Luận văn thạc sĩ nghiên cứu ảnh hưởng của một số chất trợ nghiền tới hiệu suất nghiền và một số tính chất cơ lý

Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của một số chất trợ nghiền tới hiệu suất nghiền và một số tính chất cơ lý của xi măng PCB40 FiCO” là một đề tài nghiên cứu mang tính ứng dụng có ý n

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-

NGUYỄN THỊ THÙY TRANG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ CHẤT TRỢ NGHIỀN TỚI HIỆU SUẤT NGHIỀN VÀ MỘT SỐ TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA XI MĂNG PCB40 FICO

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

KỸ THUẬT HÓA HỌC

Trang 2

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-

NGUYỄN THỊ THÙY TRANG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ CHẤT TRỢ NGHIỀN TỚI HIỆU SUẤT NGHIỀN VÀ MỘT SỐ TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA XI MĂNG PCB40 FICO

Chuyên ngành: KỸ THUẬT HÓA HỌC

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

KỸ THUẬT HÓA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS HUỲNH ĐỨC MINH

Trang 3

CBHD: PGS TS Huỳnh Đức Minh

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG 3

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ 5

LỜI CÁM ƠN 9

PHẦN MỞ ĐẦU 10

1 Lý do chọn đề tài: 10

2 Mục đích nghiên cứu 11

3 Ý nghĩa thực tế của đề tài 11

4 Đối tượng nghiên cứu 11

5 Phạm vi nghiên cứu 11

6 Phương pháp nghiên cứu 12

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 13

1.1 Tổng quan về xi măng Portland : 13

1.1.1 Xi măng Portland: 13

1.1.2 Xi măng Portland hỗn hợp: 13

1.2 Nguyên liệu chủ yếu dùng sản xuất xi măng Portland: 14

1.2.1 Clinker xi măng Portland: 14

1.2.2 Thạch cao: 18

1.2.3 Puzolan: 19

1.2.4 Đá vôi: 19

1.3 Phụ gia trợ nghiền: 20

1.3.1 Tình hình nghiên cứu và sử dụng phụ gia trợ nghiền: 20

1.3.1.1 Tình hình nghiên cứu và sử dụng phụ gia trợ nghiền trên thế giới: 20

1.3.1.2 Tình hình nghiên cứu và sử dụng phụ gia trợ nghiền ở Việt Nam: 24

1.3.2 Nguyên lý tác dụng của chất trợ nghiền: 25

1.3.2.1 Các phản ứng hóa học: 25

1.3.2.2 Cơ chế phân tán chất trợ nghiền: 26

1.3.2.3 Năng lượng bề mặt và sức căng bề mặt: 28

1.3.2.4 Quá trình giảm năng lượng bề mặt trên clinker: 30

1.3.2.5 Tương tác giữa chất trợ nghiền và bề mặt clinker: 31

1.3.3 Đặc điểm của quá trình nghiền xi măng không sử dụng phụ gia trợ nghiền: 32

Trang 4

1.3.5 Hiệu quả tác động của chất trợ nghiền: 38

1.3.5.1 Bề mặt clinker có và không có phụ gia trợ nghiền: 38

1.3.5.2 Năng lượng hấp phụ của chất trợ nghiền lên bề mặt khoáng C3S: 40

1.3.5.3 Năng lượng kết tụ của C3S và C3A: 40

CHƯƠNG 2: NỘI DUNG THỰC NGHIỆM 42

2.1 Quy trình tiến hành nghiên cứu thực nghiệm: 42

2.2 Nguyên vật liệu sử dụng trong nghiên cứu: 42

2.2.1 Clinker: 42

2.2.2 Thạch cao: 43

2.2.3 Đá vôi: 43

2.2.4 Puzolan: 44

2.2.5 Chất trợ nghiền sử dụng trong thí nghiệm: 44

2.2.5.1 Chất trợ nghiền GM1189: 44

2.2.5.2 Chất trợ nghiền NH2307H: 45

2.3 Tỷ lệ cấp phối: 46

2.4 Các phương pháp xác định tính chất cơ lý: 46

2.4.1 Phương pháp xác định cường độ (độ bền): 46

2.4.2 Phương pháp xác định lượng nước tiêu chuẩn: 47

2.4.3 Phương pháp xác định thời gian đông kết : 48

2.4.4 Phương pháp xác định độ ổn định thể tích theo Le Chatelier: 48

2.4.5 Phương pháp xác định lượng sót sàng: 49

2.4.6 Phương pháp xác định độ mịn Blaine: 50

2.4.7 Phương pháp chụp ảnh vi cấu trúc bằng kính hiển vi điện tử (SEM): 50

2.4.8 Phương pháp phân tích thành phần hạt bằng phương pháp tán xạ laser: 52

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN 54

3.1 Ảnh hưởng của chất trợ nghiền đến độ mịn của xi măng: 54

3.2 Ảnh hưởng của chất trợ nghiền đến lượng nước tiêu chuẩn: 56

3.3 Ảnh hưởng của chất trợ nghiền đến thời gian ninh kết: 58

3.4 Ảnh hưởng của chất trợ nghiền đến độ ổn định thể tích: 61

3.5 Ảnh hưởng của chất trợ nghiền đến cường độ nén: 63

3.6 Nghiên cứu tiết giảm lượng clinker trong phối liệu 76

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 84

TÀI LIỆU THAM KHẢO 85

Trang 5

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Các thành phần khoáng chính của clinker xi măng Portland 14

Bảng 1.2: Thành phần hạt của clinker với các phụ gia trợ nghiền 23

Bảng 1.3: Kết quả sử dụng phụ gia trợ nghiền tại một số công ty xi măng 25

Bảng 1.4: Hiệu quả nghiền với các chất trợ nghiền hữu cơ khác nhau 27

Bảng 1.5: Hình dạng giọt lỏng phụ thuộc vào tương tác giữa chất lỏng và bề mặt chất rắn 29

Bảng 2.1: Nguyên vật liệu sử dụng trong nghiên cứu 44

Bảng 2.2: Tính chất lý học và các thông số kỹ thuật của GM1189 44

Bảng 2.3: Tính chất lý học và các thông số kỹ thuật của NH2307H 45

Bảng 2.4: Tỷ lệ cấp liệu cho máy nghiền thí nghiệm: 46

Bảng 3.1: Ảnh hưởng của GM1189 và NH2307H đến độ mịn của xi măng: 54

Bảng 3.2: Ảnh hưởng của GM1189 và NH2307H đến lượng nước tiêu chuẩn 56

Bảng 3.3: Ảnh hưởng của GM1189 và NH2307H đến thời gian ninh kết 59

Bảng 3.4: Ảnh hưởng của GM1189 và NH2307H đến độ ổn định thể tích 61

Bảng 3.5: Ảnh hưởng của GM1189 và NH2307H đến cường độ nén 63

Bảng 3.6: Sự tăng giảm cường độ của mẫu thí nghiệm so với mẫu đối chứng 65

Bảng 3.7: Bảng thống kê kết quả đo độ phân bố thành phần hạt xi măng 73

Bảng 3.8: Ảnh hưởng của chất trợ nghiền NH2307H trong nghiên cứu tiết giảm clinker đến hiệu suất nghiền: 76

Bảng 3.9: Ảnh hưởng của chất trợ nghiền NH2307H trong nghiên cứu tiết giảm clinker đến lượng nước tiêu chuẩn nghiền: 77

Bảng 3.10: Ảnh hưởng của chất trợ nghiền NH2307H trong nghiên cứu tiết giảm clinker đến thời gian ninh kết 79

Bảng 3.11: Ảnh hưởng của chất trợ nghiền NH2307H trong nghiên cứu tiết giảm clinker đến độ ổn định thể tích 81

Trang 6

Bảng 3.12: Ảnh hưởng của chất trợ nghiền NH2307H trong nghiên cứu tiết giảm clinker đến cường độ nén 82Bảng 3.13: Sự tăng giảm cường độ của mẫu thí nghiệm trong nghiên cứu tiết giảm clinker 82

Trang 7

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1: Khoáng Alite 15

Hình 1.2: Khoáng Belite 16

Hình 1.3: Khoáng C3A và C4AF 17

Hình 1.4: BET của bột clinker cùng phụ gia trợ nghiền sau 90 phút 23

Hình 1.5: Phản ứng hóa học giữa ion O2- với nước 26

Hình 1.6: Lực tương tác giữa các phân tử bên trong và ngoài bề mặt của chất rắn hoặc chất lỏng [14] 28

Hình 1.7: Tương tác của 2 phân tử TIPA lên bề mặt khoáng C3S khô 32

Hình 1.8: Sự phá vỡ và kết tụ của hạt xi măng trong quá trình nghiền 32

Hình 1.9: Sự phát triển mạng các vết nứt trong quá trình nghiền 35

Hình 1.10: Quá trình xâm nhập của phụ gia vào vết nứt và phân tách hạt xi măng 36 Hình 1.11: Nghiền clinker khi có (a) và không có (b) phụ gia trợ nghiền 36

Hình 1.12: Ảnh hưởng của thời gian nghiền (a) và năng lượng tiêu tốn riêng (b) đến độ mịn Blaine của xi măng 37

Hình 1.13: Mô hình động học phân tử 37

Hình 1.14: Bề mặt clinker có điện tích 39

Hình 1.15: Bề mặt clinker 39

Hình 1.16: Tương tác giữa nước với bề mặt clinker 39

Hình 1.17: Tương tác giữa GL với bề mặt clinker 39

Hình 1.18: Tương tác giữa DEG với bề mặt clinker 39

Hình 1.19: Tương tac giữa DIPA với bề mặt clinker 39

Hình 1.20: Năng lượng hấp phụ của chất trợ nghiền lên khoáng C3S khô và đã hydoxyl hóa ở nhiệt độ 250C và 1100C 40

Hình 1.21: Đơn lớp phân tử Glycerol giữa hai bề mặt khoáng C3S 41

Trang 8

Hình 1.22: Đơn lớp phân tử glycerol bao phủ một nửa giữa hai bề mặt khoáng C3S

với bề mặt C3S ở trạng thái phân tách 41

Hình 1.23: Năng lượng kết tụ các chất trợ nghiền trên khoáng C3S khô và đã hydoxyl hóa ở 900C 41

Hình 1.24: Năng lượng kết tụ các chất trợ nghiền trên khoáng C3A khô và đã hydoxyl hóa ở 900C 41

Hình 2.1: Clinker đã qua kẹp hàm 43

Hình 2.2: Clinker sử dụng thí nghiệm (dưới sàng 5mm, trên sàng 1mm) 43

Hình 2.3: Thạch cao lấy tại kho Nhà máy Xi măng Tây Ninh 43

Hình 2.4: Thạch cao sử dụng thí nghiệm 43

Hình 2.5: Đá vôi đã qua kẹp hàm 43

Hình 2.6: Đá vôi sử dụng thí nghiệm (dưới sàng 5mm, trên sàng 1mm) 43

Hình 2.7: Puzolan lấy tại kho Nhà máy Xi măng Tây Ninh 44

Hình 2.8: Puzolan sử dụng thí nghiệm 44

Hình 2.9: Máy trộn vữa 47

Hình 2.10: Khuôn và bàn dằn mẫu 47

Hình 2.11: Máy nén mẫu 47

Hình 2.12: Dụng cụ Vicat 48

Hình 2.13: Khuôn Le Chatelier 49

Hình 2.14: Dụng cụ xác định lượng sót sàng 50

Hình 2.15: Dụng cụ xác định Blaine 50

Hình 2.16: Thiết bị chụp SEM 52

Hình 2.17: Thiết bị phân tích thành phần hạt bằng phương pháp tán xạ laser 53

Hình 3.1: Đồ thị khảo sát ảnh hưởng của chất trợ nghiền GM1189 và NH2307H đến độ mịn của xi măng 54

Hình 3.2: Ảnh hưởng của GM1189 và NH2307H đến lượng nước tiêu chuẩn 57

Trang 9

Hình 3.3: Ảnh hưởng của GM1189 và NH2307H đến thời gian ninh kết 59

Hình 3.4: Ảnh hưởng của GM1189 và NH2307H đến khoảng thời gian ninh kết 60

Hình 3.5: Ảnh hưởng của GM1189 và NH2307H đến độ ổn định thể tích 62

Hình 3.6: Ảnh hưởng của GM1189 và NH2307H đến cường độ nén 1 ngày 64

Hình 3.10: Hình SEM của mẫu ĐC, GM0.4 và NH0.4 69

Hình 3.11: Ảnh SEM của mẫu NH0.4 (a) và NH0.6 (b) 69

Hình 3.12: Phân bố thành phần hạt mẫu ĐC 71

Hình 3.13: Phân bố thành phần hạt của mẫu GM0.4 71

Hình 3.14: Phân bố thành phần hạt của mẫu GM0.8 72

Hình 3.15: Phân bố thành phần hạt của mẫu NH0.4 72

Hình 3.16: Phân bố thành phần hạt của mẫu NH0.6 73

Hình 3.17: Đồ thị ảnh hưởng của chất trợ nghiền GM1189 và NH2307H đến độ phân bố cỡ hạt R< 4.472 μm 74

Hình 3.18: Đồ thị ảnh hưởng của chất trợ nghiền GM1189 và NH2307H đến độ phân bố cỡ hạt 4.472 μm < R < 10.097 μm 74

Hình 3.20: Đồ thị khảo sát ảnh hưởng của chất trợ nghiền NH2307H trong nghiên cứu tiết giảm clinker đến hiệu suất nghiền 76

Hình 3.21: Đồ thị khảo sát ảnh hưởng của chất trợ nghiền NH 2307H trong nghiên cứu tiết giảm clinker đến lượng nước tiêu chuẩn 78

Hình 3.22: Đồ thị khảo sát ảnh hưởng của chất trợ nghiền NH2307H trong nghiên cứu tiết giảm clinker đến thời gian bắt đầu ninh kết và kết thúc ninh kết 79

Hình 3.23: Đồ thị khảo sát ảnh hưởng của chất trợ nghiền NH2307H trong nghiên cứu tiết giảm clinker đến khoảng thời gian ninh kết 80

Trang 10

Hình 3.24: Đồ thị khảo sát ảnh hưởng của chất trợ nghiền NH2307H trong nghiên cứu tiết giảm clinker đến độ ổn định thể tích 81Hình 3.25: Đồ thị khảo sát ảnh hưởng chất trợ nghiền NH2307H trong nghiên cứu tiết giảm clinker đến cường độ nén 82

Trang 11

LỜI CÁM ƠN

Lời đầu tiên, con ghi nhớ mãi công ơn ba me đã sinh thành, nuôi nấng, dạy

dỗ con nên người, tạo mọi điều kiện cho con được đến trường để theo đuổi việc học đến hôm nay và luôn dành cho con mọi điều tốt đẹp nhất Đến nay, dù đã tốt nghiệp đại học nhưng ba mẹ vẫn tạo điều kiện, ủng hộ tinh thần con, để con tiếp tục hành trang trên con đường học để trao đồi thêm kiến thức trong cuộc sống

Em xin chân thành cám ơn PGS TS Huỳnh Đức Minh và TS Nguyễn Thành Đông đã tận tính hướng dẫn, giúp đỡ và hỗ trợ để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp

Em xin chân thành cám ơn chú Trần Quốc Tế - chuyên gia công nghệ phụ gia trợ nghiền của Công ty Cổ phần Phan Hà Gia đã tận tình giúp đỡ, hỗ trợ em trong quá trình làm đồ án

Em xin cám ơn Ban lãnh đạo Công ty Cổ phần Xi măng Fico Tây Ninh đã tạo điều kiện thuận lợi để em được học tập và nghiên cứu

Em cũng xin cám ơn các anh chị em đồng nghiệp thuộc phòng Quản lý Chất lượng – Nhà máy Xi măng Tây Ninh đã giúp đỡ em trong thời gian nghiên cứu và làm đề tài

Mặc dù đã nỗ lực hết mình nhưng đồ án của em không thể tránh khỏi những thiếu sót do sự hạn chế về thời gian và kinh nghiệm Bởi vậy em rất mong được sự đóng góp ý kiến của các Thầy, Cô để đồ án tốt nghiệp của em có thể hoàn thiện hơn

TP Hồ Chí Minh, ngày…tháng…năm…

Sinh viên

Nguyễn Thị Thùy Trang

Trang 12

Công đoạn nghiền xi măng là một trong những công đoạn quan trọng góp phần quyết định chất lượng, sản lượng và giá thành sản phẩm Công đoạn này chiếm khoảng 1/3 tổng điện năng tiêu thụ và tiêu hao một lượng đáng kể vật tư, cũng như nhân công, vì vậy việc nghiên cứu áp dụng các giải pháp công nghệ, cải tiến thiết bị nhằm nâng cao năng suất máy nghiền, cải thiện tính năng của xi măng

đã được nhiều nhà khoa học quan tâm, đầu tư nghiên cứu, nhờ đó nhiều giải pháp công nghệ mới đã được ứng dụng có hiệu quả Trong khi các giải pháp cải tiến – chế tạo thay thế thiết bị nghiền cần một sự đầu tư lớn, làm gián đoạn sản xuất thì giải pháp sử dụng chất trợ nghiền trên cơ sở nghiên cứu cơ chế và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nghiền đã mang lại hiệu quả kinh tế - kỹ thuật to lớn

Trên thị trường hiện nay có nhiều loại phụ gia trợ nghiền khác nhau với các đặc tính khác nhau Hiệu quả và mức độ ảnh hưởng của mỗi loại phụ gia trợ nghiền đến năng suất nghiền và các tính chất cơ lý của các loại xi măng khác nhau cũng có

sự biến đổi rõ rệt Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của một số chất trợ

nghiền tới hiệu suất nghiền và một số tính chất cơ lý của xi măng PCB40 FiCO” là một đề tài nghiên cứu mang tính ứng dụng có ý nghĩa thiết thực đối với

nhà máy để từ đó đánh giá, so sánh và tìm ra được loại và lượng chất trợ nghiền hợp

lý cho quá trình sản xuất Với thời lượng và điều kiện phòng thí nghiệm có hạn, đề tài đã lựa chọn 2 loại phụ gia trợ nghiền có tên thương phẩm là GM1189 và NH2370H để pha trộn vào phối liệu xi măng với tỷ lệ khác nhau Từ đó khảo sát

Trang 13

Khảo sát ảnh hưởng của GM1189 và NH2370H đến các tính chất cơ lý của

xi măng PCB40 Tây Ninh để định hướng sử dụng hợp lý loại và lượng phụ gia cho quá trình nghiền xi măng tại Nhà máy xi măng Tây Ninh

3 Ý nghĩa thực tế của đề tài

Kết quả của đề tài sẽ có ý nghĩa lớn đối với Nhà máy xi măng Tây Ninh trong việc lựa chọn phụ gia trợ nghiền và định hướng sử dụng nguồn đá vôi ngay tại

mỏ Scroc Con Trăng có vị trí địa lý rất gần với nhà máy vì có thể căn cứ vào kết quả nghiên cứu để tăng phần trăm đá vôi trong sản xuất xi măng

4 Đối tƣợng nghiên cứu

Đề tài định hướng nghiên cứu trên cơ sở xi măng PCB40 đi từ clinker của nhà máy xi măng Tây Ninh, các chất trợ nghiền được lựa chọn là GM1189 và NH2307H Đối tượng nghiên cứu cụ thể bao gồm:

+ Nghiên cứu ảnh hưởng của lượng và loại chất trợ nghiền đến hiệu suất nghiền thông qua việc so sánh độ mịn của xi măng

+ Nghiên cứu ảnh hưởng của lượng và loại chất trợ nghiền đến các tính chất

cơ lý của xi măng PCB 40 FICO như cường độ cơ học, lượng nước tiêu chuẩn, thời gian đông kết…

+ Nghiên cứu tiết giảm tỷ lệ clinker trong cấp phối của xi măng PCB 40 khi

Trang 14

+ Lựa chọn nguyên liệu và thiết lập bài phối liệu nghiền xi măng

+ Tìm hiểu thành phần, đặc điểm, tính chất của một số loại phụ gia trợ nghiền để lựa chọn làm đối tượng nghiên cứu

+ Nghiền các mẫu thí nghiệm với lượng và loại phụ gia trợ nghiền khác nhau

+ Phân tích tác động của lượng và loại chất trợ nghiền đến hiệu suất nghiền

và các tính chất cơ lý của xi măng trên cơ sở của xi măng PCB 40 Tây Ninh

6 Phương pháp nghiên cứu

Các nguyên liệu nghiên cứu, quy trình và thiết bị thử nghiệm là ổn định và thống nhất trong suốt quá trình thực hiện nhằm hạn chế tối đa các sai số

Chỉ tiêu cơ lý của mẫu được xác định theo các bộ tiêu chuẩn hiện hành, cụ thể như sau:

+ Xác định cường độ theo TCVN 6016:2011

+ Xác định lượng nước tiêu chuẩn theo TCVN 6017:2015

+ Xác định thời gian bắt đầu ninh kết, kết thúc ninh kết theo TCVN 6017:2015

+ Xác định độ ổn định thể tích (xác định theo phương pháp Le Chatelier) theo TCVN 6017:2015

+ Xác định độ mịn (tỷ diện Blaine, sót sàng 0.09mm) theo TCVN 4030:2003

Các phương pháp nghiên cứu khác: nghiên cứu cấu trúc qua ảnh SEM, phân tích thành phần hạt bằng phương pháp Lasez…

Bằng phương pháp so sánh các giá trị đạt được giữa mẫu không sử dụng chất trợ nghiền với các mẫu sử dụng lượng và loại chất trợ nghiền khác nhau, đánh giá được hiệu quả và vai trò của chất trợ nghiền, xác định được lượng và loại chất trợ nghiền hợp lý

Trang 15

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về xi măng Portland :

Phụ gia công nghệ gồm các chất cải thiện quá trình nghiền, vận chuyển, đóng bao và / hoặc bảo quản xi măng nhưng không làm ảnh hưởng xấu tới tính chất của xi măng, vữa và bê tông [6]

Xi măng Portland gồm các mác PC30, PC40, PC50, trong đó PC là ký hiệu quy ước cho xi măng Portland, còn các trị số 30, 40, 50 là cường độ nén tối thiểu của mẫu vữa chuẩn sau 28 ngày đóng rắn, tính bằng MPa [6]

Clinker xi măng Portland dùng để sản xuất xi măng Portland hỗn hợp có hàm lượng magie oxit (MgO) không lớn hơn 5%

Phụ gia khoáng để sản xuất xi măng Portland hỗn hợp phải thỏa mãn các yêu cầu của TCVN 6882:2001 và quy chuẩn sử dụng phụ gia trong sản xuất xi măng

Phụ gia công nghệ gồm các chất cải thiện quá trình nghiền, vận chuyển, đóng bao và / hoặc bảo quản xi măng nhưng không làm ảnh hưởng xấu tới tính chất của

Trang 16

Xi măng Portland hỗn hợp bao gồm ba loại cơ bản là PCB30, PCB40, PCB50, trong đó PCB là ký hiệu quy ước cho xi măng Portland hỗn hợp, các trị số

30, 40, 50 là cường độ nén tối thiểu của mẫu vữa chuẩn sau 28 ngày đóng rắn, tính bằng MPa

1.2 Nguyên liệu chủ yếu dùng sản xuất xi măng Portland:

1.2.1 Clinker xi măng Portland:

Clinker xi măng Portland không phải là sản phẩm đồng nhất, mà là tập hợp của nhiều khoáng khác nhau, bao gồm các khoáng chính sau: Alite, Belite, Celite, Aluminat, hợp chất trung gian, ngoài ra còn một hàm lượng nhỏ các khoáng khác

Bảng 1.1: Các thành phần khoáng chính của clinker xi măng Portland

Tên khoáng tinh khiết Công thức phân tử Viết tắt Tên khoáng

trong clinker Tricalcium silicat

Dicalcium silicat

Tricalcium aluminat

Alumoferitcalci

3CaO.SiO2 2CaO.SiO23CaO.Al2O33CaO.pAl2O3(1-p)Fe2O3

* Alite [8]:

Alite là hỗn hợp nhiều khoáng, mà khoáng chủ yếu là 3CaO.SiO2 (C3S), ngoài ra trong Alite còn chứa khoảng 4% 3CaO Al2O3 (C3A) và một lượng nhỏ MgO; chúng tạo thành dung dịch rắn Cấu trúc mạng lưới tinh thể của Alite có thể thay đổi khi Al2O3 được thay thế bằng Fe2O3 và MgO bằng FeO

Alite là khoáng quan trọng nhất trong clinker xi măng Portland, thường chiếm từ 45 † 60% Xi măng Portland chứa hàm lượng Alite cao, nên rắn nhanh và

cho cường độ cao, đồng thời khi đóng rắn tỏa nhiệt lớn và ít co thể tích

Trang 17

ở cấu trúc mạng tinh thể do đó khác nhau về tính chất Trong đó β – C2S là dạng giả

ổn định trong clinker xi măng Portland

Belit chủ yếu là β – C2S là khoáng quan trọng thứ hai trong clinker xi măng Portland Belit đóng rắn tương đối chậm, cho cường độ ban đầu không cao nhưng

về sau phát triển cường độ tốt Sản phẩm đóng rắn của β – C2S bền vững trong môi trường nước và nước khoáng

Khoáng Belite có hình dạng tròn và cấu trúc dung dịch rắn của belite được thể hiện ở hình 1.2

Trang 18

Hình 1.2: Khoáng Belite [17]

* Celite: 2CaO.pAl 2 O 3 (1-p)Fe 2 O 3 (alumoferitcalci) [8]:

Theo nghiên cứu của Browmillerit, celit có thành phần gần giống C4AF (4CaO.Al2O3.Fe2O3) Thực tế nó là dung dịch rắn của hỗn hơp tinh thể của các khoáng alumoferitcalci C6A2F–C4AF–C6AF2 và có dạng công thực chung C2AxF1-x (trong đó x < 0,7) Ngoài ra trong dung dịch rắn của nó còn chứa một phần C3A và những thành phần khoáng khác như C2F, MgO

Trong clinker xi măng Portland xem celite tồn tại dưới dạng C4AF và chiếm

từ 10 ÷ 18% Celite là khoáng đóng rắn cho cường độ tương đối thấp, nhưng sản phẩm đóng rắn trong môi trường nước và môi trường ăn mòn sulfat Celite là khoáng nặng nhất γ = 3,77 g/cm3

* Khoáng aluminat - tricalci 3CaO.Al 2 O 3 (C 3 A) [8]:

Trong clinker xi măng Portland aluminat - tricalci tồn tại chủ yếu dưới dạng

C3A (3CaO Al2O3), ngoài ra dưới những điều kiện nhất định (nghèo CaO) nó cũng

có thể dưới dạng C12A7 (12CaO.7Al2O3) Trong dung dịch rắn của C3A cũng có thể chứa 2,5%MgO

Aluminat - tricalci chiếm 7 – 15% trong clinker xi măng Portland, là khoáng

có tính chất kết dính, dạng tinh thể lập phương, đóng rắn nhanh, tỏa nhiều nhiệt và

là khoáng không bền trong môi trường nước khoáng (biển)

Trang 19

Hình 1.3: Khoáng C3A và C4AF [15]

Hình 1.3 mô tả mẫu clinker được mài nhẵn và chụp bằng kính hiển vi quan sát thấy được các pha xen kẽ, tỷ lệ cao nhôm sẽ sản xuất ra khoáng C3A (được đánh bóng sang màu xám) nhiều hơn C4AF, khoáng C4AF phản quang tốt hơn nên nhìn thấy màu trắng

* Chất trung gian (chất đệm) [8]:

Chất trung gian nằm xen kẽ giữa các tinh thể Alite và Belite, thành phần chủ yếu là các khoáng aluminatcalci, alumoferitcalci và pha thủy tinh Các khoáng này khi nung ở nhiệt độ cao tạo thành pha lỏng của clinker Pha lỏng chiếm 15 ÷ 25%, thành phần pha lỏng phụ thuộc tốc độ làm lạnh, độ nhớt pha lỏng và tỷ lệ các cấu

tử Trong pha lỏng có sự hòa tan kiềm, Al2O3, Fe2O3 và MgO

* Các khoáng chứa kiềm [8]:

Trong clinker xi măng Portland các khoáng chứa kiềm tồn tại dưới dạng

KC23S12 (K2O.23CaO.12SiO2) và NaC8A3 (Na2O.8CaO.3Al2O3) Khoáng KC23S12chính là sản phẩm thay thế của C2S; trong đó cứ 12 phân tử C2S thì 1 phân tử CaO thay thế bằng 1 phân tử K2O Còn khoáng NaC8A3, trong đó cứ 3 phân tử C3A, thì 1 phân tử CaO thay thế bằng 1 phân tử Na2O

Trong clinker xi măng Portland các khoáng chứa kiềm chứa một hàm lượng rất nhỏ, tuy nhiên là những khoáng không có lợi vì làm cho quá trình đóng rắn cùa

xi măng Portland không ổn định, có thể gây nên trương nở thể tích của sản phẩm

Trang 20

* Các oxit tự do (CaO tự do , MgO tự do ):

CaOtự do trong clinker xi măng Portland thường tồn tại một lượng nhỏ hơn 1% CaOtự do được tạo thành hoặc là do trong quá trình nung nó không liên kết hoàn toàn với các oxit khác, hoặc là do trong quá trình làm lạnh có sự phân hủy một phần của khoáng Alite hoặc khoáng C3A (kích thước tinh thể là 1÷5 µm) Nếu hàm lượng CaOtự do cao, trong quá trình đóng rắn do khả năng hydrat hóa chậm (khi hydrat hóa tạo thành Ca(OH)2 – tăng thể tích lớn) không đồng thời với các khoáng khác, gây giản nở thể tích, dẫn đến phá hủy cấu trúc đá xi măng Portland [8]

MgOtự do luôn tồn tại dạng Periklaz, ngoài ra MgOtự do còn nằm trong dung dịch rắn với các khoáng clinker hoặc tồn tại trong pha thủy tinh MgO ở dạng peri-klaz tồn tại trong clinker xi măng Portland với hàm lượng lớn (>3%) hydrat hóa rất chậm (chậm hơn cả CaOtự do); trong quá trình đóng rắn của xi măng Portland sẽ gây giãn nở thể tích lớn dẫn đến phá hủy cấu trúc đá xi măng Portland Tuy nhiên, nếu

ổn định được MgO trong clinker xi măng Portland có thể nâng hàm lượng MgO > 20% Loại xi măng này gọi là xi măng giàu MgO Trong clinker xi măng Portland giàu MgO có thể tạo thành periklaz ở dạng tinh thể Tốc độ làm lạnh của clinker có ảnh hưởng rất lớn đến sự tạo thành vào kích thước của tinh thể periklaz [8]

* Các pha khác [8]:

Nếu như trong hỗn hợp phối liệu đất sét có chứa các muối sunfat hay sunfit, hoặc trong nhiên liệu có các hợp chất chứa lưu huỳnh S, trong quá trình nung luyện clinker sẽ có sự tạo thành SO2, SO2 sẽ phản ứng với kiềm Alkali và O2 của khí lò tạo thành K2SO4 trong clinker xi măng Portland

Trang 21

Thạch cao chiếm khoảng (3÷5%) khối lượng xi măng Portland, là phụ gia làm giảm tốc độ đóng rắn không thể thiếu trong công nghệ sản xuất xi măng Port-land Thạch cao hòa tan trong nước, kết hợp với các aluminat trong dung dịch từ khoáng C3A tạo hợp chất hydro–sunfo–aluminat 3CaO.Al2O3.3CaSO4.31H2O khó hòa tan làm chậm quá trình đóng rắn của xi măng Portland, nên lượng thạch cao dùng làm phụ gia (3÷5%) chủ yếu phụ thuộc hàm lượng khoáng C3A Ngoài ra, etringhit kết tinh dạng sợi, có thể tích lớn chèn lắp lỗ trống của đá xi măng nên thạch cao còn có tác dụng tăng độ bền cơ, chống thấm và dãn nở cho xi măng

1.2.3 Puzolan:

Thường xuất hiện trong các tầng trầm tích dưới dạng đá bọt, sét, đá phiến sét, tro, túp núi lửa Puzolan được xem là một loại vật liệu có chứa SiO2 không kết tinh hoặc hỗn hợp SiO2 và Al2O3 Puzolan hầu như không có khả năng tự rắn chắc, nhưng trong điều kiện ẩm với sự có mặt của Ca(OH)2 ở nhiệt độ thường thì Puzolan

có khả năng phản ứng để tạo hợp chất mới [2]

Khi pha Puzolan vào xi măng Portland, thành phần Ca(OH)2 giải phóng từ quá trình thủy hóa xi măng sẽ phản ứng với phần hoạt tính trong Puzolan góp phần nâng cao cường độ bê tông

Các Puzolan tự nhiên thường phải được nghiền mịn trước khi sử dụng, một

số loại phải được kích hoạt trước khi sử dụng để tạo thành trạng thái không kết tinh bằng cách nung ở nhiệt độ 6500C – 9800C [9]

1.2.4 Đá vôi:

Đá vôi có công thức hóa học là CaCO3 Ba dạng thù hình chính của đá vôi là canxit, aragonhit và vaterit Các dạng thù hình này có độ cứng khác nhau, trong đó aragonhit là dạng cứng nhất Đá vôi nguyên chất có màu trắng (đá phấn), khi lẫn tạp chất thì nó bị biến màu Tạp chất gây màu chủ yếu là oxit sắt, làm đá có màu xám, hồng [2]

Một thời gian dài phụ gia đá vôi mịn chỉ được xem như là một loại phụ gia đầy Tuy nhiên với những nghiên cứu gần đây đã cho thấy rằng canxit cũng có phản ứng với các cấu tử của xi măng và đóng vai trò của một phụ gia hoạt tính [9]

Trang 22

1.3 Phụ gia trợ nghiền:

1.3.1 Tình hình nghiên cứu và sử dụng phụ gia trợ nghiền:

1.3.1.1 Tình hình nghiên cứu và sử dụng phụ gia trợ nghiền trên thế giới:

Trên thế giới phụ gia trợ nghiền xi măng đã được nghiên cứu và đưa vào sử dụng từ những năm 1930 Năm 1935 hãng Grace (Mỹ) đã nghiên cứu và đưa vào

sử dụng phụ gia trợ nghiền TDA trên cơ sở natri naphtalen sunphonat và đến năm

1938 đã có 8 hãng sản xuất xi măng ở Mỹ sử dụng có hiệu quả Năm 1963 cũng hãng Grace cho ra sản phẩm phụ gia trợ nghiền HEA – 2 trên cơ sở dẫn xuất của Amine – acetate, việc sử dụng phụ gia này cho phép tiết kiệm điện năng, tăng sản lượng, tăng độ linh động của xi măng, giảm giá thành sản phẩm HEA – 2 đã được phổ biến sử dụng có hiệu quả ở nhiều nước trên thế giới Ngày nay hãng Grace đã nghiên cứu, sản xuất và phổ biến sử dụng nhiều phụ gia trợ nghiền mới với tính năng, hiệu quả ngày càng cao, không chỉ có tác dụng trợ nghiền mà còn tăng tính kỵ

ẩm, kéo dài thời gian bảo quản, tăng độ linh động, độ lôi khí, cải thiện, nâng cao cường độ và tính năng cơ lý của xi măng như: phụ gia TDA – 7, WGA – 2, CBC, RGA, CBA (từ trietanolamine biến tính), MTDA (các dẫn xuất poliol), Hydrophobe (là hỗn hợp phân tán các muối của axit cacboxylic thơm và béo, các Polyalcol cao phân tử, các hỗn hợp cacbonhydrat) [10]

Ở Liên Xô trước đây, phụ gia trợ nghiền xi măng đã được nghiên cứu và đưa vào sử dụng từ những năm 1950, ban đầu là các sản phẩm trên cơ sở Lignin của công nghiệp giấy, với lượng sử dụng 0.2% cho phép tăng năng suất máy nghiền 10% Những năm sau này ở SNG đã nghiên cứu ứng dụng nhiều phụ gia trợ nghiền hiệu quả cao trên cơ sở các chế phẩm từ dầu mỏ, than đá, các hợp chất hoạt động bề mặt tổng hợp như các dẫn xuất aminaxetat, các chế phẩm từ dầu mỡ động thực vật, đặc biệt là trietanolamine và các dẫn xuất của nó, với việc chỉ sử dụng 0.01 – 0.025% các phụ gia này đã cho phép tăng năng suất máy nghiền 8 – 25%, hạn chế tình trạng bết bi, đầy máy, tắc vòi đóng bao, kéo dài thời gian bảo quản xi măng Tùy thuộc vào điều kiện nguyên liệu, thiết bị công nghệ mà hiệu quả tác dụng có khác nhau [10]

Trang 23

Ở Italia, hãng Chryso đã nghiên cứu ứng dụng phụ gia trợ nghiền AMC – 1F

có hiệu quả cao trên cơ sở các dẫn xuất hydroxyl hóa cho phép tăng năng suất máy nghiền 6 – 15%, tăng độ linh động, kéo dài thời gian bảo quản xi măng [10]

Ở Mỹ năm 1993 đã nghiên cứu sử dụng phụ gia từ hỗn hợp các dẫn xuất của Lignhin, phenol, Monopropylenglicol cho phép tăng năng suất máy nghiền, tính kỵ

ẩm và tính chất cơ lý của xi măng [10]

Ở Trung Quốc, liên hợp xi măng GCQL, coi việc nghiên cứu sử dụng phụ gia trợ nghiền như là một chương trình quan trọng nhằm cải thiện chất lượng xi măng, nâng cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật mà không phải đầu tư cải tạo công nghệ làm gián đoạn sản xuất Với việc sử dụng phụ gia CBA – 1104, TDA – 770, TDA –

370 (các dẫn xuất của trietanolamine biến tính) cho phép tăng năng suất máy nghiền

9 – 12%, tăng độ linh động, hạn chế hiện tượng vón cục, suy giảm chất lượng khi bảo quản, tăng cường độ xi măng 4 – 15%, nhờ đó hãng tiết kiệm hang năm 1.7 triệu USD [10]

Xu hướng hiện nay trên thế giới là nghiên cứu sản xuất phụ gia đa chức năng vừa có hiệu quả trợ nghiền cao, đồng thời nâng cao độ linh động, độ kỵ ẩm và các tính năng cơ lý của xi măng, hiệu quả của phụ gia trợ nghiền khi đó không chỉ được đánh giá qua tăng năng suất máy nghiền, tiết kiệm điện năng mà còn qua việc tăng năng suất bơm chuyển, đóng bao, hạn chế suy giảm chất lượng trong lưu kho, vận chuyển và nâng cao chất lượng xi măng Nhãn hiệu xi măng của Hồng Kông có thể lưu kho, vận chuyển trong 12 tháng mà chất lượng và độ linh động không bị suy giảm là nhờ khi nghiền người ta đã sử dụng phụ gia nghiền kỵ ẩm Điều này càng

có ý nghĩa khi xi măng dùng để xuất khẩu Khi vận chuyển bằng stec dưới tác động của quá trình rung, lắc xi măng không bị lèn chặt nhờ đó khi trút dễ dàng, tiết kiệm thời gian, phương tiện và do đó tiết kiệm được phí lưu thông

Một số công trình nghiên cứu cụ thể về phụ gia trợ nghiền được tổng hợp như trong nội dung dưới đây:

Trang 24

(1) Theo Zhao Jihui, Wang Dongmin, Wang Xuegiang, Liao Shucong trong công trình nghiên cứu “ Ảnh hưởng và cơ chế của triethanolamine biến tính với vai trò chất trợ nghiền xi măng” có kết luận [21]:

a) M-TEA có tác dụng phân bố kích thước hạt của xi măng là tốt hơn so với TEA, và hiệu quả là tốt nhất khi sử dụng với lượng 0.015% Dải hạt từ 3-32 μm với 0,015% M-TEA là cao hơn so với mẫu trắng 12,42% (cao hơn 9,28% so với TEA ở cùng liều) M-TEA có thể cải thiện cường độ xi măng, và nâng cao cường độ tốt nhất khi sử dụng M-TEA ở hàm lượng 0,03% Cường độ nén của xi măng tăng 5,53 MPa và 8,23 MPa tương ứng ở 3 ngày và 28 ngày khi sử dụng 0.03% M-TEA

b) M-TEA có tác tác dụng tốt trong việc hấp phụ bề mặt hạt xi măng, do đó M-TEA có tác dụng phân bố cỡ hạt tốt hơn TEA

c) M-TEA có thể thúc đẩy mức độ phản ứng hydrat hóa của các khoáng clinker và thúc đẩy hình thành các sản phẩm hydrat hóa, giúp cải thiện cấu trúc

(2) Theo M.Katsioti, P.E Tsakiridis, P Giannatos, Z Tsibouki, J.Marinos trong bài báo: “Đặc tính của các chất trợ nghiền xi măng khác nhau và tác động của chúng trên khả năng nghiền và hiệu suất nghiền xi măng” đã kết luận [16]:

a) Các chất trợ nghiền khảo sát TEA (triethanolamine) và TIPA (triisopropanolamine) là rất hiệu quả trong việc nghiền clinker xi măng Portland, tăng bề mặt riêng và hiệu suất nghiền Sự hiện diện của TEA làm tăng hiệu suất nghiền lên đến 14% Các giá trị tương ứng cho trợ nghiền TIPA đạt 26%

b) Thời gian bắt đầu ninh kết và kết thúc đã giảm nhẹ trong trường hợp sử dụng chất trợ nghiền TEA do sự tăng tốc phản ứng của khoáng C3A Tuy nhiên, sự

có mặt của TIPA làm tăng thời gian bắt đầu ninh kết và kết thúc khoảng 15%

c) Việc bổ sung TEA có tác dụng tăng cường độ nén của xi măng ở tất cả các ngày tuổi, TIPA cải thiện đáng kể cường độ nén hơn so với TEA

(3) Theo Z.Heren và H.Olmez trong bài nghiên cứu: “ Ảnh hưởng của ethanolamines lên tính hydrat và tính chất cơ học của xi măng Portland” [20] kết luận rằng: TEA là chất trợ nghiền làm giảm cường độ nén ở tuổi sớm, MEA cho

thấy giá trị cường độ cao nhất sau 90 ngày

Trang 25

(4) Tổng hợp nghiên cứu của Bravo Anna và các đồng nghiệp [12] trong

nghiên cứu về khả năng trợ nghiền của các chất trợ nghiền khác nhau (bao gồm các chất glycol và chất amin) và thay đổi thành phần cỡ hạt của xi măng trình bảy

ở hình 1.4 và bảng 1.2 sau:

Hình 1.4: BET của bột clinker cùng phụ gia trợ nghiền sau 90 phút

Bảng 1.2: Thành phần hạt của clinker với các phụ gia trợ nghiền

(5) Tổng hợp nghiên cứu của S.Sohoni, R.Sridhar and G.Mandal [13] trên

cơ sở một số loại chất trợ nghiền bao gồm các thành phần: mono-, di-, ethanolamines; TDA; mono-, di-,ethylene glycol; axit oleic; silicon (CH 3 -Si-O-CH 3 )

Trang 26

tri-CBHD: PGS TS Huỳnh Đức Minh

có nguồn gốc hữu cơ; axetat hữu cơ; cacbon blacks và caxi sunphate cho thấy:

tri-ethanolamine (TEA), ethylene glycol, axetat hữu cơ, propylene glycol và TDA được

sử dụng phổ biến nhất

1.3.1.2 Tình hình nghiên cứu và sử dụng phụ gia trợ nghiền ở Việt Nam:

Ở Việt Nam, cùng với sự phát triển của ngành xi măng, nhu cầu về phụ gia trợ nghiền đã hình thành và trở nên cấp thiết hơn do đặc điểm về công nghệ, thiết bị, khí hậu và tình trạng tiêu thụ xi măng có nhiều biến động trong những năm gần đây

Để đáp ứng nhu cầu của sản xuất, từ những năm 1980 đã có một số viện khoa học, trường đại học quan tâm, đầu tư nghiên cứu sản xuất và ứng dụng phụ gia trợ nghiền xi măng Năm 1986, Viện KHKT Xây dựng (Bộ xây dựng) đã nghiên cứu biến tinh dầu cao su làm phụ gia trợ nghiền kỵ ẩm xi măng, sản phẩm đã được thử nghiệm tại Công ty Xi măng Bỉm Sơn, tuy nhiên sau đó việc sử dụng thường xuyên gặp khó khăn do tính chưa ổn định của sản phẩm [10]

Năm 1993 Viện KHCN Vật liệu Xây dựng (Bộ xây dựng) đã nghiên cứu sử dụng Trietanolamine làm phụ gia trợ nghiền xi măng Sản phẩm đã thử nghiệm thành công tại Công ty Xi măng Bỉm Sơn và từ đó đã được sử dụng thường xuyên tại Công ty Xi măng Bỉm Sơn, Thái Bình, Sài Sơn,…mang lại hiệu quả kinh tế kỹ thuật cho sản xuất

Năm 1994 trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã nghiên cứu và đưa vào sử dụng tại Công ty Xi măng Bỉm Sơn phụ gia trợ nghiền BK – 2 mà thành phần chủ yếu vẫn là Trietanolamine

Năm 1994 Công ty Xi măng Hà Tiên 2 đã sử dụng chất phụ gia trợ nghiền B.A.C là dung dịch hỗn hợp của DHSA, silicon và chế phẩm từ dầu thực vật, nhờ

đó năng suất máy nghiền tăng 15%, tăng độ linh động, độ dẻo của xi măng

Ngoài ra một số doanh nghiệp, công ty thương mại trong và ngoài nước cũng

đã chào hàng, tiến hành thử nghiệm các phụ gia trợ nghiền xi măng như: phụ gia LTD 01 của Công ty hóa chất và vật liệu điện (Bộ thương mại), phụ gia trợ nghiền của trung tâm hỗ trợ các doanh nghiệp vừa và nhỏ, phụ gia HEA -2, DATARGRIND – 135 của Grace, CHRYSO – AMC 1F của Công ty xuất nhập

Trang 27

khẩu KICHIESU (Nhật) Tuy nhiên các sản phẩm này chỉ mới dừng lại ở việc chào hàng thử nghiệm mà chưa đi vào ứng dụng thường xuyên, phần vì tính hiệu quả, phần vì giá thành cao

Một số loại phụ gia trợ nghiền có nguồn gốc hữu cơ dùng cho máy nghiền xi măng của một số công ty xi măng thuộc Tổng Công ty Xi măng Việt Nam cho trong bảng sau:

Bảng 1.3: Kết quả sử dụng phụ gia trợ nghiền tại một số công ty xi măng [5]

Ký hiệu chất

trợ nghiền

Tính năng, tác dụng Nơi sử dụng Mức tăng

năng suất (%) BAC Trợ nghiền, tăng độ linh

động của xi măng

CTXM Hà Tiên

15

TEA Trợ nghiền, tăng độ linh

CTXM Bỉm Sơn

14

BK1,BK2 Trợ nghiền, tăng độ linh

CTXM Bỉm Sơn

15

TEA Trợ nghiền, tăng độ linh

CTXM Hải Phòng

13

HEA - 2 Trợ nghiền, tăng độ linh

CTXM Hoàng Thạch

15

1.3.2 Nguyên lý tác dụng của chất trợ nghiền:

Các quá trình vật lý và hóa học xảy ra trong quá trình nghiền tuân theo nguyên tắc nhiệt động học, vật liệu luôn có xu hướng tồn tại ổn định ở trạng thái có năng lượng thấp hơn

1.3.2.1 Các phản ứng hóa học:

Theo nguyên tắc nhiệt động học, các phản ứng hóa học chỉ tự xảy ra khi có thể giải phóng năng lượng (thường là nhiệt lượng), các phản ứng không thể đảo chiều nếu không có năng lượng cấp từ bên ngoài Phản ứng giữa nước với xi măng cũng tương tự như vậy Nước có từ nguyên liệu ẩm hoặc được phun vào làm mát

Trang 28

trong quá trình nghiền xi măng công nghiệp, kể cả khi không có phụ gia trợ nghiền

Vì vậy, một phần hoặc hoàn toàn bề mặt clinker sẽ được hydroxyl hóa Điều nay rất quan trọng chứng tỏ nước là chất trợ nghiền yếu Phản ứng hóa học giữa ion O2- với nước H2O tạo thành ion hydroxyl OH- là phản ứng không thuận nghịch [14]

Phản ứng phân hủy các hợp chất hữu cơ cũng là phản ứng không thuận nghịch Các chất trợ nghiền có nhiệt độ sôi khoảng 50 – 400oC, nghĩa là có thể thấp hơn hoặc cao hơn nhiệt độ nghiền (80-120oC) Rất ít các chất hữu cơ ổn định ở trên

200oC Khi phân hủy, thường tạo thành hợp chất dễ bay hơi Tuy nhiên trong không khí, trong các lớp phân tử mỏng (nồng độ thấp) và trên bề mặt vật liệu vô cơ, chúng

có thể bị phân hủy ở nhiệt độ thấp hơn (ví dụ < 100oC) trong vài giờ Rất nhiều các nghiên cứu khác nhau đã chỉ ra rằng các phụ gia trợ nghiền thường sử dụng như có thể tồn tại tốt trong điều kiện nghiền thông thường [14]

Khả năng hấp phụ hoàn toàn của phụ gia trợ nghiền lên clinker là quá trình thuận nghịch Do lực liên kết nhỏ ở nhiệt độ nghiền 80-120oC, các phân tử đã hấp phụ có thể giải hấp phụ trên bề mặt clinker Nếu các chất lỏng có thành phần hóa tương tự nhau, cường độ hấp phụ lên bề mặt clinker có liên quan đến nhiệt độ sôi [14]

Hình 1.5: Phản ứng hóa học giữa ion O2- với nước [14]

1.3.2.2 Cơ chế phân tán chất trợ nghiền:

Phân tán các phân tử chất trợ nghiền thông qua hai cơ chế cơ bản: chuyển pha khí và tương tác bề mặt Điều nay dễ dàng chứng minh trong quá trình nghiền kín [14]

Trang 29

Ví dụ: Các hợp chất rượu OH- có nhiệt độ sôi thấp hơn nhiệt độ nghiền có thể tăng hiệu quả nghiền, chúng hấp phụ rất yếu do bay hơi rất nhiều và vẫn có thể ngửi thấy mùi trong xi măng khi đã nguội, vì vậy có thể giả định rằng sự phân tán một phần hoặc hoàn toàn qua pha khí [14]

Mặt khác, các polyme như polycarboxy (PCEs) có thể cải thiện đáng kể hiệu quả nghiền PCEs chỉ có thể bay hơi khi phản ứng phân hủy không thuận nghịch, tuy nhiên trong quá trình nghiền các phân tử chủ yếu vẫn còn nguyên, như vậy PCEs vẫn giữ hoạt tính giống phụ gia hóa dẻo bê tông và cơ chế bay hơi có thể bỏ qua, cơ chế phân tán lúc này là phân tán qua tương tác bề mặt [14]

Hầu hết các chất trợ nghiền thương mại có nhiệt độ sôi và phân hủy cao hơn nhiệt độ nghiền (ví dụ PG, DEG, TEA…) Áp suất hóa hơi của chúng thấp nhưng vẫn đủ cao để phân tán theo cả hai cơ chế trên [14]

Chất lỏng đã hấp phụ trên bề mặt clinker sẽ cân bằng với pha khí của chúng

Áp suất hóa hơi phụ thuộc vào nhiệt độ sôi, nhiệt độ và cả phẩn chất rắn đã bị bao phủ bới chất trợ nghiền Tỷ lệ ảnh hưởng của phân tán qua pha khí và tương tác bề mặt rất khó đo và xác định rõ, nó phụ thuộc không chỉ vào chất trợ nghiền mà còn phụ thuộc vào máy nghiền và các thông số nghiền Thông thường phân tán qua tương tác bề mặt quan trọng hơn rất nhiều phân tán qua pha khí [14]

Bảng 1.4: Hiệu quả nghiền với các chất trợ nghiền hữu cơ khác nhau [14]

Nước + … Nhiệt độ sôi [ o C] Kích thước trên 32μm

Trang 30

Năng lượng bề mặt quy về một đơn vị diện tích bề mặt gọi là sức căng bề mặt, thông thường với vật liệu rắn tương ứng với năng lượng bề mặt và với chất lỏng là sức căng bề mặt Sức căng bề mặt là kết quả của lực tương tác phân tử, nên

nó phụ thuộc vào bản chất của chất và nhiệt độ, ở cùng một nhiệt độ thì:

Ϭhợp chất ion > Ϭhợp chất phân cực > Ϭhợp chất không phân cực

Ϭchất rắn > Ϭchất lỏng

Hình 1.6: Lực tương tác giữa các phân tử bên trong và ngoài bề mặt của chất rắn

hoặc chất lỏng [14]

Trang 31

Sự bám dính chất lỏng trên bề mặt chất rắn hay độ thấm ướt có thể rất khác nhau được đặc trưng bởi góc thấm ướt Hình dạng giọt lỏng ở bảng 1.5 tương ứng với mức năng lượng thấp nhất mà hệ đạt được Nó phụ thuộc vào 3 yêu tố: năng lượng bề mặt của chất lỏng, năng lượng bề mặt của chất rắn và năng lượng giữa 2

Năng lƣợng giữa 2 bề mặt Ví dụ

Không thấm ướt ~ 180

o >>>> 0 Thủy ngân trên

vật liệu phi kim Không

thấm ướt một phần

< 180o >>> 0 Nước trên

Teflon

90o >> 0 Thấm ướt

một phần > 0

o > 0 Chất trợ nghiền

trên nhựa Thấm ướt

Trang 32

không thấm ướt và trên vật liệu có năng lượng bề mặt thấp như nhựa, chất lỏng sẽ tạo giọt thấm ướt một phần Mặt khác, chất lỏng có sức căng bề mặt thấp sẽ chảy loang trên chất rắn có năng lượng bề mặt cao, ví dụ chất trợ nghiền sẽ thâm nhập vào các vết vi nứt và bao phủ toàn bộ bề mặt clinker [14]

1.3.2.4 Quá trình giảm năng lƣợng bề mặt trên clinker:

Quá trình nghiền clinker làm tăng diện tích bề mặt hay năng lượng tự do bề mặt của hệ tăng dẫn đến hệ mất cân bằng nhiệt động và không bền Các hạt được tạo ra có xu hướng kết tụ lại và bám dính vào bi đạn, tấm lót trong máy nghiền nhằm mục đích giảm năng lượng tự do bề mặt Do vậy dẫn tới cản trở việc nghiền nhỏ các hạt tiếp theo và giảm năng suất máy nghiền [14]

Năng lượng bề mặt cao của clinker khô sẽ giảm xuống một mức nhất định do quá trình hydroxy hóa với nước Muốn giảm năng lượng xuống mức tối thiểu và ổn định cần có phụ gia trợ nghiền Phụ gia trợ nghiền có sử dụng ở dạng nguyên chất, nhưng do sử dụng trong công nghiệp cần tối ưu hóa về kỹ thuật và kinh tế nên chất trợ nghiền thường trộn chung với nước, cả hai cách trên đều làm giảm năng lượng

bề mặt [14]

Quá trình giảm năng lượng bề mặt theo ba giai đoạn (theo công thức 1) [14]

+ Sự có mặt của nước và phụ gia trợ nghiền sẽ làm giảm năng lượng

bề mặt clinker (ESC : năng lượng bề mặt clinker) Bề mặt của chất trợ nghiền phải tăng dựa trên năng lượng thu được từ năng lượng giảm trên bề mặt clinker, nghĩa là năng lượng bề mặt của chất trợ nghiền (ESG) tăng lên Và năng lượng giữa 2 bề mặt clinker/phụ gia trợ nghiền (EIC/G) phải âm hoặc hầu hết có giá trị dương rất nhỏ

ESC + ESG + EIC/G = E SCG (1)

Nếu năng lượng bề mặt clinker đã được bao phủ bởi chất trợ nghiền (E SCG)

là âm, nghĩa là năng lượng đã giải phóng trong quá trình bao phủ, sau đó chất lỏng

sẽ chảy loang ra mà không cần có bất ký sự hỗ trợ cơ học nào Góc thấm ướt của chất trợ nghiền trên bề mặt clinker bằng 0o

Như vậy chứng tỏ chất trợ nghiền không chỉ làm giảm năng lượng bề mặt clinker (ESC) mà còn hấp phụ rất mạnh lên bề mặt clinker (giá trị EIC/G nhỏ) Tuy

Trang 33

nhiên không phải chất trợ nghiền có năng lượng bề mặt ESG thấp nhất là có khả năng trợ nghiền tốt nhất Thưc nghiệm đã chứng minh giá trị năng lượng/sức căng

bề mặt của chất trợ nghiền từ 30 – 50 mJ/m2 [14]

1.3.2.5 Tương tác giữa chất trợ nghiền và bề mặt clinker:

Với dung dịch không phân cực như nhiên liệu và dầu có năng lượng và sức căng bề mặt thấp, chúng không chứa hoặc chỉ có các nhóm phân cực yếu trong phân

tử, vì vậy sẽ tương tác rất yếu với các phân tử phân cực Chúng không thể hòa tan vào nước phân cực nhưng lại thấm ướt rất mạnh trên bề mặt phân cực clinker Do tương tác yếu với clinker nên chúng hấp phụ rất yếu tạo thành lớp phân cách ổn định giữa các hạt, các tương tác phân cực mạnh nên các hạt clinker sẽ kết tụ lại Vì vậy các chất lỏng không phân cực hay có sức căng bề mặt thấp không phù hợp làm phụ gia trợ nghiền [14]

Các phụ gia trợ nghiền thương mại bao gồm bộ khung hydrocacbon không phân cực và các nhóm phân cực, chúng sẽ tương tác dễ dàng với clinker Phần lớn các hợp chất hoạt tính có chứa các nhóm OH phân cực (R-OH) TEA là rượu 3 chức

và DEG là rượu 2 chức Các hợp chất rượu đơn chức như isopropanol có khả năng trợ nghiền rất tốt, tuy nhiên chúng không được sử dụng trong xi măng thương mại

do nhiệt độ sôi rất thấp (<1000C) [14]

Theo “Mô hình động học phân tử”, hình 1.7 mô phỏng tương tác của 2 phân

tử TIPA lên bề mặt khoáng C3S khô.Mô hình đã chứng minh các phân tử luôn quay nhóm chức phân cực (R – OH) về phía bề mặt phân cực của clinker, các đầu không phân cực nhóm hydrocabon (R bao gồm -CH-, -CH2- và -CH3) sẽ che chắn các đầu phân cực.Vì vậy độ phân cực trên bề mặt clinker sẽ giảm và lực hút giữa các hạt xi măng giảm Chiều dài trung bình của các liên kết cũng được tính toán Cách sắp xếp

và tương tác tương tự với khoáng C2S và C3A và với các chất trợ nghiền hữu cơ khác, các nghiên cứu trên khoáng C4AF đang được tiếp tục thực hiện

Các chất hữu cơ không những có tác dụng trợ nghiền mà còn ảnh hưởng đến các tính chất của xi măng như thời gian đông kết, cường độ ở các tuổi ngày khác nhau…

Trang 34

Hình 1.7: Tương tác của 2 phân tử TIPA lên bề mặt khoáng C3S khô [14]

1.3.3 Đặc điểm của quá trình nghiền xi măng không sử dụng phụ gia trợ nghiền:

Nguyên liệu để nghiền phối liệu sản xuất xi măng Portland thường được sấy tới độ ẩm khoảng 8% trước khi đưa vào máy nghiền Trong quá trình nghiền do va đập, chà sát, hệ phân tán xuất hiện lực hút tĩnh điện, đồng thời quá trình đó cũng sinh nhiệt nên hơi nước nằm sâu trong cấu trúc hạt tiếp tục được bay ra và duy trì với lượng không đổi trong máy nghiền [9]

Trong môi trường như vậy, các hạt có điều kiện hút ẩm trở lại, hình thành lực mao quản bám dính vào nhau (kết khối, vón cục vào nhau), vào bi, đạn, tấm lót, thành vách máy nghiền làm cản trở quá trình nghiền các hạt tiếp theo Kết quả làm cho năng suất máy nghiền không tăng lên được, có khi xảy ra dính bết tắc máy nghiền [9]

Hình 1.8: Sự phá vỡ và kết tụ của hạt xi măng trong quá trình nghiền [19]

1.3.4 Cơ chế hoạt động của chất trợ nghiền:

Quá trình nghiền các vật liệu rắn nói chung có thể được tăng cường đáng kể nhờ sử dụng hiệu ứng hấp phụ bề mặt làm giảm độ bền liên kết trong cấu trúc vật liệu theo lý thuyết cấu trúc vi tinh của vật liệu rắn do viện sỹ N.A Rebinder đề xuất đầu tiên - còn goị là hiệu ứng hình nêm Rebinder [1]

Trang 35

Tất cả các vật thể rắn nhất là vật liệu phi kim loại đều có cấu trúc khuyết tật,

cả trên bề mặt lẫn trong thể tích vật thể Khi chịu tác dụng của tải trọng phá huỷ (đập, nghiền) chúng bị biến dạng đàn hồi và biến dạng dẻo làm cho mạng các khuyết tật phát triển và lan rộng đáng kể, tạo ra các khuyết tật mới ngày càng nhiều trong thể tích vật thể Các khuyết tật cấu trúc này như đã thấy trong lý thuyết vi cấu trúc làm giảm đáng kể độ bền liên kết của vật liệu so với trạng thái lý thuyết Nếu như khi nghiền vật liệu rắn, người ta tạo ra được sự phát triển lớn số lượng các khuyết tật trong nó thì sự phá huỷ chúng trở nên dễ dàng hơn, tiêu hao ít năng lượng nghiền đập hơn mà vẫn nâng cao được năng suất và hiệu quả đập nghiền Hiệu ứng hấp phụ bề mặt làm lan truyền và phát triển khuyết tật ở dạng vết nứt vi tinh, làm giảm độ bền liên kết ngay cả khi vật liệu chịu tải trọng ứng suất nhỏ

Tác dụng hấp phụ được duy trì trước tiên từ các khuyết tật bề mặt Sơ đồ các khuyết tật bề mặt này có thể được khảo sát như các vết nứt vi tinh hay các khe nứt hình nêm do cấu trúc khuyết tật của bề mặt vật liệu Tại miệng các khe nứt có bề mặt phát triển hoàn toàn với lực hút tương ứng với năng lượng bề mặt tự do riêng phần lớn nhất  Theo mức sâu dần từ miệng vào sâu đáy khe nứt hình nêm, năng lượng bề mặt tự do nhanh chóng giảm từ giá trị  đến 0 (ở đáy khe nứt)

Các mạch vi nứt như vậy cho phép môi trường xung quanh xâm nhập vào sâu bên trong vật liệu Sự xâm nhập trong các khe vi nứt của các chất lỏng sẽ hình thành trong chúng màng mỏng hấp thụ có năng lượng tự do dư khá lớn và có xu hướng tăng mạnh khi giảm chiều dày của màng chất lỏng hấp phụ, có nghĩa là khi xâm nhập chất lỏng vào sâu tân đáy khe nứt Để giảm năng lượng bề mặt tự do của mình, màng mỏng chất lỏng trong khe nứt có xu thế muốn tăng chiều dày lên Kết quả đó của màng chất lỏng trong khe nứt sẽ tạo ra áp lực xé tác động lên thành của khe nứt áp lực này trở nên cực đại ở chính ngay đáy khe nứt, có xu thế muốn cho chất lỏng có thể xâm nhập vào sâu hơn trong thể tích vật liệu Chiều dày màng chất lỏng trong khe nứt vi tinh có thể chỉ đạt cỡ từ vài trăm đến hàng nghìn phân tử và có kích thước cỡ 0,1m áp lực xé hình thành ở đáy khe nứt có thể có giá trị lớn Thí dụ: nước khi thấm sâu vào đáy các mao quản bề mặt có thể phát triển áp lực xé đạt

Trang 36

Sự xâm nhập trong các khe nứt vi tinh của các phân tử chất hoạt tính bề mặt làm hình thành lớp hấp phụ, khi đó xác lập khả năng làm hạ thấp năng lượng bề mặt các vật thể rắn từ giá trị ban đầu o đến m, tương ứng với năng lượng bề mặt tự do riêng của lớp bề mặt phủ bởi lớp hấp phụ với mức dày đặc m mol/cm2 Như vậy lực chuyển động hút vào của lớp hấp phụ trong khe nứt sẽ là:

P = o - m

Áp lực hai cấp này chính là lực tác dụng lên một đơn vị chiều dài của đường ranh giới phân chia của lớp hấp phụ áp lực này hướng theo chiều xé rộng vết nứt vào sâu thể tích vật thể và làm hạ thấp đáng kể năng lượng bề mặt tự do tạo khả năng phá huỷ dễ dàng vật thể rắn

Như vậy có thể hiểu một cách đơn giản là: nhờ sự xâm nhập của chất lỏng và các chất phụ gia hoạt tính bề mặt mà mạng các vết nứt phát triển lớn và rộng khắp, làm "mềm" đi lớp bề mặt của vật thể rắn, tạo điều kiện thuận lợi cho sự phá huỷ chúng khi đập và nghiền

Trang 37

Hình 1.9: Sự phát triển mạng các vết nứt trong quá trình nghiền [18]

Theo N.A Rebinder và trường phái của ông thì: Cơ sở hoá lý ảnh hưởng của môi trường đập nghiền đến quá trình biến dạng và phá huỷ vật thể rắn chính là hiệu ứng giảm độ bền cơ học của chúng do kết quả hấp phụ các chất hoạt tính bề mặt trên bề mặt vật thể rắn Hiệu quả vật lý của hiện tượng này làm hạ thấp năng lượng

bề mặt khi tiếp xúc với môi trường hoạt tính và dẫn tới làm dễ dàng quá trình tạo mầm và phát triển các vết nứt phá huỷ Ngoài ra, môi trường hấp phụ hoạt tính còn

có ảnh hưởng đặc biệt về mặt hoá học đến khả năng tách riêng các hạt vật liệu gia công, không cho chúng dính kết với nhau, tức là kim hãm khả năng tập hợp hạt (ag-glomeration), làm tăng tính linh động của vật liệu bột nghiền siêu mịn, tách rời chúng với kích thước gần với kích thước thật của hạt Môi trường hấp phụ hiệu quả

đa số với các vật liệu rắn phi kim loại là các chất lỏng hoặc dung dịch nước của phụ gia hoạt tính bề mặt [1]

Tính chất của môi trường trong đó xảy ra quá trình nghiền (như độ ẩm, nhiệt

độ, áp suất, độ hoạt tính hấp phụ ), thứ tự áp dụng cơ học đều gây ảnh hưởng rõ rệt đến quá trình [1]

Các chất trợ nghiền ứng dụng trong công nghiệp xi măng hoặc các quá trình gia công khác đều phải thoả mãn cơ chế và các yêu cầu kỹ thuật nêu trên Các chất này phải nâng cao đáng kể hiệu quả quá trình nghiền clinke, nâng cao năng suất máy nghiền, tăng độ phân tán và linh động của bột xi măng, (pack set – flowability), không làm ảnh hưởng xấu đến các tính chất của xi măng trong sử dụng Tức là thoả mãn các hiệu quả kỹ thuật lẫn kinh tế xã hội của công nghệ sản xuất và sử dụng của xi măng nói chung

Trang 38

Hình 1.10: Quá trình xâm nhập của phụ gia vào vết nứt và phân tách hạt xi măng

Sử dụng phụ gia trợ nghiền giảm năng lượng bề mặt tự do và giảm diện tích

bề mặt, do đó ngăn cản quá trình kết tụ các hạt xi măng Chất trợ nghiền thay đổi lực tĩnh điện giữa các hạt xi măng và giảm lực hút (Van der Waal) và tăng lực đẩy như hình 1.11

Hình 1.11: Nghiền clinker khi có (a) và không có (b) phụ gia trợ nghiền [3] Theo nghiên cứu của Teoreanu và Guslivov năm 1999 [3], năng lượng nghiền tiêu tốn (kWh/tấn) hay thời gian nghiền có tỷ lệ tăng tuyến tính với diện tích

bề mặt bắt đầu từ độ mịn Blaine 3000 cm2/g và kết thúc khi bắt đầu hiện tượng kết

tụ Với quá trình nghiền có phụ gia trợ nghiền thì mối quan hệ tuyến tính này được kéo dài hơn Theo hình 1.12 a thì hiện tượng kết tụ khi nghiền với các loại phụ gia trợ nghiền khác nhau ở cùng tỷ lệ bắt đầu khi độ mịn Blaine đạt 6000 cm2/g, như vậy khi tăng thời gian nghiền đến một giới hạn nhất định thì hoạt tính của chất hoạt động bề mặt sẽ giảm do diện tích bề mặt hạt xi măng tăng quá cao Cũng theo nghiên cứu của Teoreanu và Guslivov năm 1999 [3], hàm lượng phụ gia trợ nghiền đưa vào quá nhiều cũng dẫn đến hiện tượng kết tụ do các hạt xi măng quá dễ dàng trơn trượt lên nhau nên khả năng phá vỡ các hạt xi măng giảm Vì vậy cần xác định

Trang 39

hàm lượng phụ gia trợ nghiền tối ưu, thời gian tối ưu để đạt được độ mịn và năng suất theo yêu cầu

Hình 1.12: Ảnh hưởng của thời gian nghiền (a) và năng lượng tiêu tốn riêng (b) đến

độ mịn Blaine của xi măng [3]

Khả năng nghiền của clinker còn phụ thuộc vào chính thành phần khoáng clinker Theo nghiên cứu của Hewleet (1998), chỉ số độ giòn của các khoáng trong clinker theo thứ tự : 4.7 (C3S), 2.9 (C3A), 2.0 (C2S, C4AF) [3]

Theo các nghiên cứu của hãng Sika tại đại học Akron của Mỹ hợp tác với Viện Liên Bang Thụy Sỹ tại Zurich đã công bố từ năm 2013 đưa ra: “ Mô hình động học phân tử “ mô tả cơ chế trợ nghiền, đưa ra cái nhìn sâu hơn cần có các thông số

và xu hướng cụ thể như năng lượng hấp phụ, năng lượng kết tụ, cơ chế tương tác của các phân tử chất trợ nghiền trên bề mặt clinker Trong mô hình các giá trị về số lượng thành phần hạt clinker, khối lượng và nhiệt độ không thay đổi trong suốt quá trình mô phỏng

Hình 1.13: Mô hình động học phân tử [18]

Trang 40

1.3.5 Hiệu quả tác động của chất trợ nghiền:

1.3.5.1 Bề mặt clinker có và không có phụ gia trợ nghiền:

Hình 1.14 – 1.19 chỉ ra các cách có thể khác nhau mô tả cách các bề mặt mới được tạo thành và các quá trình hóa lý và vật lý tiếp theo trong quá trình nghiền với các chất trợ nghiền hữu cơ Ethylen Glycol (EG), Glycerol (GL), diethylenglycol (DEG), Diethyl amine (DA), Triethyl amine (TA), Canxi oxit (CaO) được sử dụng trong giản đồ để đơn giản hóa các khoáng clinker Các ion trên bề mặt tiếp xúc với tinh thể có khuyết tật được ký hiệu điện tích (Ca2+, O2-) Tinh thể hoàn chỉnh mang điện tích trung tính nên không có ký hiệu điện tích Trong giản độ, hình vuông có màu nhẹ hơn có độ phân cực thấp hơn, mũi tên màu xanh nhỏ hơn có lực tương tác giữa các bề mặt vết nứt yếu hơn Bề mặt tinh thể ở hình 1.15 rất khó xảy ra hoặc chỉ

có thể xảy ra khi clinker khô (không có nước) Bề mặt vết nứt sau khi tạo thành sẽ phục hồi ngay lập tức, nghĩa là các phân tử bề mặt sẽ tự thay đổi để đạt năng lượng nhỏ nhất và cân bằng điện tích tối ưu Mặt khác khi có mặt nước (hoặc ion OH-), các nguyên tử hydro sẽ nhanh chóng dịch chuyển vào bên trong bề mặt clinker như hình 1.15, quá trình hóa học xảy ra rất nhanh (một phần triệu triệu giây) [14]

Vận tốc lan truyền các vết nứt trong clinker rất cao, theo mô hình mô phỏng đạt 11500 km/h dọc bề mặt vết nứt khoáng C3S, gấp 10 lần tốc độ của âm thanh trong không khí Do vận tốc thấm ướt chất lỏng chậm hơn rất nhiều so với vận tốc lan truyền vết nứt nên sự phục hồi và cân bằng điện tích bề mặt xảy ra rất nhanh, vì vậy có thể giả định rằng chất trợ nghiền luôn luôn hoặc hoàn toàn hập phụ lên bề mặt trung tính Trạng thái này chưa được chứng minh trực tiếp với clinker nhưng đã góp phần rất nhiều các hợp chất vô cơ đã nghiên cứu khác Điều này mâu thuẫn với các giả thuyết chất trợ nghiền giúp cân bằng điện tích trên bề mặt clinker [14]

Nước, EG, Glycerlol, DEG có khả năng trợ nghiền theo thứ tự tăng dần ở hình 1.16 – 1.19 Nước phân ly thành H+ và OH- (quá trình hydroxyl hóa) và vị trí của chúng làm giảm độ phân cự của clinker Các nhóm rượu (R – OH sẽ làm giảm

độ phân cực nhiều hơn nữa Các nhóm hydrocacbon (R bao gồm CH, CH2, CH3) che chắn các đầu phân cực Các phần hydrocacbon của EG nhỏ, của Glycerol trung

Định dạng
Số trang	88
Dung lượng	2,77 MB