Giáo trình hướng dẫn phân tích tính chất cơ lý của vật liệu xây dựng p10 docx

Giạo ạn Váût liãûu xáy dỉûng
Trang 104
Träün 900g bäüt väi thy våïi 2700g cạt (t lãû 1:3) v 360ml nỉåïc âục máùu láûp
phỉång 7,07cm. Dỉåỵng häü 7 ngy trong khäng khê, 21 ngy trong nỉåïc åí âiãưu kiãûn tiãu
chøn räưi thỉí cỉåìng âäü chëu nẹn.
u cáưu : R
n
= 20 ÷ 50 daN/cm
2


IV. CÄNG DỦNG V BO QUN:
1. Cäng dủng:
-Väi thy âỉåüc dng âãø sn xút vỉỵa xáy, vỉỵa trạt, bãtäng mạc tháúp.
-Trỉåïc khi dng trong nỉåïc phi âãø väi thu ràõn trong khäng khê 3÷5 ngy (nãúu l
väi thy mảnh) hồûc 2÷3 tưn (nãúu l väi thy úu), sau âọ måïi cho tiãúp xục våïi nỉåïc
nhàòm mủc âêch âãø cho CaO tỉû do ràõn theo âỉåìng cacbonat hoạ.
2. Bo qun:
Väi thy phi âỉåüc âọng thnh bao kên, âãø nåi khä rạo, khäng dỉû trỉỵ láu nhỉ
ximàng âãø trạnh cho väi thu hụt áøm lm gim cỉåìng âäü.

§4. XIMÀNG POOCLÀNG
I. KHẠI NIÃÛM:
- Ximàng pooclàng l cháút kãút dênh vä cå ràõn trong nỉåïc, sn xút bàòng phỉång
phạp nung häùn håüp âạ väi v âáút sẹt â phäúi håüp theo mäüt t lãû håüp l âãún nhiãût âäü nọng
chy âãø tảo thnh clinke, âem clinke nghiãưn nh våïi 3÷5% thảch cao. Thảch cao cọ tạc
dủng âiãưu chènh täúc âäü ngỉng kãút ca ximàng cho ph håüp våïi thåìi gian thi cäng.
- Trong quạ trçnh sn xút cọ thãø pha thãm phủ gia hoảt tênh (< 15%) âãø ci thiãûn
mäüt säú tênh cháút hồûc phủ gia trå (< 10%) âãø tàng sn lỉåüng ximàng.
- Ximàng pooclàng l CKDVC âỉåüc dng nhiãưu trong xáy dỉûng vç cọ nhiãưu ỉu
âiãøm: cỉåìng âäü cao, bãưn trong mäi trỉåìng, ràõn chàõc tỉång âäúi nhanh, chëu lỉía khạ täút,

ngun liãûu sn xút cọ
sàơn v giạ thnh r.

II. THNH PHÁƯN HOẠ HC V NGUN LIÃÛU SN XÚT:
1. Thnh pháưn hoạ hc:
a. Hm lỉåüng:
Mún cho ximàng âm bo cháút lỉåüng thnh pháưn hoạ hc ca ximàng thỉåìng l :
CaO : 63 ÷ 66%
SiO
2
: 21 ÷ 24%
Al
2
O
3
: 4 ÷ 8%
Fe
2
O
3
: 2 ÷ 4%
-Ngoi ra cn mäüt êt cạc tảp cháút nhỉ MgO, CaO dảng hảt gi lỉía gáy máút äøn âënh
thãø têch nãn cáưn phi hản chãú
MgO : < 4,5%
SO
3
: < 3%
Äxit kiãưm (Na
2
O, K

2
O) : < 1,5%

Giaùo aùn Vỏỷt lióỷu xỏy dổỷng
Trang 105
b. Vai troỡ cuớa caùc thaỡnh phỏửn:
* CaO: laỡ thaỡnh phỏửn chuớ yóỳu nhỏỳt cuớa ximng pooclng, noù kóỳt hồỹp vồùi SiO
2
,
Al
2
O
3
, Fe
2
O
3
taỷo thaỡnh caùc khoaùng chờnh cuớa ximng. Lổồỹng CaO vổỡa phaới laỡm ximng
coù cổồỡng õọỹ cao; nóỳu lổồỹng CaO quaù nhióửu (tổùc SiO
2
ờt õi tổồng õọỳi) seợ khoù nung luyóỷn,
hao tọỳn than, giaớm bồùt saớn lổồỹng, õọửng thồỡi tọửn taỷi nhióửu CaO tổỷ do daỷng haỷt giaỡ lổớa gỏy
mỏỳt ọứn õởnh thóứ tờch vaỡ laỡm cho ximng dóự bở n moỡn.
* SiO
2
: cuợng laỡ thaỡnh phỏửn chuớ yóỳu cuớa ximng, kóỳt hồỹp vồùi CaO taỷo ra hai khoaùng
chờnh laỡ C
2
S (2CaO.SiO
2

: bólit) vaỡ C
3
S (3CaO.SiO
2
: alit) quyóỳt õởnh cổồỡng õọỹ ximng.
Nóỳu SiO
2
quaù nhióửu thỗ thồỡi gian ninh kóỳt cuớa ximng keùo daỡi, ximng keùm dờnh kóỳt vaỡ
khọng õuớ CaO õóứ taùc duỷng vồùi caùc chỏỳt khaùc nón clinke dóự bở taợ thaỡnh bọỹt, haỷ thỏỳp saớn
lổồng vaỡ laỡm giaớm cổồỡng õọỹ ximng. Nóỳu SiO
2
quaù ờt thỗ haỡm lổồỹng C
3
S giaớm laỡm giaớm
cổồỡng õọỹ ximng.
*Al
2
O
3
: Kóỳt hồỹp vồùi CaO vaỡ Fe
2
O
3
taỷo ra khoaùng C
3
A (3CaO.Al
2
O
3
: aluminat

tricanxit) vaỡ C
4
AF (4CaO. Al
2
O
3
. Fe
2
O
3
: fero aluminat tótracanxit), C
3
A coù taùc duỷng laỡm
cho thồỡi gian ngổng kóỳt vaỡ rừn chừc cuớa ximng nhanh hồn. Nóỳu Al
2
O
3
quaù nhióửu thỗ nhióỷt
õọỹ nung seợ cao, thồỡi gian ninh kóỳt nhanh nhổng cổồỡng õọỹ ximng giaớm, nhióỷt thuyớ hoaù lồùn
dóự gỏy ổùng suỏỳt nhióỷt vaỡ dóự gỏy n moỡn sunfat. Ngổồỹc laỷi, nóỳu lổồỹng Al
2
O
3
quaù ờt thỗ thồỡi
gian ninh kóỳt cuớa ximng seợ keùo daỡi, nhióỷt õọỹ nung thỏỳp dỏựn õóỳn chỏỳt lổồỹng ximng khọng
cao.
*Fe
2
O
3

: laỡ thaỡnh phỏửn thổù yóỳu coù taùc duỷng laỡm giaớm nhióỷt õọỹ nung. Nóỳu Fe
2
O
3
quaù
nhióửu nhióỷt õọỹ nung giaớm nhổng chỏỳt lổồỹng ximng khọng cao. Nóỳu Fe
2
O
3
quaù ờt nhióỷt õọỹ
nung phaới cao hồn, khoù nung hồn, tọỳn nhióửu than, saớn lổồỹng ximng giaớm.
* MgO : laỡ thaỡnh phỏửn coù haỷi cho ximng. MgO thổồỡng ồớ daỷng tổỷ do. Khi õổồỹc
nung quaù 1450
o
C thỗ MgO thuyớ hoaù rỏỳt chỏỷm, nồớ thóứ tờch gỏy mỏỳt ọứn õởnh thóứ tờch .
2. Nguyón lióỷu:
- óứ õaỷt yóu cỏửu vóử thaỡnh phỏửn hoaù hoỹc nhổ trón cho ximng, caùc loaỷi nguyón lióỷu
cỏửn coù thaỡnh phỏửn CaCO
3
tổỡ 75ữ78% vaỡ caùc thaỡnh phỏửn khaùc (SiO
2
, Al
2
O
3
, Fe
2
O
3
)

khoaớng 22ữ25%. Trong tổỷ nhión caùc loaỷi õaù coù sụn thaỡnh phỏửn nhổ trón rỏỳt hióỳm nón
thổồỡng phaới phọỳi lióỷu theo phổồng phaùp nhỏn taỷo.
- Nguyón lióỷu chuớ yóỳu õóứ saớn xuỏỳt ximng pooclng laỡ õaù vọi canxit (khọng duỡng
õaù vọi õọlọmit vỗ chổùa nhióửu MgO coù haỷi cho ximng), õỏỳt seùt, õaù thaỷch cao, than vaỡ
quỷng sừt (nóỳu trong õỏỳt seùt thióỳu tyớ lóỷ Fe
2
O
3
).
* aù vọi: phaới chổùa lổồỹng CaO tổỡ 45 ữ 56% tổùc thaỡnh phỏửn CaCO
3
phaới chióỳm 75
ữ 100%. Trong tờnh toaùn thổồỡng duỡng 1,3 tỏỳn õaù vọi õóứ saớn xuỏỳt ra 1 tỏỳn clinke.
* ỏỳt seùt: yóu cỏửu haỷt mởn õóửu, khọng lỏựn caùt saỷn vaỡ raùc bỏứn vaỡ õaớm baớo caùc chố
tióu sau : + haỡm lổồỹng SiO
2
= 50 ữ 58%
+ hóỷ sọỳ aluminat p = 2 ữ 4%
+ haỡm lổồỹng MgO < 3%
* Thaỷch cao: lổồỹng thaỷch cao thổồỡng duỡng khoaớng 3 ữ 5% troỹng lổồỹng clinke.
Thaỷch cao phaới saỷch vaỡ coù haỡm lổồỹng CaSO
4
.2H
2
O trón 80%.

Giạo ạn Váût liãûu xáy dỉûng
Trang 106
* Qûng sàõt: chỉïa trãn 40% Fe
2

O
3
, chè thãm vo khi trong âáút sẹt êt Fe
2
O
3
.
* Than: phi cọ kh nàng to nhiãût 5000 Kcal/kg than, lỉåüng tro dỉåïi 10 ÷ 15% ,
khäng khọi, lỉåüng cacbon cäú âënh nhiãưu. Mún sn xút 1 táún clinke thỉåìng dng hãút 0,27
táún than.
- Thỉåìng thç t lãû phäúi liãûu giỉỵa Âạ väi : Âáút sẹt ≅ 3 : 1 theo khäúi lỉåüng.

III. NGUN TÀÕC SN XÚT:
- Quạ trçnh sn xút ximàng pooclàng gäưm ba giai âoản:

Phäúi liãûu nung nghiãưn (+ 3÷5% CaSO
4
.2H
2
O)
hh âạ väi + âáút sẹt (bn XM säúng) clinke ximàng pooclàng

1. Phäúi liãûu:
- Mủc âêch ca gia âoản ny l tảo ra häùn håüp (âạ väi + âáút sẹt) âäưng nháút vãư thnh
pháưn hoạ hc âãø tảo thûn låüi cho cạc phn ỉïng xy ra khi nung.
- Ty theo âäü áøm ca ngun liãûu, tçnh hçnh thiãút bë v l nung m ngỉåìi ta chøn
bë ngun liãûu theo ba phỉång phạp: khä, ỉåït v häùn håüp.
a. Phỉång phạp khä:
- Âạ väi nghiãưn våỵ thnh hảt, âáút sẹt phåi khä âỉåüc nghiãưn åí trảng thại khä räưi âem
träün âãưu våïi nhau åí trảng thại khä , sau âọ phun áøm, tảo hảt räưi âem âi nung. Phỉång phạp

ny thêch håüp våïi trỉåìng håüp ngun liãûu l âạ thiãn nhiãn cọ sàơn m khäng cáưn phäúi liãûu
hồûc nung bàòng l âỉïng. Cng cọ
khi phỉång phạp khä ạp dủng cho c l quay.
- Phỉång phạp khä cọ ỉu âiãøm l âåỵ täún cháút âäút vç ngun liãûu khä, thiãút bë âån
gin hån nhỉng cọ nhỉåüc âiãøm l ngun liãûu träün khọ âãưu nãn cháút lỉåüng ximàng khäng
âãưu, cháút lỉåüng ximàng thỉåìng khäng cao v khi nghiãưn tảo ra nhiãưu bủi.
- Khi nung bàòng l quay phi phun áøm bäüt ngun liãûu säúng räưi måïi cho vo l, âãø
trạnh máút mạt ra ngoi äúng khọi. Khi nung bàòng l âỉïng thç bäüt ngun liãûu säúng cáưn träün
áøm v âọng bạnh hồûc âọng thnh tỉìng viãn qûng trỉåïc khi cho vo l. Cọ thãø träün thãm
mäüt êt than vo ngun liãûu âãø âm bo cho cháút lỉåüng clinke ra l âãưu v täút hån.
b. Phỉång phạp ỉåï
t:
Viãûc chøn bë ngun liãûu cho phỉång phạp ỉåït gäưm cạc bỉåïc sau:
- Tênh toạn phäúi liãûu âảt t lãû u cáưu.
- Nghiãưn våỵ âạ väi thnh cåỵ 1÷2cm; âạnh tåi âáút sẹt, lc hãút rạc báøn räưi âỉa sang bãø
chỉïa cọ thiãút bë thỉåìng xun khúy âãưu tảo thnh mäüt loải bn sẹt chỉïa 35 ÷ 40% nỉåïc.
- Âem nghiãưn ỉåït âạ väi v bn sẹt trong mạy nghiãưn bi hçnh träúng s âỉåüc bn
ximàng säúng; âỉa qua hãû thäúng xilä âãø kiãøm nghiãûm v âiãưu chènh thnh pháưn hoạ hc
cho âảt u cáưu räưi båm vo mäüt bãø chỉïa låïn dỉû trỉỵ (trong bãø cọ thiãút bë khúy) âãø âỉa
dáưn vo l nung.
Phỉång pha
ïp ny cọ ỉu âiãøm l khäng bủi, dãù nghiãưn v ngun liãûu âỉåüc träün dãù
âãưu hån vãư thnh pháưn hoạ, tuy nhiãn cng cọ nhỉåüc âiãøm l täún nhiãưu nhiãn liãûu vç nỉåïc

Giạo ạn Váût liãûu xáy dỉûng
Trang 107
nhiãưu v nháút thiãút phi nung bàòng l quay. Do âọ, phỉång phạp ny thêch håüp våïi loải
ngun liãûu áøm ỉåït v l nung l l quay.
Khi kiãøm tra thnh pháưn hoạ hc cọ thãø âiãưu chènh :
- Thiãúu Fe

2
O
3
Ỉ thãm qûng sàõt
- Thiãúu Al
2
O
3
Ỉ thãm bn nhãfãlin (phãú thi cäng nghiãûp sn xút nhäm)
- Thiãúu SiO
2
Ỉ thãm trepen
Trong viãûc chøn bë ngun liãûu cáưn chụ âãún âäü nghiãưn mën. Ngun liãûu mën thç
phn ỉïng xy ra nhanh v triãût âãø nãn cháút lỉåüng ximàng cao. Tuy nhiãn mún nghiãưn
nh hån thç täún cäng v nàng lỉåüng nãn chè cáưn nghiãưn nh âãún mäüt giåïi hản nháút âënh,
thäng thỉåìng bn ximàng säúng cọ lỉåüng lt sng 0,08mm tỉì 91 ÷ 93% l thêch håüp.
Mún cho ximàng cọ cháút lỉåüng täút thç bn ximàng säúng u cáưu lỉåüng cạt thảch
anh låïn hån 0,5mm khäng quạ 0,5% v cạt thảch anh tỉì 0,09 ÷ 0,2mm khäng quạ 1%.
c. Phỉång phạp häùn håüp:
Cho phẹp gim tiãu täún nhiãn liãûu 20 ÷ 30% so våïi phỉång phạp ỉåït. Thỉûc cháút
ca phỉång phạp ny l b
n trỉåïc khi âỉa vo l nung âỉåüc khỉí nỉåïc åí thiãút bë âàûc biãût.
Nhỉ váûy nọ cng tiãu täún âiãûn nàng.
2. Nung:
a. L nung:
- L âỉïng: gáưn giäúng nhỉ l âỉïng nung väi. Khi vo l âãø nung, ngỉåìi ta phi âäø
ngun liãûu âãún âäü cao âạy khu nung räưi gia nhiãûtï. Khi sỉí dủng nhiãn liãûu l than thç khiï
cho qûng vo l, cỉï mäüt låïp qûng lải cọ mäüt låïp than. Sau 40 phụt âãún mäüt giåì âạnh tủt
l mäüt láưn âãø láúy clinke ra. Vç nung ximàng u cáưu nhiãût âäü cao hån nung väi nãn nháút
thiãút phi cọ thiãút bë quảt giọ tỉì âạy l lãn âãø cung cáúp â oxi cho phn ỉïng chạy.

So våïi l quay, l âỉïng cọ låüi l xáy dỉûng âån gin, thêch håüp cho cäng nghiãûp
ximàng âëa phỉång, êt cáưn thiãút bë. Song cọ nhỉåüc âiãøm l nung cháûm, ngun liãûu tiãúp
xục våïi cạc v
ng nhiãût khäng âãưu do âọ pháøm cháút ximàng khọ âãưu. Khu nung trong l
âỉïng cáưn chụ khäng âỉåüc quạ lỉía, vç qûng s chy ra âọng thnh tng låïn bạm vo
thán l v âạy l, lm viãûc ra l khọ khàn. Màût khạc cáưn trạnh hiãûn tỉåüng nung non lỉía, vç
s cọ nhiãưu hảt CaO tỉû do nh hỉåíng xáúu âãún cháút lỉåüng ximàng. Cạc phn ỉïng hoạ l
sinh ra trong quạ trçnh nung cng giäúng nhỉ åí l quay v thnh pháưn khoạng váût ch úu
ca clinke cng l C
3
S, C
2
S, C
3
A, C
4
AF v CaO tỉû do. Tuy nhiãn vç nhỉỵng âàûc âiãøm v
khọ khàn trong dáy chuưn cäng nghãû nãn cháút lỉåüng ximàng l âỉïng kẹm v khäng
âäưng âãưu nhỉ ximàng l quay.
- L quay: l mäüt hçnh trủ di bàòng v thẹp dy, phêa trong cọ lọt gảch chëu lỉía.
Cạc l quay ráút di v cọ âỉåìng kênh låïn, cäng sút tỉì vi tràm âãún vi nghçn táún mäüt
ngy. L quay âàût håi däúc so våïi màût phàóng nàòm ngang mäüt gọc l 1
o
30’ v quay våïi täúc
âäü 1 ÷ 2 vng/phụt. Thiãút bë lm ngüi thỉåìng gàõn liãưn våïi l quay åí âáưu tháúp, cn äúng
khọi thç åí âáưu cao ca l.
-Khi nung, ngỉåìi ta båm bn ximàng säúng vo âáưu cao ca l quay v phun than
(â nghiãưn mën) v khäng khê lảnh tỉì âáưu tháúp ca l lãn. Do l quay v âàût håi däúc nãn

Giạo ạn Váût liãûu xáy dỉûng

Trang 108
bn ximàng säúng dëch chuøn dáưn dáưn xúng, bë khä nỉåïc v vọn thnh củc nh. Cạc củc
ny chuøn dáưn xúng phêa dỉåïi, gàûp nhiãût âäü cao dáưn s sinh ra cạc phn ỉïng phán gii
v kãút håüp, khi âi qua vng nung thç chy ra räưi vọn lải thnh clinke råi qua thiãút bë lm
ngüi, sau âọ âỉåüc âỉa vo kho chỉïa.Våïi âiãưu kiãûn nung nhỉ thãú, ngun liãûu tiãúp xục våïi
cạc vng nhiãût täút hån v cạc phn ỉïng xy ra triãût âãø hån. Cháút lỉåüng ximàng l quay
thỉåìng äøn âënh hån.
b. Cạc quạ trçnh phn ỉïng xy ra khi nung:
Nung ximàng l giai âoản tiãúp theo viãûc phäúi liãûu, gäưm cạc bỉåïc : lm khä (nỉåïc
tỉû do bay håi), gia nhiãût trỉåïc, phọng nhiãût, kãút khäú
i v lm ngüi clinke. Täúc âäü nung
thnh clinke khäng nhỉỵng phủ thüc vo thnh pháưn hoạ hc m cn phủ thüc vo âäü
mën v mỉïc âäü träün âãưu ca bn ximàng säúng (phỉång phạp ỉåït) hồûc ca häùn håüp váût
liãûu säúng (phỉång phạp khä).
* Vng bay håi: t
o
= 70 ÷ 200
o
C
Khi nhiãût âäü trong l tàng dáưn âãún 100
o
C thç nỉåïc tỉû do bay håi lm cho ngun
liãûu säúng khä dáưn lải, cháút hỉỵu cå bàõt âáưu chạy. Trong giai âoản ny måïi cọ sỉû biãún âäøi
váût l m chỉa cọ sỉû biãún âäøi hoạ hc. Âãún 200
o
C thç giai âoản lm khä kãút thục, ngun
liãûu säúng vọn lải thnh củc nh.
* Vng gia nhiãût trỉåïc: t
o
= 200 ÷ 700

o
C, chiãúm 50 ÷ 60% chiãưu di l (âäúi våïi
phỉång phạp ỉåït).
- Cạc cháút hỉỵu cå chạy hãút, nỉåïc hoạ hc nàòm trong âáút sẹt bàõt âáưu tạch ra v bäúc
håi, cạc phn ỉïng phán gii bàõt âáưu xy ra :
Al
2
O
3
.2SiO
2
.2H
2
O Ỉ Al
2
O
3
.2SiO
2
+ 2H
2
O
Al
2
O
3
.2SiO
2
Ỉ Al
2

O
3
+ 2SiO
2
* Vng canxi hoạ: t
o
= 700÷900÷1100
o
C, chiãúm 20÷23% chiãưu di l.
Phn ỉïng phán gii canxit v cạc phn ỉïng kãút håüp tảo khoạng xy ra :
CaCO
3
Ỉ CaO + CO
2

CaO + Al
2
O
3
Ỉ CaO.Al
2
O
3

CaO.Al
2
O
3
+ 2CaO Ỉ 3CaO.Al
2

O
3
(C
3
A)
2CaO + SiO
2
Ỉ 2CaO.SiO
2
(C
2
S)
*Vng phọng nhiãût: t
o
= 1100 ÷ 1300
o
C, chiãúm 5 ÷ 7% chiãưu di l.
Cạc phn ỉïng tảo khoạng chênh cho ximàng tiãúp tủc xy ra v kãút thục
CaO.Al
2
O
3
+ 2CaO Ỉ 3CaO.Al
2
O
3
(C
3
A)
2CaO + SiO

2
Ỉ 2CaO.SiO
2
(C
2
S)
4CaO + Al
2
O
3
+ Fe
2
O
3
Ỉ 4CaO.Al
2
O
3
. Fe
2
O
3
(C
4
AF)
*Vng kãút khäúi: t
o
= 1300 ÷ 1450 ÷ 1300
o
C, chiãúm 10 ÷ 15% chiãưu di l.

-ÅÍ giai âoản âáưu (1300
o
C), mäüt pháưn khoạng dãù chy nhỉ C
3
A, C
4
AF, MgO v cạc
tảp cháút dãù chy khạc bë chy lng ra (20 ÷ 30% thãø têch häùn håüp nung). Khi nhiãût âäü
nung âảt âãún giạ trë cao nháút 1450
o
C, C
2
S s tạc dủng nhanh våïi CaO ho tan trong pha
lng tảo thnh alit (C
3
S) l khoạng cå bn ca clinke.
CaO + 2CaO.SiO
2
Ỉ 3CaO.SiO
2
(C
3
S)