nghiên cứu ảnh hưởng của kích thước cỡ hạt đến chất lượng xi măng

Hiện nay trên thị trường có rất nhiễu loại xi măng khác nhau và chất lượng của các loại xi măng cũng khác nhau tùy thuộc vào thành phần và kích cỡ hạt các nguyên vật liệu để sản xuất cũn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRUONG DAI HOC CAN THO

KHOA CONG NGHE

Verllleage

LUAN VAN TOT NGHIEP DAI HOC

NGHIEN CUU ANH HUONG

CUA KICH CO HAT DEN CHAT LUONG XI MANG

Vir

a (HUNG AE

Ths Ngô Trương Ngọc Mai Thạch Ngọc Sửa

Kỹ sư Nguyễn Đào Hoàng Minh MSSV: 2072202

Ngành: Công Nghệ Hóa Học- khóa 33

LOI CAM ON

oslLilao

Lời đáu tiên, con xin ghỉ nhớ mãi công ơn cha mẹ sinh thành, nuôi dạy con nên người Gia đình đã hệt lòng quan tâm, giúp đỡ, tạo mọi điêu kiện tot nhat cho việc học của con và dành cho con những điểu tot đẹp nhát

Qua đây, em cũng xin chân thành cảm ơn Quỷ Thầy Cô bộ môn Công nghệ hóa học đã tận tình chỉ dạy, luôn tạo mọi điều kiện thuận lợi trong suốt quãng thời gian em học tập tại trường

Va em xin gửi lời cam on tri ân cô Ngô Trương Ngọc Mai- Bộ môn Công nghệ Hóa học, người đã hướng dẫn, chỉ dạy, giúp đỡ tận tình và luôn ủng hộ em từ ngày

mới nhận đề tài đến ngày hoàn thành

Em cũng xin chân thành cảm ơn kỹ sự Nguyễn Đào Hoàng Minh và các Cô Chi, Anh Chị phòng KCS- Trạm nghiên Thủ Đức- Công ty Cô phan Xi măng Hà Tiên 1 đã hướng dẫn em tận tình trong những ngày thực tập tại công tự

Em xin cảm ơn Ban Giám đốc Công ty Cổ phân Xi măng Hà Tiên 1 và Phòng thí nghiệm KCS- Trạm nghiên Thủ Đức đã tạo điễu kiện tốt cho em thực tập và quá trình thực tập này sẽ là những kinh nghiệm quý bảu cho công việc của em sau nay

Nhân đây, em cũng xin gửi lời cảm ơn tập thể lớp Công nghệ Hóa học khóa 33 đã quan tâm, giúp đỡ và luôn ủng hộ em trong suốt quả trình làm luận văn

Cuối cùng em xin chúc Quý Thầy Cô trường Đại học Cần Thơ, các Cô Chú, Anh Chị trong Công ty Cổ phần Xỉ măng Hà Tiên 1 dôi dào sức khỏe và thành đạt

SVTH: Thạch Ngọc Sửa iii

LOI NOI DAU

za Le

Xi măng là vật liệu xây dựng cổ truyền và lâu đời nhất so với những vật liệu khác Thế nhưng cho tới nay, công nghệ sản xuất các chúng loại xi măng vẫn trên đà phát triển và không ngừng hoàn thiện Ở nước ta hiện nay tốc độ đô thị hóa nhanh, đời sống người dân ngày càng cao do đó nhu câu xây dựng rất lớn Vì vậy, ngành công nghiệp sản xuất xi măng đòi hỏi phải luôn đổi mới để tăng năng suất và cải thiện chất lượng sản phẩm

Hiện nay trên thị trường có rất nhiễu loại xi măng khác nhau và chất lượng của các loại xi măng cũng khác nhau tùy thuộc vào thành phần và kích cỡ hạt các nguyên vật liệu để sản xuất cũng như độ mịn của xi măng thành phẩm Vậy làm thế nào người tiếu dung co thé phân biệt được và lựa chọn cho mình một loại xỉ măng có chất lượng nhự mong muốn? Với để tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của kích thước cỡ hạt đến chất lượng xi măng” làm tại Phòng thí nghiệm KCS Trạm nghiên Thủ Đức- Công ty Cổ phân Xi măng Hà Tiên 1 có thể cung cấp cho người tiêu dùng một số kiến thức về tính chất và chất lượng của xi măng Từ đó, sẽ lựa chọn loại xi măng phù hợp với mục đích

sử dụng

Để tài khảo sát ảnh hưởng kích cỡ hạt của đá vôi, phụ gia pouzoland, clinker và

xi măng đến tính chất và chất lượng của xi măng thông qua các rây 0,09mm, 0,08mm, 0.045mm và thời gian nghiên khác nhau để tìm ra cường độ thích hợp cho xi mang cung cấp cho người tiêu dùng

Do kiến thức còn hạn chế, thời gian thực tập ngăn, tài liệu tham khảo không nhiều, chưa có kinh nghiệm nên luận văn không tránh khỏi sai sót Em rất mong nhận được

sự góp ý từ Quý Thầy Cô, bạn bè để luận văn được hoàn chỉnh hơn

NHAN XET CUA CAN BO HUONG DAN

NHAN XET CUA HOI DONG PHAN BIEN

NHẬN XÉT CỦA PHÒNG THÍ NGHIỆM- KCS

TRẠM NGHIÊN THỦ ĐỨC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÂN THƠ Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt

Cần Thơ, ngày 15 tháng 12 năm 2010

PHIẾU DANG KY DE TAI

Năm học: 2010 — 2011

1 Tên đề tài

Nghiên cứu ảnh hưởng của kích thước cỡ hạt đến chất lượng xi măng

2 Họ và tên sinh viên thực hiện đề tài

Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều chủng loai xi măng khác nhau Tuy nhiên, vấn đề “chất lượng và giá cả xi măng” là một vấn đề nan giải Chất lượng của một loại xi măng phụ thuộc rất nhiều yếu tố như: kích thước hạt xi măng, nguyên vật liệu sản xuất, thành phần hóa học của clinker, phụ gia, Trong đó, kích cỡ hạt

xi măng là rất quan trọng quyết định đến chất lượng xi măng Vì vậy, đề tài

“Nghiên cứu ảnh hưởng của kích thước cỡ hạt đến chất lượng xi măng” sẽ cho

chúng ta biết được rõ hơn Từ đó có thể lựa chọn được loại xi măng phù hợp với mục đích thi công

5 Mục tiêu nghiên cứu

Khảo sát kích ảnh hưởng kích cỡ hạt đến chất lượng xi măng

So sánh chất lượng xi măng khi sử dụng các kích cỡ hạt khác nhau

6 Phạm vỉ nghiên cứu

Phạm vi nghiên cứu của đề tài bao gồm:

- Ảnh hưởng của kích thước hạt đến chất lượng xi măng

- Chỉ khảo sát quy trình công nghệ sản xuất của nhà máy Xi măng Ha Tién 1

7 Địa điểm thực hiện và thời gian thực hiện

Địa điểm: Trạm nghiền Thủ Đức — Công ty Cô phần Xi măng Hà Tiên 1

Thời gian: Từ ngày 05/01/2011 đến 05/04/2011

8 Giới thiệu các thực trạng có liên quan tới vấn đề trong đề tài

Do làm nhiêu thí nghiệm nên trong quá trình làm các điêu kiện có thê khác

nhau

Clinker làm thí nghiệm có thê khác nhau do thời gian để lâu

Phụ gia có thể không như mong muốn do nguồn cung cấp nên có thể ảnh

hưởng đến quá trình khảo sát

Lân đầu làm nên ít có kinh nghiệm, còn nhiêu thiêu sót

Sinh viên thực hiện Cản bộ hướng dân

Y kiến của bộ môn Ý kiến của hội đồng LVTN

2.2.2.2 Phan loai X1 MAN 8n nh 23 2.2.2.3 Cơ sở kỹ thuật sản xuất xi măng portlar.d -¿- + + 2 ẻxk£E++k£z£Eerkrrereered 24 2.2.3 Nguyên liệu sản xuất xi măng portland 22s s+s+Ez+x+s£ezserzrerreee 26 2.2.3.1 Nguyên liệu sản xuất clinker xi măng portland - + s=szssze=s+ 26

2.2.3.2 Phụ gia nghiền với clinker sản xuất ra xi măng -. -.2 552 sccscs¿ 28

2.2.4 Yêu cầu nguyên liệu sản xuất xi măng portland - 2 + 2s sxzxsrszxerezred 29

2.2.5 Quá trình chuẩn bị nguyên liệu và hỗn hợp phối liệu 2 2s s+cxs+ 29

2.2.5.1 Khai thác và vận chuyển nguyên liệu . + - 2s 2E se £EzEeezrerreee 29

2.2.5.2 Gia cOng SO DO NEUYEN HEU 30 2.2.5.3 Nghiền mịn hỗn hợp nguyén Li6u eo ec ecesceeseseeseseeetscetstsseenseaesesaeeess 31

2.2.5.4 Đồng nhất và điều chỉnh phối liệu 2 22 +s+E2+E£E2EE+E+EEEeEEEErErereererxee 31

2.2.6 Nung clinker xi măng pOrÏfnd - - +55 2 + S123 132 5E Eereres 32 2.2.6.1 Quá trình hóa lý khi nung clinker xi măng portland -. . «‹-<-<« 32

"“Ñ N9) s08 cv 32

"0ì 8v 0.0 in 33 2.2.6.2 Quá trình tạo khoáng khi nung clinker xi măng portland -ss ss««+ 35 2.2.6.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nung luyện và chất lượng clinker xi măng

004015100 36

2.2.6.3.1 Thành phần hóa học của phối liệu . 2-2 2E ++x+EeE+EeEereẻ 36 2.2.6.3 2 Độ mịn của hỗn hợp phối liệu - 2 + E£E+EE£E+EEE+eEE£keEerkcrxei 36 2.2.6.3.3 Chế độ nung luyện c]inker + - + 2 s2 EE+EE£E*EE£E££k £kcerserkd 36

2.2.6.3.4 Làm lạnh €Ì1fIK€f - -G C00099 191901109 31505003051050 10 ke 37 2.2.7 Nghiền clinker xi măng portland s- s2 ++x*+ExxeEEEEEEEeEEketrxeerkerrkeerrked 37 2.2.7.1 Ú clinker xi măng portland - - ¿2+ 2822 E*£keESEEEEEEEEeverkrksrered 37 2.2.7.2 Nghiền clinker xi măng portland - 2s + +E+E*+k£EeEkexsr+xersrxcsee 38 2.2.7.3 Làm lạnh và vận chuyển xi măng bột về silô chứa ¿-cscscscscssesez 38 2.2.7.4 Bảo quản và đóng bao x1 mắng - - + <5 S191 9 1g ng go 39 2.2.8 Hóa học quá trình đóng rắn của xi măng portland - ¿2 2s 2 ss¿ 39

2.2.8.1 Ly :0/À/-11001-4(IY£%£ẠỆẦ£ẦẬẦẬẲẦẲẮẲẦỠỒẶỖỠVỠŸVỠỠỀỠỠỒỒỒẦ 39

2.2.8.2 Su hydrate hóa của các khoáng clinker xi măng portland . 40 2.2.8.2.1 Sự hydrate hóa của khoáng CS (3CaO.S1O;) -.Ă cà àcààeeeeee 40 2.2.8.2.2 Sự hydrate của khoáng CS (2CaO.S1O2) S SH 40 2.2.8.2.3 Sự hydrate hóa của khoáng CạA (3CaO.AlzOs) 55c <<<<<s 41 2.2.8.2.4 Sự hydrate hóa của khoáng CuAF (4CaO.Al;Os.Fe;O;) 41 2.2.8.3 Quá trình đóng răn của xi măng portland - 2s s2 s+s£k+sszcee: 42 2.2.8.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đóng rắn và sự phát triển cường độ của

XL MANG POrtland 43

2.2.8.4.1 Ảnh hưởng của thành phần khoáng và kích thước hạt xi măng 43

2.2.8.4.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường đóng rắn - 2-2 2 s+cz sec 43

2.2.8.4.3 Ảnh hướng của lượng nước trong quá trình hydrate hóa (N/X) 44 2.2.8.4.4 Ảnh hướng của phụ gia điều chỉnh 2 2 sex xe £xrxerrerreee 44 2.2.9 Một sỐ tính chất đặc trưng của xi măng portland - s s+ss+s+see 44

2.2.9.2 Khối lượng thể tích (7, ) -c+©7c+ccccvrrrtrkrrrrrrrrrrtrrrrrrrrrrrrrrrrrree 44

2.2.9.3 Thành phần khoáng . -¿- + E %£ k£ SE SE EEEEEE E111 kg crg 45

2.2.9.4 Hàm lượng vôi tự dO - - - - << 1+ 1S TH ng ng ngư 46

"MÃ m0 bi no bi an 46

2.2.9.6 Lượng nước tiêu chuẩn . - +: 2 ©+ +2 SE £+x9EEkSEEEEEEEEkrrkrkerkrrsred 47

"0 y8N( o0 n 47 2.2.9.8 Biến đối thể tích -. -cs-ccr r2 48

2.2.9.9 Mác xi măng và chất kết đính .- + 252k EEEkExeEkrrerkrrkee 48 2.2.9.10 Sự tỏa nhiệt khi đóng rắn . ¿ + + S52 v21 1x krkrrrred 48

2.2.9.11 Tính chịu lửa của x1 mắng - - - << Ă + 399 0v 9 3 11 ng ng 48 2.3 Ảnh hưởng của kích thước cỡ hạt đến chất lượng xi măng 49

2.3.1 Ảnh hưởng cỡ hạt đá vôi +: 2+2 <2 SxEESx9EEEkEEEEEEEEEExEetkrrrred 49

2.3.2 Ảnh hưởng của cỡ hạt phụ gia pouzoland +5 25+ s+s+£s+zszx+rscxexsd 50 2.3.3 Ảnh hưởng của cỡ hạt clinker - + 2s 2+ E*+x+££E£EvErkerxrrersrrsred 51

CHUONG III: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 53

ENN go oi 2ê ii vn 53

3.1.1 Thiết bị, dung cu thi nghidm 00 ccssscesccscessssesesseesssseseeseestesssseseeseees 53

3.2 Các chỉ tiêu cần nghiên cứu 53

3.2.1 Luong nu6c tiGu CHUAN o eeeeccccscssessessssessssessesessesessessesesseseessssesesscsesscssssseneseess 53

(000 8 54

° CN? (hanh 54

3.2.4 Độ mịn thông qua tỷ diện bÌaine << 1 S911 1133 1 3385111 xe 54

3.2.6 DO QIAN NON nan 54

3.2.7 Mat khi nung woe eceeececesececesesecsesesececsecsesesscstsscscsesscscsecsesessvetsecansesseansesseseeaeeess 54

3.2.8 Hàm lwong chat khong tan esesscsesecsesesecsesecsesesscetsscststsseansesaeseeaeeess 55

3.2.9 Hàm lượng 5C 2.2112 21.7 1-1711 1 Ti gi reo 55

EEN 9 s00 006i 00 55

3.3.1 Lượng nuéc tidu Chuan oo esssesesecsesecsesesscsesecsesesecetsscststsseanseaeseeneeess 55 3.3.1.1 Dụng cụ, hóa chất «2c Sex S32 T33 T313 1 1111151115111 0e, 55

3.3.1.2 Tiến hành thí nghiệm 2-2 + E+ *+E£EeEE£SeEEE£ESEECEEE RE EEEEErErreve 56 3.3.1.3 Tính toán kKkẾt quả + +32 E3TET313 1111115115111 031A, 57 3.3.2 Tốc độ ninh kẾt +: 2 ©s++E + +15 E1 EEEE9E1E1151112371571 7151151115112 2 1x xe 57 3.3.2.1 Dụng cụ, hóa chất «2c Stk C323 T113 1 1111151115111 031 cu.LU 57 3.3.2.2 Tiến hành thí nghiệm 2-2 + E+ E+E£E#EE£E#EEE£ESEECEE RE 57 3.3.2.3 Tính toán kKkẾt quả - + SE CESEE E331 1 1511115115111 c0.L, 58

SEE N9 ai na 58

3.3.3.1 Dung cu, hoa Chat cecccccccecsssscsesscsescscsesscscsecstsessestsscsnstsseanseeaeseeaeeess 58 3.3.3.2 Tién hanh thi nghidm oo cece escssceesecsesesscsesecsesessestsscstsessesnsesaeseeaeeess 58 3.3.3.3 Tính toán két Qua c.ccceccescsssscsesscscsscsesscsesecscsesscscssssesesevstssceesesassesasansessverees 59

3.3.4 Dd min thong qua ti dién blaine 59

3.3.4.1 Dung cu, hoa Chat ccceccccccecsssscsesscsescscsesscsesecsesesseetsecerstsseanseeseseeaeeess 59 3.3.4.2 Tiến hành thí nghiệm 2-2 + + E+ E+E£EtEE£S#EEE£ESEECEEEEEEEEEEEEErErveve 59 3.3.4.3 Tính toán kKkẾt quả - . - + +EESECESEE E331 1 1511115115111 031.0 61

3.3.5 CurOng dO MEN nh ố 62

3.3.5.1 Dung cu, ha Chat cceccsccscecssssescsscsesscsesesscsesecstsessestsscatsesseansesseseeaeeess 62 3.3.5.2 Tién hanh thi nghidm occ cscsesesecsesccssscsscsesecsesesscstsssststssestsestsesaeeen 62 3.3.5.3 Tinh todn két qua ccecccccsecssscccscsssescsscssssssscsscsesscstsesecstssststssvsnseatsnsaeee 63 3.3.6.2 Tiến hành thí nghiệm - - + EEE+E£E#EE£k#E+EEESEEEEE SE Sex 64

SE h Ni 8o 9 1 67

3.3.9.1 Dung cu, hoa Chat cccccsccscscsssssscsscstscsssscsscsesecstsesssstssststssestseeatsesaeees 67 3.3.9.2 Nguyên tẶC <5 HH TT T111 T100 T110 0111101 HH0 67 3.3.9.3 Tién hanh thi nghidm 0.0 ccc ccesecscsesscscscscsesssscsecsescsassesseatsessssesseateees 67 3.3.9.4 Tinh todn két qua cccccecssccscscsssescsscsssscesscsscsesecstscsssstsssstsessestseatsesaeees 67

3.3.10 Tỷ lệ cấp phối cho máy nghiễn -2- 2 < SE EEEExEEerrkrreee G7

CHƯƠNG IV: KẾT QUÁ THÍ NGHIỆM VÀ BÀN LUẬN . - 69

4.1 Thành phần hóa của clinker 2-2 2 +®£sẻ E£EEE£E+EE£E£E£EEeEErkerrerreve 69 4.2 Thành phần khoáng trong clinÌker - 2s SE £E£E£++E+z+zezxezezed 69 4.3 Ảnh hưởng cỡ hạt đá vôi đến chất lượng xi măng -2-2- + s+s+csreccze 70 4.3.1 Ảnh hướng cỡ hạt đá vôi qua các rây khác nhau .- - 2 + sec: 70 4.3.2 Ảnh hướng cỡ hạt đá vôi qua các thời gian nghiền khác nhau 72 4.4 Ảnh hưởng cỡ hạt phụ gia pouzoland đến chất lượng xi măng 75 4.5 Ảnh hưởng cỡ hạt clinker đến chất lượng xi măng 2-2 ss+czeccze 78 4.6 Ảnh hưởng cỡ hạt xi măng đến chất lượng xi măng -. 2 +cs+sccze: 80 4.6.1 Xi mang c6 dO min blaine 3200 80 4.6.2 Xi mang cd dO min blaine 3400 ou 83 4.6.3 Xi mang cd dO min blaine 3600 ou 85

CHUONG V: KET LUAN VA KITEN NGHI cccscssssssssssssesossssessssesessesasseseseesees 90

5.1 Kt Wan ose eeceeccsecessecssecesseecssecssecsnsesnsecnscesuesusecuscesnsesuseesnessneesuseeaneesuseeneeeaseesneeeaes 90

"8 ‹ 0 an 90

DANH MỤC BANG

Bảng 1.1: Năng suất các máy nghiền clinker xi măng 22+ 22s ++szzzzvzrxd 4

Bảng 1.2: Năng suất các silô clhứa - - - << ke SE SE EE E111 1111111 ckrrred 5

Bảng 1.3: Các sản phâm xi măng Hà Tiên l -¿ +22 + 2+ £££E+£xcsecserrrsred 7

Bảng 2.1: Chất lượng các loại chất kết dính gốc từ vôi các loại 5s ss¿ 14 Bảng 2.2: Giới hạn hàm lượng các oxyt chíÍnh - - << 5 c1 1E 1 1 gkp 14 Bảng 2.3: Giới hạn hàm lượng các oxyt khác - ss s11 1 11 re 14

Bảng 2.4: Các thành phần khoáng của clinker xi măng portland . - 16 Bảng 2.5: Phan loại clinker XMP theo nhóm khoảng siÏIcafe . - << «<< «<2 22

Bảng 2.6: Phân loại clinker XMP theo nhóm khoáng nóng chảy . - s5 23 Bảng 2.7: Yêu cầu độ âm của nguyên liệu trước khi vào máy nghiên bi 31 Bảng 2.8: Sự hình thành các khoáng cơ bản trong quá trình nung luyện clinker 35 Bảng 2.9: Phần loại clinker XMP theo khoáng s1ÌiCaf€ - 5-5 ĂSSĂ se ssecee 45 Bảng 2.10: Phân loại theo hệ SỐ p -. - SE E SE S3 EESEEEEESEEEEEEEEE ST gkc gryckrrerei 45 Bảng 2.11: Mức độ tỏa nhiệt các khoáng khi bị hydrate hóa - «55 «S5 s+++s 46

Bảng 2.12: Ảnh hưởng của độ mịn đến cường độ của XMP 2-5-5552 55c: 47

Bảng 2.13: Thành phần hóa trung bình của các oxyt trong đá vôi . - -: 49 Bang 3.1: Kich thur6c Kim c0 56 Bảng 3.2: Độ nhớt của không khí phụ thuộc vào nhiệt độ «555555 <<s<<<+ 62

Hình 4.7: Đồ thị biểu diễn lượng nước tiêu chuẩn - - 2 + 2s + £szEezerecvze 76 Hình 4.8: Đồ thị biểu diễn thời gian ninh kết 2 2 SE + xE£Eerererveve 76 Hình 4.9: Đồ thị biểu điễn cường độ nén - 2 - + +E£EeEE£E£EzcExeE£Eerererreve 77

Hình 4.10: Đồ thị biểu diễn lượng nước tiêu chân clinlker s+z+z+zsesezezed 78 Hình 4.11: Đồ thị biểu diễn lượng nước tiêu chẳn clinker 2 sec: 79 Hình 4.12: Đồ thị biểu diễn cường độ nén của clinlker -5- < ss+ce+eccze 80

Hình 4.13: Đồ thị biểu diễn lượng nước tiêu chuẩn xi măng blaine 3200 81

Hình 4.14: Đồ thị biểu diễn thời gian ninh kết của xi măng blaine 3200 82

Hình 4.15: Đồ thị biểu diễn cường độ nén của xi măng blaine 3200 82

Hình 4.16: Đồ thị biểu diễn lượng nước tiêu chuẩn của xi măng blaine 3400 83

Hình 4.17: Đồ thị biểu diễn thời gian ninh kết của xi măng blaine 3400 84

Hình 4.18: Đồ thị biểu diễn cường độ nén cuae xi măng blaine 3400 85

Hình 4.19: Đồ thị biểu diễn lượng nước tiêu chuẩn của xi măng blaine 3600 86

Hình 4.20: Đồ thị biểu diễn thời gian ninh kết của xi măng blaine 3600 86

Hình 4.21: Đồ thị biểu diễn cường độ nén của xi măng blaine 3600 87

Hình 4.22: Đồ thi biéu dién cudng độ 3 ngày của xi măng 3200, 3400, 3600 88

Hình 4.23: Đồ thị biểu diễn cường độ 7 ngày của xi măng blaine 3200, K) 6 0 88

Hình 4.24: Đồ thị biểu diễn cường độ 28 ngày của xi măng blaine 3200, K) 6 0 89

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Công ty Cô phần Xi măng Hà Tiên 1 . 2 +5 5 2+2 £xszxcs2 1

Hinh 1.2: Phong thi nghiém- KCS ooo eee eeeccessaeeesseceseneeesaeceseaeeeeseceseneeeeeeeeanes 3

Hình 1.3: Nguyên liệu được chứa trong kho - «+ < s1 ng re 5 Hình 1.4: Quy trình công nghệ sản xuất của nhà máy . 5 2552 cc+sscs2 6

Hình 1.5: Máy nghiền bỉ 2 ngăn ¿ ¿25+ SE SE E111 1111111211111 Ee re 6

Hình 1.6: Nhãn hiệu Kỳ Lân Xanh nỗi tiếng .- 2-2 2552 E+EE+EzvE£vsrxered 8 Hinh 1.7: Xi mang Ha T16n 1 oo 8 Hình 1.8: Vữa công nghiỆp - - - SG S1 HT HH ng nh 8

Hình 1.9: Vữa cao cấp -. - «2s St 13 1511 1131111511711 T1 1511115111111 8

Hinh 1.10: Cat ti€u Chuan sessessessseseessecsneesnsecsneesnsesssecsnecsuseessecsneesasenaecsncenetensnets 8

Hinh 1.11: Gach BLOCK oo 9 I5i0¡088W206-.i2.0:i0ii 09.0 9 Hinh 2.1: Quy trinh céng nghé tong quat san xuat xi mang portland 25 Hình 3.1: Vicat đo lượng nước ti8u Chuan ccccsesecseseseesesscetscsrsesseanseeaeseeaeeess 55 Hình 3.2: Kim fO << <1 001 TT me 56

Hình 3.4: Vicat đo thời gian ninh KẾT 2-2 ®sẻ SE £EEE£E#EECEEEEEEEEEeErerreve 57

Hinh 3.5: Kim nh n0 57

gì v00) 100107 58

Hình 3.7: Cân và dụng cụ đo tỉ diện bÌaine - <5 S122 113 re 59

si: 6180/0219 vìdii (i0 62

Hình 3.10: Khuôn tạo rmẫu - - << x38 5 5 E8 3 961 3 11k 1g 1v g gerea 63

Hình 3.11: Khu ngâm mẫu đo cường độ nén . 2 2 s2 + s+szszez£z+s+zszsrxea 63

Hình 3.12:Khuôn Le Chatelier đo độ giãn nóng . - 5555 SS< + +sxs 64

Hình 3.13: Nồi đun mẫu đo độ giãn nóng + 2 + EE+E+EE£ke xxx ke rkreở 64

Hinh 3.14: Chén nung 0110 65 Hinh 3.15: May dap clinker 0 68

Hinh 3.16: May nghién bi cece esesscsesscsesccssscsscsesessssesscstsssasstssesnseatsnsaeeen 68 Hình 4.1: Đồ thị biểu diễn lượng nước tiêu chuẩn đá vôi + 2s s+s¿ 70 Hình 4.2: Đồ thị biểu diễn thời gian ninh kết đá vôi 2 - 2 «se z+keserxced 71 Hình 4.3: Đồ thị biểu diễn cường độ nén đá vôi - +s+ s+x+keErkeEsrkereei 72 Hình 4.4: Đồ thị biểu diễn lượng nước tiêu chuẩn đá vôi - - 2-2 <+5s+s¿ 73 Hình 4.5: Đồ thị biểu diễn thời gian ninh kết .-. - 2 s+k+ SE Server 74 Hình 4.6: Đồ thị biểu diễn cường độ nén ¿- + 25+ vEEEeExerkrrerrrkee 75

DANG MUC VIET TAT

XPM: Xi mang portland

CKT: Chất không tan

MKN: Mắt khi nung

Hình 1.1: Công ty Cổ phần Xi măng Hà Tiên 1

Công ty Cổ phần Xi măng Hà Tiên 1 tiền thân là Nhà máy Xi măng Hà Tiên được khởi công xây dựng vào năm 1960 do hãng VENOT.PIC của Cộng hòa Pháp cung cấp thiết bị Công ty Xi măng Hà Tiên 1 là đơn vị chủ lực của Tổng Công ty

Xi măng Việt Nam tại miền Nam Hơn 40 năm qua, công ty đã cung cấp cho thị trường trên 33 triệu tan xi măng các loại với chất lượng cao, ôn định, phục vụ các công trình trọng điểm cấp quốc gia, các công trình xây dựng công nghiệp và dân dụng

Ngày 21/03/1964, Nhà máy chính thức đưa vào hoạt động với công suất ban đầu là 240.000 tấn clinker/năm tại Kiên Lương, và 280.000 tắn xi măng/năm tại

Nhà máy Thủ Đức Năm 1974, Nhà máy Xi măng Hà Tiên đã ký thỏa ước tín dụng

và hợp tác với hãng POLYSIUS (Pháp) để mở rộng nhà máy, nâng công suất thiết

kế từ 300.000 tắn xi măng/năm lên đến 1.300.000 tắn xi măng/năm

Năm 1981, Nhà may xi mang Ha Tiên được tách ra thành Nhà may Xi mang Kiên Lương và Nhà máy Xi măng Thủ Đức Đến năm 1983, hai Nhà máy được sáp nhập và đổi tên là Nhà máy Liên hợp Xi măng Hà Tiên

Ngày 19/08/1986, máy nghiền số 3 chính thức đi vào hoạt động và đến tháng

2/1991 dây chuyền nung clinker ở Kiên Lương cũng được đưa vào hoạt động đưa

công suất của toàn nhà máy lên 1.300.000 tắn xi măng/năm

Ngày 01/01/1993, Nhà máy lại tách thành hai công ty là Nhà may Xi mang Ha Tiên 2 (cơ sở sản xuất tại Kiên Lương) với công suất là 1.100.000 tấn clinker/năm

và 500.000 tấn xi măng/năm và Nhà máy Xi măng Hà Tiên 1 (cơ sở sản xuất tại Thủ Đức- Thành phố Hồ Chí Minh) với công suất là 800.000 tấn xi măng/năm Ngày 01/04/1993, Công ty Cung ứng Vật tư số 1 được sáp nhập vào Nhà máy

Xi măng Hà Tiên 1 theo quyết định số 139/BXD — TCLĐ của Bộ Xây dựng

Ngày 30/09/1993, Nhà máy Xi măng Hà Tiên 1 được đổi thành Công ty Xi măng Hà Tiên 1 theo quyết định số 441/BXD-TCLĐ của Bộ Xây dựng Ngày 03/12/1993, Công ty Xi măng Hà Tiên 1 đã ký hợp đồng liên doanh với tập đoàn Holderbank- Thụy Sĩ thành lập Công ty Liên doanh Xi măng Sao Mai có công suất

là 1.760.000 tấn xi măng/năm Tổng vốn đầu tư 441 triệu USD, vốn pháp định

112,4 triệu USD trong đó Công ty XI măng Hà Tiên 1 dai dién 35% tương đương

39,34 triệu USD

Tháng 04/1995, được thừa ủy nhiệm liên doanh giữa Tông Công ty Xi măng

Việt Nam với Supermix Asia Pte Ltd (Malaysia và Singapore), Công ty tham gia

Liên doanh Bê tông Hỗn hợp Việt Nam (SPMV) với công suất thiết kế 100.000m”

bê tông /năm Vốn pháp định là 1 triệu USD trong đó Công ty xi măng Hà Tiên 1

đại diện 30% tương đương 0,3 triệu USD

Để xử lý triệt dé tình trạng ô nhiễm môi trường, Công ty đã xây dựng dự án đầu tư cải tạo môi trường và nâng cao năng lực sản xuất Tháng 11/1994 dự án đã

được Chính phủ phê duyệt với tổng kinh phí là 23.475.000 USD, công trình đã khởi

công ngày 15/06/99 và đã hoàn tất đưa vào hoạt động từ 2001, nâng công suất sản xuất của Công ty thêm 500.000 tấn xi măng/năm (tổng công suất là 1.300.000 tấn xi măng/năm)

Ngày 21/01/2000, Công ty Xi măng Hà Tiên 1 đã thực hiện cổ phân hoá Xí nghiệp Vận tải trực thuộc công ty thành Công ty Cổ phần Vận tải Hà Tiên, trong đó

Công ty Xi măng Hà Tiên 1 nắm giữ 30% cỗ phần tương đương 14,4 tỷ đồng

Ngày 06/02/2007, Công ty Xi măng Hà Tiên 1 đã chính thức làm lễ công bố

chuyển từ doanh nghiệp Nhà nước thành Công ty cỗ phần theo Quyết định số

1774/QĐ-BXD của Bộ Xây dựng về việc điều chỉnh phương án cô phần và chuyển

Công ty Xi măng Hà Tiên 1 thành Công ty Cổ phần Xi măng Hà Tiên 1 và chính

thức hoạt động theo Giấy chứng nhận đăng ký kinh doanh số 4103005941 của Sở

Kế hoạch — Đầu tư Thành phố Hồ Chí Minh cấp ngày 18/01/2007 với vốn điều lệ

Địa phận nhà máy thuộc km số 8, xa lộ Hà Nội, phường Trường Thọ, quận

Thủ Đức, thành phố Hồ Chí Minh Đây là một vị trí thuận lợi cho trạm nghiền Hà

Tiên 1 cả về giao thông đường bộ lẫn đường thủy Bởi lẽ mặt trước của nhà máy

tiếp giáp với xa lộ Hà Nội, mặt sau lại tiếp giáp với một kênh đào nhân tạo với hệ

thống cầu cảng tương đối hoàn chỉnh

1.1.3 Tổng quan về Phòng thi nghiệm- KCS

Phòng thí nghiệm KCS được xây

dựng trong khuôn viên của trạm nghiền

Thủ Đức vào ngày 16/10/1993 với diện 9

tích là 338 mí

s* Chức năng:

- Lô chức và thực hiện công tác

trạm nghiên và kiêm soát chât lượng

nguyên vật liệu phục vụ sản xuât- kinh

doanh và sản phẩm Trạm nghiền Thủ Đức

Hình 1.2: Phong thi nghiém- KCS

- Quan lý không ngừng nâng cao

chất lượng hoạt động phòng thí nghiệm

hợp chuẩn

- Hợp tác với các phòng thí nghiệm khác đề phục vụ tốt nhiệm vụ

- Đáp ứng các phân công khác của giám đốc trạm nghiên

s* Nhiệm vụ:

- Xây dựng và thực hiện các quy định, quy trình cụ thể để thực hiện tốt nhất chức năng của phòng trong hoạt động chung của toàn bộ trạm nghiền

- Xây dựng phòng thí nghiệm hợp chuẩn, có đủ thiết bị tiên tiến và đủ năng

lực đáp ứng yêu cầu kiểm soát chất lượng nguyên vật liệu đầu và sản phẩm

- Kiểm tra, giám sát chất lượng sản phẩm từ giai đoạn cung ứng nguyên vật

liệu, sản xuất, lưu kho cho đến xuất cho khách hàng, bảo đảm các tiêu chí thể hiện

trong mục tiêu chất lượng của trạm nghiên

- Thực hiện các yêu cầu tác nghiệp cụ thể của giám đốc và phó giám đốc

1.2 Công nghệ sản xuất của nhà máy [6]

Trạm nghiền Thủ Đức đang có 3 máy nghiên bi để sản xuất xi măng theo 2 công nghệ khác nhau, bao gồm 2 chu trình: chu trình hở và chu trình kín

- Chu trình hở: xi măng ra khỏi mãy nghiền được loại bỏ phần hạt có kích thước không đạt bằng sàng lồng quay (Trommel), thành phẩm xi măng được bơm đến silô chứa

- Chu trình kín: xi măng sau khi ra khỏi máy nghiền được đưa đến thiết bị

phân ly, ở đây phần hạt thô được phân loại và hồi lưu trở lại đầu vào máy nghiền, xi

măng thành phẩm được bơm đến các si lô chứa Ưu điểm của chu trình kín là tận dụng được năng suất tối đa của máy nghiên, tiêu hao điện năng thấp, chất lượng xi măng tốt hơn so với chu trình kín

Trong số 3 máy nghiền thì máy 3 năng suất lớn nhất 120 tấn xi măng/giờ, năng

suất các máy còn lại được thê hiện trong bảng 1.1

Bảng 1.1: Năng suất các máy nghiền clinker xi măng

(tan/gid) (tan/gid) MNI Hở Không có 40

Phân ly không khí-

cơ khí Phân 1

hiéu suat cao

Xi măng sau khi nghiền xong được chuyển về silô chứa để đóng bao Nhà máy

có 7 silô chứa xi măng, năng suât của môi silô được thê hiện trong bảng 1.2

Bảng 1.2: Năng suất các silô chứa

s* Nguyên liệu sản xuat:

Nguyên liệu clinker sản xuất từ

Bình Phước, và một phần được nhập

từ nước ngoài ( Thái Lan, Trung

Quốc) nguyên liệu chính sản xuất xi

măng gồm: clinker chiếm 73% - 75%,

đá phụ gia pouzoland ở mỏ Vĩnh Tân

trực thuộc công ty chiếm 18 — 19%,

thạch cao chiếm 3-5%, được nhập từ Hình 1.3: Nguyên liệu được chứa trong kho Thái Lan về bằng đường thủy

Nguyên liệu được kiểm tra thành phần khoáng, nếu không đạt sẽ thêm phụ gia

s* Quy trình công nghệ:

Các công đoạn chính: Nguyên liệu một phần sản xuất trong nước một phần

nhập từ Thái Lan bằng đường thủy dùng cầu múc bốc dỡ đưa vào silô chứa clinker

(A9, A15) Tỷ lệ pha trộn khi bốc dỡ tuỳ thuộc vào nguồn và chất lượng clinker sau

đó được cho vào máy nghiền Quy trình công nghệ sản xuất của nhà máy thể hiện ở

hình 1.4

Nguyên liệu (3 thành phân)

Thiết bị nghiền: Sử dụng máy nghiền

bi có 2 ngăn Ngăn 1 dùng để dập với

đường kính bị từ 70 — 100 mm, ngăn 2

dùng để chà với đường kính bi từ 20 -50

mm máy nghiền bi hoạt động liên tục, sử

dụng bi cầu Dùng để nghiền clinker với

phụ gia tạo ra các hạt có kích cỡ nhỏ để

(thủy hóa), tăng mác xi măng, tốc độ ninh Hình 1.5: Máy nghiền bị 2 ngắn kết,

SVTH: Thạch Ngọc Sửa 6

Thiết bị phân hạt động: Dùng để tách các hạt đạt tiêu chuẩn ra khỏi các hạt thô Phân loại bằng quạt thôi, hạt to sẽ rơi xuống và được đưa về máy nghiền

Silô chứa: Dùng để chứa thành phẩm sau khi nghiền để ở đây một thời gian để

ôn định thành phần của xi măng Có 7 silô trong đó 4 silô nhỏ mỗi silô chứa 2000 tan (sil6 A, B, C, D), 2 siô cỡ trung bình mỗi silô chứa 8000 tan (sil6 C1, C2), 1 silô lớn chứa 16000 tấn (si lô C3)

Xe bén: Dùng để cung cấp xi măng ra thị trường dưới dạng xi măng xá

Đóng bao: Dùng để đóng bao thành phẩm cung cấp ra thị trường dễ dàng hơn,

để lưu trữ trong kho với thời gian lâu

Xi măng được vận chuyển từ máy nghiên vào silô bằng bơm hút

1.3 Sản phẩm xi măng và hệ thống kiểm tra chất lượng

1.3.1 Sản phẩm hiện có

1.3.1.1 Xi mang [7]

Các chủng loại xi măng đều mang nhãn hiệu KỶ LÂN XANH nỗi tiếng với phụ gia pouzoland có hoạt tính cao, tăng độ đẻo khi thi công, chống thấm tốt hơn, bền vững trong môi trường xâm thực Công dụng các loại xi măng này thể hiện ở bảng 1.3

Xi măng Hà Tiên 1 Dùng cho các công trình măng S Hà Tiên 6260:2009 thông dụng, đúc bê

` 6069:1995 trình thuỷ điện, bê tông sulfate resistant cement hea,

khôi lớn

or low heat cement)

Xi mang Ha Tién 1 Đặc biệt dùng trong môi PCHs-40 (high sulfate 6067:2004 trường nước mặn như cầu resistant cement) cang bién

Giới thiệu công ty Cổ phân Xi măng Hà Tiên 1 và Trạm nghiên Thủ Đức

XI MĂNG HÀ TIỀM 1

DIỆN MẠO MỚI - SỨC MANH MỚI

Hình 1.6: Nhãn hiệu Kỳ Lân Xanh nổi tiếng Hình 1.7: Xi măng Hà Tiên 1 1.3.1.2 Các sản phẩm mới

* Vữa xây tô: Hỗn hợp vật liệu 3 trong 1 pha chế sẵn gồm 2 loại: Vữa công

nghiệp (mác 50) và vữa cao cấp (mác 75 và trở lên) Có 3 cỡ bao: 10kg, 20kg, 50kg

- Chỉ cần trộn đều với nước sạch (định lượng ghi trên bao bì) là dùng được

ngay

- Tiện lợi và an toàn

- San xuat theo don dat hang với các loại vữa khác

Hình 1.6: Vừa công nghiệp Hình 1.9: Vữa cao cấp

* Cát tiêu chuẩn: Sản xuất từ nguồn cát

giàu silic trong nước, đóng bao nylon

1.350g/bao

Cát tiêu chuẩn Hà Tiên 1 thay thế cát thí

nghiệm nhập cảng, cung cấp cho các phòng thí

nghiệm chuyên ngành vật liệu xây dựng trên

toàn quôc Hình 1.10: Cát tiêu chuẩn

SVTH: Thạch Ngọc Sửa 8

* Gạch block: Sản xuất từ xi măng Hà Tiên 1 + bột đá + phụ gia theo phối liệu đúng tiêu chuẩn

- Dùng xây tường nhà, cao ốc, công trình công nghiệp

- Cách âm, cách nhiệt tốt, hạn chế phát tán lửa

- Thuận tiện, tiết kiệm, bền vững

- Nhiều loại với kich thước đa dạng, có ba loại gạch block: gạch xây, gạch đờ m1, gạch cột

- Nhiều loại mác từ 35 đến 100 theo yêu cầu khách hàng

“M 1+ | lim nành

Hinh 1.11: Gach block

* Gạch lát tự chèn: Được sản xuất từ xi măng Hà Tiên 1 + bột đá + phụ gia

Có nhiêu loại mác : 100-200 hoặc theo đơn đặt hàng

- Dùng lát vỉa hè, công viên, g1a trang

- Không tốn hồ chèn mạch, có thể thay thế từng viên khi cần

- Lớp mặt bền chắc với các màu cơ bản: xanh, đỏ, càng, xám

- Nhiều loại mác : 100-200 hoặc theo đơn đặt hàng

Hình 1.12: Gạch lát tự chèn

1.3.2 Hệ thống kiểm tra chất lượng

Hệ thống quản lý chất lượng ISO 9001:2000

Phòng thí nghiệm dat chuan TCVN ISO/IEC 17025:2001

Nguyên liệu đầu vào và sản phẩm đầu ra được kiểm soát chặt chẽ, chính xác băng những thiệt bị phân tích hóa vâ cơ lý hiện đại

Đội ngũ cắn bộ, nhân viên có trình độ tay nghé, nhiều năm kinh nghiệm

1.4 Chính sách chất lượng và kinh doanh phát triển

1.4.1 Chính sách chất lượng

Chỉ sản xuất và cung cấp những sản phẩm và dịch vụ chất lượng cao, ổn định,

uy tính trong hơn 45 năm qua

Cập nhật và duy trì hệ thống quản lý chất lượng chất lượng tiên tiến

Liên tục phát triển dây chuyền sản xuất và hệ thống chất lượng- dịch vụ Đáp ứng và tuân thủ nghiêm ngặt các yêu cầu của quản lý chất lượng theo TCVN ISO 9001-2000

1.4.2 Kinh doanh phát triển

Nhằm đảm bảo cho sự phát triển không ngừng và bền vững, bên cạnh việc sản xuất xi măng, công ty còn thực hiện đa dạng hóa sản phẩm gồm: gạch các loại, vữa

xây tô, cát tiêu chuẩn, để đáp ứng nhu cầu và đưa sản phẩm vào thị trường tiêu thụ

Hiện nay, công ty chưa đáp ứng đủ lượng cầu của thị trường, đo đó công ty đã triển

khai thực hiện đồng thời hai dự án đầu tư với tổng sản lượng đạt 3.200.000 tấn xi

măng/năm, cụ thể:

- Dự án nhà máy xi măng Bình Phước tại xã Thanh Lương, Tỉnh Bình Phước

với công suất 1.760.000 tấn clinker/năm và 2.200.000 tấn xi măng/năm

- Dự án Trạm tiếp nhận, nghiền và phân phối xi măng tại Khu công nghiệp

Phú hữu, Quận 9, TP Hồ Chí Minh với công suất 1 triệu tắn xi măng/năm

Để xử lý triệt để tình trạng ô nhiễm môi trường, công ty đã xây dựng dự án đầu tư cải tạo môi trường và nâng cao năng lực sản xuất Tháng 11/1994 dự án đã

được Chính phủ phê duyệt với tổng kinh phí là 23.475.000 USD, công trình đã khởi

công ngày 15/06/1999 và đã hoàn tất đưa vào hoạt động từ 2001, nâng công suất sản xuất của công ty thêm 500.000 tan xi măng/năm (tông công suất là 1.300.000

tấn xi măng/năm)

CHƯƠNG II

TONG QUAN VE XI MANG PORTLAND

VA ANH HUONG CUA KICH CO HAT

DEN CHAT LUONG XI MANG

2.1 Định nghĩa, phân loại chất kết dính vô cơ

2.1.1 Định nghĩa [2]

Các chất kết dính vô cơ thường là những chất bột, khi nhào trộn với nước sinh

ra nhiều phản ứng hóa lý phức tạp, lúc đầu là loại vữa đẻo dính, sau đặc dan và cứng như đá Trong quá trình ninh kết và rắn chắc đó, các chất kết dính vô cơ có khả năng liên kết các hạt cát, đá rời rạc, trộn lẫn chúng với nhau thành một khối vững chắc Do đó người ta thường dùng các chất kết dính vô cơ để sản xuất các loại

bê tông và vữa

2.1.2 Phan loại

2.1.2.1 Phan loại theo tính năng sử dụng [2], [L]

Người ta thường căn cứ vào môi trường rắn chắc mà chia các chât kêt dính vô

cơ ra làm 3 loại:

- Chât kêt dính vô cơ bên trong không khí: Là loại chât sau khi nhào trộn với nước có khả năng rắn chắc và phát triên cường độ ở trong không khí, nên chỉ sử dụng đê xây dựng những công trình trên mặt đât Gôm có các loại như: vôi tôi, vôi nghiền, chất kết dính thạch cao (CaSO¿ = 120), chất kết đính Magie (MgO)

- Chất kết đính vô cơ bền trong nước (chất kết đính thủy lực): Là loại chất

sau khi nhào trộn với nước không chỉ có khả năng rắn chắc được trong không khí

mà còn có thể rắn chắc và phát triển cường độ ở trong nước, chủ yếu là liên kết của

4 oxyt: S1O;-CaO-Al;Os-Fe;Oa Loại này bao gồm: x1 mang silicate (gồm xi măng portland và các chủng loại của nó), xi măng alummn, vôi thủy, xi măng La Mã (đá dolomite pha sét)

- Chất kết dính vô cơ bền trong Otocla: Là loại chất có khả năng rắn chắc trong môi trường hơi nước bão hòa đề hình thành ra đá xi măng, thành phần chủ yếu

gồm SiO; và CaO Các chất thường gặp là: vôi- silic, vôi- tro, vôi- xỉ

2.1.2.2 Phân loại trên cơ sở thành phần gốc [1]

- Xi măng portland các loại: Trên cơ sở xi măng portland lam gốc, lúc nghiền pha thêm phụ gia tạo nên xi măng portland + phụ gia

+ XI măng portland thường: không pha phụ gia nào trừ thạch cao làm phụ

gia điều chỉnh tốc độ ninh kết

+ Xi măng portland- pouzoland: lúc nghiền có pha thêm 20-40% phụ gia hoạt tính thiên nhiên hay nhân tạo (trepen, đất sét nung hoạt hóa, đá bazan xốp, )

+ Xi măng portland- xỉ lò cao (gọi tắt là xi măng portland xỉ): lúc nghiền

ngoài thạch cao còn pha thêm 30-70% xi hoạt hóa lò cao

+ Xi măng portland- tro xỉ than: pha thêm 10-20% tro xỉ than lúc nghiền

+ Xi măng portland- carbonate: pha thêm 15-30% đá carbonate canxi hay

da dolomite luc nghién

+ Xi măng portland màu các loại: khi nghiền pha thêm quặng màu thiên nhiên (xanh, đỏ, vàng, đen) Xi măng xanh, đen, vàng do pha vào phối liệu, khi nung làm clinker nhuộm màu

- Chât kêt dính gôc từ vôi các loại:

+ Vôi tôi: chủ yêu là vôi canx1 do nung đá vôi tạo nên

+ Vôi canxI, vôi thủy, vôi dolomite nghiên mịn làm vữa vôi khô có thê vận chuyên xa được

+ Vôi carbonate (vôi nghiền): lúc nhiền pha thêm10-20% đá vôi sống hay lúc nung vôi lõi còn sống đem nghiền tạo nên trong thành phần vôi nghiền chứa nhiều đá sống thành vôi carbonate

+ Chất kết dính vôi, xỉ lò cao hoạt hóa tùy thành phần có thể gọi là xi

măng vôi, xi lò cao, xI măng xỉ không chứa clinker, xi măng sulfate- xỉ lò cao

vx Chất kết dính vôi canxi- xỉ lò cao

vwx Vôi dolomite- xỉ lò cao

v Chất kết dính vôi- sét hoạt hóa

vx Chất kết dính vôi- tro xỉ than Chất lượng các loại chất kết đính này được thể hiện ở bảng 2.1

Bảng 2.1: Chất lượng các loại chất kết dính gốc từ vôi các loại

2.2 Clinker va xi mang portland

2.2.1 Những đặc trưng thành phan cia clinker

2.2.1.1 Thanh phan hoa [1], [2], [4], [5]

Thanh phan héa hoc cua clinker xi mang portland gém các oxyt chính: CaO, SiO,, Al,03, Fe.03, ham lượng được khéng chế ở bảng 2.2 Tổng hàm lượng của các oxyt trên chiếm 95— 97%

Bảng 2.2: Giới hạn hàm lượng các oxyt chính

Bảng 2.3: Giới hạn hàm lượng các oxyt khác

Những oxyt trong clinker đều ảnh hưởng đến thành phần khoáng clinker và

ảnh hưởng đến tính chất sử dụng của xi măng portland

s%* CaO: Về cơ bản nó phản ứng hết với các oxyt SiO», Al,O3, Fe,O; tao thành những khoáng chính của clinker, nếu nó nằm ở trạng thái tự do với điều kiện nung nhiệt độ cao 1450°C chuyển thành CaO quá già phản ứng hydrate với nước rất chậm, sau khi vữa xi măng đã đóng rắn lúc đó CaO mới bắt đầu tác dụng với nước tạo thành Ca(OH); nở thê tích của xi măng phá vỡ cấu trúc xây dựng Clinker chứa nhiều CaO tạo thành nhiều khoáng C;S lam cho xi mang phat triển cường độ nhanh, mác cao Nhưng xi măng có nhiều CaO trong clinker thường kém bền trong môi trường nước và các môi trường xâm thực khác

$%% SiO;: Tác dụng chủ yếu với CaO để tạo thành khoáng silicate canxi (CzS

và C;S) nếu quá nhiều SiO; thì khoáng CS sẽ tăng lên xi măng đóng rắn chậm

nhưng trong thời gian lâu dài nó phát triển cường độ và bảo dam mac xi mang Dac biệt nhiều SiO¿, xi măng có độ bền vĩnh cửu trong môi trường xâm thực

AlaO;: Chủ yếu phản ứng với CaO và Fe;Ox tạo thành khoáng aluminate canxi và alumoferite canxI XI măng chứa nhiều AlạOa ninh kết, đóng rắn nhanh nhưng tỏa nhiệt lớn rất kém bền trong môi trường sulfate va nude bién, it ding trong bê tông khối lớn xây các công trình cầu cống, thủy lợi, thủy điện,

Khi sản xuất xi mang alumin, bellite alumin va xi mang trang thi Al,O; hàm

lượng sẽ cao hơn xi măng thường, độ nhớt pha lỏng cao

% Fe;O;: Làm giảm nhiệt độ tạo pha lỏng, phản ứng chủ yếu tạo thành alumoferite canxi làm cho xi măng bên trong môi trường xâm thực của nước biển

và sulfate, toa nhiệt it

% MgO: Hầu hết nằm ở dạng tự do pericolazơ, phản ứng rất chậm với nước Nhiều MgO sẽ làm cho xi măng không ổn định thê tích, có trường hợp vật liệu cầu kiện sau 2 tháng tạo hình mới gây nên phản ứng MgO với nước nở thê tích nứt rạn cầu kiện và vật liệu xây dựng

¢ TiO,: Do dat sét mang vào, nó lẫn trong clinker một hàm lượng rất nhỏ 0.3% Nếu hàm lượng >5% sẽ làm giảm cường độ cơ học của xi măng

s Mn;Os: Nó có mặt trong clinker khoảng 1.5% làm xi măng có màu nâu

hung nhưng không làm ảnh hưởng đến chất lượng clinker Có thể thay thế FezO;

bằng Mn;O; đến 4%, khi nung luyện Mn;O; sẽ kết hợp với các oxyt khác như CaO, Al;O: sẽ tạo ra khoảng 4CaO.Al;Os.Mn;O; có tính chất tương tự như CxAE

% P;O;: Trong clinker nó chiếm một lượng không lớn lắm 1-3% có tác dụng làm chậm quá trình đóng rắn sản phẩm

* K;ạO + Na;O: Luôn luôn có trong clinker vì do đất sét mang vào Khi nung luyện các oxyt kiểm dễ bị bay hơi nên trong clinker chỉ còn 0.5-1% Sự có mặt oxyt kiềm làm tốc độ đóng rắn kém ổn định, tạo ra các vết loang trên bề mặt sản phẩm

2.2.1.2 Thành phần khoáng [1], [2J, [3] [4]

Clinker xi mang portland không phải là sản phẩm đồng nhất mà nó là tập hợp

của nhiều khoáng khác nhau

Bảng 2.4: Các thành phân khoáng của clinker xi măng portland

Tên khoáng Công thức phân tử Viết tắt Tên khoáng trong

Tricalci Beaemrsaieai ilicat 3CaO.SiO› C38 Allite

Dicalci peaemmaieae ilicat 2CaO.SiO; C;S Belite

CạS = 45-65%, C,S = 20-30%, C3A = 5-15%, C,AF = 5-15% s* Khoáng allite: CS (3CaO.SiO;)

Khoáng allite là một khoáng silicate quan trọng nhất của clinker xi măng portland Trong clinker, khoang allite thuong co ham lượng trung bình khoảng 45- 65% Trong clinker allite là một dung dịch rắn của tricanxi silicate và một lượng nhỏ các oxyt MgO, Al;Oa, P;Os, CrạOx khoảng từ 2-4%, tuy các hàm lượng này không lớn lắm nhưng cũng ảnh hưởng nhiều đến tính chất và câu trúc của khoáng

allite Tuy nhiên khoáng allite là một hợp chất hợp thành gồm 54CaO.16SiO;.AlzOs;.MgO (Csz¿S¡¿AM) Thành phân của hợp chất này và allite tinh khiết có công thức 3CaO.SiO; Câu trúc mạng tỉnh thê khoáng allite có thê thay đôi

khi Al,O; duoc thay thé bing Fe.O; va MgO bang FeO

Khoáng bền trong khoảng nhiệt độ 1200-1900°C, nhiệt độ thấp hơn 1200°C thì

nó sẽ bị phân hủy thành 2CaO.SiO; và CaO¿y ao, nhiệt độ lớn hơn 1900°C thì allite bị

chảy lỏng

Trong thực tế nung luyện clinker được làm lạnh ở nhiệt độ 1200-1250°C thì 3Cao.SIO; có khả năng bị phân hủy thành 2Cao.S1O; và CaO¿y ao, muốn tránh hiện tượng này thì ta áp dụng phương pháp làm lạnh nhanh clinker qua nhiệt độ giới hạn này

Clinker chứa nhiều khoáng CS làm cho xi măng phát triển cường độ nhanh,

mác sẽ cao nhưng kém bên trong môi trường nước và môi trường xâm thực khác Khi đóng rắn xi măng chứa nhiều CaS tỏa nhiều nhiệt (nhiệt hydrate hóa cao)

s* Khoáng bellite: C;S (2CaO.SiO;)

Bellite cũng như allite là một dung dịch rắn của /j-2CaO.SiO; và một lượng nhoé oxyt Fe,03, Al,O3, khoang tu 1-3%.Trong clinker khoáng C;S thường có hàm lượng khoảng 20-30% và ở dạng Ø-C;S C25 tồn tị ở 5 dạng thủ hình: ø -C;S, ở w-

Nong chayg——> a -C.S <——> ứ¡-C;S

500°C Lanh nhanh

1169+ 10°C

620-630°C

a _CS<——> 8 C25

690 +10C Kêt tình mịn

Trong quá trình làm lạnh ø -C¿S sẽ chuyển thành # „;-C¿S chuyển tiếp đến /Ø- CạS và cuối cùng ở dạng 7 -C;S

Khi làm lạnh nhanh, kết tinh mịn, z ¡;-CạS sẽ chuyển thành Ø;;-CzS, nếu tiếp

tục làm lạnh đến nhiệt độ bình thường (nhiệt độ phòng) nó không chuyển sang dạng z-C;S Còn nêu làm lạnh chậm, kêt tinh ở dạng thô #;-CzS sẽ chuyên thành ~ y- C;S và tiếp tục làm lạnh ở nhiệt độ dưới 500°C nó sẽ chuyển thành dạng z-C¿S kèm theo hiện tượng tăng thẻ tích phân tử 10% làm clinker tả thành bột

Khi tổng hợp dicanxi silicat bằng cách nung nóng hỗn hợp gồm CaO va SiO, đến nhiệt độ 850-900°C nó sẽ tạo thành Z;-CạS, mà không chuyển qua các pha trung gian z-C¿S và /Ø-CạS Ở nhiệt độ khoảng 2130°C, C¿§ nóng chảy

Nhiệt độ biến đối của các dạng thù hình của CạS phụ thuộc vào khối lượng riêng của mẫu thử, độ tinh khiết của phối liệu, kích thước của tỉnh thê và tốc độ làm

lạnh Nếu trong quá trinh nung C¿S có sự tạo thành dung dịch rắn sẽ làm hạ thấp

nhiệt độ biến đối của các dạng thù hình

Bellite là khoáng thứ hai trong clinker xi măng portland Clinker chứa nhiều khoáng này làm xi măng đóng rắn chậm, nhưng sau 28 ngày vẫn phát triển cường

độ với tốc độ cao hơn khoáng CS Do vậy để lâu đài xi măng chứa nhiều C¿S vẫn bảo đảm cường độ Xi măng chứa nhiều C¿S bên trong môi trường nước và các môi trường xâm thực, nhiệt hydrate hóa thấp

s* Khoáng cellite: CẠAF (4CaO.AI;Oa.Fe;Oa)

Cellite là dung dịch rắn của các aluminoferite canxi có thành phân khác nhau phụ thuộc vào thành phần hóa học và điều kiện nung luyện Nó có thể là tập hợp dung dịch rắn gồm: CzA3F, CgA2F, C4AF, CgAF, C.F Trong clinker xi mang

portland thường thì khoáng aluminoferite canxi chủ yếu là C„AF chiếm từ 8-18% và

là khoáng nặng nhất trong clinker xi măng

Clinker chứa nhiều khoáng này làm xi măng đóng rắn chậm, cho ta cường độ không cao lắm nhưng bền nước và bên trong môi trường sulfate, thời gian ninh kết

kéo đài, nhưng sau 28 ngày vẫn phát triển cường độ với tốc độ gần như không thay

đổi kéo đài trong nhiều ngày Đặc biệt xi măng chứa nhiều khoáng C„AF khi đóng rắn tỏa nhiệt ít (nhiệt hydrate hóa thấp), rất bền trong môi trường xâm thực Chính

vì vậy mà người ta còn gọi xi măng chứa nhiều CxAF là xi măng vĩnh cửu

s* Khoáng aluminate calcium: C3A (3CaO.AI,Q3)

Là chất trung gian nằm giữa các allite và bellite Trong clinker xi măng portland thường, có hàm lượng CaO trong phối liệu cao thường tôn tại chủ yếu dạng

3CaO.AlzOa, viết tắt là CạA Ngoài ra đưới những điều kiện nhất định (nghèo CaO)

nó cũng có thê đưới dạng C1;A¿

Aluminate canxi nóng chảy ở 1535°C Trong clinker xi măng portland, khoáng này chiếm khoảng 7-15% Ngoài ra trong qua trình nung luyện còn phát sinh một số oxyt có hại cho chất lượng clinker như CaO,y sa; và MgÔO¿y ao

Clinker chứa nhiều khoáng CA làm cho xi măng đóng rắn nhanh, tỏa nhiều

nhiệt (nhiệt hydrate hóa cao), rất kém bền trong môi trường sulfate, nước biển Vì

vậy, xi măng chứa nhiều khoáng nảy ít được sử dụng trong thi công bê tông khối

lớn, các công trình cầu công, thủy lợi, thủy điện Khoáng CạA sau 2§ ngày hầu như

không phát triển cường độ

* Hợp chất trung gian (chất đệm)

Hợp chất trung gian nằm xen kẽ giữa các tinh thé allite va bellite, thành phan chủ yếu là aluminate canxi, alumoferite canxi và pha thủy tỉnh Các khoáng này khi nung ở nhiệt độ cao tạo pha lỏng của clinker

* Các khoáng chứa kiềm (R;O)

Kiểm do đất sét mang vào trong phối liệu nung clinker Ở nhiệt độ cao, một phần chúng thăng hoa bay theo bụi ra ngoài, một phần tan trong pha lỏng tạo thủy tính hay tham gia phản ứng tạo khoáng chứa kiềm: Na;O.8CaO.3Al;Oa,

MgO,y a: Trong clinker xi măng portland luôn tồn tại MgOw ao (<5%), có thé tạo thành ở dạnh tỉnh thể periklaz Ngoài ra còn nằm trong dung dịch rắn với các

khoáng của clinker, hoặc tồn tại trong pha thủy tinh MgO ở dạng periklaz với hàm lượng lớn, hydrate hóa chậm (chậm hơn cả CaO,; ao) , trong quá trình đóng rắn của

xi măng portland sẽ gây giãn nở thê tích dẫn đến phá hủy cấu trúc đá xi măng portland

2.2.1.3 Các hệ số đặc trưng cho thành phân clinker [1], [4]

Để đánh giá chất lượng của clinker xi măng porland về khả năng đóng rắn, tính chất cường độ, độ bền nước, khả năng nung luyện, khả năng nghiền mịn, Người ta sử dụng các hệ số và mođun cơ bản như: mođun thủy lực (m), modun silicate (n), mođun aluminate (p) và hệ số bão hòa vôi (KH)

s* Modun thủy lực (chịu nước) m: Đặc trưng cho tỷ lệ % giữa hàm lượng CaO (kết hợp) với tổng hàm lượng các oxyt acid kết hợp (các yếu tố thủy lực)

n= CaO SiO, + Al,O, + Fe,O,

Voi clinker xi mang portland: m =1.7+2.4

Téng (SiO, + ALO; + Fe,03) dugc goi 1a cdc yéu t6 thuy luc nén khi (SiO, + Al,O3 + Fe,03) tăng (m giảm) độ bền nước của xi măng tăng

4% Modun silicate n: Dac trung ty 16 ham lượng % giữa SiO; với tông hàm lượng % các oxyt AlaOa + FeaOa

n= SiO, _ Cackhodngsilicate (C,S + C,S) Al,O.+Fe,O, Cdckhodngnéngchay(C,A+C,AF)

Modun silicate còn dac trung ham luong cac khoang silicate (C3S + C,S) duoc

tạo thành so với hàm lượng khoáng nóng chảy (CaA và C,AF)

Đối với xi măng portland: n = 1.7+3.5

Nếu mođun silicate cao, hàm lượng khoáng silicate lớn, khoáng nóng chảy

nhó, xi măng có chất lượng cao, nhưng phối liệu khó nung dến kết khối, năng suất

giảm, tuổi thọ lò giảm Ngược lại n nhỏ, hàm lượng pha lỏng tăng, nhiệt độ nóng

chảy của phối liệu giảm thấp

“+ Modun aluminate p: Dac tring ty 1é ham luong % giữa AlạOa và Fe;Oa trong clinker

Al,O;

Fe,O,

p=

Modun aluminate con đặc trưng tỷ lệ hàm lượng giữa khoáng CA và các

khoáng chứa Fe;Os Đối với xi măng portland: p = 1 +3

Nếu mođun aluminate p tăng, clinker xi măng portland chứa nhiều khoáng aluminate, phối liệu nung luyện khó, xi măng portland đóng rắn nhanh, tỏa nhiều nhiệt, kém bên sulfate Ngược lại p giảm, pha lỏng tạo thành nhiều, xi măng portland có cường độ không cao, nhưng bên sulfate tốt

* Hệ số bão hòa vôi KH: Trong thực tế nung luyện không phải tất cả các oxyt acid phản ứng hoàn toàn với CaO mà chỉ có Al;Oa và Fe;Oa kết hợp hoàn toàn voi CaO tao thanh C3A va C,AF, con SiO, sé khong két hợp hoàn toàn với CaO để tạo thành CS, mà tạo thành CS và luôn luôn còn lại một lượng CaO tu do

(CaO 44 hop — CaO tu do) — (1.65 ) Al,O3 + 0.35 Fe203

Đối với clinker xi măng portland: KH = 0.85 +0.95

Nếu KH lớn hàm lượng allite trong clinker cao, xi măng portland có cường độ cao, đóng rắn nhanh, nhưng khó nung luyện vì nhiệt độ kết khối cao

Nếu KH nhỏ, hàm lượng allite trong clinker thấp, chất lượng xi măng portland thấp, nhưng nhiệt độ kết khối thấp, clinker dễ nung luyện

Nếu nung tốt, hàm lượng CaO và SiO;tự do <1%, có thể bỏ qua Ta có công thức:

_ CaO—(1.65Al,O, +0.35Fz,O,)

2.8S¡O,

2.2.1.4 Phân loại clinker xi măng porland theo thành phần khoáng

Tính của clinker XMP chủ yếu phụ thuộc vào thành phần khoáng chứa trong

clinker Các khoáng trên được chia thành 2 nhóm chính: nhóm khoáng silicate và

nhóm khoáng nóng chảy

Clinker XMP chứa hàm lượng khoáng silicate càng cao, chất lượng xi măng

portland càng tốt Sản phẩm đóng rắn cho cường độ cao Nhưng khả năng nung

luyện khó (nhiệt độ nung cao)

Bảng 2.5: Phân loại clinker XMP theo nhém khoáng silicate

2.2.2.1 Nguon goc tén goi va khdi niém xi mang [2], [3]

Tên gọi portland xuất phát từ tên của một bán đảo nhỏ ở miền nam nước Anh,

tại vùng này đất đá khi nghiền mịn trở thành chất kết dính xây đựng tự nhiên có

màu xám xanh mà không cần pha chế nung luyện Tại vùng này xưa kia có nhiều núi lửa, và đất đá tự nhiên ở đây chính là sản phẩm từ việc nung luyện xi măng từ

xa xưa, nhưng độ cứng chắc không bằng xi măng ngày nay do lẫn nhiều tạp chất và

sự nung luyện từ xa xưa của núi lửa không phải là quá trình kỹ thuật hoàn chỉnh

Xi măng portland còn có tên gọi là xi măng silicate hoặc xi măng phổ thông, là một chất kết dính thủy lực có khả năng đóng rắn và bền vững trong môi trường nước, được sản xuất bằng phương pháp nung hỗn hợp đá vôi, đất sét đến nhiệt độ nóng chảy thành clinker, rồi nhiền nhỏ cùng với một ít thạch cao và có thêm một ít phụ gia khoáng hóa nhằm cải thiện một số tính chất của xi măng và hạ giá thành Hiện nay trên thị trường có 2 loại xI măng thông dụng là PC và PCB:

PC viết tắt của Portland Cement: còn gọi là xi măng porland thông dụng, được sản xuất bằng cách nghiền chung clinker với 3-5% thạch cao thiên nhiên Xi măng có các mác sau: PC30, PC40, PC50, PCó0

PCB viét tat cua Portland Cement Blended: con goi 1a xi măng portland hỗn hợp, được sản xuất bằng 2 phương pháp là nghiền chung hay nghiền riêng tùy theo chất lượng của clinker và phụ gia Tổng khối lượng phụ gia khoáng tính theo khối

lượng xi măng không vượt quá 40% Trong đó phụ gia đầy không vượt quá 20%, phụ gia công nghệ không vượt quá 1% XI măng nay có các mắc sau: PCB30,

PCE40

2.2.2.2 Phán loại xi mang [3]

“+ Phân loại theo thành phần khoáng:

Trong quá trình nung clinker XMP, các oxyt có trong nguyên liệu như: CaO, Al,O3, SiO,, Fe,O3 két hợp với nhau để tạo thành các khoáng chủ yếu cua clinker

XMP nhu: 3CaO.Si0, (C3S), 2CaO.SiO, (C,S), 3CaO.Al,03; (CA),

4CaO.Al;zO:.S1O; (CaAF) Tùy thuộc vào hàm lượng các khoáng chủ yếu trong clinker mà người ta chia x1 măng thành các loại:

- Xi mang portland allite chira C3S >60%, hay tỷ lệ C3S/C,S >4

- Xi măng portland bellite chứa CS >35%, hay tỷ lệ CzS/CạS< 1

- Xi mang portland alumin chứa CaạA >12%, hay tỷ lệ CạA/CaAF >1.5

- XI măng portland bellite chứa C„AF >20%% hay tỷ lệ CạA/CuAF< 0.4

- Xi măng portland thông thường chứa C3S<60%, C,S<35%, C3A<12%,

hay C3S/C,S = 1-4, C;A/C,AF = 0.4-1.5

s* Phân loại theo phụ gia:

Trên cơ sở xi măng portland làm gốc, lúc nghiền pha thêm phụ gia tạo nên xi măng portland + phụ gia Tùy theo tính chất và loại phụ gia mà người ta chia xi măng thành các loại như sau:

- XI măng portland thường

- Xi măng portland xỉ lò cao (gọi tắt là xi mang porland xi)

- Xi mang portland tro xi than

- Xi mang portland pouzoland

- Xi mang portland carbonat

- Xi mang portland mau

* Phân loại theo tính chất đặc điểm khi sản xuất, sử dụng:

- Xi măng portland gốc (còn gọi là xi măng OPC): được nghiền từ clinker nguyên chất, pha thêm một ít thạch cao thiên nhiên làm phụ gia điều chỉnh

- Xi mang portland thong thuong

- Xi mang portland hén hop

- Xi măng porland bền sulfate

- Xi măng portland trắng: Được điều chế bằng cách nghiền clinker xi măng

màu trắng với phụ gia hoạt tính (ít chất sắt) như điatomite (5-6%) và thạch cao thiên nhiên Tùy theo độ trắng mà ta có loại cao cấp, loai I, loai II

- Xi mang portland màu: Được chế tạo bằng cách nghiền chung clinker trắng hoặc màu với phụ gia khoáng hóa diatomite màu trang, thạch cao, bột màu vô cơ

(dạng oxyt hoặc quặng) Xi măng màu có hàm lượng clinker >80%%, bột màu <15%,

bột màu hữu cơ <3%

2.2.2.3 Cơ sở kỹ thuật sản xuất xi măng portland [4]

Quy trình công nghệ sản xuất XMP có thể phân thành 3 giai đoạn cơ bản:

Giai đoạn 1: Gia công phối liệu và chuẩn bị hỗn hợp phối liệu

Giai đoạn 2: Nung hỗn hợp phối liệu thành clinker

Giai đoạn 3: Nghiền clinker và phụ gia thành xi măng