Sử dụng đất sét nung có hoạt tính pozzolanic để thay thế một phần clinker trong xi măng, giảm phát thải co2

Trang 1

……………………

NGUYỄN ĐƠN TÍN

SỬ DỤNG ĐẤT SÉT NUNG CĨ HOẠT TÍNH

POZZOLANIC ĐỂ THAY THẾ MỘT PHẦN CLINKER

TRONG XI MĂNG, GIẢM PHÁT THẢI CO2

Chuyên ngành: KỸ THUẬT VẬT LIỆU Mã số: 8520309

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Trang 2

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS TS Phạm Trung Kiên TS Lê Văn Quang Cán bộ chấm nhận xét 1: PGS TS Bùi Xuân Vương Cán bộ chấm nhận xét 2: PGS TS Nguyễn Học Thắng

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG, Tp HCM, ngày 17 tháng 07 năm 2023

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: 1 GS TS Đỗ Quang Minh- Chủ tịch

2 TS Kiều Đỗ Trung Kiên – Thư ký3 PGS.TS Bùi Xuân Vương - Ủy viên4 TS Nguyễn Học Thắng- Ủy viên5 PGS TS Phạm Trung Kiên - Ủy viên

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có)

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA

Trang 3

i

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên học viên: NGUYỄN ĐƠN TÍN…………… MSHV: 2070344 Ngày, tháng, năm sinh: 15/05/1964………………… Nơi sinh: Quảng Nam Chuyên ngành: Kỹ thuật vật liệu……………………… Mã số: 8520309

I TÊN ĐỀ TÀI:

Sử dụng đất sét nung có hoạt tính pozzolanic để thay thế một phần clinker trong xi măng, giảm phát thải CO2

Using pozzolanic fired clay to partially replace clinker in cement, reducing CO2 emissions

II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

- Tạo ra mẫu đất sét nung bằng phương pháp nung trong phịng thí nghiệm

ở các nhiệt độ khác nhau Phân tích và đánh giá cấu trúc của đất sét nung

- Thí nghiệm đánh giá hoạt tính pozzolanic của đất sét nung, mức độ giảm

phát thải CO2 của xi măng hỗn hợp dùng đất sét nung so với OPC

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 11/02/2023 (Ghi theo QĐ giao đề tài)

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 11/06/2023 (Ghi theo QĐ giao đề tài) V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN:

PGS TS Phạm Trung Kiên và TS Lê Văn Quang

Tp HCM, ngày 11 tháng 06 năm 2023

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

PGS.TS Phạm Trung Kiên

Trang 4

ii

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin chân thành cảm ơn PGS TS Phạm Trung Kiên, Bộ môn Silicat, Khoa Công nghệ vật liệu, Trường Đại Học Bách Khoa TPHCM, đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi thực hiện các phương pháp thực nghiệm và phân tích các kết quả thực nghiệm trong q trình thực hiện luận văn Tơi xin cảm ơn TS Lê Văn Quang đã có những góp ý cho Luận văn này Tôi cũng xin cảm ơn các đồng nghiệp tại Công ty xi măng Insee Việt Nam đã hỗ trợ tôi thực hiện một số thực nghiệm và phân tích tại phịng Lab của Nhà máy xi măng Insee-Hịn Chơng

TP HCM, ngày 11 tháng 6 năm 2023 Ký tên

Trang 5

iii

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Trang 6

iv

ABSTRACT

Recently, there have been many researches around the world about calcined clay and its application as a substitute cementitious material (SCM) in replacing a part of clinker in cement This will help the cement industry to fulfill the requirement of CO2

Trang 7

v

LỜI CAM ĐOAN

Tơi xin cam đoan luận văn này là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi, được PGS TS Phạm Trung Kiên hướng dẫn Các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn này là trung thực và chưa cơng bố trong bất kỳ hình thức nào trước đây Những số liệu sử dụng cho việc phân tích, đánh giá thu thập từ các nguồn khác nhau, hoặc trích dẫn từ các tác giả khác, các cơ quan tổ chức khác đều được tác giả ghi rõ nguồn gốc trong phần tài liệu tham khảo

Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tơi xin hồn toàn chịu trách nhiệm về nội dung luận văn của mình Trường đại học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí

Minh khơng liên quan đến những vi phạm tác quyền, bản quyền do tôi gây ra trong q trình thực hiện (nếu có)

TP HCM, ngày 11 tháng 6 năm 2023

Ký tên

Trang 8

vi

MỤC LỤC

Trang

MỤC LỤC VIDANH MỤC TỪ VIẾT TẮT VIIIDANH MỤC HÌNH ẢNH IXDANH MỤC BẢNG BIỂU XI

MỞ ĐẦU 1

TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 2

MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 2

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2

Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 4

1.1.CƠ SỞ LÝ THUYẾT 4

1.2.CẤU TRÚC KHỐNG CỦA ĐẤT SÉT 4

1.3.VAI TRỊ CỦA ĐẤT SÉT TRONG Q TRÌNH TẠO KHỐNG CLINKER XI MĂNG PORTLAND 7

1.4.HOẠT TÍNH POZZOLANIC CỦA CÁC KHỐNG SÉT SAU KHI NUNG 8

1.5.TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ĐẤT SÉT NUNG TRÊN THẾ GIỚI 9

1.5.1 Sử dụng đất sét nung có kaolinite >40% cho hệ xi măng LC3 9

1.5.2 Sử dụng đất sét nung có kaolinite <40% làm vật liệu SCM 13

1.5.3 Sử dụng đất sét nung có hàm lượng kaolinite <40% cho xi măng bền Clo 13

1.5.4 Tình hình nghiên cứu ứng dụng đất sét nung trong nước 14

1.6.KẾT LUẬN 14

CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16

Trang 9

vii

2.2.CHUẨN BỊ MẪU VỮA ĐỂ XÁC ĐỊNH HOẠT TÍNH CƯỜNG ĐỘ CỦA ĐẤT SÉT

NUNG 17

2.3.XÁC ĐỊNH HOẠT TÍNH POZZOLANIC BẰNG PHƯƠNG PHÁP FRATTINI 20

2.4.PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 24

2.5.PHƯƠNG PHÁP NHIỄU XẠ TIA X(XRD) 24

2.6.PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH NHIỆT VI SAI (DTA) 24

2.7.PHƯƠNG PHÁP HUỲNH QUANG TIA X(XRF) 25

2.8.PHƯƠNG PHÁP KÍNH HIỂN VI ĐIỆN TỬ QUÉT (SEM) 25

2.9.PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH QUANG PHỔ HỒNG NGOẠI (FTIR) 26

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 27

3.1.KẾT QUẢ PHÂN TÍCH CÁC MẪU ĐẤT SÉT 27

3.1.1 Kết quả phân tích XRF 27

3.1.2 Kết quả phân tích XRD mẫu đất sét trước và sau nung 28

3.1.3 Kết quả phân tích ảnh SEM của mẫu đất sét trước và sau nung 31

3.1.4 Kết quả phân tích phổ EDS của mẫu đất sét trước và sau khi nung 32

3.1.5 Kết quả phân tích FTIR của mẫu đất sét trước và sau khi nung 33

3.1.6 Kết quả phân tích DTA của mẫu đất sét trước và sau khi nung 34

3.1.7 Kết quả cơ lý 37

3.2 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM HOẠT TÍNH POZZOLANIC THEO PHƯƠNG PHÁP FRATTINI 39

3.3 TÍNH TOÁN GIẢM PHÁT THẢI CO2 KHI DÙNG ĐẤT SÉT NUNG TRONG XI MĂNG 40

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 42

TÀI LIỆU THAM KHẢO 43

Trang 10

viii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Ý nghĩa

AS2H2 Al2O3.2SiO2.2H2O cơng thức hóa học của kaolinite

AFm Pha Al2O3-Fe2O3-mono sulfate: 3CaO.Al2O3.CaSO4.12H2O

AFt Pha Al2O3-Fe2O3- tri sulfate: 3CaO.Al2O3 3CaSO4 31H2O

MKN Mất khi nung

PSD Particle size distribution: Phân bố cỡ hạt

R1, R3, R7, R28 Cường độ nén của vữa xi măng ở 1, 3, 7, 28 ngày tuổi

SCM Supplementary cementitious materials: vật liệu bổ sung có tính kết dính như xi măng

t cli Tấn clinker

t xm Tấn xi măng

tCO2 Tấn CO2

tCO2/t OPC Tấn CO2/tấn xi măng OPC

tCO2/t CC Tấn CO2/tấn đất sét nung (calcined clay)

Trang 11

ix

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Trang

Hình 1.1: Cấu trúc tứ diện của lớp (T); T: cation; Oxa: nguyên tử oxy đỉnh; Oxb:

nguyên tử oxy mặt nền; a, b kích thước ơ cơ sở 5

Hình 1.2: Cấu trúc bát diện của lớp (O); Oxa: nguyên tử oxy đỉnh; Oxo: anion OH -, F -, Cl -; a, b kích thước ơ cơ sở; O-trans: bát diện có 2 anion Oxo ở 2 phía của mặt tạo bởi 4 nguyên tử oxy cịn lai; O-cis: bát diện có 2 anion Oxo là 2 đỉnh của cạnh tiếp xúc với bát diện kế bên 5

Hình 1.3: Mơ hình cấu trúc lớp 1:1 và 2:1 Oxb nguyên tử oxy mặt đáy; T cation của tứ diện; O cation của bát diện; Oxa nguyên tử oxy đỉnh; Oxo các anion (OH -, F -, Cl -) 6

Hình 1.4: a) Kết quả tìm kiếm từ khóa LC3 cement tại trang sciencedirect; b) Biểu đồ số lượng bài báo về LC3 cement từ năm 1998 đến 2022 10

Hình 1.5: TG của kaolinite, illite, muscovite, montmorillonite 12

Hình 2.1: Lưu đồ chuẩn bị mẫu đất sét nung 16

Hình 2.2: a)Tủ nung b) Làm nguội mẫu đất sét sau nung trong bình hút ẩm 17

Hình 2.3: Lưu đồ các bước chuẩn bị mẫu vữa và xác định cường độ nén của xi măng trộn 80% OPC:20% đất sét nung 18

Hình 2.4: Lưu đồ các bước chuẩn bị mẫu vữa và xác định cường độ nén của xi măng OPC ở 1, 3, 7, 28 ngày tuổi 19

Hình 2.5: Đổ vữa của xi măng hỗn hợp vào khn 20

Hình 2.6: Thanh vữa qua q trình dưỡng ẩm đã đơng cứng sau khi tháo khuôn a) Vữa OPC b) Vữa xi măng hỗn hợp 80 OPC:20 đất sét nung 800oC 20

Hình 2.7: Biểu đồ xác định hoạt tính pozzolanic 21

Hình 2.8: a) Quy trình xác định hệ số nồng độ của dung dịch ETDA; b) Quy trình xác định hệ số nồng độ của dung dịch HCl; c)Quy trình xác định hoạt tính pozzolanic của đất sét nung bằng phương pháp Frattini 23

Trang 12

x

Hình 2.10: Máy phân tích XRF - ARL 8620 của Thermo Scientific 25

Hình 2.11: Máy phân tích quang phổ hồng ngoại FT-IR 26

Hình 3.1: Phổ XRD của mẫu đất sét NOR trước khi nung 28

Hình 3.2: Phổ XRD của mẫu đất sét sau khi nung 600oC 28

Hình 3.3: Phổ XRD của mẫu đất sét sau khi nung ở 900oC 29

Hình 3.4: Chồng phổ XRD của mẫu đất sét NOR trước khi nung và sau khi nung ở 600, 700, 800, 900oC 29

Hình 3.5: Phóng đại chồng phổ XRD của mẫu đất sét NOR trước khi nung và sau khi nung ở góc 2θ 11-13o, và 20-22o 30

Hình 3.6: Ảnh chụp SEM với độ phóng đại (10000x) mẫu đất sét (a) trước nung, (b) 700oC, (c) 800oC, (d) 900oC 31

Hình 3.7: Chồng phổ EDS của C, Al, Si trong các mẫu đất sét trước khi nung và sau khi nung ở 700oC, 800oC, 900oC 32

Hình 3.8: Chồng phổ FTIR của các mẫu đất sét trước nung, sau khi nung ở 600oC, 700oC, 800oC, 900oC 33

Hình 3.9: Đường TG và DTA của mẫu đất sét NOR: (a) trước khi nung; (b), (c), (d) sau khi nung ở 700oC, 800oC, 900oC 35

Hình 3.10: Đường TG và DTA của mẫu đất sét trước nung 36

Hình 3.11: Cường độ nén của vữa xi măng OPC, của vữa xi măng trộn 80%OPC: 20% đất sét nung ở 700oC, 800oC, 900oC 37

Hình 3.12: Hoạt tính cường độ SAI của đất sét nung ở 700oC, 800oC, 900oC 38

Trang 13

xi

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Trang

Trang 14

1

MỞ ĐẦU Tính cấp thiết của đề tài

Xi măng là vật liệu xây dựng thông dụng của ngành công nghiệp xây dựng trong hơn một thế kỷ qua Tuy nhiên, công nghiệp xi măng đang thải ra một lượng CO2

không nhỏ Năm 2014, phát thải CO2 trực tiếp của ngành công nghiệp xi măng trên thế giới chiếm 27% (2.2Gt CO2/năm) tổng phát thải của thế giới Với dự báo sản lượng xi măng năm 2050 là 4.682 triệu tấn/năm tăng 12.3% so với sản lượng năm 2014, phát thải CO2 trực tiếp năm 2050 của ngành công nghiệp xi măng được dự báo tăng 4% so với năm 2014 [1]

Để đảm bảo nhiệt độ toàn cầu tăng không quá 2oC, ngành công nghiệp xi măng cần giảm 24% mức phát thải năm 2050 theo kịch bản 2DS (Two degrees scenario) của Tổ chức năng lượng thế giới (International Energy Association, IEA), tương đương với 1.7 Gt CO2 IEA và Tổ chức sáng kiến phát triển bền vững ngành xi măng (Cement Sustainability Initiative, CSI) đã xây dựng bốn chiến lược có tính địn bẩy để đạt mục tiêu này Trong đó chiến lược giảm hệ số clinker trong xi măng sẽ tập trung vào việc trộn thêm ngun liệu có tính kết dính thủy lực vào xi măng và phát triển thị trường xi măng trộn [1] Đá vôi, pozzolan, tro bay từ các nhà máy nhiệt điện than, xỉ hạt lò cao thải từ các nhà máy luyện thép đang được sử dụng rộng rãi trong sản xuất xi măng trong hơn 50 năm qua

Trong chiến lược phát triển ngành xi măng Việt Nam thời kỳ 2021-2030, đã được Thủ tướng chính phủ phê duyệt, quyết định số 1266/QĐ-TTg ngày 18 tháng 8 năm 2020 nêu rõ tỷ lệ sử dụng clinker trong sản xuất xi măng toàn ngành tối đa ở mức 65%, phụ gia cho xi măng sử dụng tối thiểu 35%, sử dụng tối thiểu 30% tro bay nhiệt điện hay chất thải công nghiệp khác thay thế clinker trong xi măng, yêu cầu phát thải ≤ 650kg CO2/tấn xi măng [2]

Trang 15

2

liệu này như tro bay sẽ bị hạn chế do sự cắt giảm hoạt động các nhà máy nhiệt điện than Lượng cung xỉ hạt lò cao bị phụ thuộc vào ngành công nghiệp luyện thép [3] Việc nghiên cứu và ứng dụng những vật liệu SCM khác như đất sét nung để thay thế xỉ, tro bay đã phát triển ở một số nước ở châu Âu, Nam Mỹ, Ấn Độ, Trung Quốc

Mặc dù sản lượng tro bay ở Việt Nam đang đáp ứng được yêu cầu sử dụng lên đến khoảng 15% trong xi măng, nhưng theo xu hướng chung, sản lượng tro bay sẽ giảm dần Bên cạnh đó, chi phí vận chuyển cao khiến cho giá thành tro bay đến các nhà máy xi măng cũng đang là một vấn đề cần cân nhắc trong việc lựa chọn các vật liệu SCM Hướng nghiên cứu sử dụng đất sét sẵn có của các nhà máy xi măng để làm đất sét nung không những để làm phụ gia khoáng thay thế clinker, giảm phát thải CO2, giảm chi phí sản xuất, mà cịn có thể giúp các nhà máy xi măng chủ động nguồn phụ gia khống có chất lượng và sản lượng được kiểm sốt thay vì phụ thuộc hồn tồn vào nguồn cung tro bay, xỉ trong tương lai

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Luận văn tập trung vào nghiên cứu hoạt tính pozzolanic của đất sét nung nói chung, hoạt tính pozzolanic và khả năng sử dụng của đất sét trong nhà máy xi măng làm đất sét nung, làm phụ gia khoáng trong xi măng hỗn hợp

Mục tiêu nghiên cứu

Xác định những thay đổi cấu trúc đất sét trước và sau khi nung và mối quan hệ của những thay đổi này với hoạt tính pozzolanic của đất sét nung

Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính pozzolanic của đất sét nung Xác định tiềm năng giảm phát thải CO2 nếu dùng đất sét nung trong sản xuất xi măng hỗn hợp

Phương pháp nghiên cứu

Lấy mẫu đất sét, sấy khô, đập nhỏ

Trang 16

3

Phân tích XRF, XRD, SEM và EDS, FTIR, DTA các mẫu đất sét trước nung và sau khi nung

Trộn đất sét nung với OPC theo tỷ lệ 20:80, sau đó trộn với cát tiêu chuẩn ISO và nước tạo các mẫu vữa, dưỡng hộ và xác định cường độ nén và chỉ số hoạt tính cường độ so với OPC sau 1 ngày, 3 ngày, 7 ngày và 28 ngày

Xác định hoạt tính pozzolanic của các mẫu đất sét nung bằng phương pháp Frattini

Tính tốn mức độ giảm phát thải CO2 nếu sử dụng đất sét nung trộn với xi măng OPC để tạo ra xi măng hỗn hợp

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Ý nghĩa khoa học của đề tài: khẳng định đất sét có hàm lượng kaolinite thấp

có hoạt tính pozzolanic tương đối cao khi nung ở nhiệt độ phù hợp

Ý nghĩa thực tiễn của đề tài: cho thấy khả năng sử dụng đất sét có hàm lượng

Trang 17

4

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Cơ sở lý thuyết

Trong sản xuất xi măng, phát thải CO2 sinh ra từ q trình phân hủy cacbonat của đá vơi (khoảng 0.53 tấn CO2/tấn clinker) và đốt nhiên liệu hóa thạch như than, dầu [3] Phát thải CO2 ứng với 1 MJ nhiệt lượng sinh ra từ đốt than vào khoảng 0.0946 kg CO2/MJ, phát thải CO2 ứng với đốt 1 tấn dầu diesel (DO) vào khoảng 3 tấn CO2/1 tấn dầu [4] Để giảm phát thải CO2, ngoài việc giảm tiêu tốn nhiệt, sử dụng nhiên liệu thay thế nhiên liệu hóa thạch, việc sản xuất xi măng trộn trong đó một phần clinker được thay bằng các vật liệu bổ sung có tính kết dính (SCM) như tro bay, xỉ hạt lò cao v.v… là một giải pháp chiến lược Về lâu dài, lượng cung vật liệu SCM như tro bay sẽ bị hạn chế do sự cắt giảm hoạt động các nhà máy nhiệt điện than Lượng cung xỉ hạt lị cao khơng đủ nhu cầu, bị phụ thuộc vào ngành công nghiệp luyện thép ở một số nước Điều này đã thúc đẩy nhiều nhà nghiên cứu tìm kiếm các nguồn vật liệu mới có hoạt tính pozzolanic như tro từ việc đốt các nhiên liệu sinh khối biomass (ví dụ tro trấu), hoặc metakaolin thu được từ quá trình nung đất sét chứa nhiều kaolinite Tuy nhiên do nguồn mỏ đất sét kaolinite hạn chế và còn được dùng cho các ngành cơng nghiệp khác có giá trị gia tăng cao, việc nghiên cứu sử dụng nguồn đất sét thơng thường với hàm lượng kaolinite trung bình và thấp, có trữ lượng lớn để sản xuất vật liệu SCM có hoạt tính pozzolanic đã giúp hình thành nhóm vật liệu đất sét nung (calcined clay) [3]

1.2 Cấu trúc khoáng của đất sét

Cấu trúc khoáng của đất sét gồm nhiều lớp kết hợp với nhau theo một tỷ lệ và cách thức nhất định lặp đi lặp lại Hai lớp cơ bản là lớp tứ diện (T) và lớp bát diện (O) Lớp tứ diện (T) gồm những tứ diện với cation Si4+, Al3+, Fe3+ ở tâm và 4 ion O

Trang 18

5

của 2 anion Oxo luân phiên thay đổi Nhóm 1:1 gồm các lớp (T) luân phiên xen kẽ với lớp (O) Nhóm 2:1 gồm 1 lớp (O) nằm giữa 2 lớp (T), sắp xếp lặp đi lặp lại

Hình 1.1: Cấu trúc tứ diện của lớp (T); T: cation; Oxa: nguyên tử oxy đỉnh; Oxb: nguyên tử oxy mặt nền; a, b kích thước ơ cơ sở

Trang 19

6

phía của mặt tạo bởi 4 nguyên tử oxy còn lai; O-cis: bát diện có 2 anion Oxo là 2 đỉnh của cạnh tiếp xúc với bát diện kế bên

Hình 1.3: Mô hình cấu trúc lớp 1:1 và 2:1 Oxb nguyên tử oxy mặt đáy; T cation của

tứ diện; O cation của bát diện; Oxa nguyên tử oxy đỉnh; Oxo các anion

(OH -, F -, Cl -) [5]

Trang 20

7

Cấu trúc khống của đất sét rất đa dạng, ngồi cấu trúc 1:1 và 2:1 cơ bản như đã trình bày ở hình 3, cấu trúc 2:1 có thể chứa thêm các các lớp trung gian có cation khan hoặc cation hydrate, hoặc các lớp trung gian bát diện, cịn có cấu trúc hỗn hợp bao gồm hai cấu trúc TO và TOT phân bố đều đặn hoặc ngẫu nhiên [5]

Một số khống chính của đất sét như kaolinite có cấu trúc khống 1:1, illite và montmorillonite có cấu trúc 2:1, illite-smectite có cấu trúc hỗn hợp

1.3 Vai trị của đất sét trong q trình tạo khống clinker xi măng Portland

Đất sét sử dụng trong sản xuất clinker đóng một vai trị quan trọng, khơng thể thiếu trong chuẩn bị phối liệu nung luyện clinker Đất sét là một nguồn nguyên liệu chính cung cấp các oxit SiO2, Al2O3, Fe2O3 Các oxit này khi kết hợp với CaO ở nhiệt độ cao tạo ra các khoáng C3S, C2S, C3A, C4AF làm cho xi măng Portland có cường độ khi thủy hóa

Trang 21

8

Nhiệt tiêu tốn khi nung đất sét bao gồm nhiệt để đốt nóng tăng nhiệt độ, nhiệt tiêu tốn để khử nước hóa học Trong sản xuất clinker, nhiệt tiêu tốn lý thuyết cho q trình khử nước hóa học của đất sét là 40kcal/kg clinker [6]

1.4 Hoạt tính pozzolanic của các khoáng sét sau khi nung

Khi nung đến nhiệt độ thích hợp, khống sét bị khử nước, các nhóm OH- tách ra làm cho cấu trúc tinh thể của các khoáng sét bị biến đổi mạnh thành dạng vơ định hình hoặc có các ion nhơm bị khuyết liên kết, khiến cho đất sét nung có hoạt tính pozzolanic [3] Hoạt tính pozzolanic của đất sét nung phụ thuộc vào nhiều yếu tố như nhiệt độ nung, độ mịn, thời gian Nếu nung ở nhiệt độ quá thấp, quá trình khử hydroxyl sẽ khơng xảy ra hồn tồn Nếu nung nhiệt độ quá cao, sự chảy lỏng và tái kết tinh của một số khống dẫn đến hình thành các pha khơng cịn hoạt tính pozzolanic [3]

Đối với khống kaolinite, phản ứng khử hydroxyl xảy ra trong khoảng nhiệt độ 450 ÷ 650oC, và tạo thành metakaolin có cấu trúc vơ định hình Nhiệt độ nung thơng thường để tạo ra metakaolin có hoạt tính là 600÷800oC Ở nhiệt độ nung cao hơn, xảy ra hiện tượng tái kết tinh và hình thành khống mullite (ở khoảng 1000oC) làm giảm hoạt tính [7] Phản ứng khử hydroxyl của kaolinite:

AS2H2 AS2 + 2H (2.1)

Phản ứng pozzolanic (phản ứng thủy hóa hấp thụ vơi) của metakaolin:

AS2 + CH + H C-S-H (2.2) Ở đây, A: Al2O3, S: SiO2, H: H2O, CH: Ca(OH)2

Phản ứng (2.2) tạo ra sản phẩm thủy hóa calcium silicate hydrate C-S-H có tính kết dính và tạo cường độ cho đất sét nung

Theo S Lee và cộng sự (1999), trong nghiên cứu về quá trình chuyển pha từ kaolinite qua mullite bằng kính hiển vi điện tử truyền qua, khi tăng nhiệt độ đến 940oC, metakaolin bắt đầu bị phân hủy hình thành khống mullite giàu nhơm và SiO2

Trang 22

9

Đối với khoáng montmorillonite, phản ứng khử hydroxyl xảy ra trong khoảng nhiệt độ 500÷600oC, khi tăng nhiệt độ đến 900oC, cấu trúc vô định hình phát triển, trên 1000oC sự tái kết tinh xảy ra cùng với sự thay đổi hồn cấu trúc khống Theo Garg and Skibsted, khoảng nhiệt độ nung tối ưu đối với đất sét có chứa montmorillonite là 750÷800oC, ở nhiệt độ cao hơn 850oC hoạt tính pozzolanic giảm mạnh [3]

Phản ứng khử hydroxyl của khoáng Illite xảy ra trong khoảng nhiệt độ 600÷900oC, khi nâng nhiệt lên 930oC hoạt tính pozzolanic tăng lên do sự gia tăng cấu trúc vơ định hình Muscovite có hoạt tính pozzolanic khi gia nhiệt trong khoảng 500oC đến 900oC Khi nung muscovite ở 800oC, hoạt tính pozzolanic thấp hơn so với illite và kaolinite [3]

1.5 Tình hình nghiên cứu ứng dụng đất sét nung trên thế giới

1.5.1 Sử dụng đất sét nung có kaolinite >40% cho hệ xi măng LC3

Khảo sát trên trang sciencedirect với từ khoá “LC3 cement” tại địa chỉ https://www.sciencedirect.com/search?qs=LC3%20cement truy cập ngày 18/07/2023 cho thấy sự gia tăng số lượng các bài báo nghiên cứu về xi măng LC3 từ năm 2019 đến 2022 (Hình 2.4)

Trang 23

10

Hình 1.4:a) Kết quả tìm kiếm từ khóa LC3 cement tại trang sciencedirect; b) Biểu

đồ số lượng bài báo về LC3 cement từ năm 1998 đến 2022

Giáo sư Karen Scrivener và cộng sự tại Phịng thí nghiệm vật liệu xây dựng thuộc Trường Đại Học Bách Khoa Liên Bang Thụy Sĩ (Laboratory of Construction Materials, EPFL, CH-1015 Lausanne, Switzerland) đã trình bày nghiên cứu về các

Hình 1.4 (a)

Trang 24

11

yếu tố tác động và các tính chất của xi măng LC3 trong bài báo “Impacting factors and properties of Limestone Calcined Clay Cements (LC3)”, Green materials, 3-14, (2019) [9] Nghiên cứu cho thấy có một sự tương quan chặt chẽ giữa hàm lượng kaolinite của đất sét nung và sự phát triển cường độ của xi măng LC3-50 (là LC3 có 50% clinker) Đất sét sử dụng trong sản xuất xi măng LC3 là loại có hàm lượng khống kaolinite tối thiểu 40% để cường độ 7 ngày của xi măng LC3-50 tương đương với xi măng Portland Đá vơi trong xi măng LC3-50 có vai trị điều chỉnh phân bố cỡ hạt của xi măng giúp cải thiện tính cơng tác và thúc đẩy phản ứng thủy hóa của khoáng aluminate trong clinker giúp cải thiện cường độ sớm của xi măng

Phản ứng thủy hóa xi măng LC3 bao gồm:

• Phản ứng pozzolanic của metakaolin: AS2 + CH + H -> C-S-H

• Phản ứng thủy hóa các khống C3S, C2S của clinker tạo thành C-S-H và CH • Phản ứng thủy hóa các khống aluminate và ferrite tạo thành AFt (ettringite)

Ca6Al2(SO4)3(OH)12.26H2O và monosulfate aluminate AFm

Hàm lượng kaolinite của đất sét được định lượng chính xác bằng phương pháp phân tích nhiệt vi sai DTA Quá trình khử nước của kaolinite AS2H2 xảy ra trong khoảng nhiệt độ từ 400÷600oC và tạo thành pha metakaolin vơ định hình AS2, trên 700oC quá trình khử nước của kaolinite kết thúc

Phản ứng khử hydroxyl của kaolinite theo (2.1)

AS2H2 = AS2 + 2H

Lượng nước mất khi nung kaolinite cho phép xác định % kaolinite trong đất sét theo phương trình phản ứng (2.1) ở trên:

Kaolinite (%) = WL/2 x Mkao/MH2O (2.3) WL: lượng nước mất khi nung trong khoảng nhiệt độ từ 400÷600oC (%) Mkao: phân tử khối kaolinite (230)

MH2O: phân tử khối của nước (18)

Trang 25

12

(2.3) có sai số Kết quả thực nghiệm của K Scrivener và cộng sự đã kết luận sự ảnh hưởng của các khoáng khác kaolinite là không đáng kể do lượng mất khi nung trong khoảng nhiệt độ 400÷600oC nhỏ hơn nhiều so với lượng mất khi nung của khoáng kaolinite [9]

Đường TG trên Hình 2.5 cho thấy khoảng cách a và b tương ứng với MKN của montmorillonite và illite nhỏ hơn nhiều so với khoảng cách c tương ứng với MKN của khống kaolinite trong khoảng nhiệt độ 400÷600oC

Hình 1.5: TG của kaolinite, illite, muscovite, montmorillonite

Các tác giả đã phát triển phương pháp R3 giúp đánh giá nhanh và tin cậy mức độ hoạt tính pozzolanic của đất sét nung Nguyên tắc của phương pháp này là xác định lượng nhiệt tỏa ra từ phản ứng thủy hóa của hồ đất sét nung bằng nhiệt lượng kế đẳng nhiệt, hoặc lượng mất khi nung (bằng lượng nước liên kết) trong khoảng nhiệt độ 110÷400oC Dựa vào nhiệt lượng tỏa ra hoặc lượng nước liên kết có thể đánh giá được mức độ hoạt tính pozzolanic của từng loại đất sét nung [10]

Karen Scrivener và công sự cũng đã khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoạt tính pozzolanic của đất sét nung dùng trong LC3 Họ thấy rằng hoạt tính pozzolanic của đất sét nung đạt được mức tối ưu khi nung đất sét ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ kết

b

a

Trang 26

13

thúc khử nước kaolinite khoảng 100oC và bị giảm khi tăng nhiệt độ lên 850oC Nguyên nhân có thể là do có sự kết tụ các hạt sét nung thành hạt có kích thước lớn hơn Hoạt tính pozzolanic của đất sét nung bằng phương pháp nung nhanh (flash calcination) tạo ra hoạt tính cao hơn phương pháp nung tĩnh hoặc lị quay [9]

1.5.2 Sử dụng đất sét nung có kaolinite <40% làm vật liệu SCM

Để sản xuất LC3-50 có cường độ 7 ngày, 28 ngày tương đương với xi măng Portland, cần sử dụng đất sét có hàm lượng kaolinite cao hơn 40% Đây là điểm hạn chế của xi măng LC3-50 Để có thể sử dụng các loại đất sét có hàm lượng kaolinite thấp hơn 40% làm vật liệu SCM, một số nhà nghiên cứu khác đã khảo sát các đặc tính cơ lý và độ bền của loại đất sét nung có hàm lượng kaolinite thấp Bamdad Ayati và cộng sự đã khảo sát tám mẫu đất sét có hàm lượng kaolinite <20% từ các mỏ khác nhau ở UK (Liên hiệp Anh), nung ở các nhiệt độ khác nhau 750oC, 800oC, 850oC, 900oC

Đất sét trước và sau khi nung đều được phân tích để đánh giá những thay đổi về thành phần khoáng, hàm lượng pha vơ định hình XRD và phân tích Rietveld được dùng để xác định các khoáng và hàm lượng các khống có trong các mẫu đất sét Các mẫu đất sét được sấy ở 105oC trong 24 giờ, và được nghiền mịn trong máy nghiền đĩa đến sót sàng 75μm <10% Kết quả cho thấy có một số mẫu đất sét nung có hoạt tính pozzolanic cao hơn cả tro bay nhờ có nhiều khống illite, smectite và pha vơ định hình (~60%) khi nung ở 850oC

Cường độ nén của vữa có đất sét nung cao hơn vữa có tro bay, và đạt 90% cường độ 28 ngày của xi măng Portland Nghiên cứu này mở ra một hướng mới trong việc sử dụng đất sét nung từ các nguồn đất sét chất lượng thấp làm vật liệu kết dính thay thế một phần clinker, giúp giảm phát thải CO2 [11]

1.5.3 Sử dụng đất sét nung có hàm lượng kaolinite <40% cho xi măng bền Clo

Trang 27

14

cho xi măng hỗn hợp LC3 hoặc xi măng CC gồm 2 thành phần (clinker và đất sét nung) Bốn mẫu đất sét có hàm lượng kaolinite 19.4%, 20.8%, 28.7% và 66% và bột đá vôi được sử dụng cho nghiên cứu Đất sét được nung trong lị nung thí nghiệm với lớp liệu cố định ở nhiệt độ 800oC trong 1 giờ Tốc độ nâng nhiệt 300oK/giờ, sau khi nung mẫu đất sét được làm nguội nhanh xuống nhiệt độ phòng Sau đó đất sét nung và đá vơi bột được nghiền bằng máy nghiền bi loại dùng cho phịng thí nghiệm đến sót sàng 45μm trong khoảng 9.5÷14.5% Kết quả cho thấy mặc dù cường độ thấp hơn xi măng đối chứng OPC nhưng khả năng chống xâm thực clo của xi măng LC3

và xi măng CC tăng đáng kể so với OPC [12]

1.5.4 Tình hình nghiên cứu ứng dụng đất sét nung trong nước

Vật liệu xây dựng như gạch, ngói bằng đất sét nung trong nước đã bị hạn chế, cấm phát triển và chuyển qua sử dụng vật liệu khơng nung Có nhiều nghiên cứu về sử dụng metakaolin trong sản xuất bê tông mác cao, tuy nhiên chưa có nhiều nghiên cứu về việc sử dụng đất sét nung làm vật liệu SCM trong xi măng LC3 hoặc xi măng hỗn hợp PCB

Nghiên cứu và áp dụng đất sét nung trong xi măng chưa phải là nhu cầu cấp thiết hiện nay ở nước ta Việc sử dụng tro bay trong xi măng và bê tơng đang được chính phủ khuyến khích và ưu tiên nhằm giảm hệ số clinker trong xi măng và sử dụng hết lượng tro bay lớn tạo ra từ các nhà máy sản xuất điện than Tuy nhiên với định hướng giảm phát thải ròng về zero vào năm 2050, những nghiên cứu về ứng dụng đất sét nung ở nước ta có thể sẽ bắt đầu trong thời gian tới

1.6 Kết luận

Trang 28

15

Trang 29

16

CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Chuẩn bị đất sét nung

20kg đất sét ẩm lấy từ mỏ đang khai thác của nhà máy xi măng Hòn Chông công ty SCCC Vietnam, được đặt tên là “đất sét NOR” để phân biệt với đất sét của lớp tầng phủ bên trên mỏ sét không sử dụng cho sản xuất Đất sét ẩm được trộn đều bằng tay, sau đó trải qua các cơng đoạn sấy, nghiền, nung, làm nguội để tạo ra các mẫu đất sét nung Đất sét ẩm được sấy ở 105oC trong 24 giờ, sau đó được nghiền trong máy nghiền đĩa đến độ mịn 100% lọt sàng 75μm Bột đất sét khô được nung ở 4 nhiệt độ khác nhau 600oC, 700oC, 800oC và 900oC, giữ ở nhiệt độ nung trong 2 giờ, có đảo trộn 1 lần sau khi nung 1 giờ; sau đó được đem ra ngồi, bỏ vào bình hút ẩm, làm nguội xuống nhiệt độ phòng và bỏ vào bọc kín, lưu ở nhiệt độ phịng

Hình 2.1: Lưu đồ chuẩn bị mẫu đất sét nung

Nghiền mịn <75μm

Đất sét nung Đất sét tươi Sấy 105oC 24 giờ

Lấy mẫu, phân tích XRF

Lấy mẫu, phân tích XRF, XRD, DTA, SEM, FTIR, EDS Kiểm tra sót sàng 75μm

Không đạ

t

Nung ở 600oC,700oC,800oC,900oC trong 2giờ Làm nguội

Lấy mẫu, phân tích XRD, DTA, SEM, FTIR, EDS

Trang 30

17

Hình (a) Hình (b)

Hình 2.2: a) Tủ nung b) Làm nguội mẫu đất sét sau nung trong bình hút ẩm

2.2 Chuẩn bị mẫu vữa để xác định hoạt tính cường độ của đất sét nung

Các mẫu vữa được chuẩn bị và xác định cường độ theo TCVN 6016:2011 (phụ lục 1) Vữa được trộn theo tỷ lệ 1 xi măng: 3 cát tiêu chuẩn (cát ISO), tỷ lệ nước/xi măng = 0.5 Các mẫu xi măng bao gồm mẫu nền là xi măng OPC, các mẫu xi măng trộn với đất sét nung theo tỷ lệ 80% OPC: 20% đất sét nung Các mẫu vữa của xi măng OPC và mẫu vữa của xi măng trộn được đổ vào khuôn thép không rỉ 40x40x160mm, bao gồm 12 khuôn cho vữa OPC, 36 khuôn cho vữa xi măng trộn đất sét nung 700oC, 800oC, 900oC Các khuôn vữa được đưa vào tủ dưỡng ẩm ở 27oC, 95% RH (relative humidity – độ ẩm tương đối) trong 24 giờ, sau đó tháo khuôn, 2 thanh vữa được dùng để nén xác định cường độ 1 ngày, các thanh vữa còn lại được ngâm trong nước 27oC ở bể dưỡng mẫu để xác định cường độ nén 3 ngày, 7 ngày, 28 ngày

Trang 31

18

Hình 2.3: Lưu đồ các bước chuẩn bị mẫu vữa và xác định cường độ nén của xi măng trộn 80% OPC:20% đất sét nung

Đổ khuôn

Dưỡng ẩm 24 giờ trong tủ hơi nước 27oC Trộn Đất sét nung: Trộn OPC: 80% Cát ISO 1350g Hỗn hợp xi măng 450g Nước 225g

Nén 3 thanh mẫu sau 24 giờ Xác định R1

Dưỡng ẩm tiếp 27 ngày trong bể nước 27oC

Nén 3 thanh mẫu sau 3 ngày Xác định R3

Nén 3 thanh mẫu sau 7 ngày Xác định R7 Nén 3 thanh mẫu sau 28 ngày

Trang 32

19

Hình 2.4: Lưu đồ các bước chuẩn bị mẫu vữa và xác định cường độ nén của xi măng OPC ở 1, 3, 7, 28 ngày tuổi

Đổ khuôn

Dưỡng ẩm 24 giờ trong tủ hơi nước 27oC Trộn Cát ISO 1350g Xi măng OPC 450g Nước 225g

Nén 3 thanh mẫu sau 24 giờ Xác định R1

Dưỡng ẩm tiếp 27 ngày trong bể nước 27oC Nén 3 thanh mẫu sau 3

ngày Xác định R3 Nén 3 thanh mẫu sau 7

ngày Xác định R7

Trang 33

20

Hình 2.5: Đổ vữa của xi măng hỗn hợp vào khuôn

Hình 2.6: Thanh vữa qua quá trình dưỡng ẩm đã đông cứng sau khi tháo khuôn a)

Vữa OPC b) Vữa xi măng hỗn hợp 80 OPC:20 đất sét nung 800oC

2.3 Xác định hoạt tính pozzolanic bằng phương pháp Frattini

Phương pháp Frattini xác định hoạt tính pozzolanic của pozzolana bằng cách xác định nồng độ CaO và OH- trong dung dịch nước ngâm xi măng CEM-I và

Trang 34

21

pozzolana sau 8 ngày và 15 ngày ở 40oC Chi tiết của phương pháp này được mô tả trong tiêu chuẩn EN196-5 (Phụ lục 8)

20g mẫu bao gồm 16g (80%) xi măng Portland (OPC), 4g (20%) đất sét nung trộn với 100ml nước cất Mẫu được chứa trong bình nhựa đậy kín và giữ trong lị sấy ở 40oC trong 8 ngày Sau 8 ngày, bình chứa mẫu được lấy ra làm nguội đến nhiệt độ phòng và lọc lấy phần dung dịch Dung dịch lọc được chuẩn bằng dung dịch HCl loãng và chỉ thị màu metyl da cam để xác định nồng độ OH-(mmol/l), sau đó điều chỉnh pH của dung dịch đã chuẩn đến pH≥13, dùng dung dịch ETDA 0.025M và chỉ thị màu murexite để chuẩn và xác định nồng độ CaO (mmol/l) trong dung dịch Nếu vị trí của điểm có hồnh độ là nồng độ OH- và tung độ là nồng độ CaO trên đồ thị (Hình 3.7) nằm bên dưới đường cong, vật liệu có hoạt tính pozzolanic Nếu điểm này nằm trùng hoặc nằm bên trên đường cong, vật liệu khơng có hoạt tính pozzolanic

Trang 35

22

Hình (a) Quy trình xác định hệ số của dung dịch ETDA

Trang 36

23

Hình (c): Quy trình xác định hoạt tính pozzolanic bằng phương pháp Frattini Hình 2.8: a) Quy trình xác định hệ số nồng độ của dung dịch ETDA; b) Quy trình

xác định hệ số nồng độ của dung dịch HCl; c)Quy trình xác định hoạt tính pozzolanic của đất sét nung bằng phương pháp Frattini

2 mẫu xi măng hỗn hợp 80%OPC: 20% đất sét nung 700oC và 900oC (20g/mẫu)

Giữ 2 bình mẫu trong tủ sấy ở 40oC trong 8 ngày

Đổ mẫu xi măng vào bình nhựa chứa 100ml nước 40oC, lắc mạnh trong 20 giây

Lấy 50ml dung dịch lọc, nhỏ 5 giọt metyl da cam và chuẩn bằng dd HCl 0.1M cho đến khi dd đổi màu từ vàng sang tím

Lấy bình nhựa ra khỏi tủ sấy, lọc lấy phần dung dịch trong 30 giây, chứa dung dịch lọc vào bình tam giác, đậy kín

Kết luận về hoạt tính pozzolanic của đất sét nung Thêm 5ml dd NaOH (100g/1000ml) và 50g murexite vào dd

trên, chuẩn bằng dd1 (ETDA) cho đến khi dd đổi màu

Xác định nồng độ OH- của dd lọc Xác định nồng độ CaO của dd lọc

Trang 37

24

2.4 Phương pháp phân tích

2.5 Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD)

Phương pháp nhiễu xạ tia X dùng để phân tích thành phần khống của đất sét trước và sau khi nung Chuẩn bị mẫu: gồm các mẫu đất sét khô được nghiền mịn đến 100% qua sàng 75m và các mẫu đất sét nung Các mẫu trên được phân tích XRD theo phương pháp bột (Bruker, D8 Advance, Germany), góc quét 2θ từ 5o đến 70o, bước nhảy 0.02, vận hành ở 40kV và 40mA

2.6 Phương pháp phân tích nhiệt vi sai (DTA)

Các mẫu đất sét trước và sau khi nung với khối lượng ~20mg/mẫu được dùng cho phân tích DTA Các mẫu đất sét này được nung từ nhiệt độ phòng đến 1200oC với tốc độ nâng nhiệt 20oC/phút bằng máy LABSYS evo Máy xuất kết quả TG và DTA Đường DTA và TG giúp xác định khoảng nhiệt độ xảy ra các phản ứng hóa hóa học, q trình chuyển pha nói chung Đối với đất sét, phương pháp này giúp xác định khoảng nhiệt độ xảy ra phản ứng khử hydroxyl, hàm lượng kaolinite trong các mẫu đất sét trước khi nung, sau khi nung

Trang 38

25

2.7 Phương pháp huỳnh quang tia X (XRF)

Phương pháp XRF được dùng để phân tích, đánh giá sự thay đổi thành phần hóa của các mẫu đất sét đã sấy và nghiền mịn trước khi nung và sau khi nung

Mẫu với khối lượng khoảng 10g được nén trong khuôn nhôm đường kính 5cm, chiếu dưới tia X điện áp 40kV để xác định hàm lượng các chất, máy loại ARL ADVANT’X – Hãng Thermo Scientific

Hình 2.10: Máy phân tích XRF - ARL 8620 của Thermo Scientific

2.8 Phương pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM)

Trang 39

26

2.9 Phương pháp phân tích quang phổ hồng ngoại (FTIR)

Nguyên lý phân tích quang phổ hồng ngoại như sau: một chùm tia hồng ngoại được tách thành hai phần, một phần chiếu qua mẫu, phần kia đi qua một mội trường đo tham chiếu, sau đó đi vào bộ tạo đơn sắc và được tách các bức xạ có tần số khác nhau trước khi vào đầu dò detector Detector sẽ so sánh cường độ hai chùm tia và chuyển thành tín hiệu điện có cường độ tỷ lệ với phần bức xạ đã bị mẫu hấp thu Dựa vào tuyển tập phổ hồng ngoại của các chất, tần số hấp thụ của các nhóm chức, các liên kết đặc trưng, phương pháp FTIR giúp xác định cấu trúc phân tử, sự có mặt của các liên kết hóa học và các nhóm chức trong phân tử, và nhận biết được các chất khác nhau Máy quang phổ hồng ngoại dùng trong phân tích mẫu trong thực nghiệm này là máy Jasco FT/IR 4700 do công ty Jasco của Nhật sản xuất

Trang 40

27

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 3.1 Kết quả phân tích các mẫu đất sét

3.1.1 Kết quả phân tích XRF

Bảng 3.1: Kết quả phân tích XRF của mẫu đất sét NOR

Mẫu SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 K2O Na2O TiO2 Cl MKN Tổng

Đất sét trước nung 55.720.210.90.50.60.02.00.61.00.48.1100.0Đất sét nung 600oC 60.819.214.30.80.60.01.90.60.90.10.8100.0Đất sét nung 700oC 60.719.214.50.80.50.01.90.50.90.10.8100.0Đất sét nung 800oC 61.419.114.50.80.50.01.80.50.90.00.4100.0Đất sét nung 900oC 61.719.014.50.80.60.01.80.50.90.00.1100.0

Ghi chú: Mẫu đất sét thí nghiệm được lấy từ mỏ sét đang khai thác, sử dụng

cho sản xuất clinker được đặt tên là “Đất sét NOR” để phân biệt với đất sét của lớp tầng phủ bên trên mỏ sét đã được bóc tách, khơng sử dụng cho sản xuất Mẫu “đất sét trước nung” là mẫu đã được sấy và nghiền mịn Các mẫu “đất sét nung” được tạo ra bằng cách nung mẫu “đất sét trước nung” ở các nhiệt độ 600oC, 700oC, 800oC, 900oC

trong 2 giờ

Nhận xét: Thành phần chủ yếu của mẫu đất sét NOR trước khi nung gồm một