1. Phụ gia khoáng hóa CaSO4 [1,3,12].
Dưới điều kiện ở nhiệt độ cao, sunphát (SO3) thường kết hợp với các kim loại kiềm để tạo ra muối kép sunphát kiềm, (Na,K)2SO4, và chất thường có mặt trong clanhke nhất là K3Na(SO4)2 thường gọi là aphthitalit, hay K2SO4
thường gọi là arcanite. Nếu SO3 có mặt quá mức giới hạn cho phép, sự cân bằng kiềm được thực hiện bằng cách hình thành các muối kép được biết đến như Calcium langbeinite, Ca2K2(SO4)3, nó hình thành dạng nóng chảy ở 10110C trong hệ CaSO4 – K2SO4. Tuy nhiên, pha lỏng này bị bay hơi mãnh liệt ở nhiệt độ cao, bốc hơi thành K và S (Arceo và Glasser, 1990).
Thạch cao đã được sử dụng nhiều làm phụ gia khoáng hóa. Hiệu quả tác dụng của thạch cao mạnh nhất ở zone phản ứng pha rắn, khi xuất hiện C3A nó sẽ tác dụng với CaSO4 tạo thành pha trung gian 3CaO.Al2O3.CaSO4. Chất mới này bao lấy hạt C3A ngăn nó phát triển kích thước vì vậy CaO tự do sẽ tập trung phản ứng với C3A mới tạo và tác dụng với C2S sau này tạo thành C3S.
Chất giả bền sẽ bị phân hủy thành C5A3, do đó tạo thêm CaO hoạt tính để phản ứng tạo C3S sau này. Ngoài tác dụng khoáng hóa, thạch cao còn có tác dụng như chất ổn định C2S tránh hiện tượng biến đổi thù hình của C2S sau này, đặc biệt là sự chuyển thù hình từ dạng sang dạng .
Thạch cao còn có tác dụng tăng cường quá trình phân hủy CaCO3, tạo C2S ở nhiệt độ tương đối thấp.
2CaSO4 + SiO2 2CaO.SiO2 + 2SO2
Ở nhiệt độ cao, do các muối sunfat hòa tan trong pha lỏng rất ít nên tác dụng khoáng hóa giảm.
Theo [12] clanhke có sử dụng phụ CaSO4 làm phụ gia khoáng hóa ngoài các khoáng chính còn xuất hiện thêm 3CA.CaSO4(C4A3 ), khoáng này ảnh hưởng đến một số tính chất của clanhke, xi măng.
Sự tăng hàm lượng SO3 làm giảm lượng alít rõ rệt, và làm tăng lượng bêlít trong clanhke; hàm lượng aluminat và ferrit không thay đổi trong clanhke mà không phụ thuộc vào giá trị môđun silicát – SM (Strung và các cộng sự, 1985). Việc tăng hàm lượng SO3, các tinh thể alít trong clanhke phát triển kích thước, và xu hướng bêlít trong alít giảm dần. Kích thước các pha alumin và ferrit cũng giảm đáng kể.
Gies và Knofel (1986,1987) đã báo cáo về sự phát triển của xi măng giàu bêlít bằng việc sử dụng tăng hàm lượng SO3 trong các muối kiềm phối liệu;
clanhke này đã chỉ ra nguyên nhân hoạt tính thủy lực, cái được coi là do sự có mặt của 0,6% đến 0,8% SO3 trong bêlít. Tốc độ làm lạnh clanhke không có ảnh hưởng đáng kể đến các tính chất cường độ của hồ xi măng.
2. Phụ gia khoáng hóa P2O5 [3,7,11].
Các nghiên cứu khác nhau đều chỉ ra rằng phốt phát tác động đến các phản ứng diễn ra trong suốt quá trình nung luyện clanhke và làm thay đổi giới hạn ổn định của các pha riêng lẻ trong clanhke.
Trong suốt quá trình nung luyện, đầu tiên phốt phát tác dụng với canxi để hình thành hydroxyl apatit Ca5(PO4)3(OH). Ở nhiệt độ cao hydroxyl apatit trở nên không ổn định và tương tác với silic oxit tạo nên tinh thể hỗn hợp C2S – C3P ổn định, trong thành phần hóa học của tinh thể hỗn hợp tạo thành có cả . Khi có mặt đủ CaO, hợp chất phốt phát trong tinh thể hỗn hợp có thể tương tác nhanh hơn để trở thành alít chứa phốt phát. Hợp chất phốt phát đưa vào dẫn đến làm giảm độ nhớt của pha lỏng clanhke nóng chảy, do đó hình thành alít sẽ tăng lên. Nếu sự thâm nhập của phốt phát tăng nhiều thì tinh thể hỗn hợp với cấu trúc của và tăng. Các hợp chất này có khả năng kết hợp với một lượng CaO không liên kết hóa học.
P2O5 được đưa vào bài phối liệu với hàm lượng hợp lý sẽ có tác dụng ổn định C2S tránh hiện tượng tả clanhke do chuyển từ dạng sang dạng và tạo điều kiện cho phản ứng C2S + C = C3S xảy ra. Trong phối liệu sản xuất xi măng poóc lăng cho phép dùng tối đa 6% phế thải phốt pho thạch cao tùy thuộc vào bản chất phối liệu để nung. Tuy nhiên, nếu cho quá nhiều sẽ có tác dụng xấu cản trở quá trình phản ứng tạo khoáng, khi hàm lượng P2O5
cao có ảnh hưởng phân hủy ngược lại từ C3S về C2S và CaO.
CHƯƠNG III