bài giảng thành phần khoáng của xi măng

o Alite cho xi măng cường độ cao, đóng rắn nhanh và toả nhiều nhiệt.. o SiO2 đóng vai trò làm cho xi măng đóng rắn chậm trong những ngày đầu, toả nhiệt ít, sản phẩm bền trong môi trường

Thành phần khoáng

Các khoáng chính:

Alite

Belite

Chất trung gian

Celite

Các khoáng khác

o Alite là khoáng silicate quan trọng của clinker xi măng Portland, chiếm 60-65% trong clinker

o Alite cho xi măng cường độ cao, đóng rắn nhanh và toả nhiều nhiệt

o Tên gọi: Calcium Silicate

o Công thức: 3CaO.SiO2 (C3S).

o Cấu trúc: dạng hình lục giác, màu trắng,

d = 3.15 - 3.25 g/cm3, kích thước 10-250 µm

Alite

Thành phần oxide

CaO là oxide chính thứ nhất trong xi măng

Portland

CaO đóng vai trò làm cho hồ xi măng đóng rắn

nhanh, mác cao và toả nhiều nhiệt Tuy

nhiên, chính điều này lại làm xi măng kém

bền trong môi trường nước và Sulfate

Oxide Mass (%)

CaO 71.6

Thành phần oxide

o SiO2 là oxide chính thứ hai trong clinker

o SiO2 đóng vai trò làm cho xi măng đóng rắn

chậm trong những ngày đầu, toả nhiệt ít, sản

phẩm bền trong môi trường nước và Sulfate

Oxide Mass (%)

SiO2 25.2

Thành phần oxide

o Bột oxit nhôm, oxit sắt đóng vai trò giúp xi

măng tạo thành dung dịch rắn có hoạt tính cao

và bền vững

o Al2O3 làm giảm độ nhớt pha lỏng, gây cản trở

quá trình tạo khoáng C3S

o Fe2O3 giúp sản phẩm đóng rắn ở giai đoạn

đầu, bền trong môi trường sulfate và nước

Oxide Mass (%)

Al2O3 1.0

Fe2O3 0.7

Thành phần oxide

• P2O5 chiếm lượng nhỏ nhưng có tác dụng làm

chậm quá trình đóng rắn của sản phẩm

• Na2O + K2O: luôn có trong xi măng, nhưng sự

có mặt của nó làm tốc độ đóng rắn kém ổn định,

tạo ra các vết loang trong sản phẩm Hàm lượng

kiềm cho phép <5%

Oxide Mass (%)

Thành phần oxide

o MgO là thành phần có hại trong xi măng

o Hàm lượng cho phép của MgO trong clinker

<5%

o Nhưng khi MgO nằm trong pha thuỷ tinh

clinker thì không gây ảnh hưởng tới chất

lượng sản phẩm

Oxide Mass (%)

Các mốc nhiệt độ của Alite

1200 1900

Phân huỷ thành 2CaO.SiO2

và

t 0C Bền

o Tên gọi: Dicalcium Silicate

o Công thức: 2CaO.SiO2 (C2S).

o Thành phần khoáng:

o Belite đóng rắn tương đối

chậm, cường độ ban đầu không

cao lắm nhưng sau một thời gian

cường độ phát triển tốt hơn, bền

trong môi trường nước

và nước khoáng

Oxide Mass (%)

Thành phần oxide

• TiO2 do đất sét mang vào, nó lẫn trong clinker một

hàm lượng rất nhỏ (< 0.3%)

• Người ta nghiên cứu rằng nếu thay SiO2 bằng TiO2

từ 4-5% không làm ảnh hưởng tới chất lượng sản

phẩm, còn nếu hàm lượng > 5% sẽ làm giảm cường

độ cơ học của xi măng

Oxide Mass (%)

TiO2 0.2

o Belite chiếm 20-25% trong clinker xi măng

o Belite có 4 dạng thù hình: αC2S, α’C2S, βC2S, γC2S

o αC2S bền ở 1425 - 2130 0C,

ở nhiệt độ thấp hơn 1425 0C

nó sẽ chuyển thành α’C2S

o α’C2S bền ở khoảng nhiệt độ

830 – 1425 0C ở nhiệt độ thấp

hơn 830 0C, nó sẽ chuyển

thành γC2S

γC2S không có tính chất kết dính, không tác dụng với nước Thực tế chỉ ở một số điều kiện đặc biệt thì γC2S mới có tính chất kết dính nhưng rất yếu

• βC2S không bền ở nhiệt độ cao, cấu trúc của nó chỉ ổn định ở nhiệt độ thường

Chất trung gian

o Chất trung gian (chất đệm) nằm giữa các tinh thể Alite và Belite, chiếm 1-5%

o Chất trung gian:

• Tetracalcium Alumino Ferrite: 4CaO.Al2O3.Fe2O3,

• Aluminate Calcium: CaO(Al2O3, Fe2O3)

o Tất cả các khoáng này khi nung ở nhiệt độ cao sẽ chuyển thành trạng thái lỏng

o Tên gọi: Tricalcium Aluminate

o Công thức: 3CaO.Al2O3 (C3A)

o Tính chất kết dính, đóng rắn nhanh, toả nhiệt nhiều, kém bền nước

o Trong clinker xi măng, Celite chiếm 5-12%

Các khoáng khác

1 Các khoáng chứa kiềm: K2O.23CaO.12SiO2, Na2O.8CaO.3SiO2

Các khoáng này không có lợi vì nó làm tốc độ đóng rắn của xi măng không ổn định,

bề mặt sản phẩm có vết loang

2 Calcium Sulfate (CaSO4)

CaSO4 tác dụng với C3S thành C3A.Al2O3.CaSO4 khiến cấu trúc của C3S bền vững khi làm lạnh

Cảm ơn thầy và các bạn

đã chú ý lắng nghe