SLIDE THUYẾT TRÌNH Phụ gia trong công nghệ sản xuất xi măng portland

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA HÓA KỸ THUẬT
NGÀNH CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU
SILICAT

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2
Chuyên đề:
phụ gia trong công nghệ sản xuất xi măng portland
GVHD : Th.S.GVC.Nguyễn Dân
SVTH : Nguyễn Thị Thảo
Phan Công Tuấn
Lớp
: 05H1
EBOOKBKMT.COM


LỜI MỞ ĐẦU
•

•

Cùng với sự phát triển không ngừng của đất nước, nền công nghiệp nước ta đang ngày càng lớn mạnh, đặc biệt
là từ sau khi nước ta gia nhập tổ chức Thương Mại Thế Giới WTO. Các công trình xây dựng công nghiệp, dân
dụng, công trình công cộng,... ngày càng nhiều. Kéo theo đó là nhu cầu vật liệu xây dựng nói chung và xi măng
nói riêng ngày càng cao cả về số lượng lẫn chất lượng. Nhà nước đã có chính sách ưu tiênphát triển nghành xi
măng bằng nguồn vốn trong nước kết hợp liên doanh nước ngoài, tiếp thu công nghệ tiến thế giới.

Trong công nghệ sản xuất xi măng, việc sử dụng nguyên liệu hay hoá chất để pha vào phối liệu hay cho vào
nghiền chung với clinker là rất cần thiết, nhằm mục đích cải thiện công nhgệ nghiền, nung hay tính chất của sản
phẩm. Ngoải ra còn góp phần hạ giá thành sản phẩmvà tăng sản lượng.

Nắm bắt được sự cần thiết, quan trọng của viêc sử dụng phụ gia
trong công nghệ sản xuất xi măng portland từ đó giúp chúng ta
khái quát được các loại phụ gia, lựa chọn một cách phù hợp loại
phụ gia ứng với việc sản xuất mỗi loại xi măng đáp ứng nhu cầu
xây dựng trong nuớc và nước ngoài.
Chuyên đề nay giúp ta nắm vững hơn những kiến thức đã học và ứng dụng vào thực tế một cách có hiêu quỉa hơn.


NỘI DUNG
•
•
•

phần 1: Khái niệm và phân loại phụ gia trong công nghệ sản xuất xi măng portland.
Phần 2: Nguyên liệu chính trong phụ gia.
Phần 3: Các phương pháp đánh giá chất lượng phụ gia thuỷ hoạt tính.


phần 1: Khái niệm và phân loại phụ gia
trong công nghệ sản xuất xi măng
portland
Chương 1: Tổng Quan Về Sử Dụng Phụ Gia ở Việt Nam.

1.1 Nhu cầu về sử dụng phụ gia.
•Ngày nay trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước.
nhu cầu về chỉnh trang xây dựng cơ sỏ hạ tầng tạo ra một diên mạo
mới cho đất nước, thu hút vốn đầu tư nước ngoài dang diễn ra
mạnh mẽ. các khu công nghiêp, khu vui chơi giải trí, trung tâm

thương mại, các cao ốc…đang được xây dưng khắp nơi. Trước tình
hình này thì nhu cầu về vật liệu xây dựng cũng tăng theo trong đó
xi măng là không thể thiếu. Xi măng sản xuất ra phải đảm bảo được
sản lượng cũng như chất lượng và giá thành sản phẩm,do đó việc sử
dụng phụ gia là quan trong và cần thiết.


1.2.Lịch sử dùng phụ gia
•

•
•
•
•
•

Trước đây chúng ta đã biết sử dụng vữa vôi. Ngày xưa người ta đã sử dụng một số chất cho thêm vào vôi cho vữa
dẻo hơn như: nhớt dâm bụt…là chất dẻo hóa. Cho thêm vào vữa vôi cho đóng rắn nhanh hơn: mật rỉ đường. Cho
thêm vào vũa vôi cho bền hơn, bền nước biển hơn: tro trấu. Cho thêm vào vữa vôi cho không bị nứt, rạn: giấy bản
như là sợi celluloze’

Ở Việt Nam người ta đã sử dụng xi măng pooclăng từ những năm đầu thế kỷ XX trong các công trình như: Cầu
Long Biên (1909). Cung An Định (Huế): (1919).
Những năm 60 của thế kỷ XX: dùng SSB (Liên Xô - USSR) cho thủy điện Thác Bà.
Những năm 70: Dùng phụ gia nước thải của nhà máy giấy (theo công nghệ kiềm): phụ gia dẻo hóa, giảm nước ~
10%: thủy điện Hòa Bình.
Những năm 80: Dùng phụ gia Lignhin kiềm: giảm nước 15%. Phụ gia khoáng sét bentonite: tăng khả năng chống
thấm.
Những năm 2000: Phụ gia siêu dẻo thế hệ mới: Polycacboxylat Natri, giảm nước 25 - 35%. Phụ gia khoáng hoạt
tính mạnh như SF, RHA, MK.

1.3. Hệ thống pháp lý ở Việt Nam cho việc quản
lý và sử dụng phụ gia.
•
•
•
•
•
•
•
•

Hệ thống tiêu chuẩn
TCVN:
- Phụ gia khoáng cho xi măng

: TCVN 6882: 2001

- Phụ gia hoạt tính Puzolan

: TCVN 3736 - 1982.

- Xỉ hạt lò cao dùng để sản xuất XM : TCVN 4315 - 1986.
-Phụ gia khoáng hoạt tính cao silicafum và tro trấu nghiền mịn: TCXD 231 - 2003.
- Chỉ dẫn kỹ thuật thiết kế thành phần và thi công bê tông tự chảy (SCC)
- Hướng dẫn sử dụng xi măng và phụ gia trong xây dựng thủy lợi: 14 TCN 114 – 2001.


Chương 2: Khái Niệm Và Phân Loại

Phụ Gia Trong Công Nghệ Sản Xuất
Xi Măng Portland.
•
•

•

•
•

•

2.1 Khái niệm và phân loại phụ gia.
2.1.1 Khái niệm
Hoá chất hay nguyên liệu dùng để pha vào phối liệu hay cho vào nghiền chung với clinker xi măng nhằm mục đích
cải thiện công nghệ nghiền, nung hay tính chất của sản phẩm được gọi chung là phụ gia. Ngoài ra còn góp phần hạ
giá thành sản phẩm và tăng sản lượng.

2.1.2 Phân loại phụ gia.
Phụ gia trong công nhgệ sản xuất xi măng có thể chia làm hai loại: Phụ gia cải thiện công nghệ gia công và chuẩn
bị phối liệu hay nung luyện, phụ gia cải thiện tính chất của xi măng.

2.1.2.1 Phụ gia cải thiện công nghệ.


2.1.2.1.1 Phụ gia trợ nghiền
•
•
•
•

Đó là hoá chất hay nguyên liệu cho vào thiết bị nghiền và nghiền chung với hỗn hợp nguyên liệu ( nghiền phối liệu )
hay clinhker nhằm mục đích tăng năng suất máy nghiền và giảm tiêu hao năng lượng điện.
Từ tháng 3 năm 2008 đến nay, Công ty cổ phần xi măng Bắc Giang đã thử nghiệm sử dụng phụ gia trợ nghiền BiFi
trong công đoạn nghiền xi măng và cho thấy những kết quả tốt như: Năng suất nghiền (tấn/h) tăng khoảng 10%,
nhờ đó tăng đáng kể sản lượng xi măng mà vẫn đảm bảo đạt tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm; trong khi đó, điện
năng sử dụng giảm trên 11% và tiết kiệm chi phí sản xuất khoảng 12.000 đồng/tấn sản phẩm.
Ngoài ra, sử dụng phụ gia trợ nghiền BiFi còn làm tăng độ linh động của xi măng, dễ dàng hơn trong đóng bao gói
sản phẩm và làm tăng thời gian bảo quản, sử dụng xi măng.
2.1.2.1.2 Phụ gia khoáng hoá.
Đó là hoá chất hay nguyên liệu cho vào thiết bị nghiền và nghiền chung với hỗn hợp nguyên liệu. Do sự có mặt của nó
nên khi nung phối liệu sẽ giảm được nhiệt độ nung, tăng tốc các phản ứng hoá học trong quá trình tạo
khoáng.Ngoài ra nó còn có tác dụng giảm độ nhớt, tăng tính linh động pha lỏng. Do vậy tăng khả năng thấm ướt
của pha lỏng cao ( do ở nhiệt độ cao chất khoáng hoá phá vỡ hay làm yếu cầu nối cấu trúc pha lỏng). Từ đó pha
lỏng tăng tính hoà tan và C2S và CaO dễ dàng khuyếch tán vào pha lỏng tiếp xúc nhau tạo thành khoáng C3S.


2.1.2.1.3 Phụ gia giảm ẩm
•
•
•
•

•
•
•

Phối liệu (bùn) trong sản xuất xi măng theo phương pháp ướt thường có độ ẩm cao (W>32%). Do đó khi nung
luyện tốn nhiều nhiệt cho quá trình bốc hơi làm giảm năng suất lò. Biện pháp để làm giảm độ ẩm nhưng vẫn bảo
đảm độ nhớt của bùn thường sử dụng cá loại phụ gia sau:

+ (0.2 – 0.5)% SSB độ ẩm cuả bùn giảm (2 – 4)% tương đương giảm lượng nước trong bùn 7%.
+ Hỗn hợp (SSB và Na2CO3) hàm lượng từ (0.2 – 0.5)% sẽ giảm nước trong bùn 8%.
+ Hỗn hợp thuỷ tinh lỏng và NaOH hoặc sođa bùn giảm (3 – 6)%.

2.1.2.2 Phụ gia cải thiện tính chất của xi măng.
2.1.2.2.1 Phụ gia thủy hoạt tính(khoáng hoạt tính).
a. Khái niệm.


Phụ gia thuỷ là một chất khi nghiền mịn trộn với vôi cho ta
một chất có khả năng đóng rắn dưới nước, khi trộn với ximăng
portland nó sẽ kết hợp với vôi tự do và vôi thoát ra của các
phản ứng hoá học khi đóng rắn ximăng, do đó làm tăng được
độ bền nước của ximăng portland, đồng thời còn có tác dụng
làm tăng sản lượng, hạ giá thành sản phẩm.
•
•
•

Bản thân phụ gia thuỷ khi nghiền mịn trộn với nước, không có tính chất kết dính, đó là đặc điểm cơ bản khác với xỉ lò cao.
Thành phần hoá học chủ yếu của phụ gia thuỷ là SiO2 hoạt tính và một lượng nước liên kết nhất định, ngoài ra còn có
Al2O3ht, Al2O3.2SiO2ht, oxit sắt. Hàm lượng oxit silic hoạt tính càng cao thì độ hoạt tính của phụ gia thuỷ càng lớn.
Phụ gia thủy hút nước mạnh do một phân tử có thể hút từ vài 100 ÷ 1000 phân tử nước. Vì vậy cần bảo quản trong kho có
bao che. Khi phụ gia thủy ẩm sẽ khó đưa lên silô, gây hyđrat hóa xi măng và giảm độ hoạt tính.


b. Phân loại phụ gia thủy:
Phụ gia thuỷ được phân loại như sau:
Phụ gia thuỷ thiên nhiên
Nguồn gốc từ núi lửa

(loại phún suất)

Nguồn gốc trầm tích
(cấu tạo từ vỏ trái đất)

Phụ gia thuỷ nhân tạo

+ Tro núi lửa
+ Puzơlan
+ Tup
+ Traxơ
+ Đá bọt

+ Điatômit
+ Trêpen
+ Opaka
+ Khoáng sét

+ Đất sét nung non
lửa.
+ Silic hoạt tính phế
liệu
+ Tro, xỉ nhiên liệu


a. Phụ gia thuỷ thiên nhiên
•
•
•
•

•

Phụ gia thuỷ loại phún suất: Là loại đá thiên nhiên do núi lửa tạo thành, thành phần hoá học gồm ôxít Silíc, ôxít
Alumin, tạp chất đất sét và một lượng nước hoá học. Độ hoạt tính của nó phụ thuôc chủ yếu vào hàm lượng ôxít
Silíc và nước hoá học, ngoài ra còn phụ thuộc vào quá trình làm lạnh khi tạo thành nó.
Phụ gia thủy hoạt tính: Do cấu tạo vỏ trái đất là những khoáng nhẹ, dễ nghiền, xốp, khô, dễ hút ẩm, thành phần
hoá học chủ yếu là ôxít Silíc vô định hình. Trọng lượng riêng của loại phụ gia thủy này rất nhỏ. Trọng lượng riêng
càng nhỏ độ xốp càng lớn, độ hoạt tính càng cao.
Điatômít 0,75 g/cm
Trêpen 0,85 g/cm
Opaka 0,14 g/cm

3

3

3

b. Phụ gia thủy nhân tạo

•

Silíc hoạt tính phế liệu: là phế liệu của ngành sản xuất phèn nhôm từ đất sét, có hoạt tính cao, sử dụng làm phụ gia
thủy rất tốt.


•

•
•

•
•

Phụ gia thủy đất sét
Đất sét nung có thể sử dụng làm phụ gia thủy được, nhưng cần chọn loại đất sét có chứa nhiều khoáng
0
Al2O3.2SiO2.2H2O được gia công nhiệt ở 600 - 800 C. Độ hoạt tính của phụ gia thủy loại đất sét phụ thuộc nhiều
vào nhiệt độ nung và loại đất sét sử dụng làm phụ gia thủy. Độ hoạt tính của đất sét nung do khoáng Caolinit ở nhiệt
0
độ 600 - 800 C chuyển thành mêtacaolinhit và các ôxít riêng biệt dễ dàng tác dụng với vôi nên sử dụng làm phụ gia
thủy rất tốt.
tro, xỉ nhiên liệu rắn: tro xỉ nhiên liệu rắn có thể sử dụng làm phụ gia thủy được vì thành phần hoá học của nó gần
giống như thành phần hoá học của đất sét nung. Muốn sử dụng làm phụ gia thủy thì nhiên liệu phải đốt ở nhiệt độ
thấp, nếu đốt ở nhiệt độ cao thì độ hoạt tính của nó giảm.
Ngoài sự phân loại trên người ta còn phân loại phụ gia thủy dựa vào thành phần hoá học.
Phụ gia thủy giàu Silíc ngậm nước: Điatômít, Opaka, Silíc hoạt tính
Phụ gia nhiều Alumosilicát như: Tup, traxơ, đá bọt.
Phụ gia thủy chứa nhiều sét nung: Tro, xỉ nhiên liệu.


2.1.2.2.2.Phụ gia điều chỉnh
Âãø âiãưu chènh täúc âäü âọng ràõn ca ximàng ngỉåìi ta thỉåìng dng thảch cao
2 nỉåïc (CaSO4.2H2O) hồûc mäüt säú múi nhỉ: CaCl2; NaCl; ... sỉí dủng phủ
gia âiãưu chènh pha vo ximàng l cáưn thiãút vç bn thán Clinker khi nghiãưn
mën âọng ràõn ráút nhanh khi tạc dủng våïi nỉåïc, khäng këp xáy trạt v thi
cäng. Cạc loải phủ gia âiãưu chènh trãn pha vo ximàng våïi mäüt t lãû thêch
håüp s cọ tạc dủng kẹo di thåìi gian âọng ràõn ca ximàng âm bo u
cáưu thỉûc tãú trong xáy dỉûng.

2.1.2.2.3 Phủ gia lỉåìi

Cn gi l phủ gia âáưy, cọ thãø sỉí dủng nhỉ cạc loải âạ väi nghiãưn mçn,cạt,
v.v... mủc âêch pha vo ximàng lm tàng sn lỉåüng, hả giạ thnh sn pháøm,
khi pha cạc loải phủ gia lỉåìi vo ximàng cáưn chụ t lãû âãø âm bo cháút
lỉåüng sn pháøm.


Phụ gia đầy: gồm các vật liệu khống thiên nhiên hoặc nhân tạo,
thực tế khơng tham gia vào q trình hydrat hố xi măng, chúng chủ
yếu đóng vai trò cốt liệu mịn, làm tốt thành phần hạt và cấu trúc của
đá xi măng. Phụ gia đầy sử dụng trong cơng nghiệp xi măng gồm: đá
vơi, đá vơi silic có mầu đen, đá sét đen, các loại bụi thu hồi ở lọc bụi
điện trong dây chuyền sản xuất xi măng cũng được sử dụng như một
loại phụ gia đầy nhân tạo.

2.1.2.2.4 Phủ gia bo
qun

Ximàng khi bo qun trong kho thỉåìng bë gim cháút lỉåüng vç cạc hảt ximàng dãù
hụt áøm v khê CO2 trong khäng khê, do âọ cạc hảt ximàng bë Hrat hoạ v
cacbonat hoạ trỉåïc khi sỉí dủng. Âãø khàõc phủc hiãûn tỉåüng trãn khi nghiãưn
clinker ngỉåìi ta cn pha vo cạc loải phủ gia bo qun nhỉ: Dáưu lảc, dáưu lảp,
v.v...cạc phủ gia ny tảo mäüt mng mng ngoi hảt ximàng, lm cho ximàng cọ
kh nàng chäúng áøm täút.


Chương3: Cơ chế phản ứng của phụ gia
với các thành phần xi măng
3.1 Phản ứng thuỷ hoá của phụ gia thuỷ hoạt tính với xi măng

•

•

Theo J.un quá trình hoá học xảy ra hai giai đoạn :
Giai đoạn đầu: Gọi là phản ứng sơ cấp. Chủ yếu các khoáng ximăng phản ứng thuỷ phân hay thuỷ hoá với nước.
Giai đoạn thứ hai: Gọi là phản ứng thứ cấp. Các sản phẩm thuỷ phân, thuỷ hoá của ximăng tác dụng tương hỗ với
nhau hay tác dụng với các phụ gia hoạt tính trong ximăng ...
J.un đã phân tích và tóm tắt quá trình hyđrat hoá các khoáng ximăng như sau:

Khoáng 3CaO.SiO2 (C3S)

C3S phản ứng thuỷ phân với nước tạo thành hydrosilicatcanxi có tỉ lệ phân tử CaO/SiO2 < 3
3CaO.SiO2 + nH2O = x Ca(OH)2 + y CaO.SiO2.mH2O
Trong đó: x +y = 3
m = n - 2.x


Đa số tài liệu cho rằng sản phẩm hyđrosilicatcanxi do C3S
thuỷ phân là 2CaO.SiO2.mH2O. Trị số m thực tế rất dao
động. TheoTôrôpôp và Bêlakin, m có thể từ 1÷ 4 mol H2O
cho 1 mol 2CaO.SiO2.
Một số tài liệu nghiên cứu sự thuỷ phân C3S thành hyđrosilicatcanxi có tỉ lệ CaO/SiO2 = 3/2
2[3CaO.SiO2] + nH2O

3CaO.2SiO2.2H2O + 3Ca(OH)2

3CaO.2SiO2.2H2O viết tắt là C3S2H2 gọi là aprinit

Vấn đề đặt ra là hyđrosilicatcanxi tạo thành ở trạng thái keo hay
trạng thái tinh thể. Có nhiều ý kiến khác nhau
nhưng tạm chấp nhận hyđrosilicatcanxi tách ra ở dạng keo hay các

hạt phân tán mịn có kích thước vô cùng nhỏ thuộc trạng thái keo
Theo Vet, tuỳ điều kiện môi trường khi hydrat, điều kiện đóng rắn
và nồng độ vôi trong pha lỏng mà các khoáng C3S, C2S thực hiện
phản ứng thuỷ phân hay thuỷ hoá.


Khoáng C3S và C2S thuỷ phân toàn phần khi có dư nước.
3CaO.SiO2 + nH2O
3Ca(OH)2 + SiO2.(n - 3)H2O
2CaO.SiO2 + nH2O
2Ca(OH)2 + SiO2.(n - 2)H2O
Trong thực tế 2 phản ứng trên không xảy ra đến cùng vì pha lỏng dần dần bảo hoà làm cho phản ứng ngừng hay chậm
lại. Do đó tuỳ theo nồng độ vôi trong pha lỏng mà C3S xảy ra các phản ứng khác nhau.

•
.

Tạo thành CaO.SiO2.H2O (CSH) là khoáng bền có tính kết dính
Khi tỉ lệ CaO/SiO2 = 0,8 ÷ 1,5 ứng với nồng độ vôi trong pha lỏng
CaO = 0,08 ÷ 1,1 g/l
Khi nồng độ vôi là 1,1 g/l tính theo CaO thì hydrosilicat có công
thức là: 2CaO.SiO2.2H2O (C2SH2)
Tổng hợp quá trình như sau:
Nồng độ CaO < 0.08 g/l phản ứng thủy phân là chính:
C3S

H2O

3Ca(OH)2 + SiO2.nH2O

Nồng độ CaO = 0.08 g/l xảy ra phản ứng thủy hóa:
C3S

H2O

CSH(B) + Ca(OH)2


Nồng độ CaO =1,1 g/l tạo trạng thái giả bền
C3S H2O

C2SH2 + Ca(OH)2

Điều kiện thực tế sẽ theo sơ đồ sau:
C3S

H2O

C2SH2 + Ca(OH)2

CSH(B)

•

Tóm lại phản ứng hoá học giữa C3S với nước luôn có Ca(OH)2 trong pha rắn. Đây chính là tính chất riêng biệt của
C3S khi tác dụng với nước bao giờ cũng sinh ra phản ứng thuỷ phân.

Khoáng 2CaO.SiO2 (C2S)
Theo J.un C2S là khoáng chủ yếu thuỷ hoá.
2CaO.SiO2 + nH2O

2CaO.SiO2.nH2O
Nhiều tác giả đều thống nhất kết luận: Nếu thuỷ hoá khi cho ít nước
thì không thấy Ca(OH)2 thôi ra.
Theo Vet, C2S khi tác dụng với nước cũng tương tự như C3S. Nếu
nhiều nước và lắc liên tục thì chúng cũng sẽ bị thuỷ phân.


2CaO.SiO2 + nH2O
2Ca(OH)2 + SiO2.(n - 2)H2O
Thông thường, với nồng độ CaO nhất định trong dung dịch theo
sơ đồ
•

C2S

H2O

C2SH2

CSH(B)

Hydrosilicatcanxi là một trong số những vật chất tạo nên tính chất
dính kết bảo đảm cho đá ximăng phát triển cường độ và có độ bền
cao

Khoáng aluminat canxi (C3A).
Theo J.un, kết quả hyđrat C3A tạo nên hyđroaluminatcanxi khác hẳn
hydrosilicatcanxi ở chỗ hydroaluminatcanxi rất nhạy cảm dẫn đến
kết tinh tạo tinh thể mới. Cấu trúc tinh thể của chúng có 2 nhóm:
nhóm tấm hecxa và nhóm tấm giả hecxa. Vì vậy, tuỳ điều kiện có thể

có hydroaluminatcanxi như sau:
4CaO.Al2O3.nH2O. Trong đó n = 12 ÷ 14
3CaO.Al2O3.nH2O. Trong đó n = 6 ÷ 12
2CaO.Al2O3.nH2O. Trong đó n = 5 ÷ 9


Khi nghiên cứu cấu trúc bằng Rơnghen, nhiều tác giả phát hiện
thấy hydroaluminatcanxi chỉ có 2 loại cấu trúc tấm gồm có 2 lớp
hecxa của Ca(OH)2 và Al(OH)3:
2Ca(OH)2. 2Al(OH)3.3H2O
4Ca(OH)2. 2Al(OH)3.6H2O
Ngoài 2 cấu trúc Hecxa nói trên còn có cấu trúc khối lập phương 3CaO.Al2O3.6H2O.
Khi nghiên cứu hệ CaO.SiO2.H2O, người ta thấy rằng ở nhiệt độ
0
0
21 C ÷ 90 C, pha bền vững chủ yếu là Gipxit (Al2O3.3H2O), khi nồng độ CaO là 0,33 g/l. Nếu nồng độ CaO lớn hơn
0,33 g/l thì có dạng 3CaO.Al2O3.6H2O kết tinh dạng tinh thể khối lập phương tách ra ở pha rắn.

Ở nhiệt độ thường: C3A + nH2O

C3AH(10÷12)

Khi nồng độ vôi CaO > 1.08gCaO/lít thì
C3AH(10÷12) t0 >250C C3AH


C3AH(10÷12)
C4AH13 (kèm theo hiện tượng co sản
phẩm, là dạng hecxa giả bền sẽ mau chóng chuyển sang dạng
khối C3AH6 ).

o
Ở nhiệt độ khoảng 20÷25 C và nồng độ vôi CaO từ 0.25÷0.3gCaO/lít
C3AH6

Ca(OH)2 + Al(OH)3

Khoáng C5A3 có thể có trong clinker ximăng (có tài liệu gọi là C12A7)
khi tác dụng với nước sẽ bị thuỷ phân tạo nên hydroaluminat kiềm cao
CaO/Al2O3 > 5,3 và thoát ra Al(OH)3. Cấu trúc hydroaluminat C5A3 lúc
thuỷ phân là dạng khối C3AH6.
C5A3 + 42H2O = 5C3AH6 + 8Al(OH)3
Trong quá trình xảy ra đóng rắn bột ximăng, Al(OH)3 có thể phản ứng
với Ca(OH)2 do quá trình hyđrat hoá khoáng silicat tạo ra để tổng hợp
thành hydroaluminat 2 canxi hay 4 canxi:
2Ca(OH)2 + 2Al(OH)3 + 3H2O
2Ca(OH)2.2Al(OH)3.3H2O
4Ca(OH)2 + 2Al(OH)3 + 6H2O
4Ca(OH)2.2Al(OH)3.6H2O


Hyđroaluminat 2 canxi hay 4 canxi là hợp chất không bền. Vì
vậy thành phần hydroaluminat canxi phụ thuộc vào nhiều yếu tố
như: Tỉ lệ pha rắn C3A và pha lỏng là nước, nồng độ CaO trong
dung dịch rắn, nhiệt độ thực hiện quá trình.v.v...
Khoáng alumopheritcanxi (C4AF)
Trong clinker ngoài C4AF có thể có C2F. Các khoáng này vừa tham gia phản ứng thuỷ phân vừa tham gia phản ứng thuỷ
hoá để tạo thành hydroaluminatcanxi và hydropheritcanxi

•
•

•
•

C4AF + nH2O

C3AH6 + CaO.Fe2O3.H2O

CaO.Fe2O3.H2O + 2Ca(OH)2 + xH2O
2CaO.Fe2O3 + 2H2O

3CaO.Fe2O3.6H2O

2CaO.Fe2O3.nH2O

2CaO.Fe2O3.nH2O + Ca(OH)2 + xH2O
C3FH6: là khoáng bền nước và bền sulfat.

3CaO.Fe2O3.6H2O


Tóm tắt giai đoạn 1
Phản ứng thủy hóa giữa các khoáng có trong xi măng với nước tạo ra các sản phẩm thủy hóa:

•
•
•
•
•
•
•

Hyđro silicat canxi: CSH
Hyđro aluminat canxi: C3AH6
Hyđro ferit canxi: C3FH6
Hyđroxit canxi: Ca(OH)2
Hyđroxit manhê: Mg(OH)2.

Giai đoạn 2: Các sản phẩm thủy hóa tác dụng với phụ gia
Sản phẩm thủy hóa tác dụng với thạch cao thiên nhiên: có tác dụng điều chỉnh thời gian đông kết
Khi hyđrat hóa xi măng, trong sản phẩm hyđrat hóa sẽ có mặt đồng thời Ca(OH)2 và CaSO4.2H2O. Đây là điều kiện
tổng hợp nên các

sulfo hyđro aluminat canxi:
CaSO4.2H2O + C3AH6 + nH2O

(1)
(2)

(1): C3A.CaSO4.(10÷12)H2O: mono sulfo hyđro aluminat canxi
(2): C3A.3CaSO4.(30÷32)H2O: tri sulfo hyđro aluminat canxi (ettringit)