bài giảng thành phần khoáng của xi măng

Thành phần khoáng
Các khoáng chính:
Alite
Belite
Chất trung gian
Celite
Các khoáng khác
Alite
o
Alite là khoáng silicate quan trọng của clinker xi măng Portland, chiếm 60-65% trong
clinker.
o
Alite cho xi măng cường độ cao, đóng rắn nhanh và toả nhiều nhiệt.
o
Tên gọi: Calcium Silicate.
o
Công thức: 3CaO.SiO
2
(C
3
S).
o
Cấu trúc: dạng hình lục giác, màu trắng,
d = 3.15 - 3.25 g/cm
3
,

kích thước 10-250 µm.
Alite
Thành phần oxide
CaO là oxide chính thứ nhất trong xi măng

Portland.
CaO đóng vai trò làm cho hồ xi măng đóng rắn
nhanh, mác cao và toả nhiều nhiệt. Tuy
nhiên, chính điều này lại làm xi măng kém
bền trong môi trường nước và Sulfate.
Oxide Mass (%)
CaO 71.6
SiO
2
25.2
Al
2
O
3
1.0
Fe
2
O
3
0.7
MgO 1.1
Na
2
O 0.1
K
2
O 0.1
P
2
O

5
0.2
Thành phần oxide
o
SiO
2
là oxide chính thứ hai trong clinker.
o
SiO
2
đóng vai trò làm cho xi măng đóng rắn
chậm trong những ngày đầu, toả nhiệt ít, sản
phẩm bền trong môi trường nước và Sulfate.
Oxide Mass (%)
CaO 71.6
SiO
2
25.2
Al
2
O
3
1.0
Fe
2
O
3
0.7
MgO 1.1
Na

2
O 0.1
K
2
O 0.1
P
2
O
5
0.2
Thành phần oxide
o
Bột oxit nhôm, oxit sắt đóng vai trò giúp xi
măng tạo thành dung dịch rắn có hoạt tính cao
và bền vững.
o
Al
2
O
3
làm giảm độ nhớt pha lỏng, gây cản trở
quá trình tạo khoáng C
3
S
o
Fe
2
O
3
giúp sản phẩm đóng rắn ở giai đoạn

đầu, bền trong môi trường sulfate và nước.
Oxide Mass (%)
CaO 71.6
SiO
2
25.2
Al2O3 1.0
Fe2O3 0.7
MgO 1.1
Na2O 0.1
K2O 0.1
P2O5 0.2
Thành phần oxide
•
P
2
O
5
chiếm lượng nhỏ nhưng có tác dụng làm
chậm quá trình đóng rắn của sản phẩm.
•
Na
2
O + K
2
O: luôn có trong xi măng, nhưng sự
có mặt của nó làm tốc độ đóng rắn kém ổn định,
tạo ra các vết loang trong sản phẩm. Hàm lượng
kiềm cho phép <5%.
Oxide Mass (%)

CaO 71.6
SiO
2
25.2
Al2O3 1.0
Fe2O3 0.7
MgO 1.1
Na2O 0.1
K2O 0.1
P2O5 0.2
Thành phần oxide
o
MgO là thành phần có hại trong xi măng.
o
Hàm lượng cho phép của MgO trong clinker
<5%.
o
Nhưng khi MgO nằm trong pha thuỷ tinh
clinker thì không gây ảnh hưởng tới chất
lượng sản phẩm.
Oxide Mass (%)
CaO 71.6
SiO
2
25.2
Al2O3 1.0
Fe2O3 0.7
MgO 1.1
Na2O 0.1
K2O 0.1

P2O5 0.2
Alite
Các mốc nhiệt độ của Alite
1200 1900
Phân huỷ thành 2CaO.SiO2
và
Cao tự do
Chảy lỏng
t
0
C
Bền
Belite
o
Tên gọi: Dicalcium Silicate.
o
Công thức: 2CaO.SiO
2
(C
2
S).
o
Thành phần khoáng:
o
Belite đóng rắn tương đối
chậm, cường độ ban đầu không
cao lắm nhưng sau một thời gian
cường độ phát triển tốt hơn, bền
trong môi trường nước
và nước khoáng.

Oxide Mass (%)
CaO 63.5
SiO
2
31.5
Al
2
O
3
2.1
Fe
2
O
3
0.9
MgO 0.5
Na
2
O 0.1
SO
3
0.1
K
2
O 0.9
TiO
2
0.2
P
2

O
5
0.2
Thành phần oxide
•
TiO
2
do đất sét mang vào, nó lẫn trong clinker một
hàm lượng rất nhỏ (< 0.3%).
•
Người ta nghiên cứu rằng nếu thay SiO
2
bằng TiO
2

từ 4-5% không làm ảnh hưởng tới chất lượng sản
phẩm, còn nếu hàm lượng > 5% sẽ làm giảm cường
độ cơ học của xi măng.
Oxide Mass (%)
CaO 63.5
SiO
2
31.5
Al
2
O
3
2.1
Fe
2

O
3
0.9
MgO 0.5
SO
3
0.1
Na
2
O 0.1
K
2
O 0.9
TiO
2
0.2
P
2
O
5
0.2
Belite
o
Belite chiếm 20-25% trong clinker xi măng
o
Belite có 4 dạng thù hình: αC
2
S, α
’
C

2
S, βC
2
S, γC
2
S.
o
αC
2
S bền ở 1425 - 2130
0
C,
ở nhiệt độ thấp hơn 1425
0
C
nó sẽ chuyển thành α
’
C
2
S.
o
α
’
C
2
S bền ở khoảng nhiệt độ
830 – 1425
0
C ở nhiệt độ thấp
hơn 830

0
C, nó sẽ chuyển
thành γC
2
S.
Belite
γC
2
S không có tính chất kết dính, không tác dụng với nước. Thực tế chỉ ở một số
điều kiện đặc biệt thì γC
2
S mới có tính chất kết dính nhưng rất yếu.
Belite
•
βC
2
S không bền ở nhiệt độ cao, cấu trúc của nó chỉ ổn định ở nhiệt độ thường
Chất trung gian
o
Chất trung gian (chất đệm) nằm giữa các tinh thể Alite và Belite, chiếm 1-5%.
o
Chất trung gian:
•
Tetracalcium Alumino Ferrite: 4CaO.Al
2
O
3
.Fe
2
O

3
,
•
Aluminate Calcium: CaO(Al
2
O
3
, Fe
2
O
3
).
o
Tất cả các khoáng này khi nung ở nhiệt độ cao sẽ chuyển thành trạng thái lỏng.
Celite
o
Tên gọi: Tricalcium Aluminate.
o
Công thức: 3CaO.Al
2
O
3
(C
3
A).


o
Tính chất kết dính, đóng rắn nhanh, toả nhiệt nhiều, kém bền nước.
o

Trong clinker xi măng, Celite chiếm 5-12%.
Các khoáng khác
1. Các khoáng chứa kiềm: K
2
O.23CaO.12SiO
2
, Na
2
O.8CaO.3SiO
2
.
Các khoáng này không có lợi vì nó làm tốc độ đóng rắn của xi măng không ổn định,
bề mặt sản phẩm có vết loang.
2. Calcium Sulfate (CaSO
4
).


CaSO
4
tác dụng với C
3
S thành C
3
A.Al
2
O
3
.CaSO
4

khiến cấu trúc của C
3
S bền vững khi
làm lạnh.
Cảm ơn thầy và các bạn
đã chú ý lắng nghe