hình 6.3 Và trình sản xuất xi măng Portland cần đảm bảo yếu tố bảo môi trường cách tốt   12    KẾT LUẬN   Trong thời gian học trường Đại học Bách Khoa – Đại học Đà Nẵng, đồng ý nhà trường giúp đỡ tận tình từ cán khoa hóa – mơn cơng nghệ hóa học vật liệu Chúng em nắm vấn đề   Biết lịch sử đời, thành phần, tính chất xi măng Portland   Nắm bắt quy trình sản xuất xi măng Portland clinker xi măng đồng thời hiểu biết rõ công đoạn sản xuất chi tiết   Biết ứng dụng quan trọng xi măng Portland đời sống lưu ý sử dụng xi măng Portland   Cùng với kiến thức học, chúng em hoàn thành tốt cho  báo cáo chủ đề “Xi măng Portland clinker xi măng” Qua báo cáo chúng em tiếp thu thêm nhiều kiến thức, kinh nghiệm bổ ích ngành công nghệ vật liệu, để sau trường chúng em vận dụng đưa vào thực tế hoàn thành tốt trách nhiệm người kĩ sư   Chúng em xin cảm ơn giúp đỡ nhiệt tình thầy thuộc khoa hóa trường Đại học Bách Khoa - Đại học Đà Nẵng giúp chúng em hoàn thành xuất sắc báo cáo Một lần chúng em xin trân trọng cảm ơn TÀI LIỆU THAM KHẢO  1 https://vatlieuxaydungcmc.vn/xi-mang-portland/  2 https://ximang.vn/dien-dan-xay-dung/tim-hieu-ve-xi-mang portland-13637.htm  3 https://vatlieunhaxanh.com/xi-mang-portland-la-gi/ 13   DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Trang Bảng 1.1 : Hàm lượng % oxit xi măng Portland……1 Bảng 2.1 : Đặc tính giá trị xi măng Portland……………1 DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Trang Hình 1.1 : Kỹ sư người Anh John Smeaton……………………….4 Hình 1.2 : Nhà phát minh người Anh Joseph Aspdin…………… Hình 4.1 : Xi măng Portland loại M400………………………… Hình 4.2 : Xi măng Portland loại M500………………………… Hình 4.3 : Xi măng Portland loại M600………………………… Hình 4.4 : Xi măng Portland loại M700………………………… Hình 5.1 : Mơ hình sản xuất xi măng portland clinker xi măng Hình 6.1 : Ứng dụng xi măng Portland……………………….10 Hình 6.2 : Ảnh minh họa lưu ý xi măng Portland…………11 Hình 6.3 : Ảnh minh họa lưu ý xi măng Portland…………11   14