TÌM HIỂU CÁC NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT XI MĂNG

TÌM HIỂU CÁC NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT XI MĂNG TÌM HIỂU CÁC NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT XI MĂNG A CLANKER Là thành phần chủ yếu định đến tính chất xi măng I Thành phần hóa học clanker Cao: 58 - 67% Na2O: 0,1 - 0,3% SiO2: 18 - 26% K2O: 0,1 - 0,3% Al2O3: - 8% TiO2: 0,1 - 0,3% Fe2O3: - % SO3: 0,1 - 0,5% MgO: 0,5 - 5% Oxit canxi(CaO) Oxit canxi tham phản ứng với tất oxit Fe 2O3 , Al2O3, SiO2 để tạo thành khống clanker Clanker chứa nhiều CaO tạo thành nhiều khoáng C3S làm cho xi măng phát triển cường độ nhanh, mác cao xi măng có nhiều CaO clanker bền môi trường xâm thực Nếu canxi dạng tự làm cho đá xi măng bị nở thể tích phá vỡ cấu kiện xây dựng Oxit nhôm(AL2O3) Oxit nhôm chủ yếu phản ứng với CaO Fe 2O3 tạo khoáng họ aluminat canxi alumopherit Xi măng chứa nhiều Al2O3 ninh kết đóng rắn nhanh tỏa nhiều nhiệt, bền môi trường sunfat nước, không bền nhiệt độ cao Oxit silic(SiO2) Oxit silic tác dụng chủ yếu với CaO để tạo khoáng silicat canxi( C 2S, C3S) Khi q nhiều SiO2 xi măng đóng rắn chậm , cường độ ban đầu thấp tỏa nhiệt đóng rắn, bền mơi trường xâm thực CƠNG TY TNHH SXVLXD THÀNH CƠNG Page TÌM HIỂU CÁC NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT XI MĂNG Oxit sắt(Fe2O3) Oxit sắt phản ứng với CaO Al 2O3 tạo thành khống alumopherit canxi nóng chảy nhiệt độ thấp Clanker chứa nhiều Fe 2O3 làm giảm mác xi măng, tốc độ đóng rắn chậm, tạo nhiều chất chảy gây bám dính lị, khó nung xi măng lại bền môi trường sunfat Tuy nhiên hàm lượng thấp không đủ chất nóng chảy, khó phản ứng tạo thành khống Oxit magie( MgO) Oxit maggie tạo thành dung dịch rắn với khống C 3S làm tăng hoạt tính khống này, hàm lượng MgO lớn tạo khoáng periclaz phản ứng chậm với nước gây nở thể tích phá vỡ cấu trúc xi măng Oxit kiềm Oxit kiềm tạp chất có hại đất sét đưa vào , làm giảm cường độ xi măng, hàm lượng lớn 1% gây tượng ăn mịn II Thành phần khống clanker C3S: 45- 60% C4AF: 10- 15% C2S: 20- 30% C3A: 4- 15% Alit( C3S) Phản ứng nhanh với nước tỏa nhiều nhiệt, tạo xi măng cường độ cao, đóng rắn nhanh không bền môi trường sunfat Belit( C2S) Phản ứng với nước tỏa nhiệt, sản phẩm đóng rắn chậm sau 28 ngày alit Canxi aluminat( C3A) Là khoáng quan trọng với alit tạo cường độ ban đầu đá xi măng Xi măng nhiều C3A tỏa nhiều nhiệt đóng rắn, làm cho xi măng khơng bền sunfat CƠNG TY TNHH SXVLXD THÀNH CƠNG Page TÌM HIỂU CÁC NGUN LIỆU SẢN XUẤT XI MĂNG Xê lit( C4AF) Nóng chảy 1250oC trở thành pha lỏng tạo môi trường cho phản ứng khống C3S Khi có khống xi măng làm cho xi măng có cường độ thấp, thời gian đơng kết chậm bền sunfat B Thạch cao Thành phần thạch cao muối canxi sunfat ngậm hai phân tử nước CaSO4.2H2O Khoáng thạch cao CaSO4.2H2O nung 100-180oC điều kiện môi trường lưu thông nhận thạch cao khan CaSO4.0,5H2O Khi không pha phụ gia thạch cao thiên nhiên, xi măng đông kết nhanh tạo sản phẩm cường độ thấp Thạch cao có tác dụng làm giảm q trình hydrat hố C3A lại làm tăng q trình hydrat hóa C 3S tham gia SO42- vào cấu trúc C-S-H Nhưng nhiều hàm lượng thạch cao làm giảm cường độ C-S-H làm thay đổi tỷ lệ C/S gel C-S-H Thạch cao có tác dụng tăng tời gian đơng kết xi măng nhiều 5% thời gian bắt đầu giảm C Chất trợ nghiền Chất trợ nghiền chất phụ gia hoạt tính bề mặt Nhờ xâm nhập chất lỏng chất phụ gia hoạt tính bề mặt mà mạng vết nứt vật liệu phát triển lớn rộng khắp, làm mềm lớp bề mặt vật liệu, tạo điều kiện phá hủy chúng đập nghiền I Chất trợ nghiền tăng chất lượng nghiền ức chế trình hợp hạt HEA-2 Tỉ trọng riêng: 1,145 – 1,175 pH: 8-10 HEA-2 hiệu nghiền chu trình kín chu trình hở HEA2 cải thiện đáng kể giệu nghiền giảm thiểu sức căng bề mặt, nguyên nhân tạo tượng pack set CƠNG TY TNHH SXVLXD THÀNH CƠNG Page TÌM HIỂU CÁC NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT XI MĂNG Tỷ lệ sử dụng: tính theo gam HEA-2 cho xi măng độ mịn theo tỷ diện : Blaine(cm2/g) 2700-3500 3500-4500 > 4500 HEA-2 100-200 200-400 400-600 Hiệu quả: - Tăng suất nghiền đến 40% - Tăng cường độ xi măng - Tăng độ linh động xi măng - Tăng tỷ trọng 5%, từ tăng hiệu chứa si lô xe trở xi măng rời - Kéo dài thời gian động kết II TDA: Phụ gia cải thiện chất lượng cường độ xi măng Mức độ nghiền TDA thấp HEA-2, song lại tăng tiêu đóng rắn tính chất xi măng như: chống packset, giảm lượng nước tiêu chuẩn, tăng cường độ bê tông Chất trợ nghiền TDA730 TDA735 TDA770 Tỉ trọng riêng 1.21(±0.01) 1.2(±0.01) 1.17((±0.01) pH 8-10 8-10 8-10 Tỉ lệ sử dụng: 0.1-0.3% Hiệu quả: - Tăng cường độ xi măng làm cho sản phẩm có chất lượng tốt - Giảm chi phí nghiền cho đơn vị sản phẩm qua việc thay clanker phụ gia hoạt tính xỉ lị cao, tro bay phụ gia trơ đá vôi III DDA-7: hợp chất muối hydroxycatic aromatic, khơng độc tính, màu nâu tan vơ hạn nước CƠNG TY TNHH SXVLXD THÀNH CƠNG Page TÌM HIỂU CÁC NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT XI MĂNG pH = Tỉ trọng riêng: 1.07 – 1.1 Tỷ lệ sử dụng: 0.01-0.03% với xi măng độ mịn trung bình 0.03-0.06% với xi măng độ mịn cao siêu mịn Hiệu quả: Thí nghiệm Chất phụ gia DDA-7 HEA-2 DDA-7 HEA-2 %trọng lượng 0.01 0.02 0.02 0.02 Tăng suất 17.3 13.9 15.5 9.3 IV CBA-1250: Phụ gia tăng cường chất lượng, tăng cường độ cho xi măng pH = 6-8 Tỉ trọng riêng: 1.08 – 1.12 Tỷ lệ sử dụng: 0.06 – 0.12% Hiệu quả: - Cải thiện độ linh động xi măng, tăng hiệu nghiền máy nghiền máy phân ly - Tăng cường độ, nâng cao chất lượng xi măng V ESE Chủ yếu sử dụng tăng cường độ sớm xi măng Ngoài ra, ESE đảm bảo tính phụ gia trợ nghiền tăng suất nghiền, tăng độ linh động xi măng Một số loại ESE Chất trợ nghiền ESE 142 Tỉ trọng riêng 1.03-1.08 CÔNG TY TNHH SXVLXD THÀNH CÔNG pH 10-12 Page TÌM HIỂU CÁC NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT XI MĂNG ESE 342 ESE 134 ESE 242 ESE 223 1.12-1.16 1.03-1.08 1.03-1.08 1.05-1.1 9.5-11.5 10-12 10-12 9.5-11.5 Tỷ lệ sử dụng: 0.25-0.7% Hiệu quả: giúp xi măng tăng cường độ sớm(R1,3,7) lên đến 22%(R3) so với mẫu không sử dụng VI Thí nghiệm trợ nghiền HOA NAM Thí nghiệm so sánh hiệu loại trợ nghiền HOA NAM M0: mẫu gốc M1: M0 + 0.03% HN1 M2: M0 + 0.04% HN2 M3: M0 + 0.08% CBA 1250 M4: M0 + 0.14% TDA770 Kết quả: Mẫu M0 M1 M2 M3 M4 Độ mịn 5.0 4.4 4.4 3.4 4.0 Blaine 3840 3991 4040 4278 4008 R1 9.3 9.6 9.3 9.6 10.0 R3 17.5 19.6 18.4 18.7 19.6 R7 22.8 25.3 23.7 24.3 24.0 R28 30.6 32.1 32.5 33.1 31.5 Nhận xét: - Tất loại trợ nghiền giúp nâng cao độ mịn, cường độ xi măng - Chất trợ nghiền CBA 1250 mang lại hiệu tốt so cho xi măng D Các loại phụ gia Phụ gia hoạt tính: loại vật liệu vơ thiên nhiên nhân tạo có chứa thành phần hoạt tính(SiO2, Al2O3) có khả kết hợp với Ca(OH)2 qua q trình hoạt hóa trở thành kết cấu bền vững Phụ gia hoạt tính sử dụng xi CƠNG TY TNHH SXVLXD THÀNH CƠNG Page TÌM HIỂU CÁC NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT XI MĂNG măng puzolan tự nhiên: tro núi lửa, đá bột,… puzolan nhân tạo: tro bay, sét nung,… loại xỉ luyện kim: xỉ lò cao, xỉ thép Phụ gia trơ: gồm vật liệu khơng tham gia q trình hydrat hóa Phụ gia trơ sử dụng công nghiệp xi măng gồm đá vôi, đá vôi silic, đá sét đen,… I Phụ gia khống hoạt tính xỉ Xỉ thành phẩm ngành công nghiệp luyện kim Thành phần chủ yếu SiO2 vơ định hình alumosilicat CaO Xỉ chất kết dính độc lập, kích thước hạt xỉ thường < 45µm Thành phần xỉ: SiO2: 34-37% Fe2O3: ≈1% Al2O3: 10-13% Na2O: 0.3-0.5% CaO: 38-44% K2O: 0.3-0.5% SO3: 8-11% Một số tiêu: - MKN < 1.5% - Khối lượng riêng: 2.85-2.95 g/cm3 Ảnh hưởng xỉ đến tính chất vữa xi măng, bê tơng: - Giảm lượng nước sử dụng - Tăng thời gian bắt đầu kết thúc đông kết - Giảm lượng nhiệt q trình hydrat hóa - Tăng khả chống phản ứng hóa học - Bền mơi trường sunfat xâm thực Thí nghiệm trộm xỉ vào xi măng OPC - Thí nghiệm trộn xỉ thép lị hồ quang điện( xỉ EAF) lấy từ nhà máy sản xuât thép Đồng Tiến, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu xỉ GBFS vào xi măng pooc lăng Xỉ xi măng pooc lang PC40 lấy từ công ty xi măng Hà Tiên Công thức thành phần mẫu vữa thí nghiệm: Tên % EAF % % CƠNG TY TNHH SXVLXD THÀNH CƠNG Nước/ Cát/ Mơi trường dưỡng Page TÌM HIỂU CÁC NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT XI MĂNG mẫu S0 S10 S20 S30 S40 SG20 G40 GBFS 10 20 30 40 20 20 40 OPC 100 90 80 70 60 60 60 hỗn hợp 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 hỗn hợp 3 3 3 Thường + ăn mòn Thường Thường + ăn mòn Thường Thường + ăn mòn Thường + ăn mòn Thường + ăn mòn Kết quả: - Lượng nước tiêu chuẩn vữa xi măng giảm theo tỉ lệ xỉ thép thay khoảng 10-40% - Thời gian bắt đầu kết thúc đóng rắn mẫu trộn xỉ thép kéo dài mẫu chứa OPC Hàm lượng xỉ thay lớn thời gian đơng kết kéo dài - Cường độ vữa xi măng tuổi ngắn ngày mẫu pha xỉ phát triển chậm, nhiên tuổi dài ngày mẫu phát triển cường độ nhanh đặc biệt mẫu G40 CÔNG TY TNHH SXVLXD THÀNH CÔNG Page TÌM HIỂU CÁC NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT XI MĂNG - Khi thí nghiệm độ ăn mịn mẫu vữa xi măng môi trường Na 2SO4 5%, MgSO4 5%, HCl 0.5M ta thấy tất mẫu tiếp xúc với mơi trường ăn mịn bị giảm cường độ nén, suy giảm tăng dần theo thời gian Mẫu G40 SG20 có độ bền cao mẫu cịn lại mơi trường ăn mịn CƠNG TY TNHH SXVLXD THÀNH CƠNG Page TÌM HIỂU CÁC NGUN LIỆU SẢN XUẤT XI MĂNG II Phụ gia khoáng hoạt tính tro bay Tro bay nhiệt điện chất thải thu từ khói nhà máy nhiệt điện chạy than Chúng có dạng hình cầu, đường kính trung bình từ 9-15µm; tỉ diện từ 3000-6000 cm2/g, khối lượng riêng khoảng 2,1g/cm3 Tro bay chứa lượng lớn SiO2 trạng thái vơ định hình Phân loại - Loại F: hàm lượng CaO ≤ 10% C dư ≤ 5% - Loại C: Hàm lượng CaO đến 30% C dư ≤ 2% Thành phần hóa học tro bay: Loại tro SiO2 Al2O3 Loại F 52 23 Loại C 35 18 Hàm lượng sử dụng : Fe2O3 11 CaO 21 SO3 0.8 4.1 Na2O 1.0 5.8 K2O 2.0 0.7 - Loại F: 15-20% - Loại C: 15-40% Ảnh hưởng tro bay đến tính chất xi măng: - Tăng thời gian đóng rắn: Mẫu Không sử dụng tro bay Sử dụng tro bay loại F Sử dụng tro bay loại C Thời gian bắt đầu 4h15 4h50 4h40 Thời gian kết thúc 5h30 6h45 6h15 -Tăng mác bê tông tuổi muộn - Giảm xâm thực nước CÔNG TY TNHH SXVLXD THÀNH CƠNG Page 10 TÌM HIỂU CÁC NGUN LIỆU SẢN XUẤT XI MĂNG - Tăng độ dẻo vữa xi măng - Xi măng độ bền sunfat cao - Dễ dạng bơm phun nhờ tinh cầu tròn nhỏ III Đá mạt Đá mạt phụ gia trơ chứa hàm lượng CaO cao(≥ 85%) có tác dụng giảm chi phí sản xuất xi măng pooc lăng pha đá vôi với tỷ lệ đến 10% giữ đặc tính tương tự xi măng pooc lăng khơng pha CaO Ngồi ra, đá vơi cịn giúp tăng khả thủy hóa, nâng cao khả chống ăn mòn IV Diệp thạch, silic đỏ Diệp thạch, silic đỏ phụ gia trơ chứa nhiều hàm lượng SiO ( > 50% diệp thạch, > 80% silic đỏ) Sử dụng silic đỏ làm phụ gia tốt diệp thạch nhiên sử dụng nhiều silic đỏ tạo sản phẩm xi măng có màu khơng phù hợp với thị yếu khách hàng trình sản xuất người ta sử dụng diệp thạch với tỉ lệ thích hợp để tạo sản phẩm vừa có tính chất tốt vừa có màu đẹp V Đá đen xay Đá đen xay phụ gia trơ có hàm lượng SiO2 ≈ 52% CaO ≈ 15%, sử dụng đá đen xay tạo ảnh hưởng tương tự sử dụng diệp thạch Tuy nhiên, độ cứng cao nên cần nhiều lượng trình nghiền mịn VI Vơi trạt Là chất kết dính vô cơ, thành phần chứa nhiều CaO gồm vôi bột lượng hạt sạn định(vôi chưa tôi; vôi non già lửa; bã than) Trong khơng khí vữa vôi rắn lại ảnh hưởng hai trình: - Sự nước vữa làm Ca(OH)2 chuyển dần từ trạng thái keo sang kết tinh - Quá trình cacbonat hóa tác dụng khí CO2 khơng khí CƠNG TY TNHH SXVLXD THÀNH CƠNG Page 11 ... cường độ ban đầu đá xi măng Xi măng nhiều C3A tỏa nhiều nhiệt đóng rắn, làm cho xi măng khơng bền sunfat CƠNG TY TNHH SXVLXD THÀNH CƠNG Page TÌM HIỂU CÁC NGUN LIỆU SẢN XUẤT XI MĂNG Xê lit( C4AF)... nghiền giảm thiểu sức căng bề mặt, nguyên nhân tạo tượng pack set CƠNG TY TNHH SXVLXD THÀNH CƠNG Page TÌM HIỂU CÁC NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT XI MĂNG Tỷ lệ sử dụng: tính theo gam HEA-2 cho xi măng độ...TÌM HIỂU CÁC NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT XI MĂNG Oxit sắt(Fe2O3) Oxit sắt phản ứng với CaO Al 2O3 tạo thành khống alumopherit canxi nóng chảy nhiệt độ thấp Clanker