1.1.6.5. Xâm thực do mài mòn cơ học
Đây là một dạng xâm thực bê tơng xảy ra khá phổ biến ở các cơng trình thủy lợi như tràn xả lũ, các loại cống, bê tông gia cố kè sông, kè biển. Dưới tác động mài mịn của dịng nước chảy xiết và sóng, đá xi măng trên bề mặt bê tông sẽ bị dịng nước bào mịn, sau đó các hạt có kích thước lớn hơn (hạt cốt liệu nhỏ, cốt liệu lớn) sẽ bị rửa trôi do khơng cịn liên kết làm cho bê tơng dần bị xâm thực.
1.1.7. Ăn mòn do axit
Nước thải công nghiệp thường chứa một số acid như HCl,.. Nước có chứa acid pH < 7. Trong nước chứa acid vô cơ hay acid hữu cơ, sự hịa tan của Ca(OH)2 xảy ra càng nhanh. Vì ngồi sự hịa tan lý học của hydroxit calci, cịn có phản ứng hóa học, tạo thành hợp chất mới hòa tan rất nhanh:
2HCl + Ca(OH)2 → CaCl2 + H2O
CaCl2 hịa tan mạnh. Ngồi ra, acid cịn có thể phá hủy cả các khống bền vững như CSH của đá xi măng. Sự ăn mòn xi măng càng mạnh khi độ pH của nước càng nhỏ.
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. HUỲNH THỊ HẠNH
25
SVTH: VŨ QUỐC THỐNG – 1713363 NGUYỄN THÀNH LUÂN − 1812998
1.1.8. Giải thích cơ chế chống lại xâm thực của xi măng bền sunfate
Từ các tác nhân gây ăn mòn được đưa ra thì một cơng trình có thể bị hư hại từ một hay nhiều nguyên nhân khác nhau và tác nhân chính được chú ý nghiên cứu để giải quyết vấn đề trên là việc xử lý hàm lượng Ca(OH)2 trong xi măng, đồng thời xi măng bền nước biển có hàm lượng C3A phải được kiểm sốt ở mức thấp (< 5%) nhằm giảm hình thành muối sunfate từ đó sẽ làm giảm khả năng xâm nhập sunfate vào bê tông. C3S (tricalcium Silicate): khi trộn xi
măng với nước, hai giai đoạn đầu xảy ra quá trình tác dụng nhanh của khống Alite với nước và đạt độ bền cực đại ngay trong giai đoạn đầu của q trình hydrat hóa:
2C3S + 6H2O → C3S2H3 + 3Ca(OH)2
C2S (Dicalcium Silicate): Khi Ca(OH)2 tách ra từ Alite, khoáng Belit sẽ thủy phân chậm hơn và giải phóng ít Ca(OH)2 hơn:
2C2S + 4H2O → C3S2H3 + Ca(OH)2
C3A (tricalcium Aluminate): hydrat hóa tạo khống Ettringite dạng tinh thể hình kim được hình thành với lượng lớn nhờ pha aluminate phản ứng với thạch cao lấp đầy các không gian rỗng cho đá xi măng cường độ cao.
C3A + 6H2O → 3C3AH6 (đóng rắn nhanh)
C3A + CaSO4.2H2O → 3CaO.Al2O3.3CaSO4.31H2O (Ettringite) kéo dài thời đóng rắn
Vậy giải pháp ở đây là dùng xi măng bền nước biển có hàm lượng C3A thấp, giảm muối sunfate.
1.1.9. Những cơng trình điển hình
Xi măng bền nước biển được sử dụng điển hình tại các đập thủy điện Đại Nga, cơng trình thủy điện Dak Nơng hay đập thủy điện Đại Bình.
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. HUỲNH THỊ HẠNH
26
SVTH: VŨ QUỐC THỐNG – 1713363 NGUYỄN THÀNH LUÂN − 1812998
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. HUỲNH THỊ HẠNH
27
SVTH: VŨ QUỐC THỐNG – 1713363 NGUYỄN THÀNH LUÂN − 1812998
Hình 1.9 Dự án thủy điện Đại Bình [10]
Hình 1.10 Đập thủy điện Đại Nga [11]
1.1.10. Những tiêu chuẩn liên quan xi măng bền nước biển (Sulfate resistant portland cement)
TCVN 6067:2018 do Viện Vật liệu Xây dựng - Bộ Xây dựng biên soạn, Bộ
Xây dựng đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ cơng bố.
• Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này áp dụng cho XMP bền nước biển.
• Tài liệu viện dẫn
Các tài liệu viện dẫn sau là cần thiết khi sử dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn khơng ghi năm cơng bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm các bản sửa đổi, bổ sung (nếu có).
TCVN 141, Xi măng poóc lăng - Phương pháp phân tích hóa học; TCVN 4030, Xi măng - Phương pháp xác định độ mịn;
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. HUỲNH THỊ HẠNH
28
SVTH: VŨ QUỐC THỐNG – 1713363 NGUYỄN THÀNH LUÂN − 1812998
TCVN 4787 (EN 196-7), Xi măng - Phương pháp lấy mẫu và chuẩn bị mẫu thử; TCVN 6016 (ISO 679), Xi măng - Phương pháp thử - Xác định cường độ; • Quy định chung
XMP bền nước biển là sản phẩm được nghiền mịn từ clinker XMP bền nước biển với lượng thạch cao cần thiết. Có thể sử dụng phụ gia công nghệ nhưng không quá 1% so với khối lượng clinker.
Thạch cao sử dụng để sản xuất xi măng poóc lăng bền sulfat theo TCVN 9807. Phụ gia cơng nghệ theo TCVN 8878.
• Phân loại
- Xi măng portland bền sulfate trung bình, ký hiệu: PCMSR
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. HUỲNH THỊ HẠNH
29
SVTH: VŨ QUỐC THỐNG – 1713363 NGUYỄN THÀNH LUÂN − 1812998
• Yêu cầu kĩ thuật
1. Hàm lượng mất khi nung (MKN), % không lớn hơn
3
2. Hàm lượng magnesi oxide (MgO), % không lớn hơn
5
3. Hàm lượng sắt oxide (Fe2O3), % không lớn hơn
6
4. Hàm lượng nhôm oxide (Al2O3), % không lớn hơn
6
5. Hàm lượng sulfur trioxide (SO3), % không lớn hơn
3
6. Hàm lượng tri calci aluminat (C3A), % không lớn hơn
5
7. Tổng hàm lượng tetra calci fero aluminat và hai lần tri calci aluminat (C4AF + 2C3A), % không lớn hơn
25
8. Hàm lượng kiềm quy đổi Na2Oqđ, % khơng lớn hơn
0.6
Có thể tham khảo một số tiêu chuẩn của các nước khác: Tiêu chuẩn Hoa Kỳ ASTM C150 (Type II).
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. HUỲNH THỊ HẠNH
30
SVTH: VŨ QUỐC THỐNG – 1713363 NGUYỄN THÀNH LUÂN − 1812998
KẾT LUẬN
Từ những dữ kiện, các dẫn chứng số liệu đã được nêu ở phía trên, rõ ràng thấy được sự quan tâm đặc biệt từ chính phủ thơng qua các nghị quyết, nhu cầu sử dụng xi măng bền nước biển cho các cơng trình ven biển, đê đập, các cơng trình ngầm,… Ngày càng lớn vì sự biến đổi khí hậu, nước biển dâng khiến vấn đề bị ăn mòn BT và BTCT đang là vấn đề nghiêm trọng của ngành xây dựng trong những năm gần đây. Với ưu điểm của xi măng bền nước biển như giảm thiểu các ion sunfate, cacbonate, clorua,… ăn mòn, đảm bảo sự an tồn cho cốt thép, duy trì được tuổi thọ cho cơng trình, phù hợp với khí hậu, điều kiện tự nhiên ở Việt Nam, xi măng bền nước biển có nhiệt độ hidrat thấp giúp làm giảm các vết nứt xuất hiện. Vì vậy, để đáp ứng nhu cầu xây dựng cùng với sự ủng hộ từ chính phủ chúng em sẽ thiết kế định hình dây chuyền cơng nghệ nhà sản xuất
clinker xi măng portland bền nước PCSR 40 với công suất 1.5 triệu tấn / năm để giải
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. HUỲNH THỊ HẠNH
31
SVTH: VŨ QUỐC THỐNG – 1713363 NGUYỄN THÀNH LUÂN − 1812998
CHƯƠNG 2. LỰA CHỌN ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG, NGUỒN NGUYÊN LIỆU, PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT
2.1. Lựa chọn địa điểm xây dựng, nguyên vật liệu, phương thức sản xuất 2.1.1. Mục đích lựa chọn vị trí nhà máy 2.1.1. Mục đích lựa chọn vị trí nhà máy
- Một trong những nhân tố làm nên giá trị của sản phẩm là vị trí nhà máy. Khi thuận lợi về vị trí thì giá thành sẽ càng thấp là tiền đề cho sự cạnh tranh càng cao. - Để xây dựng một nhà máy xi măng cần đạt được các yêu cầu nghiêm ngặt để đảm
bảo các vấn đề về bền vững, an tồn. - Trong đó các u cầu cụ thể gồm:
+ Khu vực đặt nhà máy gần nguồn nguyên liệu: các núi đá vôi, đất sét có trữ lượng lớn và đảm bảo các nguồn nguyên liệu khác. Về địa hình khu đất phải là khu đất cao, tránh ngập lụt và phù hợp để bố trí dây chuyền.
+ Cách xa khu dân cư, phải tránh ảnh hưởng sức khỏe cho người dân.
+ Vị trí có đường xá, cơ sở hạ tầng thuận tiện như cầu cảng, đường thủy, đường bộ, đường sắt.
+ Cần xét đến sự quy hoạch đất đai, kinh tế, mở ra điều kiện phát triển cho nhà máy trong tương lai. Việc xây dựng nhà máy cần sự thuận tiện trong việc cung cấp vật tư xây dựng nhằm tiết kiệm chi phí hơn nữa là trong việc tu sửa, vận hành sau này.
2.1.2. Vị trí địa lý
Đề tài chọn địa chỉ nhà máy tại: xã Minh Tâm, huyện Hớn Quản, tỉnh Bình Phước là vị trí phù hợp với các điều kiện trên để thuận tiện trong việc mở nhà máy xi măng.
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. HUỲNH THỊ HẠNH
32
SVTH: VŨ QUỐC THỐNG – 1713363 NGUYỄN THÀNH LUÂN − 1812998
Hình 2.1 Vị trí đặt nhà máy tại huyện Hớn Quản, tỉnh Bình Phước 2.1.3 Cơ sở hạ tầng phát triển, giao thông thuận lợi 2.1.3 Cơ sở hạ tầng phát triển, giao thông thuận lợi
- Đường bộ: vị trí của nhà máy nằm gần tuyến quốc lộ chính: quốc lộ 13 nối TP.HCM, Bình Dương, đi qua các huyện Chơn Thành, Bình Long, Lộc Ninh đến cửa khẩu Hoa Lư và nối với quốc lộ 7 của Campuchia, quốc lộ 14 nối Bình Phước với các tỉnh Tây Nguyên.
2.1.4 Cách xa khu dân cư, đô thị
- Khu vực này nằm dọc theo quốc lộ 13 cách xa khu dân cư nhưng vẫn đảm bảo được nguồn nhân lực rẻ và dồi dào.
- Huyện Hớn Quản có dân số cụ thể là 100.262 người (số liệu cập nhật 31/12/2016), đây vừa là cơ hội để người dân ở đây có việc làm, vừa là động lực để các nhà máy xí nghiệp phát triển [12].
2.2. Các yêu cầu về đặt nhà máy 2.2.1. Đá vôi 2.2.1. Đá vôi
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. HUỲNH THỊ HẠNH
33
SVTH: VŨ QUỐC THỐNG – 1713363 NGUYỄN THÀNH LUÂN − 1812998
vôi Minh Tâm có diện tích 200ha có dự báo trữ lượng 200 triệu tấn [13]. - Được biết, theo Giấy phép khai thác 536/QĐ – QLTN ngày 20/6/1995 của Bộ
Công nghiệp nặng, đây cũng là nhà máy xi măng hoàn chỉnh sản xuất clinker đến nghiền và đóng bao xi măng, có mỏ đá vơi ngầm âm 50m, trữ lượng đủ sản xuất trong vòng 50 năm.
- Để sản xuất 1 tấn clinker cần trung bình 1.3 tấn đá vơi, với nhà máy có cơng suất 1.5 triệu tấn / năm, hoạt động trong 50 năm thì cần lượng đá vôi là:
1.5 1.3 50 = 97.5 triệu tấn < 200 triệu tấn.
Như vậy, trữ lưỡng đá vôi cho nhà máy đủ dùng cho trên 50 năm. 2.2.2. Đất sét
- Mỏ đất sét từ Cty cổ phần Trung Thành, huyện Chơn Thành sẽ cung cấp nguồn nguyên liệu đất sét có trữ lượng 2.5 triệu m3.
2.2.3. Cát
- Cát từ sông Đồng Nai.
- Theo tiêu chuẩn cát xây dựng 7570:2006
2.3 Lựa chọn phương thức sản xuất
2.3.1. Lựa chọn phương pháp sản xuất Chu trình sản xuất được chia làm 2 loại: Chu trình sản xuất được chia làm 2 loại:
- Chu trình hở: được sử dụng chủ yêu trong các nhà máy xi măng cũ, ở đây các giai đoạn không được liên tục với nhau mà làm riêng các khâu gia cơng khác nhau dễ kiểm sốt chất lượng qua từng giai đoạn hơn. Tuy nhiên hình thức này đã dần bị qn đi do lượng khí thải nó đưa ra mơi trường là q lớn vì khó xử lý bụi qua các máy lọc và sử dụng thủ công khá nhiều dẫn đến năng xuất thấp. - Chu trình kín: được sử dụng phổ biến hiện nay nhờ cơng nghệ hiện đại và máy
móc tiên tiến vẫn đảm bảo được chất lượng của sản phẩm nhưng ngồi ra cịn liên tục qua các giai đoạn, giải quyết được vấn đề của chu trình hở giảm khói bụi đến tối đa nhờ hệ thống lọc bụi tiên tiến và năng xuất cũng cao hơn rất nhiều do đa phần là hoạt động của máy móc.
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. HUỲNH THỊ HẠNH
34
SVTH: VŨ QUỐC THỐNG – 1713363 NGUYỄN THÀNH LUÂN − 1812998
2.3.2. Chuẩn bị phối liệu và gia công
- Phương pháp khô: dùng cho phối liệu ở dạng bột (w = 1 – 2%)
Áp dụng trong trường hợp nung bằng lò quay, với hệ nguyên liệu có thành phần hóa học và cấu trúc đồng nhất. Đá vôi và đất sét được sấy nghiền đồng thời trong máy nghiền bi hoặc nghiền đứng ở độ ẩm (1 – 2%). Hỗn hợp phối liệu dạng bột khoáng, được đưa vào silo để kiểm tra, điều chỉnh thành phần hóa học và để dự trữ đảm bảo cho lò nung làm việc liên tục. Hỗn hợp phối liệu phải phun ẩm trước khi cho vào lò để tránh mất mát ra ống khói.
- Phương pháp ướt: phương pháp này chỉ áp dụng khi nung bằng lò quay. Nguyên liệu mềm có độ ẩm lớn. Hỗn hợp nguyên liệu được nghiền ướt trong máy nghiền bi cùng với lượng nước thích hợp, tạo thành hỗn hợp dạng bùn có độ ẩm từ 16 – 42% gọi là bùn phối liệu. Sau đó đưa vào hệ thống silo kiểm nghiệm để điều chỉnh thành phần phối liệu cho thích hợp đưa vào bể dự trữ có thiết bị khuấy trộn để bùn khỏi lắng đọng trước khi phun vào lị quay. u cầu bùn có độ mịn 91 – 93% lọt sàn 4900 lỗ / cm2.
- Phương pháp khơ lị quay được đánh giá cao về nhiều mặt và được áp dụng rộng rãi hiện nay:
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. HUỲNH THỊ HẠNH
35
SVTH: VŨ QUỐC THỐNG – 1713363 NGUYỄN THÀNH LUÂN − 1812998
Chỉ tiêu kỹ thuật: nguyên lý làm việc
Cơng nghệ lị đứng
Cơng nghệ lị quay
Phương pháp khô Phương pháp ướt - Làm việc gián đoạn
- Phối liệu được cấp vào theo từng mẻ, đi từ trên xuống dưới
- Q trình tạo khống diễn ra theo chiều cao của lò trong từng viên phối liệu.
- Làm việc liên tục
- Phối liệu được nạp từ đầu cao của lò, đảo trộn đều theo vòng quay của lò - Quá trình tạo khống được diễn ra theo
chiều dài lị
Chỉ tiêu kỹ thuật: ngun liệu (đá vơi, đất sét, phụ gia)
Cơng nghệ lị đứng
Cơng nghệ lị quay
Phương pháp khô Phương pháp ướt - Phối liệu đưa vào lò
dưới dạng viên, độ ẩm 12−16%
- Phối liệu đưa vào lò dưới dạng bột mịn, độ ẩm 12% (lò cyclon trao đổi nhiệt) hoặc dạng viên độ ẩm 12−14% (lị có xích canxinato)
- Phối liệu đưa vào lò dưới dạng bùn độ ẩm 35− 40%
- Phối liệu có trộn lẫn với than
(phối liệu đen)
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. HUỲNH THỊ HẠNH
36
SVTH: VŨ QUỐC THỐNG – 1713363 NGUYỄN THÀNH LUÂN − 1812998
Chỉ tiêu kỹ thuật: nhiên liệu
Cơng nghệ lị đứng
Cơng nghệ lị quay
Phương pháp khô Phương pháp ướt
- Mức độ tiêu tốn nhiên liệu trên 1 đơn vị sản phẩm ở mức trung bình
- Mức độ tiêu tốn nhiên liệu trên 1 đơn vị sản phẩm là nhỏ nhất
- Mức độ tiêu tốn nhiên liệu trên 1 đơn vị sản phẩm là lớn nhất
- Chỉ dùng nguyên liệu rắn (than)
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. HUỲNH THỊ HẠNH
37
SVTH: VŨ QUỐC THỐNG – 1713363 NGUYỄN THÀNH LUÂN − 1812998
Chỉ tiêu kỹ thuật: mức độ gây ô nhiễm
Cơng nghệ lị đứng
Cơng nghệ lị quay
Phương pháp khô Phương pháp ướt
- Lượng khí thải gây ơ nhiễm lớn. Đặc biệt công nghệ này thải ra 1 lượng HF − chất khí rất độc hại, cần cơng nghệ sử lý hiện đại và chi phí cao
- Lượng khí thải gây ơ nhiễm là nhỏ nhất
- Lượng khí thải gây ơ nhiễm là lớn nhất do sử dụng rất nhiều nhiên liệu
→ Từ các so sánh trên chúng em chọn cơng nghệ lị quay theo phương pháp
khô để đảm bảo năng suất và chất lượng ở mọi mặt, thân thiện với mơi trường.
2.3.3. Vai trị của q trình nung trong dây chuyền cơng nghệ
- Quá trình nung là 1 quá trình vơ cùng quan trọng trong dây chuyền cơng nghệ