- Đới Quảng Nam – Đà Nẵng
2.1.1 Khỏi niệm và phõn loạ
Phụ gia là húa chất hay nguyờn liệu người ta dựng để trộn hoặc nghiền cựng với nguyờn liệu sản xuất xi măng để đem lại hiệu quả hơn trong quỏ trỡnh sản xuất xi măng và bờn cạnh đú sử dụng phụ gia khoỏng trong sản xuất xi măng mang lại hiệu quả kinh tế kỹ thuật rừ rệt. Bởi vậy, việc nõng cao chất lượng clinker, tăng tỷ lệ phụ gia là một giải phỏp quan trọng để giảm giỏ thành sản phẩm mà tất cả cỏc nhà sản xuất đều phải quan tõm.
Cỏc loại phụ gia chủ yếu dựng trong sản xuất xi măng bao gồm:
a. Phụ gia trợ nghiền
Phụ gia trợ nghiền là húa chất hay nguyờn liệu cho vào thiết bị nghiền và nghiền chung với hỗn hợp nguyờn liệu (nghiền phối liệu) hay nghiền chung với clinke nhằm mục đớch tăng năng suất mỏy nghiền, giảm tiờu hao năng lượng trong quỏ trỡnh nghiền. Ngoài ra, sử dụng phụ gia trợ nghiền cũn làm tăng độ linh động của xi măng, dễ dàng hơn trong đúng bao gúi sản phẩm và tăng thời gian bảo quản, sử dụng xi măng.
b. Phụ gia đầy
Khi nghiền clinke xi măng Portland, người ta cũn thờm vào một lượng phụ gia trơ nhằm mục đớch làm tăng sản lượng của xi măng, hạ giỏ thành sản phẩm nờn chỳng cũn được gọi là phụ gia đầy. Cỏc loại nguyờn liệu thường được sử dụng để làm phụ gia đầy là: đỏ vụi, sột vụi, cỏt, đất sột nung... được nghiền mịn.
c. Phụ gia khoỏng húa
Phụ gia khoỏng húa là nguyờn liệu phụ gia khi cho vào thiết bị nghiền và nghiền chung với hỗn hợp nguyờn liệu cliker với vai trũ làm giảm nhiệt độ
nung luyện clinker, tăng tốc cỏc phản ứng húa học trong quỏ trỡnh tạo khoỏng. Ngoài ra, nú cũn cú tỏc dụng giảm độ nhớt, tăng tớnh linh động pha lỏng. Ở nhiệt độ cao, chất khoỏng húa phỏ vỡ hay làm yếu cầu nối cấu trỳc pha lỏng, nờn nú làm tăng khả năng thấm ướt của pha lỏng.
d. Phụ gia điều chỉnh thời gian đụng rắn
Clinker nghiền mịn đúng rắn rất nhanh khi tỏc dụng với nước làm cho quỏ trỡnh thi cụng gặp nhiều khú khăn. Phụ gia điều chỉnh thời gian đúng rắn sẽ kộo dài thời gian đúng rắn của xi măng một cỏch thớch hợp, tạo thuận lợi cho người thi cụng xõy dựng. Để điều chỉnh thời gian đúng rắn của xi măng Portland, người ta thờm một lượng thạch cao CaSO4.2H2O hoặc cỏc muối CaCl2, NaCl...vào nghiền chung với clinker. Vai trũ của phụ gia điều chỉnh là làm thay đổi tốc độ quỏ trỡnh keo tụ, thời gian ninh kết của xi măng sẽ thay đổi.
e. Phụ gia bảo quản
Xi măng, vật liệu xõy dựng khi bảo quản trong kho thường bị giảm chất lượng do cỏc hạt vật liệu dễ hỳt ẩm và hấp thụ CO2 trong khụng khớ. Do đú, xi măng bị hydrat hoỏ và cacbonat hoỏ trước khi sử dụng. Để khắc phục hiện tượng này, khi nghiền clinker người ta thường thờm vào phụ gia bảo quản như dầu lạc, dầu lạp, dầu thụng v.v... Cỏc loại phụ gia này tạo thành một lớp màng mỏng, bao bọc cỏc hạt xi măng, làm cho xi măng cú khả năng chống ẩm tốt.
g. Phụ gia dẻo
Trong thực tế tỷ lệ nước/xi măng thụng thường bằng 0,7. Lượng nước đúng vai trũ vật lý đú sẽ thoỏt ra ngoài khi quỏ trỡnh đụng rắn của xi măng kết thỳc, để lại cỏc lỗ trống trong bờ tụng. Thụng thường trong bờ tụng lỗ trống chiếm khoảng 30% thể tớch. Chớnh điều này làm cho bờ tụng cú tớnh thấm cao, dễ bị cỏc tỏc nhõn xõm thực phỏ hủy kết cấu cụng trỡnh. Để giảm lỗ trống trong bờ tụng thỡ phải giảm tỷ lệ nước/xi măng. Tuy nhiờn, muốn giảm tỷ lệ
nước/xi măng mà vẫn đảm bảo tớnh lưu biến của vữa để thi cụng thuận lợi thỡ phải sử dụng phụ gia dẻo (cũn gọi là phụ gia giảm tỷ lệ nước/xi măng ).
h. Phụ gia thủy hoạt tớnh
Trong cỏc nguyờn liờu phụ gia, phụ gia thủy hoạt tớnh là quan trọng hơn cả. Chỳng là những chất khi nghiền mịn trộn với CaO tạo thành một chất cú tớnh kết dớnh và đúng rắn, khi trộn với xi măng portland nú sẽ hợp với CaO tự do và Ca(OH)2 thoỏt ra do cỏc phản ứng thủy húa cỏc khoỏng xi măng trong quỏ trỡnh đúng rắn, tạo ra cỏc khoỏng chất bền nước và bền sunfat, do đú làm tăng được độ bền nước, độ bền sunfat của ximăng portland. Bản thõn phụ gia thủy hoạt tớnh khi nghiền mịn trộn với nước khụng cú tớnh chất kết dớnh, đú là đặc điểm cơ bản khỏc với xỉ lũ cao.
Để làm giảm hàm lượng CaO tự do trong clinke xi măng portland cũng như làm tăng độ bền nước của bờ tụng, đặc biệt đối với cụng trỡnh tiếp xỳc trực tiếp với nước (cầu, cống, đập thủy lợi, thủy điện…) người ta thường thờm vào clinke một lượng phụ gia thuỷ hoạt tớnh. Phụ gia thủy hoạt tớnh cú chứa nhiều oxit SiO2 ở dạng vụ định hỡnh cú hoạt tớnh cao. Ngay tại nhiệt độ thường nú tỏc dụng với CaO tự do trong clinke, hoặc tỏc dụng với pha Ca(OH)2 sinh ra khi xi măng thủy húa tạo thành CaO.SiO2.nH2O bền vững ngay cả khi ẩm ướt và ở trong nước. Hàm lượng SiO2 vụ định hỡnh càng cao thỡ hoạt tớnh của puzolan càng mạnh.
Căn cứ vào nguồn gốc hỡnh thành và thành phần húa học, phụ gia thủy hoạt tớnh được phõn ra phụ gia thủy hoạt tớnh thiờn nhiờn và phụ gia thủy hoạt tớnh nhõn tạo (bảng 2.1).
Bảng 2.1. Phõn loại phụ gia thủy hoạt tớnh
Phụ gia thủy hoạt tớnh thiờn nhiờn Phụ gia thủy hoạt tớnh nhõn tạo
Nguồn gốc đỏ phun trào Nguồn gốc đỏ trầm tớch + Đỏ bazan
+ Tro nỳi lửa + Puzơlan + Tuf + Trass (tuf mịn) + Đỏ bọt + Điatụmit + Trepel + Opal + Khoỏng sột
+ Đất sột nung non lửa + Silic hoạt tớnh phế liệu + Tro, xỉ lũ cao
Phụ gia thủy hoạt tớnh nguồn gốc đỏ phun trào là loại đỏ thiờn nhiờn do hoạt động của nỳi lửa tạo thành. Thành phần chớnh của loại đỏ này gồm SiO2, Al2O3, tạp chất đất sột và một lượng nước liờn kết. Độ hoạt tớnh của nú phụ thuộc vào hàm lượng SiO2 ở dạng vụ định hỡnh mà SiO2 ở dạng vụ định hỡnh lại phụ thuộc vào quỏ trỡnh đụng nguội của đỏ.
Phụ gia thủy hoạt tớnh trầm tớch là những vật liệu khoỏng cú trong vỏ trỏi đất được hỡnh thành do quỏ trỡnh lắng đọng, trầm tớch, húa đỏ của vật liệu tự nhiờn. Phần lớn trong chỳng cú đặc điểm xốp, nhẹ, dễ nghiền, khụ, dễ hỳt ẩm.
2.1.2 Những lợi ớch trong việc sử dụng khoỏng chất phụ gia trongsản xuất xi măng