đề cương môn chất kết dính

Đề cương môn chất kết dính(VLXD) Mục Lục câu 1: Thế Xi măng Pooc lăng clanke xi măng pooc lăng ? trình bày điều kiện hình thành vai trò thành phần khoáng ? ảnh hưởng hàm lượng ôxyt đến thành phần khoáng đến điều kiện nung ? * Thế Xi măng Pooc lăng : Xi măng pooc lăng sản phẩm nghiền mịn Clanke Xi măng PL thạch cao , có phụ gia phụ gia * clanke xi măng pooc lăng : Clanke XMPL bán thành phẩm công nghệ sản xuất Xi Măng cách nung đến thiêu kết hỗn hợp phối liệu đồng , phân tán mịn đá vôi + đất sét + phụ gia điều chỉnh * kiện hình thành vai trò thành phần khoáng : Clanke XMPL hạt gồm pha : pha tinh thể pha thủy tinh + kích thước hạt phụ thuộc vào công nghệ - thành phần khoáng CLK XMPL bao gồm chủ yếu khoáng Canxi Silicat chiếm khoảng (70 - 80% ) ,bao gồm C3S alit ; C2S belit ; C3A tri canxi aluminat ; C4AF tetacxaluminoferit pha thủy tinh nằm xen kẽ khoáng alits belit ( chất trung gian) - Điều kiện hình thành khoáng chính: + C3S : Thường tạo thành nhanh có mặt pha lỏng : nhiệt độ tạo thành t >= 1300 t =< 1200 : C3S C2S + CaO tự C3S bền 1200 C - 2070 C + C2S : tạo thành t >= 1000 C thường tạo thành dung dịch rắn với Al2O3 , Fe2O3 hàm lương - % C2S tồn dạng thù hình : aC2S , bC2S , a'C2S gC2S dạng aC2S : bền vững nhiệt độ t = 830 - 1425 C ; nhiệt độ > 2130 C nóng chảy ; nhiệt độ < 1425 C : aC2S - a'C2S dạng a'C2S : bền vững nhiệt độ 830 - 1425 C ; t < 830 C làm lạnh nhanh a'C2S - bC2S ; t < 830 C làm lạnh chậm a'C2S - gC2S + C3A C4AF : tạo thành nhiệt độ nóng chảy thấp C4AF có cường độ cao , có khả bền môi trường Sunfat , C3A : hydrat hóa nhanh , cường độ thấp ; dễ tạo hợp chất với thạch cao ,gây nở thể tích nhiệt thủy hóa lớn C3A + H2O = 3CaO.Al2O3.6H2O C3A + CaSO4.H2O = 3CaO.Al2O3.3CaSO4.31H2O - Vai trò khoáng: + C3S: tốc độ phản ứng lớn, R ban đầu cao,tỏa nhiệt lớn,độ bền môi trường thấp tạo nhiều Ca(OH)2 + C2S: ninh kết rắn chậm, R ban đầu thấp nhiên cuối lại cao, tỏa nhiệt, bền môi trường Sunfat, hàm lượng chiếm 20 - 30 % * ảnh hưởng hàm lượng ôxyt đến thành phần khoáng đến điều kiện nung : Thành phần hóa ( CaO , SiO2 , Al2O3 , Fe2O3 ) CaO: ( 60 - 66%) hợp lý ,khi tạo C3S C2S + CaO cao: C3S tạo lớn,nhiệt độ nung cao, XM nin kết rắn nhanh,cường độ cao CaO tự lớn ổn định thể tích, bền với nước CaO thấp: tạo nhiều C2S, khoáng Silicat có độ bazo thấp XM ninh kết rắn chậm, nhiệt độ nung không cao , bền mt Sunfat , khó nung + SiO2 nhỏ: tao C3S lớn àR cao, khó nung; hàm lượng SiO2 hợp lý 21 - 24% + Al2O3: ôxit dễ chảy,dễ phản ứng với CaO àC3A àhydrat hóa nhanh,tỏa nhiệt lớn, R thấpAl2O3 cao, hỗn hợp dễ nung,hàm lượng hợp lý - 9% + FeO3: dễ chảy Al2O3; tạo khoang C4AF có R cao C3A,bền Sunfat Fe2O3 Tăng -hỗn hợp dễ nung, XM bền Sunfat có hàm lượng - % Câu 2: Các hệ số Clanke XM? phải đưa hệ số này? tính toán toán phối liệu,chúng ta có quan tâm đến hệ số nhất? Cách chọn hệ số n hay p vào thành phần nguyên liệu toán phối liệu? * Các hệ số Clanke XM: - hệ số Silicat: n = SiO2 / (Al2O3 + Fe2O3) = 1,7 - 3,5hợp lý n Î (2,2-2,6) n lớn hàm lượng khoáng Silicat lớn nhiệt độ nóng chảy giảm n > 3,6: bền Sunfat,khó nung - hệ số Aluminat : p = Al2O3 / Fe2O3 = - 2,5 p = - 2,5 tạo C3A C4AF p > 2,5 : tạo nhiều C3A XM ninh kết ,rắn nhanh ,cường độ thấp ,kém bền Sunfat Khi p < 0,637: tạo C4AF - Hệ số bão hòa KH:KH = (CaOeq \l(\l(( - CaOtd ) - ( 1,65Al2O3 + 0,35Fe2O3 + 0,7SO3) / 2,8( SiO2eq \l(\l(( - SiO2td ) KH = 0,85 - 0,95 hợp lý tạo C3S C2S, thường chọn KH < KH phụ thuộc: nguyên liệu ban đầu, điều kiện nung luyện (MKN), t Î nhiên liệu sử dụng, điều kiện làm lạnh CKD, chất lượng yêu cầu - hệ số LSF: LSF = 100CaO / (2,8SiO2 + 1,65Al2O3 +0,35Fe2O3) Khi p > 0,637 LSF = 100CaO / (2,8SiO2 + 1,1Al2O3 +0,35Fe2O3) Khi p < 0,637 Khoảng hợp lý: 0,9 - 0,95 * phải đưa hệ số này: Đưa hệ số giúp + Tính toán lượng , phối liệu ban đầu sản phẩm theo yêu cầu + kiểm soát trình nung hợp lý điều kiện làm lạnh Clanke XM + Đảm bảo hoạt động dây chuyền công nghệ , tránh xảy tình trạng tắc lò thành phần nhiên liệu không kiểm soát * tính toán toán phối liệu ,chúng ta có quan tâm đến hệ số nhất: Cần quan tâm đến hệ số KH đặc trưng cho tất thành phần õit Clanke Ngoài hệ số Silicat , biểu diễn thành phần Hệ số KH n,pđược sử dụng để tính toán phối liệu KH = n= CaO − 1,65× Al O3 − 0,35 × Fe2 O3 2,8 × SiO2 Al O SiO2 P= Al2 O3 + Fe2 O3 : Fe2 O3 * Cách chọn n p : dựa vào khoảng hợp lý chúng , dựa vào hàm lượng khoáng có Clanke XM Câu 3: Mục đích việc tính toán phối liệu? Cách xác định toán phối liệu sở điều kiện kỹ thuật kinh tế? * Mục đích tính toán phối liệu: - Xác định tỷ lệ loại nguyên liệu để tạo sản phẩm theo yêu cầu - Bài toán phối liệu phải phù hợp công nghệ sản xuất - Đảm bảo yêu cầu độ đồng thành phần khoáng * Cách xác định toán phối liệu sở đk kỹ thuật kinh tế: - tính toán theo hệ số truyền thống, - tính toán theo thành phần khoáng yêu cầu - Xác đinh theo phương pháp biểu đồ - Xác đinh theo phương pháp điều chỉnh Câu 4: Nguyên liệu nhiên liệu sản xuất clanhke xi măng? Ảnh hưởng nhiên liệu đến công nghệ sản xuất chất lượng clanhke xi măng ? Nguyên liệu nhiên liệu sản xuất clanhke xi măng: Hai nguyên liệu để sản xuất clanhke xi măng bao gồm đá vôi, đá sét Đá vôi nguồn cung cấp CaO đá sét nguồn cung cấp SiO2, Al2O3, Fe2O3 Tuy nhiên để đủ đảm bảo ôxít theo tỉ lệ yêu cầu nhằm thoả mãn hệ số KH, n, p khó tìm loại đá vôi đá sét có đủ thành phần ý muốn Vì sản xuất thường phải sử dụng thêm phụ gia quặng sắt, bôxít, đất giầu silic để bổ xung thêm thành phần hoá đá vôi đất sét không đảm bảo theo yêu cầu Các nguồn nguyên liệu sử dụng phải theo tiêu chuẩn Việt Nam sau a Đá vôi Đá vôi để sản xuất clanhke xi măng chủ yếu để cung cấp ôxít CaO.Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6072 -1996 đá vôi để sản xuất clanhke xi măng poóc lăng phải thoả mãn yêu cầu hàm lượng chất CaCO3≥ 85% ; MgCO3 ≤5% SiO2 ≤8% ; Fe2O3 ≤ 1% ; SO3 ≤ 1% ; K2O + Na2O ≤ 1% ; Al2O3 ≤2% Thông thường đá vôi thường sử dụng nhà máy ximăng nước ta có hàm lượng CaCO3 = 90 ÷ 98%, MgO ≤ %, sử dụng đá vôi san hô , đá phấn, đá mác nơ vỏ b Đất sét: Đất sét sử dụng để sản xuất clanhke xi măng nhằm cung cấp ôxít SiO2, Al2O3, Fe2O3 bao gồm đất sét, đất hoàng thổ, phiến thạch sét Đất sét khoáng kết tủa giàu hạt nhỏ, dễ tạo thành huyền phù khuấy trộn với nước Thành phần khoáng chủ yếu đất sét khoáng Alumô silicat ngậm nước tồn dạng Al2O3.2SiO2.2H2O Ngoài đất sét có lẫn hợp chất khác cát, tạp chất hữu cơ, Fe2O3 ôxít kiềm, Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6071 – 1996 hỗn hợp sét dùng làm sản xuất xi măng poóc lăng phải có hàm lượng ôxít khoảng sau: SiO2 = 55 ÷ 70% ; Fe2O3 ≤ 1% K2O + Na2O ≤3% ; Al2O3 =10 ÷ 24% c Các phụ gia sản xuất xi măng: Trong công nghệ sản xuất chất kết dính vô người ta sử dụng nhiều loại phụ gia nhằm mục đích: điều chỉnh thành phần hoá nguyên liệu mặt khác để cải thiện tính chất kỹ thuật chất kết dính, điều chỉnh mác chất kết dính (phụ gia đầy), nâng cao hiệu suất thiết bị công nghệ (phụ gia công nghệ) b Nhiên liệu sản xuất xi măng: Để nung luyện clanhke xi măng người ta dùng nhiên liệu: rắn, lỏng, khí + Nhiên liệu lỏng thường dùng dầu marut,có Q=8000-11000 Kcal/Kg + Nhiên liệu khí thường dùng khí thiên nhiên,có Q=8000-9000 Kcal/Kg + Nhiên liệu rắn thường dùng than,khi nung clanhke xi măng đứng sửdụng than ngắn lửa, chất bốc 3-6%, có Q=5500-6500 Kcal/Kg Ảnh hưởng nhiên liệu đến công nghệ sản xuất chất lượng clanhke xi măng: Chủ yếu ảnh hưởng tro than tới chất lượng clanhke xi măng - Tro than:gồm oxit vô tạo thành t0 caoàđộ hoạt tính nhỏ - Hàm lượng lớnà chất lượng clanhke xi măng giảm: + thành phần tro phân bố không phối liệu +Tro than làm giảm t0 cháy,giảm khả bắt lửa + Tro than làm tăng hàm nhiệt khí thảiàtăng t0 khí thải + Có khả gây nên tượng ano - Để hạn chế ảnh hưởng tro than: +Tăng độ nghiền mịn clanhke xi măng +Công nghệ đốt hợp lý: đốt buồng phân hủy đá vôi & lò nung Câu 5:Sự khác công đoạn chuẩn bị phối liệu phương pháp sản xuất xi măng theo phương pháp ướt phương pháp khô? yêu cầu kỹ thuật công đoạn này?cơ sở để lựa chọn thiết bị sử dụng cho công đoạn nay? a)Sự khác công đoạn chuẩn bị phối liệu phương pháp sản xuất xi măng theo phương pháp ướt phương pháp khô: + Nghiền phối liệu khác : - bên nghiền khô W< 1,5 % - bên nghiền ướt W =12-14 %(18%) + Hệ thống dự trữ đồng khác nhau: - phương pháp ướt hệ thống dự trữ băng bể chứa Xyclo - phương pháp khô hệ thống dự trữ Xyclo b)các yêu cầu kỹ thuật công đoạn chuẩn bị phối liệu:chuẩn bị phối liệu sản xuất Clanhke có công đoạn nhỏ: +gia công sơ nguyên vật liệu +nghiền mịn phối liệu * gia công sơ nguyên vật liệu: -mục đích gia công sơ bộ: +đảm bảo kích thước nguyên vật liệu vào máy nghiền mịn > yêu cầu đập kích thước khác >yêu cầu máy nghiền +đảm bảo đồng sơ - sơ đồ đập: + sơ đồ giai đoạn:chỉ sử dụng thiết bị đập + sơ đồ giai đoạn:sử dụng thiết bị đập bố trí lien tiếp - hệ thống kho đồng nhất:nhiệm vụ hệ thống kho đồng là: + kho dự trữ +đồng sơ bộ:++ loại kho đồng ++ dạng nguyên liệu đồng *nghiền mịn phối liệu: -yêu cầu phối liệu: +độ mịn 12% sót sang No 008 (khả phản ứng vật chất trạng thái rắn phụ thuộc vào độ mịn) + độ đồng + với tỷ lệ tính toán + dễ nung(kinh tế) c)cơ sở để lựa chọn thiết bị sử dụng cho công đoạn chuẩn bị phối liệu: + lựa chọn thiết bị công nghệ nghiền mịn: ++ Thết bị nghiền mịn máy nghiền bi,nghiền đứng,nghiền trục cán áp lục cao Ưu nhược máy nghiền bi: vận hành dễ,công đầu tư Tiêu tốn điện nhiều,hiệu suất nhỏ ++ mục đích hệ thong Xyclo đồng nhất: đảm bảo tinh đồng Dự trữ nguyên vật liệu ++ nguyên lý đồng nhất: +++ Dùng không khí để lọc +++Sử dụng vận tốc khí,áp suất khí với mục đích khác nhau: ++++ tạo hỗn hợp không khí ++++ phối liệu dạng linh động chảy lỏng ++++khấy trộn phối liệu(dùng áp lực lớn,áp suất cao) +++ chia đáy Xyclo làm nhiều phần:sục khí vòa phần với tốc độ áp suất khác Câu Vai trò hệ thống đồng phương pháp khô sản xuất xi măng pooc lăng?các phương pháp đồng công đoạn chuẩn bị phối liệu?ưu nhược chúng? TL: * Vai trò hệ thống đồng phương pháp khô sản xuất xi măng pooc lăng: -đảm bảo tinh đồng sơ bộ: :++ loại kho đồng ++ dạng nguyên liệu đồng - Dự trữ nguyên vật liệu * phương pháp đồng công đoạn chuẩn bị phối liệu,ưu nhược chúng: - hệ thống kho chứa kiểu đống dài: +phương pháp rải liệu thành đống dài tương đố đơn giản có chi phí thấp nên sử dụng rộng rãi +Phương pháp rải liệu hay sử dụng phương pháp rải kiểu mái nhà(phương pháp Chevron).Để rải liệu theo phương pháp này,thiết bị rải liệu lắp hệ thống xe lăn di chuyển ray dọc đồng liệu,phương pháp đơn giản dễ sẩy phân tầng thành phần hạt vật liệu không +phương pháp rải theo luống:vật liệu giải thành nhiều luống,luống nằm bên cạnh luống hay luống nằm luống kia.Số luống nhiều đồng thành phần hạt cao.Tuy nhiên phương pháp đòi hỏi thiết bị rải liệu phức tạp giá thành cao -hệ thống dự trữ đồng băng bể chứa:bùn phối liệu điều chỉnh dự trữ bể thẳng đứng hay nằm ngang,có lắp thiết bị khuấy trộn để chống lắng đảm bảo đồng phối liệu trước đưa vào lò nung.Tuy nhiên sử dụng phương pháp tốn nhiều lượng,thiết bị công kềnh có tới bể chứa Câu 7:mục đích yêu cầu trình nung Clanhke?nhiên liệu có ảnh hưởng đến trình nung Clanhke? TL: *mục đích yêu cầu trình nung Clanhke: -chế tạo Clanhke ximang theo yêu cầu kỹ thuật - vận hành lò nung dễ dàng cố -năng suất cao *nhiên liệu có ảnh hưởng đến trình nung Clanhke: Chất lượng Clanhke ximang phụ thuộc vào thành phần hóa học nguên liệu mà phụ thuộc vào dạng lò nung,dạng nhiên liệu sử dung.Nhiên liệu sử dụng để nung clanhke ximang nhiên liệu lỏng,nhiên liệu rắn nhiên liệu khí.Khi lựa chọn nhiên liệu phải vào nguồng nhiên liệu,số lượng nhiên liệu yêu cầu nhiệt trị nó,giá thành nhiên liệu dạng lò nung.Hiện nước ta,nhiên liệu rắn sử dụng rộng rãi để nung clangke ximang Nhiên liệu rắn thường sử dụng than cám Quảng Ninh.tùy vào dạng lò nung mà yêu cầu than khác Các yêu cầu chuẩn bị than:-Đảm bảo độ mịn:phụ thuộc vào +loại than:hàm lượng chất bốc(khi chất bốc cần nghiền độ mịn cao ngược lai) +công nghệ nung +hàm lượng tro than -Mức độ đồng hỗn hợp không khí than - Đảm bảo đủ nhiệt trị Câu 8:Các trình xảy nung phối liệu?các yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến trình tạo khoáng? TL: 10 Nước hấp phụ nước giữ lại phân bố bề mặt cá hạt pha rắn lực Van đếc Van nguyên tử hay ion ko bão hoà Nước mao quản nước giữ lại mao quản đá xi măng có kích thước d= 20÷40μm lực mao quản Nước tự chứa đầy lỗ rỗng lớn đá xi măng ,chúng giữ lại vài lớp phân tử phân bố bề mặt pha rắn lkết hấp phụ *) Tính kiềm pha lỏng hồ đá xi măng Pha lỏng hồ đá xi măng nước chứa chất hoà tan Ca(OH)2, NaOH,KOH Sự tồn hợp chất hoà tan nước tạo nên tính kiềm cao pha lỏng hồ đá xi măng Tính kiềm pha lỏng đặc trưng độ pH thông thường từ 12÷13 Độ pH ảnh hưởng tới ăn mòn cốt thép đá xi măng Câu 25: Sự đông kết đá xi măng pooc lăng, tính ổn định thể tích, cường độ xi măng ? yếu tố ảnh hưởng? TL: *Sự đông kết đá xi măng pooc lăng: Quá trình hỗn hợp xi măng nước tương đối linh động đặc lại có cường độ ba đầu thìngọi trình đông kết Khi có tác động học lại hỗn hợp gặp khó khăn ảnh hưởng đến hình thành cấu trúc cường độ sản phẩm sau Khi nhào trộn xi măng với nước, xảy trình đông kết hỗn hợp, sau trình rắn phát triển cường độ Tốc độ đông kết xi măng phụ thuộc vào thành phần khoáng clanhke xi măng, độ nghiền mịn, loại phụ gia lượng phụ gia đưa vào, điều kiện môi trường, lượng nước nhào trộn 40 *Tính ổn định thể tích: Xi măng thay đổi thể tích không đồng thời ảnh hưởng làm giảm cường độ xi măng đóng rắn, có dẫn đến phá hủy sản phẩm Nguyên nhân xi măng có lượng CaO MgO lớn nên xi măng đóng rắn CaO, MgO tự tác dụng với nước làm tăng thể tích Do phá hủy cấu trúc sản phẩm, nên đưa yêu cầu MgO tự < 5%, CaO < 2% *Cường độ xi măng: Là tính chất quan trọng xi măng ,là khả đóng rắn tác dụng với nước, sau thời gian cho sản phẩm có cường độ cao Cường độ xi măng đánh giá phương pháp khác : cường độ chịu uốn, kéo, nén Cường độ xi măng phụ thuộc vào thành phần khoáng xi măng độ mịn thành phần hạt, thời gian bảo quản , môi trường bảo quản xi măng , loại xi măng , lượng nước nhào trộn phụ gia xi măng * Các yếu tố ảnh hưởng: _ Thành phần khoáng clanhke xi măng 41 _ Độ nghiền mịn _ Loại phụ gia lượng phụ gia đưa vào _ Điều kiện môi trường _ Lượng nước nhào trộn Câu 26 : Các trình ăn mòn xảy đá xi măng bê tông? Thực tế độ bền đá xi măng bê tông sử dụng đk thường phụ thuộc chủ yếu vào trình nào? TL: 1.Các trình ăn mòn xảy đá xi măng bê tông: _ Ăn mòn hóa học _ Ăn mòn lý học _ Ăn mòn hữu _ Ăn mòn tác dụng nhiệt a.Ăn mòn hóa học:(chủ yếu) *Ăn mòn khử kiềm: _Là hòa tan thành phần kiềm đá xi măng & môi trường sử dụng _Do hòa tan thành phần nhân tố : + Tạo độ rõng :R giảm,tạo điều kiện cho trình ăn mòn khác + Giam đôh pH đá xi măng, bê tông àthay đổi thành phần đóng rắn 42 _Trong đá xi măng :chủ yếu Ca(OH)2 trình thủy hóa silicat canxi: C3S tạo Ca(OH)2 lớn, C2S tạo Ca(OH)2 ÍT _ Ca(OH)2 kết tinh dạng tinh thể yếu cá đặc tính: + Liên kết, cường độ thấp +Độ hòa tan lớn +Hàm lượng: 16-24% sau thủy hóa hòan tòan _Độ hòa tan Ca(OH)2: +1,3 g/l điều kiện thường .Thay đổi t0 tính chất nước àthay đổi độ hòa tan Ca(OH)2: -To - độ cứng nước -ap suat m/tr nước nhỏ àthấm ngược lại àgây ảnh hưởng phân hủy hợp chất +1,1 g/l chuyển hóa sp hydrat bazo caoàbazo thấp +≤ 1,08 g/l àphân hủy C4AH13 +≤ 0,56 g/l C3AH6 thành C2AH8 +≤ 0,36 g/l phân hủy +≤ 0,06-0,08 g/l àphân hủy hydro silicat canxi có đô bazo thấp Ca(OH)2:SiO2.H2O _Giảm ăn mòn kiềm : +Lựa chọn xi măng có C3S thấp 43 +Sử dụng phụ gia khoáng hoạt tính +Tăng độ axit đặc sản phẩm *Ăn mòn Axit: Xuất axit vô axit hữu tác dụng với hydroxit canxi hợp chất khác đá xi măng -Đặc điểm: xảy mạnh -Phụ thuộc: +Loại axit +Nồng độ axit -Đá xi măng pooc lăng & bê tông không bền axit -Phản ứng xảy chủ yếu thành phần đá xi măng (Ca(OH)2)với axit, muối *Ăn mòn Cacbonic: -Cơ chế: Ca(OH)2 + CO2 +H2O = Ca CO3 + 2H2O Ca CO3 + CO2 +H2O = Ca(HCO3)2 ↓(bi cacbonat)hòa tan àăn mòn cacbonic _Thực tế nước có tồn lượng Ca(HCO3)2 , Mg(HCO3)2 _Để tồn Ca(HCO3)2 cần lượng CO2 định (CO2 ổn định ) Độ cứng tăng CO2 ổn định tăng →quá trình ăn mòn CO2 xảy CO2 môi trường > CO2 ổ.đ =>Để hạn chế ăn mòn CO2 : 44 + Giam hàm lượng Ca(OH)2 + Sử dụng môi trường nước có nồng độ cứng cao + Các hợp chất khác có mặt + Xếp đá vôi xung quanh công trình sử dụng môi trường nc *Ăn mòn sunfat: _Là trình xra tạo thành hợp chất Ca(SO4).2H2O _Khi môi trường có Na2 SO4.K2 SO4(OH)2 SO4àtạo thành SO4 2Xra: Ca(OH)2+ Na2 SO4+ H2O = Ca SO4.2H2O+NaOH(tan) CaSO4.2H2O+C3AH6 + H2O = 3CaO.Al2O3.3CaSO4.31 H2O (E) (V tăng lần so với C3AH6 ) àgây ƯS & làm nứt sản phẩm CaSO4.2H2O thừa nằm lại đá xi măng ,bê tông gây nứt sản phẩm _ Điều kiện xra ăn mòn: +Do tạo thành CaSO4.2H2O để tạo (E) SO4 2- > 250mg/l +Thạch cao: SO4 2- > 1000mg/l *Ăn mòn Mg & MgSO4 _Khi môi trường có MgCl2: MgCl2 + Ca(OH)2 = CaCl2+Mg(OH)2 ↓.liên kết yếu, R →gây phá hoại cấu trúc→ăn mòn 45 _ Điều kiện xra Mg2+ > 500mg/l _ Khi môi trường có Mg SO4: MgSO4 + Ca(OH)2 + H2O => Mg(OH)2 ↓+ CaSO4.2H2O MgSO4 + C3AH6 + H2O => CaSO4.2H2O + Al(OH)3 + Mg(OH)2 ↓ MgSO4 +3CaO.2SiO2.3H2O =>CaSO4.2H2O +SiO2nH2O+ Mg(OH)2↓ +MgSO4>0,5% →gây ăn mòn +Thông thường môi trường có MgCl2 MgSO4 → ăn mòn xra mạnh b.Ăn mòn hữu cơ: _Khi chất béo mỡ tiếp xúc với đá xi măng hay bê tông chúng tác dụng với Ca(OH)2 tạo thành axit béo rượu đa phân tử dễ bị rửa trôi, gây nên ăn mòn bê tông _Các chất tác dụng với Ca(OH)2 tạo thành muối có tác dụng gây ăn mòn bê tông _Vì vậy: để đảm bảo độ bền vững bê tông môi trường xâm thực cần phải sử dụng bê tông có mật độ cao hay sử dụng dạng xi măng đặc biệt c Ăn mòn lý học: _Sự thay đổi độ ẩm kéo theo biến dạng co ngót trương nở vật liệu, lắng đọng muối hòa tan lỗ rỗng đá xi măng, đông lạnh tan băng nhân tố gây nên ăn mòn lý học đá xi măng bê tông _Khi nước chuyển thành băng, thể tích chúng tăng lên gần 10%, nước lỗ rỗng mao quản gây áp lực lớn lên thành lỗ rỗng, làm xuất lực gây giãn nở thể tích kẽ nứt, làm giảm cường độ đá xi măng bê tông gây nên ăn mòn 46 d Ăn mòn tác dụng nhiệt 2.Thực tế độ bền đá xi măng bê tông sử dụng đk thường phụ thuộc: Độ bền đá XM bê tông đc thể qua tính bền nứt.Các vết nứt xuất ứng lực hay biến dạng xuất sản phẩm chịu tác động tải trọng ban đầu,sự thay đổi độ ẩm hay nhiệt độ cao Khả tạo thành vết nứt đá XM bà bê tông sử dụng điều kiện thường phụ thuộc vào: -Giá trị chênh lệch nhiệt độ độ ẩm -Tính chất cường độ sản phẩm -Khả chịu kéo tới hạn,kích thước hình dạng sản phẩm,loại xi măng sử dụng VD: +Sử dụng XM rắn nhanh,tính bền nứt tăng lên +Sử dụng phụ gia, đặc biệt phụ gia hoạt tính bề mặt ảnh hưỏng lớn đến khả chịu kéo nên làm tính bền nứt tăng +Kích thước sản phẩm lớn,,cường độ sản phẩm nhỏ,lượng nước nhào trộn lớn tính bền nứt giảm 47 Câu 27: Các dạng phụ gia hoạt tính sử dụng xi măng pooc lăng? Cách đánh giá độ hoạt tính? TL: a Các dạng phụ gia hoạt tính sử dụng xi măng pooc lăng: * Phụ gia nguồn gốc tự nhiên: + Phụ gia nguồn gốc núi lửa: _Tro núi lửa:đa xốp,60% hạt dạng bụi, cát, đá dăm _Túp núi lửa: tro núi lửa bị lèn chặt dạng đá xốp _Trass: túp núi lửa bị lèn chặt biến chất _Đá Baran bọt đá tạo thành hoạt động núi lửa + Phụ gia nguồn gốc kết tủa: _Điatomit: đá bền, nhẹ, máu vàng(sáng), 94% SiO2 _Trepen: điatomit bị biến chất _Gezo: đá nặng trepan * Phụ gia nguồn gốc nhân tạo: _Glinhit:nung đất sét 600-8000C _Metacaolanh: nung caolinhit 750-8500C _Tro xỉ:tạo thành t0 cao tác dụng hóa lý nguyên liệu ban đầu(nhiên liệu, chất chảy, quặng sắt )với môi trường khí 48 b Cách đánh giá độ hoạt tính: *Cách 1: _Độ hút vôi:là lượng CaO mà phụ gia liên kết sau 28 ngày điều kiện tiêu chuẩn mg CaO/g FG *Cách 2: _Chỉ số hoạt tính: phương pháp gián tiếp xác định ảnh hưởng phụ gia đến cường độ hoạt tính xi măng: i= R mẫu tn / R mẫu Với: _ R mẫu tn: cường độ mẫu thí nghiệm _ R mẫu: cường độ mẫu đối chứng Câu 28: Bản chất hoạt tính phụ gia khoáng? TL: Bản chất nguyên nhân hoạt tính phụ gia phụ thuộc vào thành phần pha chúng, phụ thuộc vào nguồn gốc điều kiện tạo thành Phụ gia khoáng: _ phụ gia puzolan _ phụ gia xỉ *Phụ gia puzolan:gồm thiên nhiên hay nhân tạo _Nhóm 1: tồn SiO2 vô định hình: trepan, gezo, tro trấu Ca(OH)2 + SiO2 tạo thành hydroxit thuộc nhóm CSH(B)có kích thước nhỏ dạng gel 49 _Nhóm 2: có mặt SiO2, Al2O3 metacaolinhit Al2O3.2 SiO2 như: đất sét nung, gliezo,metacaolanh _Nhóm 3: chất phụ thuộc vào dang thủy tinh hydrat thủy tinh không hydrat phụ gia Như : túp, trass, bọt đá *Phụ gia xỉ:phụ thuộc vào thành phần pha thủy tinh pha tinh thể, điều kiện tạo thành mà chúng có hoạt tính khác Tro thành phần có độ hoạt tính thấp xỉ nghiền mịn nhào trôn với nước, có mặt Ca(OH)2 hầu hết thành phần khoáng xỉ có khả hydrat hóa Thành phần tro phản ứng t0 120-2000C tạo thành C3A.(0,5-0,7)S.(4,6-5)H hydrosilicat tạo nên rắn hệ Câu 29: Phân tích trình xảy rắn xi măng pooc lăng xỉ xi măng pooc lăng puzolan Ưu nhược điểm loại xi măng hỗn hợp này? TL: + Xi măng Pooc lăng xỉ: Quá trình rắn chắc: Khi nhào trộn xi măng pooc lăng xỉ với nước, khoáng canhke xi măng poóc lăng bị hyđrát hóa tạo thành sản phẩm hyđrát Ca(OH)2 Ca(OH)2 thạch cao có xi măng đóng vai trò chất kích thích kiềm làm tăng trình hyđrát hóa khoáng xỉ Do tác dụng này, khoáng xỉ bị hyđrát hóa tạo thành Hyđrôsilicát Hyđrôghelenhít làm tăng trình đóng rắn hệ Tuy nhiên xi măng poóc lăng xỉ đóng rắn chậm, đặc biệt nhiệt độ thấp Tăng nhiệt độ điều kiện đủ ẩm, tăng độ mịn xi măng trình rắn cường độ xi măng poóc lăng xỉ tăng lên Xi măng xỉ thường có lượng nước tiêu chuẩn thấp so với xi măng póoc lăng, tách nước xảy mạnh Khi tăng độ nghiền mịn xỉ, tách nước giảm Ưu điểm so với ximăng poóclăng: Khi xi măng xỉ rắn chắc, lượng nhiệt tỏa thấp, thường sử dụng công trình khối lớn Mặt khác ximăng poóclăng xỉ bền 50 môi trường xâm thực, nước sunfát nước mềm, sử dụng để xây dựng công trình vùng biển hay ven biển, công trình thủy lợi Nhược điểm: trình đóng rắn chậm, tách nước xảy mạnh, trình sản xuất khó khăn khó nghiền + Xi măng Poóc lăng Puzơlan: Quá trình rắn : Khi nhào trộn xi măng poóc lăng Puzơlan với nước, trình rắn xảy trình hyđrát khoáng clanhke xi măng poóc lăng tác dụng thành phần hoạt tính phụ gia với sản phẩm thủy hóa xi măng Ca(OH)2 tạo thành chất có khả tăng cường độ Các sản phẩm tạo thành dạng CSH(B), C2ASH8 hay C3ASxH6-2x , phụ thuộc vào đặc tính phụ gia điều kiện gia công Trong giai đoạn đầu trình rắn xi măng Puzơlan, trình hyđrát khoáng clanhke ximăng poóclăng xảy mạnh có mặt phụ gia làm giảm hàm lượng Ca(OH)2 pha lỏng hệ Cũng giảm nồng độ Ca(OH)2, khoáng hyđrôsilicát hyđrôaluminát canxi cao bazơ chuyển thành sản phẩm có độ bazơ thấp Ưu điểm so với ximăng pooclăng: thường có khối lượng riêng khối lượng thể tích nhỏ Tỏa nhiệt nhỏ hơn, tách nước nhỏ hơn, có độ bền xâm thực lớn Nhược điểm: Phát triển cường độ chậm gian đoạn đầu, cường độ cuối cao cường độ ximăng poóclăng mác Tính chịu lạnh độ bền môi trường có thay đổi khô - ẩm Câu 30: Hãy trình bày thành phần khoáng, thành phần hóa ximăng Alumin? Tại lại chọn thành phần khoáng vậy? Cơ sở để lựa chọn nguyên liệu sản xuất ximăng Alumin? TL: - Thành phần hóa: phụ thuộc vào chất lượng nguyên liệu sử dụng phương pháp sản xuất lựa chọn SiO2 (5÷15%); Al2O3 (30÷50%); Fe2O3 (5÷15%); TiO2 (1.5÷2.5%); CaO (35÷45%); MgO (0.5÷1.5%); SO3 (0÷1.2%); K2O (0÷0.4%); Na2O (0÷0.6%) 51 - Thành phần khoáng: Loại 1: CaO.Al2O3 (CA); 12CaO.7Al2O3 (C12A7); 2CaOSiO2 (C2S) Loại 2: CaO.Al2O3 (CA); CaO.2Al2O3 (CA2); 2CaO.Al2O3.SiO2 (C2AS); Loại thủy tinh: CaO.Al2O3 (CA); 2CaO.SiO2 (C2S); 2CaO.Al2O3.SiO2 (C2AS); - Chọn thành phần khoáng vì, thành phần khoáng ximăng alumin phụ thuộc vào thành phần hóa học nguyên liệu phương pháp sản xuất Dựa biểu đồ cấu tử CaO-Al2O3-SiO2, vùng ximăng alumin phân bố vùng tạo khoáng CaO.Al2O3 vùng kết tinh ghelenhít, phụ thuộc vào thành phần chất nấu chảy ximăng alumin (hình) vùng xi măng alumin - Cơ sở để lựa chọn nguyên liệu sản xuất ximăng Alumin: Nguyên liệu đá vôi quặng bôxít Việc lựa chọn nguyên liệu phải dựa vào thành phần ôxít có Bôxít đá vôi + Bôxít: thường sử dụng bôxít có mác từ B-2 đến B-7, phải có thành phần Al2O3 tối thiểu 30% tỷ lệ Al2O3/SiO2 phù hợp với yêu cầu + Đá vôi: phải thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật SiO2 ≤ 1.5% ; MgO ≤ 2% + Ngoài xỉ nhôm sử dụng để chế tạo ximăng alumin, thành phần xỉ phải có hàm lượng Al2O3 từ 75-80% Câu 31: Ảnh hưởng chất lượng nguyên liệu đến phương pháp sản xuất ximăng alumin? Ưu nhược điểm phương pháp? TL: + Chất lượng nguyên nhiên liệu sử dụng phương pháp (pp) nấu chảy PP thiêu kết yêu cầu nhiên liệu sử dụng phải tro, bôxít phải có SiO2 ≤ 8% ; Fe2O3 ≤ 10% + PP thiêu kết: sử dụng lò đứng, lò quay, lưới thiêu, lò tuynen với PP ướt khô 52 - Ưu điểm: tiêu tốn nhiên liệu clanhke dễ nghiền - Nhược điểm: nhiên liệu sử dụng phải tro, yêu cầu chất lượng nguyên liệu cao (bôxít phải có SiO2 ≤ 8% ; Fe2O3 ≤ 10%) => nguyên liệu khó kiếm giá thành cao + PP nấu chảy: PP phổ biến sử dụng lò đứng, lò điện, lò thổi, lò cao - Ưu điểm: Có thể sử dụng Bôxít chất lượng thấp (hàm lượng SiO2 Fe2O3 lớn) Hỗn hợp nấu chảy gồm đá vôi, bôxít, than cốc, phoi bào kim loại Than cốc có tác dụng khử SiO2 thành silíc, sau phối liệu nấu chảy, silíc tác dụng với phoi bào kim loại tạo thành ferốilíc có khối lượng riêng (6,5g/cm3) lớn nhiều KLR XM Alumin (3g/cm3) => phân tầng dễ dàng tách - Nhược điểm: tiêu tốn nhiệt lớn Câu 32: Quá trình rắn XM Alumin? Các tính chất XM Alumin? TL: a) Quá trình rắn chắc: Khi nhào trộn với nước, khoáng có XM alumin hyđrát hóa tạo thành sản phẩm chủ yếu hyđrát canxi aluminát Trong trình hyđrát hóa, trình tỏa nhiệt xảy nhanh, sau ngày tỏa đến 70-80% tổng lượng nhiệt sau vài đóng rắn đạt cường độ cao Tuy nhiên trình rắn chắc, chuyển hóa CAH10 thành C3AH6 nguyên nhân phá hoại cấu trúc bê tong làm giảm cường độ sản phẩm Mức độ trình phụ thuộc vào tỷ lệ N/X, nhiệt độ sản phẩm, phương pháp bảo dưỡng, nồng độ CO2 điều kiện môi trường xung quanh Tổn thất cường độ lớn tỷ lệ N/X lớn, nhiệt độ rắn hỗn hợp cao Để khắc phục tượng giảm cường độ đưa vào XM alumin lượng anhyđric (25-30%)bằng cách nung thạch cao nhiệt độ 600700oC Khi XM rắn có xảy PƯ (C3AH6 + 3CaSO4 + 25H2O = 3CaO.Al2O3.3CaSO4.31H2O ) PƯ xảy thời kỳ đầu rắn XM alumin cải thiện tích chất XD XM alumin nên sử dụng XM đk nhiệt độ thấp 53 b)Các tính chất bản: Khối lượng riêng ga = 3-3,3 g/cm3, khối lượng thể tích dạng tơi 1000-1300 kg/m3, trạng thái chặt từ 1600-1800 kg/m3 Nước tiêu chuẩn tương tự XMPC từ 23-28% Rắn nhanh đông kết chậm ( theo TC Liên Xô thời gian bắt đầu đông kết ko sớm 30phút kết thúc đông kết sau 12h ) Khi rắn kết XM Alumin có phát triển cường độ học nhanh, xác định mác XM Alumin theo kết cường độ thí nghiệm mẫu sau ngày đêm bảo dưỡng nước Sau 1518h cường độ XM alumin đạt 50-90%28 ngày, thông thường lấy ngày 100% sau 7ngày rắn cường độ đạt 120%, 28ngày đạt 140% tháng đạt tới 160% Tuy nhiên XM alumin bị thay đổi độ bền theo thời gian rắn phụ thuộc vào nhiệt độ độ ẩm môi tr Bê tông sử dụng XM alumin bền thấm nước so với bê tông sử dụng XMPC môi trường nước mềm, sunfát, nước biển, nước chứa CO2 dung dịch CaCl2 Ngoài bền so với XMPC tác dụng số chất hữu đường, axít béo, axít phoócmíc số axít hữu khác, bền dung dịch axít vô kiềm 54 [...]... - Thành phần phối liệu : Các tạp chất kiềm + Khả năng ảnh hưởng của hợp chất kiềm đến tính chất pha lỏng + Anh hưởng kiềm đến t/c xi măng Câu 9: Vì sao phải làm lạnh nhanh Clanhke XM? Các dạng thiết bị làm lạnh? Ưu nhược điểm của các thiết bị này ? Vì sao lại chia thiết bị làm lạnh thành nhiều buồng? a)Phải làm lạnh nhanh clanhke XM vì: -Khi làm lạnh các hạt đã thiêu kết thì trong chúng xảy ra các quá... hạt đã thiêu kết thì trong chúng xảy ra các quá trình gây ảnh hưởng lớn đến tính chất của Clanhke và xi măng Clanhke là hệ không cân bằng ,trong quá trình làm lạnh chất nóng chảy xảy ra sự thay đổi tính chất pha lỏng và pha rắn ,phụ thuộc vào thành phần xi măng pooc lăng và có đặc tính rất phức tạp.Alit có thể tách ra từ chất nóng chảy khi làm lạnh nhanh trong khoảng nhiệt độ khác nhau với số lượng... số lượng khác nhau Khi làm lạnh rất chậm tạo thành C3S không bền vững và bị phân hủy -Khi làm lạnh chậm chất nóng chảy trong clanhke hoàn toàn bị kết tinh ,nhưng khi làm lạnh nhanh chất nóng chảy trong clanhke hoàn toàn bị cứng lại ở dạng thủy tinh -Khi làm lạnh clanhke thì có sự phân hủy các hợp chất Các khoáng clanhke có thể ở trạng thái giả bền ,khi làm lạnh chậm trở về trạng thái bền vững.Khoáng... rắn, lỏng, khí -cho năng suất cao ,chất lượng ổn định -mức độ cơ giới hóa và tự động hóa cao -đều sử dụng thiết bị nung dạng lò quay -tạo ra các thành phần khoáng chủ yếu của clanhke *Khác nhau: Lò quay pp ướt: Thiết bị nung và làm nguội -phân hủy đá vôi đất sét trong lò nung -có 6 vùng trong lò nung (vùng sấy, vùng đề hydrat, vùng phân hủy,vùng tỏa nhiệt, vùng thiêu kết, vùng làm lạnh) 16 -lò dài (... lực tác dụng tĩnh điện của vật liệu, hiện tượng bám dính tập hợp khi vật liệu có kích thước nhỏ - Biện pháp nâng cao: + Sử dụng chu trình nghiền kín kết hợp với thiết bị phân ly không khí +Sử dụng biện pháp làm lạnh vỏ máy nghiền → giảm nhiệt độ của máy nghiền + Sử dụng chất trợ nghiền (đây là phụ gia hoạt tính bề mặt, trung hoà về điện, chống bám dính) + Chế độ bổ sung và thay thế bi đạn + Vật liệu... lò đứng lại không ổn định và chất lượng thường thấp hơn so với clanhke xi măng lò quay? TL: *Nguyên nhân về nhiệt: +Nung clanhke lò đứng :lò ngắn ≤ 12m → không có sự phân hủy rõ rệt các quá trình xảy ra trong lò → chế độ nhiệt kém ổn định: +Do áp lực lò lớn +Do độ rỗng xốp không đều +Than lẫn *Công nghệ sản xuất: +Lò thiết kế nung than +Than có hàm lượng tro lớn → giảm chất lượng clanhke +Than trộn... việc hoàn toàn độc lập với khí lò nung Ưu,nhc điểm: Đẩy nhanh quá trình phân huỷ 23 Làm sạch khí thải Tránh được các vấn đề xảy ra do chất bốc Yêu cầu tiêu tốn nhiệt cao e)Thiết bị tiền nung KSV của Kawasaki: Gồm:lò nung canxinơ đặt ở phía dưói của thiết bị gia nhiệt.Lò nung là sự kết hợp của hệ thống vòi phun và buồng xoáy Ưu điểm:Quá trình phân huỷ xảy ra hầu như hoàn toàn Làm tăng công suất lò lên... bC2S nhưng khi làm lạnh chậm thì ở nhiệt độ < 830o ,a'C2S chuyển thành gC2S 14 -Khi tốc độ làm lạnh càng nhanh hàm lượng pha tinh thể kết tinh từ pha lỏng càng nhỏ ,hàm lượng pha thủy tinh càng lớn đồng thời 1 phần MgO nằm trong pha thủy tinh nên không gây ảnh hưởng xấu tới chất lượng clanhke MgO ở dạng tinh thể nhỏ dễ dàng hydrat hóa khi XM đóng rắn,sản phẩm đóng rắn ổn định thể tích hơn,đồng thời khi... C-A-S-F: 1388 độ C C-A-S-F-Na : 1312 độ C C-A-S-F-Na-Mg : 1280 dộ C Qúa trình tạo thành C3S phụ thuộc + Nhiệt động học của chất nóng chảy : tnc,σ, M + Khả năng khuếch tán của cấu tử + Mức độ hòa tan của C2S và CaO và pha lỏng *Các yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến quá trình tạo khoáng - Bản chất của nguyên vật liệu (Đất sét,đá vôi ) - Tỷ lệ thành phần phối liệu : Hàm lượng các thành phần tạo phản ứng chảy -... Hiệu quả kinh tế -dễ vận hành -chất lượng clanhke cao và ổn định do phối liệu có độ đồng nhất cao về thành phần hóa -nhưng năng suất thấp -chi phí nhiên liệu tương đối lớn -lò dài nên tốn diện tích mặt bằng -> tăng chi phí đầu tư Lò quay pp khô: Thiết bị nung và làm nguội -có thiết bị trao đổi nhiệt ngoài lò, -lò nung chỉ có 3-4 vùng (phân hủy đá vôi,tỏa nhiệt ,thiêu kết và làm lạnh) -lò ngắn( tỷ lệ ... xuất chất kết dính vô người ta sử dụng nhiều loại phụ gia nhằm mục đích: điều chỉnh thành phần hoá nguyên liệu mặt khác để cải thiện tính chất kỹ thuật chất kết dính, điều chỉnh mác chất kết dính. .. co thể tồn dạng lkết hoá học, lkết hấp phụ, lkết lực mao dẫn trạng thái tự Nước lkết hoá học nước tham gia vào cấu trúc mạng lưới tinh thể chất tạo thành liên kết hoá trị bị tách nhiêt độ cao... -Khi làm lạnh hạt thiêu kết chúng xảy trình gây ảnh hưởng lớn đến tính chất Clanhke xi măng Clanhke hệ không cân ,trong trình làm lạnh chất nóng chảy xảy thay đổi tính chất pha lỏng pha rắn ,phụ