Đ Ặ N G V Ă N T Ấ N K Ỹ T H U Ậ T H Ó A H Ọ C K H Ó A 2012B BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐẶNG VĂN TẤN NGHIÊN C CHẾ TẠO CHẤT TRỢ NGHIỀN TĂNG MÁC CHO ỨU QUÁ TRÌNH NGHIỀN XI MĂN[.]
ĐẶNG VĂN TẤN BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐẶNG VĂN TẤN NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO CHẤT TRỢ NGHIỀN TĂNG MÁC CHO QUÁ TRÌNH NGHIỀN XI MĂNG KỸ THUẬT HÓA HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT HÓA HỌC KHÓA 2012B Hà Nội – Năm 2014 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17062857872101000000 7f2b02c BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐẶNG VĂN TẤN NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO CHẤT TRỢ NGHIỀN TĂNG MÁC CHO QUÁ TRÌNH NGHIỀN XI MĂNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT HÓA HỌC NGƯỜI PHẢN BIỆN: NGƯỜI HƯỚNG DẪN: PGS TS NGÔ KIM CHI TS NGUYỄN VĂN XÁ TS NGUYỄN THỊ THU HUYỀN CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG GS.TSKH NGUYỄN MINH TUYỂN Hà Nội – Năm 2014 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành khoá luận tốt nghiệp này, trước hết em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành, sâu sắc tới TS Nguyễn Văn Xá - Bộ mơn Q trình - Thiết bị Cơng nghệ Hóa học Thực phẩm trường Đại học Bách Khoa Hà Nội tạo điều kiện trang thiết bị, phịng thí nghiệm, tài liệu nghiên cứu đóng góp q báu q trình thực luận án tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn ThS Nguyễn Trường Giang Bộ mơn hóa Hóa – Khoa Vật liệu xây dựng , Trường Đại học Xây dựng Hà Nội tận tình hướng dẫn truyền đạt kinh nghiệm thực tế giúp em hoàn thành luận án tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn anh chị công tác Công ty Cổ phần Công nghệ Vật liệu Thiết bị Bách Khoa Hà Nội nơi em công tác, thầy Bộ mơn Q trình - Thiết bị Cơng nghệ Hóa học Thực phẩm trường Đại học Bách Khoa Hà Nội quan tâm, nhiệt tình giúp đỡ tạo điều kiện cho em trình thực đề tài Cuối cùng, em xin bày tỏ lời cảm ơn đến gia đình, người thân bạn bè quan tâm chia sẻ khó khăn động viên em hoàn thành luận án tốt nghiệp Hà Nội, ngày tháng năm 2014 HỌC VIÊN Đặng Văn Tấn i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan trước Hội đồng chấm luận văn cao học, nghiên cứu kết đạt đề tài hồn tồn trung thực, tơi tiến hành nghiên cứu Các số liệu, kết nghiên cứu công trình nghiên cứu khác tham khảo có trích dẫn tài liệu tham khảo đầy đủ Hà Nội,ngày 08 tháng năm 2014 Người viết cam đoan Đặng Văn Tấn ii CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT STT Ký hiệu viết tắt Diễn giải CHĐBM Chất hoạt động bề mặt CTN Chất trợ nghiền American Society for Testing and ASTM Materials: Hiệp hội vật liệu thử nghiệm hoa kỳ DKĐ Dịch thải kiềm đen ĐKN Độ kị nước ĐLĐ Độ linh động ĐVC Độ vón cục HCBM Hợp chất bề mặt 10 PGTN Phụ gia trợ nghiền 11 PGTNTM Phụ gia trợ nghiền tăng mác 14 SCBM Sức căng bề mặt 16 N/X Tỷ lệ nước : xi măng 17 FLC Ferocromlignin 18 TEA Triethanolamin 19 TIPA Triisopropanolamine 20 PKL Phần khối lượng iii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Thành phần đá vôi số sở sản xuất xi măng nước ta [1] Bảng 1.2 Thành phần đất sét số sở sản xuất xi măng [1] Bảng 1.3 Thành phần hoá học số phụ gia điều chỉnh phối liệu [1] Bảng 1.4: Hàm lượng ơxyt clinker xi măng [1, 8] Bảng 1.5 So sánh tính chất xi măng phụ thuộc vào hệ số KH, n p [1] 11 Bảng 2.1: Thành phần hoá clinker Bỉm Sơn 39 Bảng 3.1 Ảnh hưởng nồng độ TEA đến cường độ chịu nén xi măng 53 Bảng 3.2: Ảnh hưởng nồng độ FCL đến cường độ chịu nén xi măng 54 Bảng 3.3: Ảnh hưởng nồng độ TIPA đến cường độ chịu nén xi măng .55 Bảng 3.4: Bảng ma trận thực nghiệm kế hoạch toàn phần hai mức tối ưu .57 Bảng 3.5 Kết thí nghiệmn lặp tâm 59 Bảng 3.6: So sánh hiệu nghiền mẫu có phụ gia khơng có phụ gia trợ nghiền 61 Bảng 3.7: So sánh cường độ tỷ diện mẫu có phụ gia khơng có phụ gia trợ nghiền 63 Bảng 3.8 Bảng kết thử nghiệm phụ gia trợ nghiền BK007 sản xuất PCB30 nhà máy xi măng Bỉm Sơn 64 Bảng 3.9 Bảng kết thử nghiệm phụ gia trợ nghiền BK007 sản xuất PCB40 nhà máy xi măng Bỉm Sơn 65 iv DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Hệ số nạp bi đạ cho máy nghiền .16 Hình 1.2 Sơ đồ mơ tả hấp phụ chất trợ nghiền lên hạt liệu 23 Hình 1.3 Sơ đồ mơ tả phấp phụ chất trợ nghiền vi nứt 23 Hình 1.4 Cơn đo độ linh động xi măng .34 Hình 2.1 Máy nghiền bi thí nghiệm khoang 41 Hình 2.2 Bi đạn bên máy nghiền bi khoang .42 Hình 2.3 Sơ đồ nguyên tắc chế tạo mẫu phụ gia 43 Hình 3.1: Đồ thị ảnh hưởng nồng độ TEA phụ gia đến cường độ chịu nén xi măng 53 Hình 3.2: Đồ thị ảnh hưởng nồng độ FLC phụ gia đến cường độ chịu nén xi măng 54 Hình 3.3: Đồ thị ảnh hưởng nồng độ TIPA phụ gia đến cường độ chịu nén xi măng 55 v MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i LỜI CAM ĐOAN ii CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT iii DANH MỤC BẢNG iv DANH MỤC HÌNH VẼ v MỤC LỤC vi MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung xi măng 1.1.1 Tóm tắt phát triển ngành cơng nghiệp sản xuất xi măng Việt Nam 1.1.2 Nguyên liệu, phụ gia nhiên liệu dùng sản xuất xi măng 1.1.3 Thành phần hoá học thành phần khoáng clinker .7 1.1.4 Quy trình cơng nghệ sản xuất xi măng cơng nghiệp .12 1.1.5 Q trình đóng rắn xi măng 14 1.1.6 Một số tiêu để đánh giá chất lượng xi măng 14 1.2 Những đặc trưng trình nghiền clinker xi măng 15 1.2.1 Nghiền clinker xi măng 15 1.2.2 Công suất tiêu thụ máy nghiền 17 1.2.3 Đối tượng nghiền 17 1.2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình nghiền .18 1.2.5 Các nguyên nhân gây nên tượng bám dính q trình nghiền .19 1.3 Phụ gia trợ nghiền sản xuất xi măng 20 1.3.1 Chất trợ nghiền .20 1.3.2 Một số phụ gia trợ nghiền sản xuất xi măng 21 1.4 Cơ chế trợ nghiền phụ gia trợ nghiền 21 1.5 Cơ chế tăng mác phụ gia trợ nghiền 24 vi 1.5.1 Mác xi măng gì: 24 1.5.2 Cơ chế tăng mác phụ gia trợ nghiền tăng mác [7, 11] 24 1.6 Chất hoạt động bề mặt 30 1.6.1 Chất hoạt động bề mặt anion .30 1.6.2 Chất hoạt động bề mặt cation 30 1.6.3 Các chất hoạt động bề mặt lưỡng tính 31 1.6.4 Các chất hoạt động bề mặt không ion 31 1.7 Phương pháp đánh giá xi măng hiệu chất trợ nghiền [5, 14] 32 1.7.1 Đánh giá dựa kích thước hạt 32 1.7.2 Đánh giá dựa thời gian nghiền .32 1.7.3 Đánh giá dựa độ mịn xi măng 33 1.7.4 Đánh giá độ linh động xi măng có chất trợ nghiền 33 1.7.5 Đánh giá tốc độ suy giảm chất lượng xi măng 34 1.7.6 Đánh giá độ ổn định xi măng 34 1.7.7 Xác định cường độ chịu nén ( mác xi măng) xi măng .35 1.7.8 Xác định thời gian đông kết 35 1.8 Nhận xét chung phần tổng quan 36 Chương ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 37 2.1 Nguyên liệu để chế tạo PGTN tăng mác 37 2.1.1 Triisopropanolamine (TIPA) 37 2.1.2 Ferocromlignin (FCL) [6] .37 2.1.3 Triethanolamine (TEA) 38 2.2 Nguyên liệu thử nghiệm 38 2.3 Thiết bị dụng cụ nghiên cứu 39 2.4 Nghiên cứu chế tạo PGTN tăng mác 42 2.4.1 Tạo dịch phản ứng 42 2.4.2 Tạo pha trợ nghiền 42 2.5 Phương pháp thí nghiệm phụ gia trợ nghiền 43 2.6 Lý thuyết quy hoạch thực nghiệm tối ưu hoá 44 vii 2.6.1 Các khái niệm quy hoạch thực nghiệm .45 2.6.2.Thuật toán phương pháp quy hoạch thực nghiệm cực trị 47 2.6.3 Xây dựng quy hoạch thực nghiệm ảnh hưởng thành phần phụ gia đến cường độ chịu nén xi măng .50 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 53 3.1 Ảnh hưởng TEA đến cường độ chịu nén xi măng 53 3.2 Ảnh hưởng FCL đến cường độ nén xi măng 54 3.3 Ảnh hưởng TIPA đến cường độ nén xi măng 55 3.4 Quy hoạch thực nghiệm .56 3.4.1 Xây dựng mô tả thống kê .56 3.4.2 Kế hoạch thực nghiệm bậc hai mức tối ưu 56 3.4.3 Kiểm tra tính tương hợp phương trình hồi quy thực nghiệm 60 3.5 Đưa công thức đánh giá phịng thí nghiệm 61 3.5.1 Các kết thí nghiệm mẫu trợ nghiền BK007 đưa sau 61 3.5.2 Ảnh hưởng phụ gia trợ nghiền tăng mác đến tính chất hóa lý khác xi măng 62 3.6 Kết quả, triển khai đánh giá thực nghiệm mẫu trợ nghiền tăng mác BK 007 quy mô công nghiệp 64 3.6.1 Kết thử nghiệm bước 64 3.6.2 Kết thực bước 2: 66 3.6.3 Đánh giá hiệu phụ gia triển khai quy mô công nghiệp: 66 KẾT LUẬN 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 viii