Ờ Ở Ầ I.L I M Đ U:
ệ ệ ạ ộ ộ ị Trong xã h i hi n nay, công cu c đô th hóa và hi n đ i hóa ngày càng
ố ớ ủ ệ ộ ồ tăng nhanh. Các thành ph l n c a Vi t Nam nh ư: Hà N i, Tp H Chí
ầ ẵ ả ơ Minh, C n Th , Đà N ng, Qu ng Ninh,.. đang trong quá trình phát
ề ơ ở ạ ầ ử ế ế ể ẫ ề tri n d n đ n n n c s h t ng v nhà c a, kho hàng, bãi b n ngày
ượ ớ ộ ố ế ể ể ậ ọ ồ càng đ c chú tr ng đ có th hòa nh p v i c ng đ ng qu c t .
ứ ể ượ ầ ủ ầ ự ớ ể Đ có th đáp ng đ c nhu c u c a t ng l p nhân dân trong s phát
ấ ượ ệ ể ọ tri n thì ngành công nghi p xi măng r t đ c chú tr ng, vì ngành công
ệ ượ ơ ả Ở ướ ự nghi p xi măng còn đ c coi là ngành xây d ng c b n. n c ta ,
ế ọ ỹ ể ậ ợ ề n n kinh t và khoa h c k thu t đang trên đà phát tri n phù h p v i s ớ ự
ở ủ ự ủ ể ả ớ phát tri n chung c a khu v c, v i chính sách m c a Đ ng và Nhà
ướ ầ ư ướ ố n c.ướ Đ tấ n c ta đang thu hút v n đ u t n ề c ngoài ngày càng nhi u,
ả ể ế ầ ư ệ ả ấ trong đó ph i k đ n đ u t vào công ngh s n xu t xi măng trong
ữ ầ nh ng năm g n đây.
ớ ề ẽ ấ ệ ả V i đ tài: “Quy trình công ngh s n xu t xi măng” s cho chúng ta
ấ ượ ể ề ầ ủ ự hi u thêm v thành ph n, ch t l ng c a xi măng dùng trong xây d ng
ử ụ ằ mà h ng ngày chúng ta s d ng.
Ụ Ụ M C L C
Ấ Ả Ầ Ệ PH N 1: NGUYÊN LI U S N XU T XI MĂNG
1.1
Clinker
ủ ầ 1.1.1 Thành ph n pha c a clinker
ư ủ ặ ạ
1.1.2 Đ c tr ng c a các lo i khoáng clanhke
1.2
ạ Th ch cao
1.3
Đá vôi
1.4
ụ Ph da (Pouzzolance)
Ả Ấ Ầ PH N 2: QUÁ TRÌNH S N XU T CLINKER
ươ 2.1 Lò quay nung clinker theo ph ng pháp ướ t
ươ 2.2 Lò quay nung clinker xi măng theo ph ng pháp khô
ứ 2.3 Lò đ ng nung clinker xi măng
Ả Ấ Ầ PH N 3: QUY TRÌNH S N XU T XI MĂNG
ế ả ấ 3.1 Thuy t minh quy trình s n xu t xi măng
ơ ồ ả ấ 3.2 S đ s n xu t xi măng
Ủ Ầ Ấ PH N 4: TÍNH CH T C A XI MĂNG
1
ấ ơ ủ Các tính ch t c lí c a xi măng
2
ọ ủ ấ Các tính ch t hóa h c c a xi măng
3
ả ả Cách b o qu n xi măng
Ầ Ậ Ế PH N 5: K T LU N
Ệ Ả Ấ Ầ PH N 1: NGUYÊN LI U S N XU T XI MĂNG
1.1
Clinker
ẩ ả ả ả
ượ ả c s n ắ ặ ấ ệ
ụ ỏ ướ ỏ ấ ạ c , Clinker có d ng c c s i nh , ợ ỗ ượ ị c đ nh tr
ướ Clinker là b n s n ph m trong quá trình s n xu t xi măng. Clinker đ ế ợ ấ ằ xu t b ng cách nung k t h p h n h p nguyên li u đá vôi, đ t sét và qu ng s t ầ ớ v i thành ph n xác đ nh đã đ kích th ị c 1050mm .
ọ ủ ầ Thành ph n hóa h c c a clinker:
1.1.1
ủ ầ Thành ph n pha c a clinker
ệ ượ ở ị ồ xác đ nh r i đem nung ệ ộ t đ
ộ c pha tr n theo t ằ nhi ầ ứ ấ ợ
ả ồ ế ạ ỷ ệ Nguyên li u đ l ầ ạ cao kho ng 1450 – 1455 ° C nh m t o h p ch t ch a thành ph n pha c n ủ thi t (g m các lo i khoáng và pha th y tinh).
ạ ầ
ệ ủ
ầ ộ t. M t ph n nguyên ự do. Ngoài d ng t ạ ả ứ ả ứ ằ ữ ả ứ ứ ạ
ế Các oxýt chính ph n ng t o thành khoáng c n thi ặ ở ạ li u không ph n ng n m trong pha th y tinh ho c ấ ra clinker còn ch a nh ng khoáng khác do t p ch t ph n ng t o nên trong quá trình nung
Tên khoáng ứ Công th c HH Kí hi uệ Thành ph n%ầ
Khoáng chính
3CaO.SiO2 2CaO.SiO2 C3S C2S 4060 1535
3CaO.Al2O3 C3A 4_14
alit Belit Tricanxi Anumilat Aluminoferit Canxi 10_18
Khoáng phu C4AF (KN)2C8A 3
4CaO.Al2O3.Fe2O3 (K.Na)2O.8CaO.3Al2O 3 (Kna)2SO4 0_1 0_1
Aluminat Alkali Sunfat Alkali Alumo Manganat Canxi 4CaO.Al2O3.Mn2O3 Sunfat Canxi CaSO4 0_3 0_2
ư ủ ặ
1.1.2 Đ c tr ng c a các khoáng clanhke
ạ ủ
ớ
ủ ế ị ướ ệ ộ ớ ạ ở
ụ ự ả ớ
ế ệ
ệ ộ ề ữ ấ ớ ạ i h n nhi ạ
ố ượ ng riêng 3,15 3,25 g / cm3 , có kích th c 10250
a ) Khoáng Alit ( 54CaO.16SiO.Al2O3.MgO = C54S16AM ) : là khoáng ắ ủ ị chính c a clanhke xi măng poóc lăng . Alit là d ng dung d ch r n c a ể ẫ khoáng C3S v i ôxit Al2O3, và MgO l n trong m ng l i tinh th thay ơ ượ ạ t đ l n h n 1250 nhi th v trí c a SiO2. Khoáng C3S đ c t o thành ỏ ả ủ ° C do s tác d ng c a CaO v i kho ng C2S trong pha l ng nóng ch y và ủ ề ữ t đ b n v ng c a b n v ng đ n 2065 ° C ( có tài li u nêu gi ụ ấ ừ 1250 ° C : 1900 ° C ) . Alít có c u trúc d ng t m hình l c giác, C3S t ướ ắ màu tr ng, có kh i l um .
ớ ướ ủ ỏ
c , khoáng Alit th y hóa nhanh , t a nhi u nhi ứ ể ạ ợ
ệ ề t , (cid:0) ) , g i là ọ t là CSH( ộ ườ ạ ng đ cao và
ượ ả ộ ng Ca (OH) 2,
ể ườ ề ề ướ ứ ụ Khi tác d ng v i n ế ắ ạ t o thành các tinh th d ng s i ( có công th c vi t t Tobermorit ) đan xen vào nhau t o cho đá xi măng có c phát tri n c khá nhi u nên kém b n n ờ ng đ nhanh . Đ ng th i nó cũng th i ra l ướ c ch a ion sunphat. ồ c và n
ạ
ộ ạ
ắ ạ ệ ộ ộ ở ạ tr ng thái r n t o thành khoáng C2S nhi
ở ấ ạ ấ
(cid:0) ạ b ) Khoáng Bêlít ((cid:0) C2S ) : có c u trúc d ng tròn , phân b xung quanh các ố ấ ồ ạ ủ ủ ạ i trong clanhkc h t Alit . Belit là m t d ng th hình c a khoáng C2S, t n t ủ ả ứ khi làm ngu i nhanh. Trong quá trình nung clanhke, do ph n ng c a CaO ớ v i SiO2, t đ 600 1100°C. ề ả Kho ng C2S có 4 d ng khác nhau v hình dáng c u trúc và các tính ch t , (cid:0) ’ , (cid:0) và (cid:0) C2S. ọ g i là d ng thù hình, đó là
ự ổ ạ ệ ấ
ỏ ệ ộ ớ t đ t ấ ủ ệ ộ i nhi
ộ
ề ơ ấ S thay đ i tr ng thái c u trúc c a Belít khi tăng nhi ộ ớ pha l ng và khi làm ngu i t ề khác nhau . S bi n đ i thì hình c a C2S trong quá thu c vào nhi u yêu t ấ ả ộ trình làm ngu i mô t i xu t hi n ụ ứ ạ ườ ng r t ph c t p và ph t đ bình th ự ế ố ủ ổ ả sau đây đã đ n gi n hóa r t nhi u,
ộ ộ ậ
ế ố ộ (cid:0) C2S sang d ng ạ ẽ ả (cid:0) C2S kèm theo hi n t ệ ượ
ộ ự ự ế ng clanhko ố
ng riêng c a bC2S là 3,28 g
thành b t vì có s tăng th tích . Nguyên nhân vì g C2S có kh i ng riêng là 2,97 g / cm3 , nh h n kh i l ở ề ệ ấ ố ượ đi u ki n nhi
ườ ừ ậ ể ỏ ơ ế ệ ượ ng , vì v y đ tr nh hi n t
ổ ộ ố
ủ ạ ủ ệ ộ t đ và áp su t ự ế ng tá clanhke do s bi n đ i thì hình t ư ị ằ 575 ° C , c n n đ nh b ng cách đ a m t s oxit ạ ưở ấ i c u trúc c a nó t o thành dung
ắ ổ Khi làm ngu i clanhke , n u t c đ làm ngu i ch m s x y ra s bi n đ i thì hình thù d ng ạ ị ả b t ượ l / cm3 . g C2S không có tính k t dính ể ả th ầ ổ ở bC2S sang g C2S ư khác nh P2O5 , BaO ... vào m ng l ị d ch r n .
ả ớ ướ ỏ ủ c, kho ng Belit th y hóa ch m, t a nhi
t it và cũng ọ ể ạ ứ ợ
ệ t là CSH(b) g i là ố ộ ườ ng đ cao . T c ả ạ ả ộ ủ ả ậ ơ ng đ c a kho ng Belit ch m h n kho ng Alit; ph i sau
ắ ườ ớ ằ ộ ủ ủ ậ ụ Khi tác d ng v i n ế ắ ạ t o thành các tinh th d ng s i (có công th c vi t t Tobermort ) đan xen vào nhau t o cho đã xi măng có c ể ườ ộ đ phát tri n c 1 năm đóng r n c ng đ c a Belit m i b ng c a Alit,
ả ơ ạ ộ ng Ca (OH) 2, ít h n Alit nên nó t o cho đá xi măng có đ
ượ ử ơ Belit th i ra l ề b n ăn mòn r a trôi cao h n đá xi măng Alit.
ấ ắ ằ
ạ
ớ ộ ố ạ ữ ầ ủ ư ứ ấ c ) Khoáng canxi aluminat ( C3A ) : là ch t trung gian màu tr ng n m xen gi a các h t Alit và Belit cùng v i alumo ferit canxi ( C2AF ) . Trong thành ph n c a C3A cũng ch a m t s t p ch t nh SiO2, Fe2O3, K2O, Na2O.
ớ ạ
ề ề ỏ
ứ ạ ế ế
ể ể ượ
ặ ắ ấ ạ ỷ ọ tr ng ề ư ắ ờ
ườ ộ ườ ng đ ban Aluminat canxi là khoáng quan trong cùng v i Alit t o ra c ầ ủ ệ đ u c a đá xi măng. Xi măng ch a nhi u C3A t a nhi u nhi t khi đóng ự ộ ậ ế ắ r n, n u thi u ho c không có th ch cao đ làm ch m s đ ng k t thì xi ẽ ị măng s b đóng r n r t nhanh (không th thi công đ c). C3A có t ộ 3,04g/cm3, là khoáng d ng r n nhanh, cho cu ng đ cao nh ng kém b n trong môi tr ng sun phát.
ấ
ớ ạ ằ ủ
ủ ạ
ả ở ệ ộ ấ ư
nhi ả ứ ạ
ổ
ả ị
ở
ỏ ạ ả ứ ườ
ặ ỏ ỷ ọ d ) Khoáng Canxi aluma ferit ( C4AF ) : cũng là ch t trung gian, có t tr ng ả ữ 3,77g/cm3 , màu đen , n m xen gi a các h t Alit và Belit c ng v i kho ng ớ ả ứ C3A, Khi nung clanhke , do ph n ng c a CaO v i FeO3 , t o thành các t đ th p ( 600700 ° C ) nh CaO.Fe2O3 ( CF ) , khoáng nóng ch y ớ ế ụ C2F …Sau đó các kho ng này ti p t c phán ng v i Al2O3 , t o thành các ư ầ khoáng Canxi alumo ferit có thành ph n thay đ i nh C2F , C6A2F , C4AF ệ ộ ở ả t đ 1250 ° C và nhi , C6AF2 . Các kho ng này b nóng ch y hoàn toàn ạ ườ ớ ng tr thành pha l ng cùng v i các khoáng Canxi aluminat , t o ra môi tr ấ ượ ọ cho ph n ng t o thành khoáng C3S , nên chúng th c g i là ch t ng đ trung gian ho c pha l ng clanhke.
ậ ỷ ệ ớ ướ c, Canxi alumo ferit thu hoá ch m, toà nhi t ít và
ườ ụ Khi tác d ng v i n ộ ấ ng đ th p. cho c
e ) Các khoáng khác :
ỷ ở ả
ị ạ ế trên, trong clanhke còn ch a pha thu tinh là ch t ặ ạ ấ ứ i khi làm l nh clanhke. N u quá trình làm
ộ
ế ẽ ỷ
ế ậ ộ ỷ ị ượ ạ c l
ẽ ở ạ d ng hoà tan nên có năng
ẽ ạ ỷ ạ
ậ
ộ ấ ạ c l n nên đ ho t tính v i n
ự ẽ ế ơ ữ c s gi m , h n n a do s k t tinh thành các tinh th đ c l p , b già hoa nên
ủ ự ề Ngoài 4 kho ng chính ỏ l ng nóng chày b đông đ c l ngu i nhanh thì các khoáng C3A, C4AF, MgO (periclaz), CaOtd, v.v . ề ỏ ể không k p k t tinh đ tách khôi pha l ng , khi đó pha thu tinh s nhi u . ạ Ng i, n u làm l nh ch m thì pha thu tinh s ít. Khi làm ngu i ẽ ằ ả nhanh, các kho ng s n m trong pha thu tinh ượ ự ữ ớ l ng d tr l n làm cho clanhke r t ho t tính và s t o cho đa xi măng ầ ộ ườ ng đ ban đ u cao. Khi làm l nh ch m , các khoáng s k t tinh có c ớ ướ ẽ ả ạ ướ ớ ỉ ả ho n ch nh, kích th ẽ ế ị ể ộ ậ MgO và CaO t ỷ ấ ễ d gây ra s phá hu c u trúc c a đá xi măng, bê tông v sau.
ạ 1.2 Th ch cao
ấ ạ ủ ủ ự ạ C u t o c a th ch c a t nhiên CaSO4.2H2O
CaSO4.1/H2O + 1/2H2O = CaSO4.H2O
ự ượ ế ừ ạ nhiên hàm l ng CaSO4.2H2O chi m t 9498%
Th ch cao t CaSO4.2H2O
ụ ạ ủ Tác d ng c a th ch cao
ụ ạ ớ Th ch cao tác d ng v i C3A
C3A + 3CSH2 + 26 = C6AS3H32
ụ ạ ớ Th ch cao tác d ng v i C4AF
C4AF + 3CSH2 + 21H = C6 (A.F) S3H32 + (F.A) H33
C4AF + C6 (A.F) S3H32 + 7H = 3C4 (A.F) SH 12 + (F.A)H3
ụ ế ả ờ
ố ể Là ph gia cho thêm vào xi măng đ kéo dài th i gian ninh k t, gi m t c ắ ủ ộ đ đóng r n c a xi măng
ề ị
ủ ấ ả ố ộ
ả ứ ắ ả ả ứ ặ ạ ắ ớ ướ ắ ấ c Clinker khi nghi n m n đóng r n r t nhanh, do ph n ng C3A v i n ả ằ ả x y ra r t nhanh. Do đó ph i gi m t c đ đóng r n c a clinker b ng ạ th ch cao. Khi có m t th ch cao quá trình đóng r n x y ra ph n ng
C3A + CaSO4.2H2O + 26H2O = 6CaO.A12O3.3SO3.3H2O
C3A + CaSO4.2H2O + 26H2O = 3CaO.Al2O3.3SO3.3H2O
ợ ỗ ạ ữ
ườ ụ ế x p ra môi tr
ặ
ậ
ầ ạ Khi t o h n h p v a, bao quanh th ch cao lúc đ u là C3A.CaSO4.3H2O ỗ ố ố ng. x p, hình kim. Ion SO4 (2+), ti p t c đi qua l ề ớ ạ SO4(2), bao quanh C3A t o thành l p C3A.CaSO4.12H2O xít đ t già b n ả , ngăn c n không cho ion Al3+ thoát ra ngoài , vì v y mà quá trình ph n ứ ế ạ ờ i và th i gian ninh k t kéo dài. ả ậ ng ch m l
ượ ườ Hàm l ng thông th ng 36 %
ạ ề ế ạ ộ
ạ
ố ộ ố ộ ườ ồ ng N u cho quá nhi u th ch cao , n ng đ SO4(2) cao , t o nên môi tr ấ bão hòa nhanh C3A.CaSO4.12H2O thành C3A.CaSO4.31H2O có c u trúc ướ ố x p , làm tăng t c đ dính t , quá trình t o hydrosunfua aluminat ế nhanh , làm tăng t c đ ninh k t .
ế ụ ạ ộ ồ
ườ ả ắ ế N u cho ít th ch cao, n ng đ SO4(2) ít , làm Al(3+) ti p t c thoát ra môi tr ng tăng qu trình đóng r n.
1.3 Đá vôi :
ế ả CaCO chi m kho ng 60 97 % .
ụ ủ ề Tác d ng c a đá vôi trong nghi n xi măng
ố ớ ệ ề ứ ấ ứ ể ề Là ch t c ng , giòn , d nghi n đ i v i h nghi n đ ng .
ữ ạ ướ ỏ ừ c nh t 510mm Rate 45 tăng ;
ể ạ D t o ra nh ng h t có kích th Blaine tăng
ộ ẻ ườ ạ ầ ắ ồ ộ T o đ d o cho h xi măng . C ng đ ban đ u khi đóng r n
ệ ấ ế ấ Tăng hi u xu t kinh t vì giá thành th p
ườ ộ ủ ả ấ ng đ c a ximăng vì b n ch t đá vôi
ạ ườ ả ộ Tuy nhiên làm gi m c không t o c ng đ cho xi măng .
ụ 1.4 Ph gia (Pouzzolane)
ấ ạ ự ặ ầ Là v t li u Silic ho c Silic và Alumin. C u t o t nhiên thành ph n ch ủ
ậ ệ ạ ế y u là silic ho t tính.
ụ ố ứ ộ ạ ỉ ộ Ph gia càng t ả t m c đ ho t t nh ( kh năng hút v i ) càng cao.
ủ ự ậ ộ ộ
ộ ủ ườ ụ ng đ c a xi măng trong môi tr ạ Pouzzolane thu c nhóm ph gia ho t tính ( th y l c ) làm tăng m t đ và ướ ng n c . ườ c
ả ượ ồ ờ ả ạ ẩ Đ ng th i giúp tăng s n l ng, h giá thành s n ph m ,
ừ
ả
ệ ả ộ ạ ớ
ị ạ ự ả ầ Thành ph n chính là các khoáng ho t tính nhôm alumo silicat. T b n thân ườ ả ứ ủ ự ph n ng không có tinh th y l c . Trong môi tr ng đi n ly có Ca(OH)2 , t ạ ặ hydrat clinker , chúng có kh năng t o kho ng hydrosilicat canxi CSH ho c ượ ủ ự ng hydrosilicat alumin CAH có tính th y l c . Đ ho t tính càng l n khi hàm l oxyt silic và đ nh hình càng cao .
Ả ưở ấ ượ ế • nh h ng đ n ch t l ng :
ườ ể ậ ầ ộ C ng đ xi măng ban đ u phát tri n ch m
ườ ề ộ ườ ể C ng đ sau phát tri n cao , b n trong môi tr ủ ng th y hóa
ả ề ướ ạ
S d ng nh m tăng kh năng b n n ấ ổ ằ ộ ụ ủ ử ụ ị c và h giá thành ( Đ i v i Xá CN ử ụ ả ố ớ ụ làm m t n đ nh đ s t c a bê Tông ) .Trong X CN không s d ng Ph gia .
Ả Ấ Ầ PH N 2: QUÁ TRÌNH S N XU T CLINKER
ươ ướ 2.1 Lò quay tung clinker theo ph ng pháp t
ươ ướ t còn g i là lò quay có thi
ọ ụ ỗ ệ ế ị t b t bên trong . Nó là 1 ng kim lo i hình tr r ng , đ t nghiêng 1 góc
ng pháp ạ ỉ ệ ữ ặ ầ gi a L/D = 30 40 l n . Lò quay
ẳ ướ ạ t th ng có các lo i sau : D x L= 3 x 100m ; 3,6 x 120m ; 4 x
ướ ấ
ượ ặ ề ệ ố ặ ẽ c khác nhau , s có năng su t khác ệ ỡ ỏ c đ t trên h th ng b đ c con lăn và đ t trên
ụ Lò quay nung clinker theo ph ố ổ trao đ i nhi ặ ở ớ v i m t ph ng ngang a = 3 50 , t l a ườ ươ ph ng pháp 150m , 5x 185m ; 7 x 270m . Lò có kích th ộ nhau . Tòan b chi u dài là đ ằ các tr lò b ng bê tông .
ệ ố ệ ề ầ Lò quay làm vi c theo nguyên t c ng c chi u , ph i li u vào đ u cao
ắ ấ ượ ầ ầ ủ ầ ạ ệ
ầ ấ ủ
ệ ượ ố ệ ộ t đ
ệ ộ ế ề
ệ ộ ỏ ủ ( đ u l nh ) c a lò , clinker ra đ u th p ( đ u nóng ) c a lò , nhiên li u và không ề ệ ả ổ ự ả t x y ra theo chi u khí đi vào đ u th p c a lò , quá trình ch y và s trao đ i nhi ả ượ ủ ỏ ầ ố ủ c đi ra phía đ u cao c a l dài c a lò , cu i cùng khí th i đ . Nguyên , nhiên ừ ả ế ượ ệ ề c đ t nóng t c chi u nhau , k t qu nguyên li u đ li u đi ng nhi ầ ệ ộ ả ố ế ườ t đ k t kh i , còn khí nóng có nhi ng đ n nhi th t đ gi m d n theo chi u ả ố dài lò ra ng khói , nhi t đ khí th i kh ang 200 3000C .
ả ệ ế ệ ổ Đ tăng hi u qu trao đ i nhi ng b trí các thi t trong lò ng
ườ ệ ưỏ ấ t ổ ệ ạ ổ ư t bên trong lò nh : xích trao đ i nhi
ố i ta th t , các t m kim lo i trao đ i ổ ế ủ ư ấ ố ể ổ các dôn nh dôn s y , dôn đ t nóng , dôn phân h y , ph bi n là xích
ệ ị b trao đ i nhi ệ ở t nhi ổ trao đ i nhi t .
ươ . 2.2 Lò quay nung clinker xi măng theo ph ng pháp khô
ươ
ắ Lò quay nung clinker xi măng theo ph ượ ươ ề
ư c chi u nh lò quay ph ấ ệ ể ướ ng pháp
ỉ ệ ề ấ ạ ng pháp khô v c u t o thân lò và ướ t . Tuy nhiên ng pháp ươ ớ ắ c lò r t ng n so v i lò ph ướ ạ c : D x L = 3,5 x t , t l
nguyên t c làm vi c ng ữ cũng có nh ng đi m khác nhau : kích th ướ ổ ế ầ L/D= 15 17 l n , ph bi n là lo i lò có kích th 50m ; 4 x 60m ; 5 x 75m .
ư B t ph i li u t
ệ ố ệ ừ ế ả ệ ố ồ ỏ ổ
ộ ờ t nh vít t ậ ệ ừ ậ i chuy n v n , khí nóng t ể ể
ậ ệ ổ đi vào bu ng kh i n i lên ụ ượ tr ng thái l
ậ ệ ố ơ ữ ữ ổ k t ch a có W = 0,5 1 % vào h th ng xyclon trao đ i ỗ ệ trong l nhi ộ xylon , v t li u và dòng khí quy n chuy n đ ng ng ở ạ ủ c a dòng khí v t li u trong xyclon luôn luôn xúc gi a dòng khí và v t li u t ề c chi u nhau , do tác d ng ậ ự ế ơ ữ l ng , vì v y s ti p ậ ệ t gi a khí và v t t h n , quá trình trao đ i nhi
ầ ể ủ
ệ ố ơ ậ ệ ặ ậ Ở ỗ ậ
ệ ộ ệ
ị t đ xác đ nh , nhi ả ầ ướ ố ệ i , nhi ả t ầ
ệ ộ ậ t đ t phía đ u cao c a lò , có th là ậ ệ m i b c xyclor v t li u và dòng khí có ố ầ ừ trên xu ng d c tăng d n t ế ả ộ i đi lên . K t qu b t ph i li u v o đ u ả t đ khí th i ra là 300 3200 ° C , v t
ế ụ ổ ệ ố t h n . H th ng xyclon trao đ i nhi li u t ặ ề ậ xyclon 3 b c , 4 b c ho c nhi u b c . ệ ộ ậ ệ ượ t đ v t li u đ nhi ộ ừ ướ đ dòng khí gi m d n theo chiêu t d ệ ộ ở t đ 950 100000°C còn nhi có nhi l ệ ệ li u vào lò ti p t c quá trình nung luy n .
ứ 2.3 Lò đ ng tung clinker xi măng .
ụ ứ ứ ạ ố ỗ ỏ Lò đ ng là 1 ng hình tr đ ng r ng , ngoài là v thép , trong lót g ch
ị ử ch u l a .
ề ườ ỉ ệ ị Chi u cao và đ ng kính lò th ng có t l xác đ nh H / D = 3,5 4 l n ,
ả ấ ể ệ ườ ấ ầ ườ c lò mà có năng su t khác nhau , đ tăng hi u qu s y th ng
ở ộ ướ tùy theo kích th ấ m r ng dôn s y .
ệ Lò đ ng c khí hóa cao th
ể ẩ
ế ườ ứ ng có thi ộ ứ silo ch a vào thi t b n p li u vào lò và quá trình nung luy n đ ế ị ạ t b n p li u , tháo clinker hòan tòan ạ ế ị t b làm m , t o viên , chuy n ệ ượ c ti n hành trong lò
ự ộ đ ng . B t ph i li u t t ế ị ạ ố xu ng thi ự ươ ứ đ ng t ng t ơ ố ệ ừ ệ trong lo quay .
ặ ề D a vào chi u cao lò , nhi
ơ ệ ộ t đ nung mà phân chia lò đ ng thành 3 ho c 4 ấ ứ ạ ự ổ ế dôn , ph bi n h n là 3 dôn : dôn s y , dôn nung và dôn làm l nh .
ả Quá trình hóa lý x y ra khi nung clinker :
ể Đ thu đ
ộ ả ế ạ ượ ố ệ
ố t đ bình th t đ bình th
ầ ầ ố c clinker xi măng có thành ph n khoáng mong mu n , c n ố ệ ừ ớ ọ khi vào lò t i ườ ệ ộ ạ ớ ng t i khi đ t ề ườ ệ ộ ng ) có nhi u ả ạ ể
ươ ư ủ ầ ph i ch t o b t ph i li u có đ thành ph n hóa h c . Ph i li u t ệ ộ ừ ả khi ra lò ( tr i qua quá trình tăng nhi nhi t đ t ộ ẫ ớ ệ ộ ế ồ nhi i nhi t đ k t kh i , r i sau đó ngu i d n t ứ ạ ổ ế ạ ề bi n đ i hóa lý ph c t p qua nhi u giai đo n . Có th chia các giai đo n ph n ố ộ ứ ng đ i nh sau : ng m t cách t
ố ệ ạ ấ a . Giai đo n nung nóng và s y khô ph i li u
ệ ộ ủ ử ệ ớ Khi nhi t bình th nhi ng t i
ả ố ệ ượ ử ướ
ưở ố ệ ưở ư ạ ả ọ c nâng dân t ọ c lý h c , nung nóng ph i li u và lúc ớ ng l n
ể ả ạ t đ c a ph i li u đ kho ng 250 300 ° C là quá trình kh n ộ ả ứ này có th x y ra m t vài lo i ph n ng hóa h c nh ng không nh h ả ớ i quá trình t o kho ng clinker sau này . t
ằ
ệ ả ệ ấ Trong công ngh s n xu t clinker b ng lò quay ph ở ạ ươ cyclon c p I , t
ấ t đ 450 500C t ượ ộ ệ ng pháp khô có h ạ ộ i đó b t ừ ướ d i đi lên ỏ c tách ra kh i
ả t cyclon , giai đo n này x y ra ệ ộ ố ệ ấ ả ố ổ th ng tháp trao đ i nhi ớ ộ ẫ ố ệ ượ ph i li u đ c tr n l n v i dòng khí nóng có nhi ệ ố ệ ộ ề t cho b t ph i li u . Sau đó b t ph i li u nóng đ và truy n nhi ố ờ ự dòng khí ( nh l c ly tâm ) và ch y xu ng cyclon c p II .
ủ ạ b . Giai đo n phân h y các khoáng sét
ả ạ ư ệ ộ Khi nhi
ầ ủ ế
ẽ ị ự ụ ấ
ủ ủ nhiên c a ạ ị ộ ướ ở c
ệ ộ ử ướ ủ ấ ể 300 420 ° C , lo i ư ẩ ả ệ ộ ớ t đ t
ủ ủ ư ế ấ ủ ả
ữ ế t đ tăng d n , các lo i kho ng sét nh caolinit , montmorilonit , ilit , v , v ..... trong đó ch y u là cholinit ( Al203.2SiO2.2H2O ) s b phân h y . ủ ế t đ kh N c c a caolinit ch y u ph thu c vào c u trúc t Nhi ễ nó : caolinit c u trúc phân tán m n d dàng khi n ả i 475 505 ° C . Nh ng s n ph m caolinit tinh th thô ph i nâng cao nhi phân h y c a khoáng này và b n ch t c a chúng nh th nào thì các nhà nghiên ứ c u còn có nh ng ý ki n khác nhau .
ả
ủ PGS.TS . Bùi Văn Chén sau khi phân tích nh ng k t qu nghiên c u c a ể ấ ả
ứ ủ ứ ể ữ ế ộ ậ ượ ệ ộ t đ lên đ n 500 600 ° C thi caolinit không c n n
ệ ộ ế ạ ộ ư c nh sau [ 10 ] , t c là ả ướ ế c k t tinh , chuy n ủ ầ t đ thì m t ph n phân h y thành d ng vô
ạ ề nhi u đ phân h y kho ng caolinit có th ch p nh n đ ế khi nhi sang meta caolinit ,n u tăng thêm nhi ị đ nh hình Al2O3 và SiO2 có ho t tính.
ằ ệ ả
ở ấ ươ ố ệ ượ ộ ấ Trong công ngh s n xu t clinker b ng lò quay ph cyclon c p II và c p III , t
ệ i đi lên và truy n nhi
ạ ừ ướ d ấ cyclon c p I , b t li u đ ng pháp khô , giai ộ ẫ c tr n l n ộ t cho b t ệ ầ t d n
i đó b t ph i li u đ ề ộ ệ ượ c năng nhi ả ầ
ấ ệ ộ t đ 500 – 900C t ự ư ở nh ng t ỷ ờ ự ộ ả ặ ấ ố ả c tách ra kh i dòng khí ( nh l c ly tâm ) và ch y xu ng cyclon c p IV ho c
ế ị ề ả ạ đo n này x y ra ớ v i dòng khí nóng có nhi ươ ệ li u . Quá trình này t ả ứ và x y ra các ph n ng phân hu khoáng sét và m t ph n kho ng cácbonat , ỏ ượ đ vào thi t b ti n nung ( precalciner ) .
ủ ạ c . Giai đo n phân h y cacbonat
ầ Khi nung ph i li u xi măng , đá vôi ( thành ph n khoáng là canxi cacbonat
ủ ị ả ứ ố ệ ệ CaCO b phân h y nhi t theo ph n ng :
CaCO3 = CaO + CO2 (6009000 ° C)
ị ế ế ế ố ị ệ ề t các đi u ki n ,
ả ứ ậ ả ứ Đây là ph n ng d th thu n ngh ch , n u không ch t ể ả ph n ng có th x y ra hoàn toàn .
ắ ầ ạ Theo lý thuy t , CaCO3 b t đ u phân h y 600 ° C , m nh nh t 900C .
ấ ở ấ ủ ư
ủ ở ế ệ ộ ắ ầ t đ b t đ u phân h y CaCO3 , trên 600 ° C nh ng r t ở ạ ệ ậ 750 900°C và mãnh li t trên 900 ° C . ự ể Trong th c đ nhi ủ ch m , phân h y m nh
ở ữ ế ả ủ
Ph n ng phân h y Cacbonat b t đ u x y ra ế ậ ấ ắ ầ ở ạ ạ nh ng trung tâm th năng , ặ trên c nh , trên m t và các góc t o nên t c u trúc
ả ứ ị ữ đó là nh ng v trí có khuy t t ả ề ặ b m t kho ng cacbonat
ộ ố ế ố ả ưở ế ố ộ ả ủ M t s y u t nh h ng đ n t c đ phân gi i c a CaCO3 là :
ệ ộ ố ộ ả ứ + Nhi t đ tăng cao , t c đ ph n ng nhanh .
ẽ ạ ậ ợ ự ề ệ ả ầ ủ + Gi m áp l c riêng ph n CO , s t o đi u ki n thu n l i cho phân h y
CaCO3
ố ộ ế ả ạ ả ậ ượ + Kho ng canxit k t tinh thô , h t to , thì t c đ phân gi i ch m và ng c
l i.ạ
ươ Trong các lò quay ph
ng pháp khô không có thi ướ ở ưở ế ị t b precalciner , quá c khi b t li u đ ả ng x y ra c đ a
ấ ứ ố ộ ệ ủ ế
ạ ậ ạ ỷ
ấ ủ ườ ổ ị ng cacbonat b phân h y th
ộ ệ ở ạ ơ ử ớ ố ộ ậ tr ng thái l ư l ng nh trong
ề ả ộ ệ ượ ư trình này h cyclon c p IV và c p V , tr vào lò quay .Tuy nhiên , do trong b t li u ch a ch y u là cacbonat ( CaCO3) nên giai đo n phân hu cacbonat là giai đo n ch m nh t . Do dó , sau khi ra khai ỉ ớ ạ ệ ố ệ ượ ng ch m i đ t 40 h th ng thap trao đ i nhi t l ơ ế ụ ả 50 % . Quá trình này ti p t c x y ra trong là quay v i t c đ ch m h n vì khi ớ ộ ẫ đó b t li u không còn tr n l n v i dòng khí nóng ế ẫ ệ ố h th ng cyclon , đi u này d n đ n ph i kéo dài thân lò .
ỷ ấ ể ở ạ ơ ử ằ Đ tăng hi u su t phân hu cacbonat
ấ ắ ườ tr ng thái l ế ạ i ta đã ch t o ra thi l ng nh m tăng năng ế ị t b precalciner .
ế ị ệ ộ ượ t đ đ ờ ệ c nâng lên 1000 – 1100 ° C nh h
ề t b precanciner , nhi ố ớ ệ ả ố ở đó quá trình
ả ỷ ệ su t và rút ng n chi u dài thân lò ng Trong thi th ng vòi đ t v i kho ng 50 60 % nhiên li u nung clinker và phân hu cacbonat x y ra hoàn toàn .
ả ứ ở ắ ạ d . Giai đo n ph n ng pha r n :
ậ ứ ả ứ ủ ớ Trong quá trình sét , đá vôi phân h y , các oxit m i sinh l p t c ph n ng
ớ v i nhau hinh thành khoáng clinker .
ướ ế ả ở Tr t đ kho ng
c h t là s hình thành canxi aluminat ( CA ) ể ệ ộ ể nhi 900 1000 ° C đ chuy n thành C5A 3, và
ở ố ự ế ợ 700C , Sau đó CA k t h p v i CaO ạ cu i cùng t o thành C3A ở ớ 1200 ° C .
ề ư ằ ở ố
ả ệ ộ ế S t o thành ferit có nhi u ý ki n khác nhau , nh ng đa s cho r ng ả ứ ạ ữ t đ trên 700 °C đã có ph n ng gi a CaO và Fe2O3 , t o thành C2F
ế ợ ề
ứ ằ ắ ị
ộ ệ ủ ứ
ự ạ kho ng nhi , Sau đó k t h p thêm CaO và Al2O 3, hình thành C4AF . Nhi u công trình ạ nghiên c u cho r ng các khoáng ferit t o thành m t dãy dung d ch r n ( C6A2F – ạ C4AF C6AF2 , mà công th c khoáng đ i di n c a nó là C4AF ( tetracanxi alumo ferit ) .
ắ ầ ả ứ ủ ừ ạ ớ T trên 700C b t đ u ph n ng c a CaO v i SiCO2) . T o thành dicanxi
silicat
ế ụ ượ ạ ả ứ ướ ấ ớ c t o ớ c khi C2S tham gia ph n ng v i
i hàm l ế ủ ớ ệ ộ ừ t đ 1000 ° C t i 1200 1250° C C3A và C4AF ti p t c đ T nhi ượ ạ ớ thành và C2S đ t t ng l n nh t , tr ạ CaO c a giai đo n ti p theo.
ạ ệ ố ự ế ả ứ ắ đã b t đ u ngay trong h th ng trao
Giai đo n ph n ng pha r n th c t ệ ế ị ắ ầ ế ụ ả t b preculcinh và ti p t c x y ra trong lò quay . t cyclon , trong thi ổ đ i nhi
ả ứ ệ ạ ạ ấ ỏ e. Giai đo n ph n ng t o khoáng C3S khi xu t hi n pha l ng :
ữ ả ứ ướ ế ạ ồ c h t t o thành C2S r i sau đó k t h p
Ph n ng gi a SiO2 , và CaO tr ớ ế ể ể ớ ộ
ả ể ườ ườ ầ ộ ộ ế ợ ạ ti p v i CaO m i sinh đ chuy n thành C3S, là m t kho ng clinker chính t o ng đ ban đ u cao và phát tri n c cho đá xi măng có c ng đ nhanh .
ệ ớ Đi u ki n đ ph n ng C2S k t h p v i CaO thành CS là s xu t hi n
ệ ộ ắ ầ ả ứ ệ ự ấ ể ả ỏ ệ t đ b t đ u nóng ch y đi m
ề ỏ ả ả ứ ề ộ ể ế ợ ủ ự ấ c a pha l ng : S xu t hi n pha l ng ( nhi ớ ơ tecti ) x y ra càng s m trong h ph n ng có càng nhi u.
ằ ộ ố ớ
ệ ộ ế ở t đ 1250 ° C . Có ý ki n cho
ớ ứ ả ượ ị ớ ạ ệ ng các oxit c a clinker xi măng poóc lăng trong h
ỏ ơ ả
ể ẽ ệ ấ ấ ạ
ấ ở M t s nhà nghiên c u cho r ng các khoáng Ferit cùng v i các khoáng Canxi aluminat b nóng ch y hoàn toàn nhi ủ ằ i h n hàm l r ng : v i gi ệ ộ CaO – SiO2 – Al2O3 Fe2O3 MgO , nhi t đ nóng ch y không nh h n 1300 ° ấ ế C . N u có t p ch t ki m và các t p ch t khác thì pha lông có th s xu t hi n ớ s m nh t ề ạ 1280 ° C .
ắ ầ ế ệ ỏ ỏ
Khi pha l ng xu t hi n thì C2S.CaO b t đ u hòa tan vào pha l ng và k t ớ ấ ợ h p v i nhau thành CS.
ỏ ượ ả ộ ỏ L ng r t l n đ n s t o
ng pha l ng và đ nh t c a pha l ng nh h ụ ưở ớ ủ ấ ớ ỏ ả ộ ế ự ạ ượ ắ c s p
ứ ự ớ ủ thành C3S . Các cation có tác d ng làm gi m đ nh t c a pha l ng đ ế x p theo th t :
K + < Na+ < Baz + < Sr 2+ < Ca2 < Mg2+ < Fe2+< Mn2+
ụ ả ộ ớ
ấ ố ệ ề Nh v y , các cation Fe2+ và Mn2+ có tác d ng làm gi m đ nh t nhi u ườ i
ắ ể ề ụ ệ ỉ Vi
ệ ủ ấ ả ề
ư ậ ế ả ử ụ ồ ụ ụ ể ặ ắ
ấ ả ế ế nh t . Vì th trong ph i li u clinker xi măng poóc lăng n u thi u Fe2O3 , ng ự ế ở t Nam , ta ph i s d ng ph gia giàu s t đ đi u ch nh . Trên th c t ậ ế t c các nhà máy xi măng đ u thi u Fe2O3 , vì v y ngu n nguyên li u c a t ế ắ ặ ph gia giàu s t ( qu ng s t ho c xì pyrit , laterit ) là ph gia không th thi u trong s n xu t clinker xi măng poóc lăng .
ả ứ ạ
ả ả ấ ở ể ạ Trong lò quay nung clinker xi măng , giai đo n ph n ng pha l ng đ t o c g i là
ừ ả ờ
ệ ộ t đ cao nh t ( 1350 1500 ° C ) và t ầ ế ế ỏ ượ ọ ạ i đó đ ể ấ ả 25 30 phút đ t t c CaO ủ ậ ộ ệ ể
ườ ề ả kho ng C3S x y ra nhi zôn nung . Quá trình này c n kho ng th i gian t trong b t li u có th liên k t h t thành C3S , vì v y zôn nung c a lò quay th ng có chi u dài kho ng 2030 m .
ạ ộ f. Giai đo n làm ngu i clinker :
ố ộ ả ấ ớ ớ ủ ộ T c đ làm ngu i clinker nh h ng r t l n t ấ i hình thái c u trúc c a
ấ ủ ả ưở kho ng clinker và tính ch t c a clinker .
c các khoáng clinker đã t o thành khi nung đ nhi
ể ữ ượ ộ ế ự
ả ự ế ệ ể ầ ổ ừ ạ ủ t đ ngăn c n s bi n đ i thì hình c a C2S t ố ạ ệ ộ ế ở t đ k t kh i ủ ế ể ạ t đ h n ch s phân h y các khoáng d ng b C2S sang
Đ gi ệ thì vi c làm ngu i nhanh clinker là c n thi ặ đó , đ c bi ạ d ng g C2S.
ộ ứ ủ ồ
ộ ủ ủ ộ ạ ẽ ế ể ạ ị
ủ ờ ớ ự ồ Khi làm ngu i nhanh , đ ng th i v i s đ ng c ng đ t ng t c a pha th y ạ tinh , các tinh th C3S s k t tinh d ng h t m n làm tăng ho t tính c a chúng khi th y hóa .
ấ ộ ớ ứ ề ễ ộ ơ Khi làm ngu i nhanh , clinker d nghi n h n do có ng su t n i l n .
ạ ể
ộ ộ Giai đo n làm ngu i clinker x y ra ngay ệ ộ ủ ả ố ở ố ả ừ t đ c a clinker gi m nhanh t
ộ ế ượ c đ a ra kh i lò quay . Quá trình làm ngu i ti p theo đ
ỏ ộ ấ
ư ộ
ể ể ộ t b làm ngu i ki u ghi có hi u
ấ cu i zôn nung chuy n sang zôn làm ngu i , khi đó nhi 1450 ° C xu ng 1100 ượ ư ự 1200 ° C và đ c th c ế ị ệ ệ ả hi n trong thi t b làm ngu i . Trong công ngh s n xu t clinker xi măng có các ộ ể ộ ế ị ạ d ng thi t b làm ngu i khác nhau nh làm ngu i ki u lò hành tinh , làm ngu i ể ố ệ ế ị ạ ki u ng quay và làm l nh ki u ghi trong đó thi ộ ấ su t làm ngu i nhanh nh t .
Ấ Ầ PH N 3: Ả QUY TRÌNH S N XU T XI MĂNG
ế ả ấ 3.1Thuy t minh quy trình s n xu t xi măng
ể ả ạ ấ ồ G m 6 giai đo n chính đ s n xu t xi măng:
ế ệ • Tách chi t nguyên li u thô
ỉ ệ ề ộ ẫ • Nghi n, phân chia theo t l , và tr n l n
ạ ướ • Giai đo n tr c khi cho vào lò nung
ạ • Giai đo n trong lò nung
ề ạ ạ ỉ • Giai đo n làm mát và giai đo n nghi n hoàn ch nh
ậ ể • Đóng bao và v n chuy n
ơ ồ ệ ả ấ (Hình 1: S đ quy trình công ngh s n xu t xi măng)
ấ ạ ả 3.1.1 Công đo n s n xu t xi măng:
ạ ế ệ Giai đo n 1: Tách chi t nguyên li u thô
ẽ ử ụ ệ ả ấ ắ S n xu t xi măng s s d ng các nguyên li u thô: canxi, silic, s t và
ữ ầ ấ ấ nhôm. Nh ng thành ph n này l y trong đá vôi, đ t sét và cát. Xi măng có
ớ ỉ ệ ấ ợ ỏ ươ ấ ỗ h n h p cát và đ t sét v i t l nh . Và đ ng nhiên trong cát và đ t sét
ứ ể ề ắ ầ thì có th đáp ng nhu c u v silic, s t và nhôm.
ượ ằ ươ ổ ắ ầ Đá vôi: Đá vôi đ c khai thác b ng ph ng pháp khoan n , c t t ng
ị ượ ạ theo đúng quy đ nh và quy ho ch khai thác, sau đó đá vôi đ c xúc và
ể ớ ậ ằ ế ị ậ ọ ả ậ v n chuy n t i máy đ p búa b ng các thi ể t b v n chuy n có tr ng t i
ạ ượ ậ ể ậ ằ ỏ ớ l n, t i đây đá vôi đ c đ p nh thành đá dăm và v n chuy n b ng
ả ề ấ ơ ộ ả ồ ố ệ băng t i v kho đ ng nh t s b r i thành 2 đ ng riêng bi t.
(Hình 2: đá vôi)
ượ ằ ươ ủ ặ Đá sét: Đá sét đ c khai thác b ng ph ng pháp cày i ho c khoan n ổ
ể ậ ằ ố ả ớ mìn và b c xúc v n chuy n b ng các thi ế ị ậ ả t b v n t ọ i có tr ng t i l n v ề
ậ ượ ậ ằ ố ướ máy đ p búa. Đá sét đ ậ c đ p b ng máy đ p búa xu ng kích th c 75
ậ ầ ụ ậ ằ ố ướ mm (đ p l n 1) và đ p b ng máy cán tr c xu ng kích th c 25 mm
ậ ầ ậ ượ ậ ề ả ể ố (đ p l n 2). Sau đ p đá sét đ c v n chuy n v r i thành 2 đ ng riêng
ệ ấ ơ ộ ỗ ố ấ ả ồ bi t trong kho đ ng nh t s b , m i đ ng kho ng 6.600 t n.
ấ (Hình 3: d t sét)
ụ ỉ ể ả ấ ượ ả ể ề Ph gia đi u ch nh: Đ đ m b o ch t l ng Clanhke, Công ty ki m
ố ệ ế ế ợ ỗ soát quá trình gia công và ch bi n h n h p ph i li u theo đúng các
ệ ố ượ ị Modun, h s đ c xác đ nh. Do đó ngoài đá vôi và đá sét còn có các
ề ệ ặ ắ ỉ ượ nguyên li u đi u ch nh là qu ng s t (giàu hàm l ng ô xít Fe2O3),
ặ ượ ượ qu ng bôxit (giàu hàm l ng ô xít Al2O3) và đá Silíc (giàu hàm l ng
SiO2).
ườ ề ượ ặ ở ấ ấ Chúng ta th ả ng th y các nhà máy s n xu t xi măng đ u đ c đ t
ự ầ ể ế ệ ể ậ khu v c g n các núi đá vôi đ ti ệ t ki m chi phí v n chuy n nguyên li u
ủ ệ ả ượ và giúp gi m giá thành c a xi măng. Nguyên li u thô đ c tách chi ế ừ t t
ượ ậ ự ế ể ế các núi đá vôi sau đó đ c v n chuy n tr c ti p đ n các nhà máy.
ấ ả (Hình 4:Nhà máy s n xu t xi măng)
ỉ ệ ộ ẫ ề ạ Giai đo n 2: Phân chia t l , tr n l n và nghi n
ệ ừ ặ ẽ ượ ủ ể ế ệ Nguyên li u thô t qu ng s đ c chuy n đ n phòng thí nghi m c a nhà
ở ỉ ệ ẽ ữ máy, đây s giúp nhà máy phân tích, phân chia t l chính xác gi a đá vôi
ướ ắ ầ ỉ ệ ề ườ ấ và đ t sét tr c khi b t đ u nghi n.Theo t l thông th ng thì 80% là đá
ế ệ ấ vôi và 20% là đ t sét. Ti p theo sau khi phòng thí nghi m phân tích nguyên
ớ ế ụ ủ ề ẽ ệ ệ ạ li u xong m i đ n nhi m v c a nhà máy. T i nhà máy chính s nghi n
ợ ự ụ ướ ỗ h n h p d a vào các con lăn và bàn xoay. Bàn xoay quay liên t c d i con
ớ ỗ ế ợ ề ỗ ợ ự ế lăn và con lăn ti p xúc tr c ti p v i h n h p. Con lăn s ẽ nghi n h n h p
ề ả ả ầ ộ ộ ỗ ị ị thành b t m n là đ m b o yêu c u. Sau khi nghi n thành b t m n thì h n
ượ ư ữ ệ ố ườ ố ợ h p này đ c l u gi trong h th ng đ ớ ủ ng ng l n c a nhà máy.
ề ứ ệ ề ấ ả ( Hình 4: Máy nghi n nguyên li u –máy nghi n đ ng trong s n xu t
xi măng)
ướ ạ Giai đo n 3: Tr c khi nung
ượ ệ ượ ư ề ồ Sau khi đ ỉ c nghi n hoàn ch nh, nguyên li u đ c đ a và bu ng
ướ ụ ứ ứ ồ ỗ ồ ộ tr c khi nung. Bu ng này ch a m t chu i các bu ng xoáy tr c đ ng,
ệ ồ ướ nguyên li u thô đi qua đây và vào trong lò nung. Bu ng tr c nung này
ệ ỏ ừ ẽ ệ ế ệ ượ ậ ụ t n d ng nhi t t a ra t lò, vi c làm này s giúp ti t ki m năng l ng
ệ ế ớ ườ và khi n cho nhà máy thân thi n v i môi tr ơ ng h n.
ạ ạ Giai đo n 4: Giai đo n trong lò
ể ớ ượ ượ ầ Lò khá l n và có th xoay đ c và nó cũng đ c coi là ph n quan
ấ ủ ả ấ ọ ệ ộ ể tr ng nh t c a quá trình s n xu t xi măng. Trong lò nhi t đ có th lên
ớ ệ ộ ạ ượ ồ ừ ả ứ ắ ọ t i 14500C. Nhi t đ này đ t đ c là b t ngu n t ph n ng hóa h c
ả ứ ả ứ ử ả ọ g i là ph n ng kh Cacbon và ph n ng này còn th i ra khí CO2.
ệ ộ ệ Nhi t đ cao trong lò làm cho nguyên li u nhão ra.
ả ứ ữ ầ ạ ỗ ọ Chu i ph n ng hóa h c gi a Ca và SiO2 t o ra thành ph n chính trong
ậ ờ ự ặ xi măng (CaSiO3). Lò nh n nhi ệ ừ t t bên ngoài nh khí t nhiên ho c
ệ ở ấ ủ ẽ ầ ấ than đá. Khi nguyên li u ph n th p nh t c a lò nung thì nó s hình
ỉ thành lên x khô.
(Hình 5: lò quay nung clinker )
ề ạ ẩ Giai đo n 5: Làm mát và nghi n thành ph m
ệ ộ ẽ ượ ỏ Sau khi ra kh i lò, clinker có nhi ả t đ kho ng 1300
oC s đ
c làm
ờ ưỡ ẽ ỏ ứ ượ ệ ấ ụ ượ mát nh vào khí c ng b c,clinker s t a ra l ng nhi t h p th đ c
ừ ừ ả ệ ẽ ượ ỏ ạ là t gi m nhi t ệ ượ t, l ng nhi t mà clinker t a ra s đ c thu l i quay
ệ ở ế ượ ượ ế ế tr vào lò, vi c làm này giúp ti ệ t ki m đ c năng l ng. Ti p đ n là
ộ ượ ậ ế ạ ề giai đo n nghi n hoàn ch nh, ỉ Clinke sau khi làm ngu i đ c v n chuy n
ẽ ượ ứ ấ ườ ặ ế đ n silô ch a clinke. Sau đó clinke s đ c xu t theo đ ỷ ng thu ho c
ề ạ ề ắ đ ượ ư ớ c đ a t i công đo n nghi n xi măng. ộ các viên bi s t, giúp nghi n b t
ạ ộ ử ụ ấ ị ị m n ra và lo i b t m n mà chúng ta nhìn th y và đang s d ng chính là xi
măng.
ứ (Hình 6: các silo ch a clinker)
ể ạ ậ Giai đo n 6: Đóng bao và v n chuy n
ề ộ ượ ớ ọ ượ ừ Sau khi nghi n thành b t chúng đ c đóng bao v i tr ng l ng t 20
ượ ể 50 kg/bao, sau đó chúng đ ố ể ờ c chuy n vào kho đ ch mang đi phân ph i
ồ ế ử ườ ớ t i các c a hàng r i đ n tay ng i tiêu dùng.
ằ (Hình 7: Quá trình đóng bao xi măng b ng máy )
ả ậ ể ( Hình 8: Băng t i v n chuy n xi măng vào kho)
ơ ồ ả ấ 3.2 S đ s n xu t xi măng
Ủ Ấ Ầ PH N 4: TÍNH CH T C A XI MĂNG
ấ ơ ủ 1 Các tính ch t c lý c a xi măng :
ộ ị
a. Đ m n xi măng :
ể
ằ i trên sàng hay d
ướ ủ ướ ề ặ ấ ị ủ ằ
ặ ộ ơ ị ị ạ ượ ộ ị ng bi u th cho kích th Đ m n xi măng là đ i l ạ ầ ượ c th hi n b ng ph n trăm còn l đ ổ ướ ỗ th c l ố ượ ạ h t xi măng trong m t đ n v kh i l ạ c c a các h t xi măng ể ệ i sàng có kích ệ nh t đ nh ho c tính b ng t ng di n tích b m t riêng c a các ng .
ỏ ạ ệ ế ướ ủ c các h t xi măng nh , di n tích ti p xúc c a
ộ ị ạ ủ ủ
ế ứ
ỏ ơ ạ ừ ấ
ữ c . Nh ng h t t ả ứ ậ
ậ
ượ ử ụ ườ ỹ ạ c s d ng các lo i sàng có kích th ướ ỗ c l ng đ
ặ Khi đ m n cao thì kích th ớ ướ c tăng làm tăng nhanh quá trình th y hóa c a xi các h t xi măng v i n ướ ạ ấ ả ề c măng . Nhi u k t qu nghiên c u cho th y các h t xi măng có kích th ả ứ ớ ớ ướ 30 mm t nh h n 30 mm ph n ng r t nhanh v i n i 60 ạ ậ ấ ơ ả ứ mm ph n ng ch m h n , còn các h t trên 90 mm thì ph n ng r t ch m . ộ ị ẩ ậ Chính vì v y mà trong các quy chu n k thu t xi măng chi tiêu đ m n theo sáng th 80 mm ho c 90 mm.
ể ổ ị b. Tính n đ nh th tích :
ị ể ậ ặ ổ ỹ
ị ự ổ ẽ ể ắ ị
ề ổ ể Tính n đ nh th tích là đ c tính k thu t bi u th s không thay đ i đáng ủ ồ ể ể k th tích c a h xi măng khi đóng r n. Xi măng n đ nh th tích s cho đá xi măng và bê tông b n vùng.
ị ọ ổ ể ể ạ
ẹ ạ ự ề ự
ị ẽ
ổ ị ứ ạ ủ ắ ế ặ ặ ơ ẽ ồ ở
ầ ượ ể c xem xét
ậ ủ ở ế ể ị
ị ỹ ổ c tiên. B i vì n u xi măng không n đ nh th tích thì các tính năng k ầ ử ụ ấ ỹ ướ ậ ỏ
ả ự ề ộ ả ả ờ
ế ượ ả ệ ị ẽ ượ ả ư ổ ấ ổ ị ộ ề Tính n đ nh th tích c a xi măng có ý nghĩa quan tr ng đ t o đ b n ủ c a đá xi măng đóng r n, t o s b n đ p cho công trình xây d ng. Xi ử ụ măng không n đ nh th tích khi s d ng vào công trình s làm cho bê tông b n t r n ho c n ng h n s gây đ v công trình. Trong các tính ổ ch t k thu t c a xi măng thì tính n đ nh th tích c n đ tr thu t khác có th a mãn yêu c u s d ng cũng không đ m b o s b n ữ v ng. Xi măng ch a n đ nh th tích, n u đ ấ ị nh t đ nh, tính ch t này s đ ể c b o qu n m t th i gian ể ậ ự c c i thi n. Tuy v y s không n đ nh th
ấ ượ ứ ố ng clinker xi măng không t t và
ủ ủ tích c a xi măng ch ng t ấ ượ ch t l ỏ ằ r ng ch t l ẽ ng c a xi măng s không cao.
ị ổ ự
ạ ự ố
ệ ộ ể ả ứ ả ng CaO trong clinker . Vòi t
do qua nung ủ ủ
ấ ỗ ể
ượ ử ạ ị ấ ạ ộ ự ể
ắ ự ở ể ự ủ ậ
ộ ề ế do (CaO): Clinker xi măng không k t S không n đ nh th tích do vôi t ẽ kh i hoàn toà , ph n ng t o C3S không x y ra hoàn toàn theo tính toán s ự ở t đ cao làm tăng hàm l nhi ậ i b ch t chày bao quanh nên th y hóa r t ch m. Khi th y là vôi già l a, l ợ ở ạ hóa, CaO t o thành Ca (OH)2 , làm tăng th tích . Khi h n h p tr ng thái ư ạ ủ ẻ d o, linh đ ng thì s tăng th tích c a chúng không gây tác h i. Nh ng vì ớ ợ ỗ do th y hóa ch m nên khi h n h p đã đóng r n s n th tích m i CaO t ả ị ạ ứ ả x y ra làm cho đá xi măng b r n n t, gi m đ b n khí nén.
ạ ẽ ể ự do s hút m, các h t CaO t
ụ
ắ ườ ườ ở ậ ể
ộ
ớ ự ưở
ườ ng đ
ị ự do hydrat hóa tr ượ ng v i t ng có hàm l ề ử ụ ượ ủ ộ c ể ượ ồ ụ ằ ụ ể ớ m t th i gian r i m i nghi n. Tính không c kh c ph c b ng cách s d ng ph gia
n đ nh th tích cũng có th đ ạ ạ ự ẩ do t o Xi măng đ trong không khí, vôi t ổ ể ở ị ớ ồ thành Ca (OH) 2 r i tác d ng v i khí CO2, đ tr thành CaCO3, n đ nh. ụ ự ủ ổ ng kh c ph c s không n đ nh th tích c a xi B i v y, ng i ta th ằ ướ ờ ể măng b ng cách đ xi măng m t th i gian cho vôi t c ử ụ khi s d ng. Clinker xi măng lò đúng th do cao, ờ ậ vì v y clinker th ổ ắ ị ho t tính pha vào xi măng.
ị ề
ở ệ ộ ể ổ ự do. Khi cung clinker
ậ ấ ả ứ ề ơ ặ ồ ạ ở ạ i ớ t đ cao, MgO t n t ề ơ
ậ ứ ỡ ể ắ
ủ ể ấ ậ
ạ ự ủ ớ ư ậ
ạ ậ ượ ề ị ử ụ c đ u qui đ nh hàm l ng cho phép
ự S không n đ nh th tích do MgO trong clinker còn n ng n h n nhi u so ớ d ng tinh nhi v i CaO t ự ớ ướ ể c (ch m h n nhi u so v i Cao t th periclaz ph n ng r t ch m v i n do) t o thành Mg (OH), tăng th tích làm n t v đá xi măng đã đóng r n. Do s th y hóa r t ch m c a MgO trong clinker mà có th sau hàng năm ả chúng m i gây tác h i (khi công trình đã đ a vào s d ng) gây ra h u qu ướ ề ặ n ng n . Chính vì v y mà các n ủ c a MgO trong clinker xi măng.
ố ượ ố ượ
c. Kh i l
ng riêng và kh i l ể ng th tích
ể ạ ượ ộ ơ
ị ng bi u th cho kh i l ạ ị
ố ượ ơ ụ ng riêng là đ i l ậ ệ ng riêng c a xi măng pooclăng ch y u ph thu c vào thành
ệ ộ ế ố ủ
ụ ẽ ng ph gia trong xi măng cũng s làm cho kh i l
ố ượ ườ ổ ố ượ ị ủ Kh i l ng c a m t đ n v ể ỗ ỗ th tích v t li u hoàn toàn đ c không có l r ng (đ n v đo là g / cm3). ủ ố ượ ộ ủ ế Kh i l ầ ạ t đ k t kh i c a clinker xi mãng. Lo i và hàm ph n khoáng, nhi ủ ượ ng riêng c a xi l ừ ng riêng t măng thay đ i. Xi măng pooclăng thông th ố ượ ng có kh i l
ượ
ố ượ ng khoáng C4AF cao thì kh i l ớ ố ượ ả ng riêng t ng i 3,37 g
33,2 g / cm3. Xi măng có hàm l ở ả riêng cao , b i b n thân kho ng C4AF đã có kh i l / cm3
ị ể ố ượ
Kh i l
ị ặ nhiên ho c lèn ch t đ
ơ ể tr ng thái t ặ
ủ ế ố ượ ủ ầ
ượ
ư ạ ộ ượ ạ c l i. Xi
ố ượ ể ng th tích tăng và ng ể ng th tích x p t ụ ố ượ ng có kh i l
ố ượ ủ ố ừ 900 1100 g ể ng th tích c a xi
ườ ặ ừ ở ạ tr ng thái lèn ch t t ị ượ ạ ố ể ằ ố ượ ủ ị ể ộ ơ ng th tích: Là giá tr bi u th kh i l ng c a m t đ n v th ặ ượ ự ậ ệ ở ạ ả ỗ ỗ c tính c l tích v t li u r n . ủ ể ặ ị ng th tích c a Đ n v đo là g / cm3 ho c g / lít ho c kg / m3. Kh i l ộ ộ ị ụ xi măng ch y u ph thu c vào thành ph n khoáng c a clinker, đ m n ủ ng ph gia trong xi măng. Cùng m t lo i xi c a xi măng và hàm l ộ ị măng nh ng đ m n cao thì kh i l măng pooclăng thông th / l và măng đ 1400 1600 g/1 . Kh i l c xác đ nh b ng các lo i ng đo th tích.
ượ ướ ế ẩ ộ
d. L
ng n ờ c tiêu chu n và th i gian đ ng k t :
ẩ ẩ ướ ượ ng n ng n
ớ
ng n
ằ ẩ ủ ẩ ượ c tiêu chu n đ ướ ng n
ượ ủ ượ ạ ọ ộ ẻ ướ c c tiêu chu n (còn g i đ d o tiêu chu n) là l ẩ ồ ế ộ t tr n v i xi măng đ t o ra h xi măng có đ d o tiêu chu n. ướ ướ c so c tiêu chu n c a xi măng ph thu c vào thành ụ ng ph
ầ ượ ướ
ng n ộ ị ề ướ ơ ướ ấ ng n
ấ
c ít nh t. Xi măng có đ m n cao c n nhi u n ộ ị ơ ượ ủ c cao; khoáng C2S yêu c u c h n xi ỏ ượ ng ẩ c tiêu chu n ầ ạ ng. L ng n
ụ c cao h n xi măng pooclăng bình th ườ ườ ủ ướ ộ ừ ng t
ệ ả ẩ ượ L ộ ẻ ể ạ ầ c n thi ố ượ ầ ượ c tính b ng ph n trăm kh i l ng n L ớ ộ ụ v i xi măng. L ộ ị ủ ầ ph n khoáng c a clinker, đ m n c a xi măng, lo i và hàm l gia có trong xi măng. Trong các khoáng c a xi măng pooclăng thì ầ khoáng C3A và C3S yêu c u l ượ l măng có đ m n th p. Xi măng pha ph gia ho t tính đòi h i l ướ n ủ c a xi măng PCB th kho ng 24 32 % ( theo tiêu chu n Vi 21 29 % , c a PCB giao đ ng trong t Nam TCVN 40311985 ).
ờ ế ớ ướ
ờ ẻ
ộ ấ ầ ộ
ắ ầ ượ ể ế ể ờ
ể
ụ ả ờ ắ ầ c t
ư
ộ ế ữ ế ể ẫ ờ ạ ồ ẻ ượ c lo i h d o , c, ta đ Th i gian đông k t: Khi tr n xi măng v i n ố ạ ứ i thành đá xi măng theo th i gian tính d o m t d n và cu i cùng c ng l ạ ế ủ . Quá trình đó là quá trình đ ng k t c a xi măng. Trong giai đo n đông ờ ế c quan tâm là th i đi m b t đ u đông k t và k t có hai th i đi m đ ờ ế ủ ồ ộ ế ờ th i đi m k t thúc đ ng k t c a h xi măng. Th i gian b t đ u đông ớ ướ ớ ừ ế i khi h xi k t là kho ng th i gian t khi xi măng tác d ng v i n ư ẻ ấ i. măng ch a hoàn toàn m t tính d o, đ keo đã tăng lên và ng ng t ắ ầ N u sau th i đi m b t đ u đông k t v a xi măng v n ti p t c đ ồ ụ ạ l ế ụ ượ c
ẽ ủ ế ấ
ộ
ờ ượ
ủ i khi c u trúc c a các khoáng đóng r n d
ấ ẻ ấ ế ớ ướ ớ c t ề ở
ả ữ ắ ầ
ự ầ ế
ờ ộ ủ ắ ng đ ban đ u nhanh c a xi măng. Th i gian đóng
ả ể ườ ụ
ượ ộ ị ộ ạ
ạ ụ ỉ
ộ ạ ng th ch cao s d ng ph thu c vào hàm l ng
ế ượ ủ ụ ử ụ ạ
ế
ứ ẻ ượ ự ệ ạ ằ ị i u nh t đ
ệ ộ t đ máy nghi n tăng trên 105 ° C thì
ẽ ị ấ ướ ả ế ố ư ng th ch cao t ế c và xi măng có hi n t .
ề ệ ượ ụ ọ ẽ ẻ ạ ế ộ ng đ ng k t gi ớ ướ ồ ư ế ờ c h xi măng i, nh ng th i
ế ủ
ự ế ộ
ẽ
ả ờ ự ờ ả ườ ưở
ự ả ấ
ẩ
ể ườ
ế ệ ỡ ố ả ớ ệ ộ ủ ng đ c a xi i phóng kho bãi, th o d c p
ủ ỡ ự thi công thì s phá v s liên k t c u trúc c a các khoáng xi măng th y ẻ ườ ờ ng đ kém. Th i gian hóa, xi măng m t tính d o không bám dính và c ừ ả ộ ế khi xi măng tác c tính t k t thúc đ ng k t là kho ng th i gian đ ấ ắ ượ ụ c hình d ng v i n ồ ộ ườ ơ ng đ thành tr nên b n vùng h n, h xi măng m t tính d o và có c ế ế ờ ơ ộ s b ban đ u. Kho ng cách th i gian gi a b t đ u đông k t và k t ộ ể ệ thúc đ ng k t càng ng n càng có ý nghĩa trong xây d ng. Nó th hi n ầ ự cho s phát tri n c ủ ầ ế ủ k t c a xi măng ph thu c vào thành ph n kho ng c a clinker xi ng ph gia trong xi măng. măng, đ m n xi măng, lo i và hàm l ế ủ ờ ề Th ch cao trong xi măng có tác d ng đi u ch nh th i gian đóng k t c a ượ ụ ồ h xi măng. L ề ẽ ư ệ khoáng C3A c a clinker. N u th ch cao đ a vào quá nhi u s gây hi n ả ẽ ủ ượ ng n t n đá xi măng và n u không đ thì xi măng s đông k t qu t ấ ượ nhanh. L c xác đ nh b ng th c nghi m. Trong quá trình nghiên, n u nhi ạ th ch cao s b m t n ệ ượ ng trên là do sau khi xi măng tác d ng v i n Hi n t ế ụ ẻ ộ ấ m t tính d o nhanh. N u ti p t c tr n thì h s d o l ớ ờ ế ị gian đăng k t b kéo dài. Th i gian đông k t c a xi măng có ý nghĩa l n ế ế ắ ầ trong thi công xây d ng. N u xi măng b t đ u và k t thúc đ ng k t ữ ử ấ ả ẻ qu nhanh, v a xi măng nhanh m t tính d o không có kh năng s ế ượ ạ ụ i, th i gian đóng k t quá dài s kéo dài th i gian đóng d ng. Ng c l ớ ế ộ ắ ủ ng t r n c a bê tông làm nh h i ti n đ thi công xây d ng. C ng ưở ậ ể ầ ủ ộ ng đ ban đ u c a bê tông phát tri n ch m và th p làm gi m s tin t ố ớ ả ườ ủ c a ng i tiêu dùng đ i v i s n ph m. Trong công nghi p bê tông đúc ậ ự ờ ẵ s n, s kéo dài th i gian đông k t, ch m phát tri n c ả ẽ măng s gây khó khăn l n cho vi c gi pha .
ườ ộ e. C ng đ xi măng :
ộ ườ ớ ạ ề ơ ọ ủ i h n b n c h c c a
ể ị ị ệ ị ự ộ ơ C ng đ xi măng là giá tr l c bi u th cho gi đá xi măng, bê tông trên m t đ n v di n tích.
ộ ộ
ị ủ ườ ườ ặ ộ ị ộ ị ườ ố ớ ơ Đ n v c a c ồ g m c ườ ng đ là N/mm2 (ho c MPa). C ng đ xi măng bao ồ ng đ ch u nén. Đ ng nghĩa v i cách ng đ ch u u n và c
ậ ữ ư ộ
ố ố ề ớ ạ
ủ
ớ ạ i h n b n nén. Mác xi ẫ ữ ng đ nén c a m u v a xi măng sau 28 ị ườ
ố ộ ị ớ ả i c ớ ườ i c
ườ ng ng đ ch u nén cao
ủ ng c a
ỉ ố ưở ườ ẩ ố ớ ườ ng đ ch u nén. Tùy
ườ i ta đánh giá
ộ
ắ nh h
ưở ng t ủ
ệ ộ ượ ướ ế ng n
c, môi tr ố ộ ộ ủ ườ các tu i khác nhau (1 ngày, 3 ngày, 7 ngày, 28 ớ ự ộ ố ế ố ả i s ng đ c a đá xi măng. Thành ph n khoáng c a clinker, ườ t đ , vv ... quy t ng đ c a đá xi măng và t c đ phát tri n c a chúng. Thành
ể ủ ế ị ệ ạ ườ
ố ố ẽ ế
t s cho xi măng phát tri n ấ ộ
ộ ng đ cao. T l
ệ ộ ủ ườ ộ ị ỉ ệ ướ ộ n ộ ng đ cao. Nhi ườ cho đá xi măng c t đ c a môi
ộ ế ố ẽ ườ ẩ ng cao s thúc đ y nhanh quá trình đóng r n c a các khoáng
ư
ộ ộ ủ ả ắ ủ xi măng lâu ngày s làm ng không khí có đ m ầ ng đ ban đ u cao. L u gi ng đ c a xi măng. Môi tr
ữ ườ ị ả ứ ệ ấ
ự ế ả ờ
ộ ủ ề
ườ ử ụ ẫ ữ ỗ ớ ỉ ệ ườ ng s d ng các m u v a h n h p v i t l xi măng cát
ặ ệ ọ g i này, trong các tài li u chuyên ngành còn dùng các thu t ng nh đ ề ộ ề ề b n u n, đ b n nén, gi i h n b n u n, gi ộ ị ố ớ ạ ườ i h n c măng là tr s gi ằ ộ ưỡ ng h tính b ng N/mm2 (MPa) (xác đ nh theo TCVN ngày d ụ ử ụ 6016:1995). Tùy theo m c đích s d ng mà ng i ta quan tâm t ặ ườ ườ ộ ị ng đ ch u nén ho c chi quan tâm t ng đ ch u u n và c c ộ ị ủ ộ ị đ ch u nén c a xi măng. Th ng thì xi măng có c ấ ượ ộ ị ườ ẽ ở ậ ng đ ch u u n cao. B i v y các tiêu chu n ch t l s có c ộ ị ị ẩ ả ng ch qui đ nh đ i v i c s n ph m xi măng th ầ ử ụ ộ ủ ặ thu c yêu c u s d ng và đ c tính c a xi măng mà ng ổ ở ườ ng đ xi măng c ngày). Trong quá trình đóng r n có m t s y u t ầ ộ ủ ể ườ phát tri n c ộ ị ng, nhi đ m n xi măng, hàm l ị đ nh c ộ ủ ề ầ ng đ c a ph n khoáng và đi u ki n t o khoáng clinker quy t đ nh c ể xi măng. Clinker có C3S cao, k t kh i t ố ạ ợ ườ ng đ nhanh và mác cao. Xi măng có đ m n cao, c p ph i h t h p c ợ ẽ lý s cho đá xi măng có c c tr n xi măng h p lý cũng là m t y u t tr ẽ ườ clinker và cho c ộ ẩ ể ườ gi m đáng k c ạ ẩ và khí CO2, th m th u vào các h t xi măng m n, th c hi n ph n ng ả hydrat v cacbonat hóa làm kéo dài th i gian đông k t và gi m nát xi ể ng đ c a xi măng có nhi u cách khác nhau. măng. Đ đánh giá c ợ ườ i ta th Ng ẩ tiêu chu n 1:3 ho c 1:25.
ệ ủ
f. Nhi
ủ t th y hóa c a xi măng :
ệ ủ ủ ủ
t th y hóa c a xi măng là nhi ủ
ị ộ ị ủ ệ ượ t l ủ t th y hóa xác đ nh t ệ ượ t l
ừ ớ c) cho t
ố ượ ộ ơ ng xi ng c a m t đ n v kh i l ị ể ấ ờ ạ i m t th i đi m nh t ố ượ ộ ơ ng xi ng c a m t đ n v kh i l ể ờ ộ i th i đi m ể ế ạ ệ Nhi ệ măng sinh ra khi th y hóa. Nhi ồ ị đ nh 7 ngày, 28 ngày) là t ng nhi ắ ầ ớ ướ ủ khi b t đ u th y hóa (tr n v i n măng sinh ra t ử ụ ủ ị ủ ơ t th y hóa là cal/g. Khi s d ng xi măng đ ch t o bê đó. Đ n v c a nhi
ả ệ ủ
ố ệ ự
ả ấ ộ ộ ề ủ
ủ
ả ử ụ ư ậ ệ ủ ủ t. Nhi
ệ ỏ t t a ra l n h n C2S, còn C4AF khi th y hóa,
ượ ệ ỏ ủ ụ
ườ ể t t a ra không đáng k . Xi măng pooclăng thông d ng ( PC ) có 8090 cal/g và sau 28 ngày có th trên ỏ ủ ớ ể ng t
ệ ộ ữ ệ t đ gi a t to ra do quá trình th y hóa gây nên chênh l ch nhi tông, nhi ứ ạ ệ t này t o ra ng bên trong và bên ngoài kh i bê tông. S chênh l ch nhi ạ ứ ố ớ ở ậ su t n i làm r n n t và làm gi m đ b n c a bê tông. B i v y, đ i v i ố ớ ệ ử ụ các công trình s d ng bê tông kh i l n nh đ p th y đi n, công trình ầ ụ ệ ng m ph i s d ng xi măng ít t a nhi t th y hoá c a xi măng ph ộ ầ thu c vào thành ph n khoáng c a clinker xi măng. Khoáng C3A, C3S khi ơ ủ th y hóa có l ng nhi ượ ng nhi l ừ ủ ệ t th y hóa sau 7 ngày th nhi 100 cal/g (theo TCVN 6070 : 1995) .
ở ể ự ủ
g. S co s th tích c a đá xi măng:
ổ ể ự ủ ở ủ
ắ
ầ ự ấ
ượ ạ ấ ủ ể ơ ướ c t o hình ban đ u do có s bay h i n ấ c lý h c trong c u trúc. Tính ch t co ngót c a đá xi măng làm cho
ự ế ấ
ể ắ ấ
ượ ở
ườ ườ ả ế ạ ữ ủ ỏ ấ ở ặ ử ụ ủ
S co n c a đá xi măng là quá trình thay đ i th tích c a đá xi măng trong ạ ề ắ i quá trình đóng r n. Nói chung xi măng sau khi đóng r n th tích đ u có l ớ ạ so v i tr ng thái đ c và m t ọ ầ ướ d n n ố ủ ệ ớ ng có v t các kh p n i c a các c u ki n trong công trình xây d ng th ụ ự ư ướ ứ c. Đ kh c ph c s co c a đá xi măng, ng n t và th m n i ta đ a vào ấ ố ệ ả ng nh ch t gây n cho kho ng clinker xi ph i li u s n xu t xi măng l ụ măng th y hóa ho c s d ng ph gia n trong quá trình ch t o v a, bê tông.
ộ ề ủ
h. Đ b n ăn mòn c a đá xi măng:
ả ủ ộ ề ề ữ
ự ườ ủ ườ
ờ ở ng có tác nhân ộ
ồ ử ườ ng n
ử
ừ ử
ế ả ẫ
ư ủ
ủ ề ố
ạ ơ
ạ ướ ể ứ ướ ườ ể ệ Đ b n ăn mòn c a đá xi măng là kh năng b n v ng c a đá xi măng trong môi tr ng xâm th c. Đá xi măng trong các môi tr ự ị ề xâm th c b ăn mòn theo th i gian và tr nên kém b n. Các tác đ ng ăn ướ mòn chính g m ăn mòn r a trôi (do môi tr c xung quanh bê tông ả ố xi măng có dòng ch y), ăn mòn sun phát, ăn mòn mu i. Ăn mòn r a trôi : là ồ ộ ự s hòa tan và r a trôi Ca(OH)2 , t bê tông làm cho n ng đ Ca ( OH )2 , ầ ơ ả ạ trong đá xi măng gi m , d n đ n hòa tan các thành ph n c b n t o nên ấ c u trúc c a đá xi măng nh hydro silicat , hydro aluminat , hydro ferit ể canxi . Khi có dòng chay (ngoài bi n khi th y tri u lên xu ng) quá trình ấ ễ này di n ra m nh h n. Ăn mòn sun phát: là d ng ăn mòn nguy hi m nh t ố ớ c bi n , N c ch a sunphat đ i v i bê tông làm vi c trong môi tr ng n
ớ ấ ỗ ỗ ứ ớ ả ứ r ng , khe n t ph n ng v i Hydroxit
manh và natri th m vào các l canxi và khoáng aluminat .
ấ ọ 2. Các tính ch t hoá h c:
ủ ả a. Quá trình hydrat hoá c a các kho ng clinker và xi măng.
ự
ư ạ ủ S hydrat hoá c a C3S và Alít t o thành các hydro canxi silicat và Ca ả ứ (OH) 2, theo các ph n ng nh sau:
2(3CaO.SiO2) + 6H2O = 3CaO.2SiO2.3H2O + 3Ca (OH) 2 + DH
3CaO.SiO2 + 3H2O = 2CaO.SiO2.2H2O + Ca (OH)2 + DH
ả ượ ạ t to ra ph thu c vào d ng hydro canxi silicat đ
ụ ả
ệ ộ ượ ạ ộ c t o ứ ộ ừ 32 500 kJ/kg. M c đ hydrat hoá C2S t đ 298°K (2 °C) sau 1 ngày: 25 35 %; sau 10 ngày: 55 65 %; sau nhi
ệ ổ T ng l ng nhi ổ thành và thay đ i trong kho ng t ở 28 ngày : 78 80 %.
ụ
ơ ổ ộ ầ ủ ị ớ ắ ể ợ
ầ ớ
ể ượ ể c khi nghiên c u kính hi n vi đi n t
ạ ặ
ề ạ
ạ ượ ạ c t o thành khi hydrat hoá C3S Thành ph n c a các hydro canxi silicat đ ệ ề ộ và Alit b thay đ i và ph thu c vào đi u ki n đóng r n. Các hydro canxi ỏ ướ ạ ế i d ng tinh th hình s i dài nh . silicat m i có đ baz cao k t tinh d ể ỏ ạ ở Các tinh th này t o thành bên ngoài l p v hydrat hình c u do đó có th ị ệ ử ự ứ quan sát đ . S hydrat hoá C3S b ặ ể ậ ch m l i khi có m t Ca ( OH )2 , C3A và tăng lên đáng k khi có m t CaCl2, và các clorit, bromit, nitrit, sunfat, cacbonat, các kim lo i ki m và th ch cao.
ự ủ
S hydrat hoá c a CS và belit :
ả ứ ạ ị
ầ
ư ủ ắ Ph n ng hydrat hoá C2S và các dung d ch r n c a nó t o thành các ố ượ hydro canxi silicat thành ph n khác nhau và s l ng Ca (OH)2 , nào đó nh sau :
2CaO.SiO2 + 3H2O = CaO , SiO2.2H2O + Ca (OH)2
ả ứ ớ ượ ả ệ ả Ph n ng x y ra v i l ng nhi t to ra 250 290 kJ / kg.
ớ ậ ố ộ ộ
ơ ầ ủ ị
ể ủ ả ứ ế ố ủ ộ
ể
ụ ấ ạ T c đ hydrat hoá C2S ch m h n so v i C3S và ph thu c vào c u t o ả ệ ướ ề tinh th c a khoáng , thành ph n c a dung d ch n c và đi u ki n x y ứ ộ ỉ đã ch ra, m c đ hydrat hoá ra ph n ng . Do tác đ ng c a các y u t C2S có th là : sau 1 ngày : 5 : 10 % ; sau 10 ngày : 10 : 20 % sau 28 ngày : 30 + 50 % ; sau 5 6 năm : 100 %
ợ ổ ằ ứ
ỉ ầ ủ
ợ ở ố ượ s l
ộ ạ ủ
ắ ủ ấ ị
ườ ủ
ứ ạ ủ ở ạ tr ng thái c u trúc khác nhau . Ng ủ ị ạ ư
ố
ị ứ ướ ậ Các nhà nghiên c u đã ch ra r ng b – C2S t ng h p hydrat hoá ch m ự ơ h n belit trong thành ph n xi măng . S hoà tan trong chúng c a các ầ ng h p lý góp ph n ôxit BaO , P2O5 , Cr2O3 , Fe2O3, Na2O ặ ủ làm tăng đ ho t tính hydrat hoá c a khoáng . Nguyên nhân c a đ c ư tr ng hydrat hoá r t ph c t p c a các dung d ch r n c a CBS chính là ấ ự ổ i ta đã cho s n đ nh c a chúng ằ r ng ho t tính hydrat hoá c a a, a’ và bC2S cao nh ng khác nhau còn g ộ C2S không b hydrat hoá . T c đ hydrat hoá C2S tăng lên trong dung ị d ch n c ch a CaSO4 , và CaCl2 hoà tan.
ự ạ ủ
S hydrat hoá các pha còn l
i c a clinker :
ự ạ
ỷ ị ự ươ ủ ng tác c a chúng v i n
ả ị ự ể ể ể
ề ả ắ ờ do b thu phân t o thành Ca(OH)2 ( portlandit ) và CaO và MgO t ậ ớ ướ Mg(OH)2 ( bruxit ). S t c x y ra ch m ổ kèm theo s tăng th tích có th là nguyên nhân không n đ nh th tích ủ c a đá xi măng trong th i gian đóng r n v sau (kho ng sau 10 năm).
ị ấ ủ
ủ ỷ ả r n c a các canxi alumoferit ạ
ứ
ạ ấ ợ
ả ự ế ở ề ườ ư ủ ệ
đi u ki n th ệ ộ ấ Pha thu tinh c a clinker b hydrat hoá r t nhanh t o thành các dung ầ ị thành ph n d ch 3CaO.Al2O3.Fe2O3.6H62O và các hydrogrannat có công th c chung ề ạ 3CaO.(A1,Fe)O3.xSiO2(62x) H2O . C hai d ng h p ch t này đ u t o ỉ ả ng nh ng s k t tinh rõ ràng c a chúng ch x y thành ở ra t đ cao ( 373 473K ) và áp su t cao . nhi
ế ự ủ ả ứ
ở ơ ủ
ố ầ ẻ ệ ầ ư
ạ ặ ủ ề ơ ả ạ
ướ c xi măng hydrat hoá đã d n đ n s
ị ả ứ ầ
ủ ế ề
ạ ươ i t ấ ả ế ạ ắ ấ ờ ợ
ứ ạ ủ
ẻ
ả
ế ơ ấ ả t c các chi ti ờ ồ ẻ ả ứ ặ ư ữ b. S hydrat hoá c a xi măng pooclăng : C ch ph n ng hydrat hoá ủ giai c a các khoáng riêng trong thành ph n c a xi măng pooclăng ự ư . Nh ng s có đo n đ u v c b n cũng gi ng nh các h riêng l ầ ủ m t c a hàng lo t các ion khác nhau tham gia vào thành ph n c a các ế ự ẫ khoáng này trong dung d ch n ồ ủ ủ ch ng chéo c a các ph n ng hydrat ban đ u c a các khoáng và các ẩ ả ứ ng tác lên các s n ph m c a chúng . Đi u đó ph n ng ti p theo l ứ ẫ ả x y ra trong th i gian r t ng n d n đ n t o thành các h p ch t ph c ồ trong h xi măng hydrat và làm ph c t p quá trình hydrat hoá c a các ế ủ . Vì th c ch c a quá trình hydrat hoá xi măng khoáng riêng l ủ ế ủ ế pooclăng ph n ánh t t ch y u c a ph n ng hydrat hoá ủ c a các khoáng riêng l , đ ng th i nó cũng có nh ng đ c tr ng riêng.
ể ố ộ ả ị ằ
ụ ộ ệ ượ t ) c bi u th b ng t c đ to nhi ng CaSO4 , pha vào xi măng ( tính
ố ộ ủ T c đ c a quá trình hydrat hoá ( đ ượ ổ ị b thay đ i ph thu c vào hàm l theo SO3 ) .
ố ụ ệ ủ ộ t c a xi măng hydrat hoá ph thu c vào hàm l
ự ề ự ệ ờ ng SO3 , s toà nhi
ỳ ủ ớ
ự ạ ể ể ạ
ượ ộ ả T c đ to nhi ng CaSO4 , 1 1,25 % SO3 ; 2 2,4 % SO3, 3 3 % SO3 Theo s tăng hàm ượ t giam và dãn ra theo th i gian , đi u này liên l ỏ ừ ấ ỷ ự ệ ớ ự ạ h v i s t o thành và s phá hu có tính ch t chu k c a l p v t ườ ỉ ng các t nh th Etringit trên các h t xi măng ( các đi m c c đ i trên đ cong ) .
ả ả 3. Cách b o qu n
ủ ầ ư ườ ự ớ ấ Trong quá trình xây d ng các công trình l n ch đ u t th ng mua r t
ể ử ụ ậ ầ ề ề ế ả ả nhi u xi măng v kho bãi đ s d ng. Vì v y c n bi t cách b o qu n xi
ể ả ả ấ ượ ố măng đúng đ đ m b o gi ữ ượ đ c ch t l ng t ấ t nh t.
ạ ậ ệ ự ấ ướ ử ụ Xi măng là lo i v t li u xây d ng r t háo n c. Trong quá trình s d ng
ả ụ ể ư ế ộ ả ầ c n có ch đ b o qu n c th nh sau:
ể ậ ằ ươ ở ư ệ ả Khi v n chuy n xi măng b ng các ph ng ti n chuyên ch nh u xe t i.
ư ắ ẽ ầ ả ả ạ ạ Thì c n đ m b o thùng xe khô ráo, s ch s , có b t che m a n ng.
ứ ả ạ ườ ả Kho ch a ph i khô, s ch,có t ng bao và mái che. Các bao xi măng ph i
ượ ặ ặ ặ ấ ề ấ đ c kê trên n n cao. Ho c đ t trên các pallet cách m t đ t ít nh t 30cm.
ế ườ X p cách t ấ ng ít nh t 20cm.
ừ ế ế ỗ ồ M i ch ng x p không quá 10 bao xi măng và x p riêng theo t ng lô.
ắ ậ ớ ồ ờ ướ ướ Đ ng th i hãy nh nguyên t c :”Lô nào nh p tr c dùng tr c”.
ấ ượ ậ ả ờ ộ ẽ ả Xi măng s gi m ch t l ả ng sau m t th i gian b o qu n.Vì v y xi măng
ượ ử ụ ể ừ ế ấ ả pooclăng nên đ c s d ng trong vòng 60 ngày k t ngày s n xu t. N u
ượ ờ ườ ộ ẽ ả ầ v t quá th i gian trên c ng đ s gi m d n.
ộ ị ễ ị ụ ậ ườ Xi măng có đ m n càng cao càng d b vón c c. Vì v y th ọ ng g i là
ế ườ ạ ả ợ ơ ớ “ch t gió”. Tr ộ ng h p này x y ra nhanh h n so v i các lo i xi măng đ
ả ượ ấ ậ ị ế ẩ ọ ệ ả m n th p. Vì v y vi c b o xi măng càng ph i đ c ti n hành c n tr ng.
ạ ậ ệ ự ể ộ Có th nói xi măng là m t lo i v t li u quan tr ng ọ trong xây d ng. Do
ệ ả ầ ư ể ả ấ ượ ả ả ố đó, c n l u ý trong vi c b o qu n đ đ m b o ch t l ng t ấ t nh t khi
ệ ả ạ ầ ả ờ ồ ế ổ ử ụ s d ng. Đ ng th i vi c b o qu n đúng cách còn góp ph n h n ch t n
ư ỏ ấ ượ ể ả ấ th t do h h ng, gi m thi u ch t l ng trong quá trình thi công.
Ậ Ế PH N 5:Ầ K T LU N
ữ ả ề ệ ả ấ Qua nh ng quy trình trên, gi i thích v vi c s n xu t xi măng thì ta
ấ ạ ư ả ể ề ầ ấ ả ơ cũng đã hi u h n v thành ph n, c u t o, cách s n xu t cũng nh b n
ự ệ ấ ch t xi măng dùng trong ngành công nghi p xây d ng.
ể ạ ị ườ ệ ả ệ ấ Đ c nh tranh trên th tr ng hi n nay, công ngh s n xu t xi măng
ượ ể ả ữ ấ ấ ọ ngày càng đ c các công ty chú tr ng nâng c p đ s n xu t ra nh ng
ẫ ạ ườ m u xi măng đa d ng, giá thành phong phú giúp ng i tiêu dùng có
ậ ệ ử ụ ề ự ự ư ọ nhi u s l a ch n cho v t li u s d ng cho công trình cũng nh ngôi
ủ nhà c a mình.
ớ ộ ế ậ ệ ự ế ể Đây là v t li u không th thay th trong xây d ng ngày nay v i đ k t
ấ ượ ố ữ ở ễ ử ụ dính cao, d s d ng, ch t l ng t t giúp nh ng công trình hay nhà
ọ ườ ị ượ ờ ế ẩ ủ c a m i ng i có tính an toàn ch u đ c th i ti t cao và có tính th m
ươ ả ố ắ ẽ ả ấ mĩ. Trong t ng lai thì ngành “s n xu t xi măng” s còn ph i c g ng
ơ ữ ể ủ ể ể ẳ ị ị ể đ phát tri n h n n a đ có th kh ng đ nh v trí c a mình trên toàn
ớ ườ ệ ế Th Gi i. Đây cũng chính là con đ ng mà “xi măng Vi t Nam” đang
ọ ả ự và ph i l a ch n.
