1. Thành phần hoá học:
a. Hàm lượng:
Muốn cho ximăng đảm bảo chất lượng thành phần hoá học của ximăng thường là :
CaO : 63 ÷ 66%
SiO2 : 21 ÷ 24% Al2O3 : 4 ÷ 8% Fe2O3 : 2 ÷ 4%
-Ngoài ra còn một ít các tạp chất như MgO, CaO dạng hạt già lửa gây mất ổn định thể tích nên cần phải hạn chế
MgO : < 4,5%
SO3 : < 3%
b. Vai trò của các thành phần:
* CaO: là thành phần chủ yếu nhất của ximăng pooclăng, nó kết hợp với SiO2, Al2O3, Fe2O3 tạo thành các khoáng chính của ximăng. Lượng CaO vừa phải làm ximăng có cường độ cao; nếu lượng CaO quá nhiều (tức SiO2 ít đi tương đối) sẽ khó nung luyện, hao tốn than, giảm bớt sản lượng, đồng thời tồn tại nhiều CaO tự do dạng hạt già lửa gây mất ổn định thể tích và làm cho ximăng dễ bị ăn mòn.
* SiO2: cũng là thành phần chủ yếu của ximăng, kết hợp với CaO tạo ra hai khoáng chính là C2S (2CaO.SiO2 : bêlit) và C3S (3CaO.SiO2 : alit) quyết định cường độ ximăng. Nếu SiO2 quá nhiều thì thời gian ninh kết của ximăng kéo dài, ximăng kém dính kết và không đủ CaO để tác dụng với các chất khác nên clinke dễ bị tã thành bột, hạ thấp sản lương và làm giảm cường độ ximăng. Nếu SiO2 quá ít thì hàm lượng C3S giảm làm giảm cường độ ximăng.
*Al2O3: Kết hợp với CaO và Fe2O3 tạo ra khoáng C3A (3CaO.Al2O3 : aluminat tricanxit) và C4AF (4CaO. Al2O3. Fe2O3 : fero aluminat têtracanxit), C3A có tác dụng làm cho thời gian ngưng kết và rắn chắc của ximăng nhanh hơn. Nếu Al2O3 quá nhiều thì nhiệt độ nung sẽ cao, thời gian ninh kết nhanh nhưng cường độ ximăng giảm, nhiệt thuỷ hoá lớn dễ gây ứng suất nhiệt và dễ gây ăn mòn sunfat. Ngược lại, nếu lượng Al2O3 quá ít thì thời gian ninh kết của ximăng sẽ kéo dài, nhiệt độ nung thấp dẫn đến chất lượng ximăng không cao.
*Fe2O3 : là thành phần thứ yếu có tác dụng làm giảm nhiệt độ nung. Nếu Fe2O3 quá nhiều nhiệt độ nung giảm nhưng chất lượng ximăng không cao. Nếu Fe2O3 quá ít nhiệt độ nung phải cao hơn, khó nung hơn, tốn nhiều than, sản lượng ximăng giảm.
* MgO : là thành phần có hại cho ximăng. MgO thường ở dạng tự do. Khi được
nung quá 1450oC thì MgO thuỷ hoá rất chậm, nở thể tích gây mất ổn định thể tích .
2. Nguyên liệu:
- Để đạt yêu cầu về thành phần hoá học như trên cho ximăng, các loại nguyên liệu cần có thành phần CaCO3 từ 75÷78% và các thành phần khác (SiO2, Al2O3, Fe2O3...) khoảng 22÷25%. Trong tự nhiên các loại đá có sẵn thành phần như trên rất hiếm nên thường phải phối liệu theo phương pháp nhân tạo.
- Nguyên liệu chủ yếu để sản xuất ximăng pooclăng là đá vôi canxit (không dùng đá vôi đôlômit vì chứa nhiều MgO có hại cho ximăng), đất sét, đá thạch cao, than và quặng sắt (nếu trong đất sét thiếu tỷ lệ Fe2O3).
* Đá vôi: phải chứa lượng CaO từ 45 ÷ 56% tức thành phần CaCO3 phải chiếm 75
÷ 100%. Trong tính toán thường dùng 1,3 tấn đá vôi để sản xuất ra 1 tấn clinke.
* Đất sét: yêu cầu hạt mịn đều, không lẫn cát sạn và rác bẩn và đảm bảo các chỉ
tiêu sau : + hàm lượng SiO2 = 50 ÷ 58% + hệ số aluminat p = 2 ÷ 4% + hàm lượng MgO < 3%
* Thạch cao: lượng thạch cao thường dùng khoảng 3 ÷ 5% trọng lượng clinke.
* Quặng sắt: chứa trên 40% Fe2O3, chỉ thêm vào khi trong đất sét ít Fe2O3.
* Than: phải có khả năng toả nhiệt 5000 Kcal/kg than, lượng tro dưới 10 ÷ 15% , không khói, lượng cacbon cố định nhiều. Muốn sản xuất 1 tấn clinke thường dùng hết 0,27 tấn than.
- Thường thì tỷ lệ phối liệu giữa Đá vôi : Đất sét ≅ 3 : 1 theo khối lượng.