1. Thành phần hố học:
a. Hàm lượng:
Muốn cho ximăng đảm bảo chất lượng thành phần hố học của ximăng thường là :
CaO : 63 ÷ 66%
SiO2 : 21 ÷ 24%
Al2O3 : 4 ÷ 8% Fe2O3 : 2 ÷ 4%
-Ngồi ra cịn 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%
Giáo án Vật liệu xây dựng Trang 105
b. Vai trị của các thành phần:
* CaO: là thành phần chủ yếu nhất của ximăng pooclăng, nĩ kết hợp với SiO2,
Al2O3, Fe2O3 tạo thành các khống chính của ximăng. Lượng CaO vừa phải làm ximăng cĩ cường độ cao; nếu lượng CaO quá nhiều (tức SiO2 ít đi tương đối) sẽ khĩ 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 mịn.
* SiO2: cũng là thành phần chủ yếu của ximăng, kết hợp với CaO tạo ra hai khống
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 khơng 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 khống C3A (3CaO.Al2O3 : aluminat tricanxit) và C4AF (4CaO. Al2O3. Fe2O3 : fero aluminat têtracanxit), C3A cĩ 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 hố lớn dễ gây ứng suất nhiệt và dễ gây ăn mịn 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 khơng cao.
*Fe2O3 : là thành phần thứ yếu cĩ tác dụng làm giảm nhiệt độ nung. Nếu Fe2O3 quá nhiều nhiệt độ nung giảm nhưng chất lượng ximăng khơng cao. Nếu Fe2O3 quá ít nhiệt độ nung phải cao hơn, khĩ nung hơn, tốn nhiều than, sản lượng ximăng giảm.
* MgO : là thành phần cĩ hại cho ximăng. MgO thường ở dạng tự do. Khi được
nung quá 1450oC thì MgO thuỷ hố rất chậm, nở thể tích gây mất ổn định thể tích .
2. Nguyên liệu:
- Để đạt yêu cầu về thành phần hố học như trên cho ximăng, các loại nguyên liệu
cần cĩ thành phần CaCO3 từ 75÷78% và các thành phần khác (SiO2, Al2O3, Fe2O3...)
khoảng 22÷25%. Trong tự nhiên các loại đá cĩ 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 vơi canxit (khơng dùng đá vơi đơlơmit vì chứa nhiều MgO cĩ hại cho ximăng), đất sét, đá thạch cao, than và quặng sắt (nếu trong đất sét thiếu tỷ lệ Fe2O3).
* Đá vơi: phải chứa lượng CaO từ 45 ÷ 56% tức thành phần CaCO3 phải chiếm 75
÷ 100%. Trong tính tốn thường dùng 1,3 tấn đá vơi để sản xuất ra 1 tấn clinke.
* Đất sét: yêu cầu hạt mịn đều, khơng 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. Thạch cao phải sạch và cĩ hàm lượng CaSO4.2H2O trên 80%.
* Quặng sắt: chứa trên 40% Fe2O3, chỉ thêm vào khi trong đất sét ít Fe2O3.
* Than: phải cĩ khả năng toả nhiệt 5000 Kcal/kg than, lượng tro dưới 10 ÷ 15% , khơng khĩi, 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 vơi : Đất sét ≅ 3 : 1 theo khối lượng.