10 chat ket dinh thay the XMP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU


TIỂU LUẬN KỸ THUẬT SẢN XUẤT XI-MĂNG
Đề tài : CHẤT KẾT DÍNH THAY THẾ XI-MĂNG POÓC LĂNG

GVHD :

Cô HUỲNH NGỌC MINH

SINH VIÊN : TRẦN DUY ANH

V1300140

ĐINH PHẠM THÀNH CÔNG

V1300425

BÙI NGUYỄN NHƯ QUỲNH

V1303309

ĐẶNG MINH QUÂN

V1303197

NGUYỄN THỊ CẨM THÚY

V1304029

NGUYỄN HỮU MẠNH TRUNG

V1304429

TP Hồ Chí Minh, Ngày 28 Tháng 10 Năm 2016


Tiểu luận Kỹ thuật sản xuất xi-măng

Nhóm 10

MỤC LỤC
Chương 1................................................................................................................. 5
TỔNG QUAN VỀ XI-MĂNG POÓC LĂNG .......................................................... 6
1.1. Giới thiệu về xi-măng poóc lăng .................................................................... 6
1.2. Công nghệ sản xuất xi-măng Poóc lăng ......................................................... 7
1.3. Phân loại phương pháp sản xuất .................................................................... 7
Chương 2................................................................................................................. 7
VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI-MĂNG POOC
LĂNG ..................................................................................................................... 8
2.1. Môi trường và công nghệ sản xuất Xi-măng Pooc lăng .................................. 8
2.2. Những vấn đề về môi trường của công nghiệp sản xuất xi-măng Poóc lăng ... 8
2.2.1 Bụi đá và bụi xi-măng .............................................................................. 8
2.2.2. Ảnh hưởng tiếng ồn, rung động cơ học.................................................... 9
2.2.3. Ảnh hưởng chất thải rắn chứa các kim loại nặng ................................... 10
2.2.4. Ảnh hưởng khí độc ................................................................................ 10
2.2.5. Nước thải .............................................................................................. 11
Chương 3............................................................................................................... 11
CÁC CHẤT KẾT DÍNH THAY THẾ XI-MĂNG POOC-LĂNG .......................... 12
MANHEZI KIỀM TÍNH – ĐÔLÔMIT KIỀM TÍNH – GEOPOLYMER ............. 12

3.1. Xi-măng có cơ sở hình thành từ MgO.......................................................... 12
3.1.1. Xi-măng sản xuất từ magnesium carbonates ...................................... 12
3.1.2. Xi-măng sản xuất từ magnesium silicates .......................................... 15
3.2. Chất kết dính dolomit kiềm tính .................................................................. 16
3.3. Xi-măng Geopolymer – Chất kết dính polymer vô cơ .................................. 16
Chương 4............................................................................................................... 18
CÁC CHẤT KẾT DÍNH THAY THẾ XI-MĂNG POOC-LĂNG (tt) .................... 19
THẠCH CAO – THỦY TINH LỎNG ................................................................... 19
4.4. Thạch cao .................................................................................................... 19
4.4.1. Thạch cao xây dựng .............................................................................. 19
4.4.2. Chất kết dính anhydride ........................................................................ 20
4.5. Thủy tinh lỏng ............................................................................................. 20
4.5.1. Phương pháp nấu thủy tinh lỏng Na ...................................................... 20
4.5.2. Khả năng kết dính của thủy tinh lỏng .................................................... 22
4.5.3. Thủy tinh lỏng Kali ............................................................................... 22
4.5.4. Ứng dụng của thủy tinh lỏng ................................................................. 22
Chương 5............................................................................................................... 23
CÁC CHẤT KẾT DÍNH THAY THẾ XI-MĂNG POOC-LĂNG (tt) .................... 23
VÔI – XI-MĂNG LA MÃ – VÔI THỦY .............................................................. 23
5.1. Vôi .............................................................................................................. 23
Trang 2


Tiểu luận Kỹ thuật sản xuất xi-măng

Nhóm 10

5.1.1. Tính chất và đặc điểm của vôi ............................................................... 23
5.1.2. Sự đóng rắn của vôi ............................................................................... 24
5.2. Xi-măng La Mã và vôi thủy......................................................................... 24

5.2.1. Xi-măng La Mã ..................................................................................... 24
5.2.2. Vôi thủy ................................................................................................ 25
5.2.3. Module thủy hóa của vôi thủy và xi-măng La Mã.................................. 25
Chương 6............................................................................................................... 25
TỔNG KẾT ........................................................................................................... 26
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 28

Trang 3


Tiểu luận Kỹ thuật sản xuất xi-măng

Nhóm 10

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1: Phân loại xi-măng Poóc-lăng theo thành phần ............................................ 6
Bảng 2: So sánh các chất kết dính thay thế xi-măng Poóc-lăng .............................. 26

Trang 4


Tiểu luận Kỹ thuật sản xuất xi-măng

Nhóm 10

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2.1: Bụi ở nhà máy xi-măng Kiên Lương ........................................................ 9
Hình 2.2: Khí thải từ ống khói của nhà máy xi-măng Hoàng Thạch ....................... 10
Hình 3.1: Cơ chế đóng rắn của Xi-măng Pooc lăng và Xi-măng GeoPolymer ....... 18
Hình 4.1: Giản đồ pha 2 cấu tử hệ Na2O – SiO2 ..................................................... 21

Trang 5


Tiểu luận Kỹ thuật sản xuất xi-măng

Nhóm 10

Chương 1
TỔNG QUAN VỀ XI-MĂNG POÓC LĂNG
1.1. Giới thiệu về xi-măng Poóc lăng
Xi-măng poóc lăng là loại vật liệu được sử dụng phổ biến nhất trên toàn thế
giới, nó là thành phần cơ bản của bê tông, vữa, hồ. Có thành phần chủ yếu là clinke
xi-măng Poóc lăng chiếm tỉ lệ 95 - 96% và thạch cao chiếm tỉ lệ 4-5%.
Xi-măng Poóc lăng chính thức ra đời ngày 21/10/1824 khi Joseph Aspdin
được cấp bằng sáng chế cho quá trình thực hiện thử nghiệm vật liệu gọi là xi-măng.
Cái tên được đặt như vậy là do loại đá ở đảo Portland nước Anh có màu sắc và tính
chất giống với loại xi-măng của ông.
Bảng 1 Phân loại xi-măng Poóc-lăng theo thành phần
Xi-măng Poóc lăng (PC)

Xi-măng Poóc lăng hỗn hợp (PCB)

Là bột vô cơ kết dính thủy lực, sản

Là sản phẩm nghiền mịn của xi-

phẩm nghiền mịn của hỗn hợp clinker

măng Poóc lăng và những phụ gia

xi-măng pooc lăng và phụ gia thạch

khác (phụ gia đầy, phụ gia hoạt

cao (3-5% khối lượng clinker)

tính,...)

PC= PC clinker + gypsum (3-5%)

PCB= PC + additives (20%-40%)

Clinker là bán thành phẩm trong quá trình sản xuất xi-măng: có được bằng
cách nung kết khối hỗn hợp nguyên liệu tự nhiên như đá vôi, đất sét, quặng sắt ở
nhiệt độ cao (1450oC) sau đó làm nguội nhanh.
Clinker ra khỏi lò nung có dạng cục sỏi nhỏ với thành phần hóa như sau:
 CaO: 62-67%
 SiO2: 20-24%
 Al2O3: 4-7%
 Fe2O3: 2-5%
Nguyên liệu dùng trong công nghệ sản xuất xi-măng là nguyên liệu tự
nhiên, do đó thành phần clinker luôn lẫn tạp chất. Để đảm bảo tính chất cần thiết
của xi-măng, lượng tạp chất phải nằm trong giới hạn cho phép:
 MgO ≤ 5%
Trang 6


Tiểu luận Kỹ thuật sản xuất xi-măng

Nhóm 10

 TiO2 ≤ 0.3%
 Mn2O3 ≤ 1.5%
 R2O ≤ 1.5%
 SO3 0.1-1.5%
 P2O5 0-1.5%
1.2. Công nghệ sản xuất xi-măng Poóc lăng
Quá trình sản xuất xi-măng Poóc lăng được tóm tắt trong 4 giai đoạn chính :
1. Chuẩn bị nguyên liệu và phối liệu.
2. Nung phối liệu thành clinker.
3. Nghiền trộn chung clinker với các phụ gia cần thiết.
4. Bảo quản và tiêu thụ sản phẩm.
1.3. Phân loại phương pháp sản xuất
Theo nguyên lí hoạt động lò nung:
 Xi-măng lò đứng
 Xi-măng lò quay
Theo độ ẩm phối liệu khi đưa vào lò nung:
 Phương pháp khô (<1%)
 Phương pháp bán khô (12-18%:dạng viên)
 Phương pháp ướt (18-45%: dạng bùn)
Phương pháp sản xuất phổ biến hiện nay được sử dụng phổ biến nhất đó là
phương pháp khô dùng lò quay.

Trang 7


Tiểu luận Kỹ thuật sản xuất xi-măng

Nhóm 10

Chương 2
VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI-MĂNG
POOC LĂNG
2.1. Môi trường và công nghệ sản xuất Xi-măng Pooc lăng
Công nghiệp sản xuất xi-măng là một trong những ngành công nghiệp phát
triển nhanh nhất Việt Nam cả về số lượng lẫn chất lượng. Bên cạnh những đóng góp
to lớn về kinh tế, xã hội, vấn đề môi trường do công nghiệp xi-măng đem lại về tài
nguyên thiên nhiên, cảnh quan và sinh thái đòi hỏi phải xem xét nghiêm túc nhằm
giảm thiểu thiệt hại, lựa chọn hướng phát triển bền vững[2].
Trong quá trình công nghệ, vấn đề môi trường là việc giải quyết toàn bộ
những phần không cần thiết cho sự hình thành sản phẩm, bị thải loại làm ô nghiễm
môi trường xung quanh: ô nhiễm không khí, mưa axit, nhiễm bẩn nguồn nước, năng
lượng dư gây ồn, làm nóng môi trường làm việc, phá hủy cảnh quan thiên nhiên,…
Trong chừng mực nhất định, giải quyết vấn đề môi trường gồm hai vấn đề
lớn[2]:
- Giảm thiểu ảnh hưởng xấu xuống mức hạn cho phép (những mức hạn này phụ
thuôc vào trình độ phát triển xã hội, lối sống và công nghệ,…)
- Thay đổi kỹ thuật và công nghệ để không sinh ra những tác hại đã biết tới môi
trường. Đây chính là bản chất của vấn đề môi trường.
Hiện nay, bảo vệ môi trường trở thành động lực chính trong việc thúc đẩy thay
đổi trong công nghệ sản xuất xi-măng.
2.2. Những vấn đề về môi trường của công nghiệp sản xuất xi-măng Poóc lăng
2.2.1 Bụi đá và bụi xi-măng
Bụi là những hạt vật chất rắn, có kích thước từ 0,001 μm đến hàng trăm
micromet. Bụi xi-măng ở dạng rất mịn (cỡ hạt nhỏ hơn 3 μm) lơ lửng trong khí thải.
Đặc biệt khi hàm lượng SiO2 tự do lớn hơn 2% dễ gây ra bệnh silicon phổi và các
bệnh về hô hấp khác. Bên cạnh đó, bụi theo gió phát tán ra ngoài môi trường, lắng
xuống nước và đất gây suy thái đất và hệ thực vật[2].
Bụi phát sinh từ hầu hết các công đoạn sản xuất: nổ mìn, lấy đá, khai thác đất

sét, nghiền nguyên liệu, nghiền xi-măng, vận chuyển, nung,… Khi khai thác đất sét
Trang 8


Tiểu luận Kỹ thuật sản xuất xi-măng

Nhóm 10

lượng bụi phát sinh không đáng kể do đất sét có độ ẩm tự nhiên rất cao (1620%).
Lượng bụi trong quá trình khai thác đá là[2]:
 0,4 kg bụi/tấn đá trong công đoạn nổ mìn khai thác đá hộc.
 0,14 kg bụi/tấn đá khi nghiền khô và 0,009 kg/tấn đá theo phương pháp ướt
 0,17 kg bụi/tấn đá khi bốc xếp và vận chuyển.
Theo TCVN 5937-1995 cho phép 0,380,73 mg bụi/Nm3 không khí. Công
nghiệp sản xuất xi-măng hiện nay đang phấn đá 0,50 mg bụi/Nm3 không khí. Hiện
nay ở khoảng 150 mg bụi/Nm3, trong khi các nước phát triển chỉ ở mức 30 mg
bụi/Nm3[2].
Để giảm tác hại của bụi, ta cần xây nhà máy tránh xa khu dân cư, rút ngắn
đườn vận chuyển và khi vận chuyển có vỏ che kín. Tất cả các thiết bị sinh bụi đều
được lắp máy khử bụi thích hợp.

Hình 2.1: Bụi ở nhà máy xi-măng Kiên Lương
2.2.2. Ảnh hưởng tiếng ồn, rung động cơ học
Tiếng ồn xuất phát từ thiết bị đập nghiền, do động cơ điện, máy khoan, nổ
mìn, xe vận tải, quạt, máy khí nén,… Tiếng ồn nổ mìn vượt quá giới hạn 100dB ở
khoảng cách 300m so với điểm nổ. Tác động này không liên tục vì mỏ khá xa khu
dân cư. Tuy nhiên, các thiết bị khác thường hoạt động liên tục, dù với cường độ nhỏ
nhưng có thể gây tác hại lâu dài[2]. Tiếng ồn vượt quá giới hạn cho phép gây mệt
mỏi, mất ngủ lâu ngày dẫn tới tăng huyết áp, điếc do nghề nghiệp.

Trang 9


Tiểu luận Kỹ thuật sản xuất xi-măng

Nhóm 10

Biện pháp tốt nhất để giảm thiểu tác hại hiện nay là công nhân dùng dụng cụ
bịt tai khi sản xuất, các nhà xưởng kín và các thiết bị được thay đổi phần truyền
động nhằm giảm tiếng ồn.
2.2.3. Ảnh hưởng chất thải rắn chứa các kim loại nặng
Các kim loại nặng có độc tố ảnh hưởng tới sức khỏe là: Hg, Cd, Se, Sn, Zn,
Pb, Ag, Cr, Be, Ni, Ba, As, V. Nói chung, kim loại nặng từ nguyên liệu tồn tại trong
clinker là rất lớn [2].
Trong số các kim loại trên, hiện nay Cr là vấn đề phải quan tâm nhất. Khi hít
thở không khí chứa Cr (2030 mg/Nm3), có thể gây tổn thương cấp tính đường hô
hấp như hắt hơi, viêm mũi, viêm phế quản, lên cơn dị ứng, ho… Còn khi tiếp xúc
với da, Cr gây dị ứng, viêm da nghề nghiệp [2].
Các hợp chất chứa Cr có trong các loại gạch chịu lửa crom-manhezi, từ bi
nghiền bị mài lẫn vào phối liệu và tùy vùng khai thác mà trong nguyên liệu có lẫn
Cr [2]. Xu hướng dùng gạch và thép nghiền không chứa Cr đang được quan tâm.
2.2.4. Ảnh hưởng khí độc
Khí độc do khói thải từ ống khói nhà máy (chiếm tỷ lệ lớn nhất), từ các
phương tiện có động cơ đốt trong. Các khí có tác hại xấu đến môi trường là: CO2,
SO2, NOx, CO, hydrocacbon, chì (Pb)…[2].

Hình 2.2: Khí thải từ ống khói của nhà máy xi-măng Hoàng Thạch
CO2 sinh ra do phân hủy CaCO3, do cháy nhiên liệu hoặc cháy các chất hữu
cơ trong nguyên liệu. CO2 không gây độc với cơ thể như CO, nhưng lại ảnh hưởng
lớn đến khí hậu trái đất do gây hiệu ứng nhà kính làm trái đất nóng lên. Lượng khí

Trang 10


Tiểu luận Kỹ thuật sản xuất xi-măng

Nhóm 10

thải, trong đó chủ yếu là CO2, trở thành đối tượng khống chế với các quốc gia phát
triển (Hiệp ước Kyoto 2004) [2].
CO là khí thải do cháy không hoàn toàn nhiên liệu, cháy chất hữu cơ trong
điều kiện thiếu oxy. Trong nhà máy, CO chủ yếu phát sinh từ các thiết bị nung
clinker, do nhiên liệu (than) cháy không hết. Còn với động cơ đốt trong chủ yếu do
xe chạy xăng, động cơ dùng dầu diezen thải lượng CO ít hơn nhiều. CO vào máu
cản trở tuần hoàn máu, gây đau đầu, chóng mặt và với liều lượng cao có thể gây
chết người[2].
NOx hình thành do oxy hóa hỗn hợp khí cháy khi nung clinker, từ động cơ
đốt trong của các phương tiện giao thông tạo nên. Dùng thiết bị buồng calci hóa
giảm NOx có thể giảm 2040% lượng NOx trong khí thải.
SO2 phần lớn từ khí thải khi đốt nhiên liệu, do oxy hóa S trong nhiên liệu,
nguyên liệu hoặc do phân hủy các muối sunphat trong nguyên liệu. Về lý thuyết
SO2 có thể oxy hóa thành SO3 ở nhiệt độ thấp nhưng trong thực tế 99% lượng
sunfur trong khí thải sẽ nằm trong thành phần SO2 [2].
Cả SO2 và NOx đều có tính axit, là nguyên nhân gây ăn mòn hóa học các thiết
bị, gây bệnh đường hô hấp và là nguyên nhân gây ra mưa axit hủy hoại môi trường.
2.2.5. Nước thải
Nguồn nước thải do làm nguội lò, nước thải sinh hoạt, nước làm vệ sinh thiết
bị.. chứa dầu mỡ, các hạt rắn lơ lửng bụi than, đất đá (hệ keo) [2].. Tuy không rõ tác
hại đến với cơ thể nhưng gián tiếp làm bẩn nguồn nước sạch, cảnh quan môi trường.
Kết luận :

Xi-măng pooc lăng là chất kết dính vô cơ phổ biến và có vai trò rất quan trọng
đặc biệt là trong lĩnh vực xây dựng. Từ yêu cầu đặt ra về vấn đề bảo vệ môi trường,
các chất kết dính thay thế xi-măng pooc lăng thân thiện hơn với môi trường ngày
càng được nghiên cứu rộng rãi và phát triển trong những năm gần đây.

Trang 11


Tiểu luận Kỹ thuật sản xuất xi-măng

Nhóm 10

Chương 3
CÁC CHẤT KẾT DÍNH THAY THẾ XI-MĂNG POOC-LĂNG
MANHEZI KIỀM TÍNH – ĐÔLÔMIT KIỀM TÍNH – GEOPOLYMER
3.1. Xi-măng có cơ sở hình thành từ MgO
Xi-măng hình thành trên cơ sở magnesium oxide hiện nay đang được phát
triển và sản xuất từ 2 khoáng khác nhau chứa Mg. xi-măng từ Magnesium
carbonates (MgCO3) có bản chất là MgO hoạt tính còn đối với loại xi-măng đi từ
magnesium silicates là hỗn hợp giữa MgO và magnesium carbonates ngậm nước
[1].
Qúa trình sản xuất cả hai loại xi-măng này đều yêu cầu nung tuy nhiên về cơ
bản, nguyên vật liệu đầu vào của hai loại khác nhau đã dẫn đến sự tác động rất khác
biệt của hai quy trình sản xuất đến môi trường. xi-măng sản xuất từ silicates thô do
thành phần tự nhiên của nó, hàm lượng carbon nội tại ít so với MgCO3, lượng CO2
thải ra môi trường do đó cũng thấp hơn nhiều, ngược lại thì quá trình nung sản
phẩm xi-măng từ magnesium carbonates thải ra lượng CO2 tương đối lớn. Đối với
loại thứ 2 thì các tiêu chuẩn về môi trường được cấp cho xi-măng sẽ phụ thuộc chủ
yếu vào sự thẩm thấu carbon và lượng CO2 mà xi-măng hấp thụ được suốt vòng đời
của xi-măng [1].

3.1.1. Xi-măng sản xuất từ magnesium carbonates
Còn được gọi là “Eco-cements” được sản xuất từ những tiền chất của
magnesium carbonates. Trên thực tế, loại eco-cements này có 2 dạng. Một dạng
được cấu thành chủ yếu từ magnesium oxide hoạt tính, phối trộn với các phụ phẩm
công nghiệp như tro bay hoặc xỉ lò hơi. Dạng còn lại cũng là magnesium oxide hoạt
tính nhưng được trộn với clinker của xi-măng pooc lăng và một loại puzzolan, tạo ra
dạng xi-măng hỗn hợp [1].
MgO hoạt tính được tạo thành khi MgCO3 được nung dưới áp suất của khí
quyển ở nhiệt độ 650oC, là nhiệt độ phân hủy của magnesium carbonates; các
khoáng magnesite là nguồn cung cấp MgCO3 tốt nhất. Trong quá trình nung tất
nhiên CO2 sẽ được tạo thành như một sản phẩm sau phản ứng, đây cũng là yếu tố
quyết định liệu eco-cements có tồn tại được trên thị trường hay không, dựa vào các
Trang 12


Tiểu luận Kỹ thuật sản xuất xi-măng

Nhóm 10

tính chất liên quan đến ảnh hưởng của nó đến môi trường được đánh giá trong suốt
quá trình sản xuất[1].
Điển hình là xi-măng manhezi, hay còn gọi là xi-măng sorel:
Manhezi kiềm tính là chất kết dính trong không khí, sản xuất bằng phương
pháp nung manhezit (MgCO3) tự nhiên sau đó nghiền mịn MgO. Nhiệt độ nung cao
hơn nhiệt độ phân hủy, nhưng nhỏ hơn nhiệt độ kết khối. Khi MgCO3 phân hủy tạo
MgO vô định hình hoặc dáng khoáng periclaz [2]. Hoặc có thể nung quặng bruxit ở
(6500C-6800C) [3].
MgCO3
Mg(OH)2

MgO + CO2
MgO + H2O

Manhezi kiềm tính không hòa tan trong nước như các chất kết dính khác, mà
tan trong một số dung dịch muối như MgCl2, MgSO4. Sản phẩm hòa tan sau đó kết
tinh có tính kết dính và được gọi là Xi-măng manhezi.
Khi đóng rắn trong môi trường nước, chất kết dính manhezi không có cường
độ cao. Khi đóng rắn trong môi trường dung dịch muối MgCl2 hoặc MgSO4, chất
kết dính có cường độ cần thiết. Tỷ lệ phần khối lượng được coi là tối ưu như sau:
MgO:MgCl2.6H2O = 1 : 0.5 – 0.6
MgO:MgSO4 = 1 : 0.2 – 0.25
Nếu hòa tan cùng với MgSO4, độ bền nước của xi-măng sẽ tăng.
Khi MgO tác dụng với nước, lớp màng Mg(OH)2 tạo trên bề mặt hạt ngăn
nước tiếp tục thấm sâu vào trong tiếp tục quá trình hydrat hóa. Thành phần pha
chính là Mg(OH)2 ở dạng cấu trúc gel và tinh thể MgO cường độ không cao.
Khi trộn MgO với dung dịch MgCl2 đậm đặc thì sẽ phản ứng với nhau, tạo
phức hydroxyl clorit manhe:
5MgO +MgCl2 + 12H2O

MgCl2.5Mg(OH)2.7H2O

Sau đó MgCl2.5Mg(OH)2.7H2O dần chuyển thành
MgCl2.5Mg(OH)2.7H2O

MgCl2.3Mg(OH)2.7H2O + 2Mg(OH)2

Dùng MgCl2 có tác dụng phá hủy lớp màng Mg(OH)2, làm tăng quá trình
hydrat hóa manhei kiềm tính, tạo những khoáng phức cho xi-măng cường độ cao.

Trang 13

Tiểu luận Kỹ thuật sản xuất xi-măng

Sản

phẩm

đóng

rắn

Nhóm 10

của

xi-măng

manhezi

đồng

thời

có

cả

MgCl2.5Mg(OH)2.7H2O, MgCl2.3Mg(OH)2.7H2O và Mg(OH)2. Cũng có quan điểm
cho rằng, khi tương tác MgO với MgCl2 tạo hợp chất 3MgO.MgCl2.6H2o. Hợp chất

MgCl2.3Mg(OH)2.7H2O còn được viết là [Mg2(OH)3.(H2O)3]2.Cl2.H2O kết tinh
dạng kim hoặc sợi, nhờ vậy làm tăng độ bền uốn cho CKD manhezi.
Khi CKD manhezi đóng rắn trong dung dịch MgSO4 tạo phức:
5MgO + MgSO4 + 8H2O

MgSO4.5Mg(OH)2.3H2O

Ở nhiệt độ cao, phức chất biến đổi:
MgSO4.5Mg(OH)2.3H2O + 5H2O

MgSO4.3Mg(OH)2.8H2O + 2Mg(OH)2

Các tạp chất trong manhezit khi nung tạo các oxit như CaO, BaO, Al2O3 dạng
hoạt tính. Những oxit này khi hydrat hóa tạo dung dịch Ca(OH)2, Al(OH)3, Ba(OH)2
sau đó kết tinh lại, tạo cường độ cho xi-măng, tuy không nhiều[2].
Eco-cements khi thủy hóa chuyển thành dạng magnesium hydroxide hay còn
gọi là brucite. Cường độ của nó, đặc biệt là ở bề mặt tiếp xúc với không khí được
gia cường nhanh chóng bởi CO2 trong không khí thông qua sự thẩm thấu carbon, là
quá trình hấp thụ CO2, sản phẩm có thể hấp thụ một lượng lớn CO2 thải ra khi sản
xuất. Môi trường có độ ẩm cao là một yêu cầu để sự thẩm thấu carbon xảy ra đủ
mạnh, độ bền của xi-măng sau đó được đánh giá độc lập cho sản phẩm đầu ra dựa
vào mật độ CO2 xung quanh sản phẩm[1].
_Tiêu chuẩn đánh giá:
Về độ mịn: sót sàng No02 không quá 5%, lọt sàng No009 không dưới 75%
khối lượng.
Thời gian bắt đầu ninh kết khi hòa tan trọng MgCl2 không dưới 20 phút, và kết
thúc ninh kết không chậm hơn 6 giờ.
Xi-măng phải có thể tích không đổi khi thử nghiệm.
Mác của xi-măng Sorel thường là 400, 500 và 600 (kG/cm2). Mẫu thử bền nén
là mẫu đầm nện cứng dung dịch MgCl2 : Bột MgO = 1:3 qua 28 ngày đêm đóng rắn

trong không khí [2].
_Lĩnh vực sử dụng

Trang 14


Tiểu luận Kỹ thuật sản xuất xi-măng

Nhóm 10

Sản phẩm đóng rắn của xi-măng manhezi chứa lượng nước liên kết lớn (27 –
40%) nên có thể sử dụng làm bê tông hấp thụ phóng xạ Rơn-ghen và các chất phát
xạ.
Do có tính hút ẩm lớn nên thường được sử dụng với nhiều loại phối liệu khác
nhau với số lượng lớn như sợi thủy tinh, gỗ và đất sét có tính trương nở do xi-măng
manhezi có cường độ sớm cao[3].
Xét về khía cạnh kinh tế thì xi-măng manhezi có phần kém hơn so với XMP,
giá thành sản phẩm bán ra cao hơn mặc dù năng lượng tiêu tốn khi nung nhỏ hơn.
Tuy nhiên do loại xi-măng manhezi có thể hấp thụ CO2 từ môi trường để phản ứng
thủy hóa nên có thể giảm định mức CO2 cho phép của quốc gia, phí thu được từ
việc bán định mức CO2 có thể cạnh tranh với giá thành của XMP. Nhưng để hiệu
quả kinh tế của xi-măng manhezi cao hơn XMP thì đòi hỏi nó phải được sử dụng
rộng rãi trong công nghiệp. Do đó nhìn chung thì xi-măng manhezi có vẻ đắc hơn
XMP lúc đầu nhưng về những lợi ích sau này thì không hề kém cạnh.
3.1.2. Xi-măng sản xuất từ magnesium silicates
Được nghiên cứu và phát triển sau loại thứ nhất, cải tiến cả về nguyên liệu và
quy trình sản xuất. Magnesium silicates được trộn với CO2 lần đầu để tạo thành
MgCO3 ở 170oC dưới áp suất, sau đó nung ở 700oC (nhiệt độ phân hủy MgCO3)
dưới áp suất khí quyển để tạo MgO hoạt tính, một phần của sản phẩm được cho
thẩm thấu carbon tạo ra hydrate magnesium carbonates 4MgCO3.Mg(OH)2.4H2O

rồi trộn phần này với MgO hoạt tính để cho ra xi-măng thành phẩm sau cùng[6].
Loại xi-măng này còn khá mới và vẫn đang được hoàn thiện. Hiện nay có thể
đảm bảo mác xi-măng đạt đến được 50 – 60 MPa, nhiều thử nghiệm đang được tiến
hành để nâng cao tính chất của xi-măng magnesium silicates. Có thể nói đây là
chủng loại xi-măng có tiềm năng rất lớn để trở thành một sản phẩm phi CO2 do các
đặc trưng [6]:
+Không có CO2 tự do nội tại
+CO2 thải ra trong quá trình sản xuất được tận dụng trở lại trong quy trình
+Có thể sử dụng dạng nhiên liệu chứa ít năng lượng hoặc hàm lượng carbon
thấp để nung
Trang 15


Tiểu luận Kỹ thuật sản xuất xi-măng

Nhóm 10

+Quá trình tạo hydrate magnesium carbonates hấp thụ CO2
Người ta ước tính trong quá trình sản xuất mỗi một tấn xi-măng magnesium
silicates lượng CO2 được hấp thụ trở lại quy trình cao hơn 100 kg so với lượng thải
ra[6].
3.2. Chất kết dính dolomit kiềm tính
Dolomit kiềm tính là chất kết dính trong không khí, sản xuất bằng cách nung
dolomit tự nhiên MgCO3.CaCO3 sau đó nghiền mịn. chất kết dính dolomit cũng
được hòa tan bằng muối MgCl2 hoặc các muối khác. Khi hòa tan bằng nước, cường
độ của xi-măng rất thấp. Hàm lượng MgO trong chất kết dính không quá 15%,
lượng CaO tự do không được vượt quá 2.5%. MgO tự do ở dạng khoáng periclaz có
khả năng làm nở xi-măng khi đóng rắn.
Nguyên liệu sản xuất dolomit kiềm tính là đá dolomit tự nhiên. Nguyên liệu tự
nhiên được đập cục, nung trong các lò đứng ở nhiệt độ 650 ÷ 7500C. Ở nhiệt độ này

xảy ra phản ứng phân hủy MgCO3, còn CaCO3 hầu như chưa phân hủy.
Quá trình đóng rắn dolomit kiềm tính, cũng như manhezit kiềm tính đều xảy ra
sự hydrat hóa với sự tạo hydrat của oxit magie và oxy-clorit magie. Do còn chứa
một lượng đáng kể CaCO3 chưa phân hủy, nên cường độ dolomit kiềm tính không
cao bằng manhezit[2].
3.3. Xi-măng Geopolymer – Chất kết dính polymer vô cơ
Xi-măng Geopolymer hay còn gọi là chất kết dính kiềm hoạt hóa là sản phẩm
của quá trình phản ứng giữa dung dịch kiềm và các hợp chất alumo-silicat.
Đây là loại chất kết dính tận dụng phế thải từ các nhà máy nhiệt điện là tro bay
(thu được từ việc đốt cháy than cám) có thành phần chủ yếu là các oxit của silic,
nhôm, sắt, canxi, magie và lưu huỳnh.
Theo Davidovits, geopolymer là polymer vì có sự chuyển biến thù hình,
polyme hóa và đóng rắn ở nhiệt độ thấp. Nhưng chúng cũng là hợp chất vô cơ, cứng
và ổn định ở nhiệt độ cao đồng thời không bị cháy.
Xi-măng Geopolymer có rất nhiều ưu điểm so với xi-măng Pooc lăng. Trước
hết, về căn bản có thể hạn chết lượng khí thải CO2 và bằng cách tận dụng tro bay,

Trang 16


Tiểu luận Kỹ thuật sản xuất xi-măng

Nhóm 10

có thể giải phóng một diện tích lớn đất được sử dụng làm kho chứa những sản phẩm
than đá dễ gây cháy và bảo vệ nguồn nước khỏi bị ô nhiễm[4].
Xi-măng Geopolymer và công nghệ sản xuất nó còn có nhiều ưu điểm khác
như[3]:
1- Công nghệ sản xuất đơn giản, nguyên liệu sét trong nước, địa phương nào
cũng có thể làm được nhờ vào nguồn nguyên liệu phong phú. Nguyên liệu có thể

tận dụng được những chất phế thải trong công nghiệp tro, xỉ,….
2- Xi-măng Geopolymer không kén chọn cốt liệu như cát sông, cát biển, đất
tạp... Vì vậy, nó được ứng dụng vào các lĩnh vực sản xuất mà xi-măng truyền thống
không làm được như gốm, men, lớp phủ, composite vô cơ…
3- Việc sản xuất và sử dụng xi-măng Geopolymer vào các ngành truyền thống,
vốn phải qua nung ví dụ như: gốm, gạch, ngói…, sẽ giảm thiểu tác nhân gây ra khí
thải làm ô nhiễm môi trường, hiệu ứng nhà kính.
Các nhà nghiên cứu cho rằng, ưu điểm lớn nhất của xi-măng Geopolymer là
khả năng giảm lượng khí nhà kính, khoảng 90% so với xi-măng Pooc lăng thông
thường. Cơ chế đóng rắn của chất kết dính Polymer vô cơ như hình 3.1.
Cơ chế đóng rắn của xi-măng geopolymer tương tự như cơ chế tổng hợp
những khoáng felspat và zeolite nhân tạo. Thực chất của quá trình là những phản
ứng trùng ngưng của các khoáng aluminosilicate khoáng sét, xảy ra ở điều kiện thủy
nhiệt ở nhiệt độ từ 20 – 150oC, trong môi trường có độ pH cao, áp suất khí quyển.
Sản phẩm tổng hợp từ các aluminosilicate là những polymer vô cơ, có xương
là các nguyên tố Si – O – Al, cấu trúc vô định hình đến nửa kết tinh, cơ bản có
những loại sau:
Polysialate : -Si-O-Al-O-; Polysialate – siloxo: -Si-O-Al-O-Si-ONhững polymer cơ bản dựa trên những silicate nhôm là polysialate. Khung
sialate bao gồm những tứ diện SiO4 và AlO4 được nối xen kẹp với nhau bằng các
nguyên tố oxy. Những ion dương Na+, K+, Li+, Ca2+, Ba2+, NH4+, H3O+ hiện diện
trong các hốc của khung để cân bằng điện tích của Al3+.

Trang 17


Tiểu luận Kỹ thuật sản xuất xi-măng

Nhóm 10

Ở nhiệt độ thấp hơn 1000C, sự polymer hóa các khoáng vật sét là phản ứng

hóa học giữa các oxyt aluminosilicate với polysilicate kiềm tạo thành một khung
xương Si – O – Al ở trạng thái vô định hình đến nửa kết tinh. Cấu trúc các silicoaluminate theo 3 chiều trong không gian rất bền.

Hình 3.1: Cơ chế đóng rắn của Xi-măng Pooc lăng và Xi-măng GeoPolymer [4]
Cơ chế phản ứng được minh họa theo phương trình sau:

Trang 18


Tiểu luận Kỹ thuật sản xuất xi-măng

Nhóm 10

Chương 4
CÁC CHẤT KẾT DÍNH THAY THẾ XI-MĂNG POOC-LĂNG (tt)
THẠCH CAO – THỦY TINH LỎNG
4.4. Thạch cao
Cơ chế của thạch cao dùng làm phụ gia giảm tốc độ đóng rắn trong xi-măng
pooc lăng và chất kết dính thạch cao là hoàn toàn khác nhau. Trong tự nhiên thạch
cao thường ở dạng CaSO4.2H2O và một dạng hiếm hơn là anhydride, thường có lẫn
cát, đất sét, đá vôi. Thạch cao có thể lấy từ sản phẩm phụ của các công nghệ khác
như công nghệ sản xuất muối biển, acid phosphoric. Thạch cao có thể kết hợp với
sợi thủy tinh để làm tấm trần, tường cách nhiệt, cách âm. So với xi-măng pooc lăng
thì thạch cao không tách vôi, tính thẩm mỹ cao tuy nhiên lại không chịu được môi
trường có độ ẩm cao
4.4.1. Thạch cao xây dựng
Thạch cao xây dựng là chất kết dính trong không khí và không cho cường độ
trong môi trường nước. Người ta quan tâm đến biến đổ đơn giản của thạch cao
.2

=

.

1
2

+ 1.5

Thạch cao khan CaSO4.1/2H2O có 2 dạng thù hình, α nếu thạch cao ban đầu ở
dạng lòng và β nếu là dạng hơi với tính chất cơ học khác nhau, α có độ bền cơ cao
hơn. Có thể thu được thạch cao chất lượng cao bằng cách tách nước trong dung dịch
muối CaCl2 ở nhiệt độ nhỏ hơn 100oC, chất lượng cao nhất là loại có nhiều α –
hemihydrate, có chi phí sản xuất khá cao.
Quá trình đóng rắn thạch cao trải qua hai giai đoạn:
- Hòa tan hemihydrate trong nước
- Kết tinh và phát triển tinh thể dehydrate
Thạch cao khan có khả năng thủy hóa thuận nghịch đồng thời đóng rắn nhanh
tạo vật liệu xốp có khả năng giữ nước, tính chất này có thể dùng thạch cao làm chất
kết dính. Khi dùng thạch cao người ta không trộn với cát như các chất kết dính
khác.

Trang 19


Tiểu luận Kỹ thuật sản xuất xi-măng

Nhóm 10

Ở Việt Nam người ta sản xuất thạch cao bằng cách cho bột đá thạch cao hay

thạch cao cần tái sinh vào các dụng cụ đơn giản như nồi hoặc chảo để nung nóng
(còn gọi là rang thạch cao).
4.4.2. Chất kết dính anhydride
Cũng là một chất kết dính trong không khí, thành phần trong sản phẩm chủ
yếu là CaSO4, có thể thu được bằng cách nung thạch cao ở 600 – 700oC rồi nghiền
mịn hoặc sử dụng trực tiếp anhydride mà không qua nung. Anhydride đóng rắn rất
chậm do đó cần thêm các phụ gia tăng cường quá trình đóng rắng như Na2SO4, vôi,
CuSO4, xỉ lò cao nghiền mịn,… Anhydride dùng trong xây dựng phải được nghiền
rất mịn. Nếu nung ở 800 – 1000oC sẽ thu được chất kết dính thạch cao nung ở nhiệt
độ cao có mác tương tự chất kết dính anhydride
4.5. Thủy tinh lỏng
Thủy tinh lỏng là sản phẩm của sự hòa tan thủy tinh silicat kiềm Na hoặc K
trong nước tạo dung dịch keo của silicat kiềm.
Thủy tinh lỏng công nghiệp phổ biến là thủy tinh lỏng Na.
Tỉ lệ phần mol các thủy tinh lỏng trong công nghiệp là Na2O:SiO2 (module n
= 1 : 2.0 - 3.3). Tương ứng với khoảng 66-76% phần khối lượng SiO2 (lượng chất
phức tạp thường khoảng 1% khối lượng).
Khi bay hơi, module biến đổi, từ 3 xuống còn 2 (Na2O : 2SiO2) sau đó là 1 (Na2O :
SiO2), với SiO2 kết tủa.
4.5.1. Phương pháp nấu thủy tinh lỏng Na
a. Phương pháp khô:
Sôđa (Na2CO3) và cát được nấu trong lò bể ở nhiệt độ 1400oC. Khối thủy tinh
nóng chảy liên tục chảy khỏi bể nấu được làm lạnh bằng nước (frit hóa) hoặc chảy
thẳng vào khuôn đúc nhỏ bằng kim loại.
“Đá” thủy tinh silicat kiềm với những module khác nhau có khả năng hòa tan
mạnh trong nước (30 - 60%), nhưng tốc độ hòa tan rất chậm. Chỉ khi đã hòa tan,
mới gọi là thủy tinh lỏng.

Trang 20

Tiểu luận Kỹ thuật sản xuất xi-măng

Nhóm 10

Thủy tinh có module n = 3, cỡ hạt d = 0,5 mm tan hết trong nước sôi (100oC)
cần khoảng thời gian 3 - 4 giờ. Để tăng tốc độ hòa tan, người ta cho hòa tan trong
các thiết bị chưng áp suất (autoclave) ở áp suất 0,4 - 0,7MPa.
b. Phương pháp ướt:
Nấu cát với xút (NaOH) trong nồi áp suất autoclave (10 – 12 atm ?), ở 120 –
1250C. Công nghiệp: Xút và cát được nấu chung trong lò nồi gián đoạn bằng thép
kín quay với tốc độ chậm (2-3 vòng/phút), áp suất trong nồi khoảng 1MPa. Lửa
cháy phía ngoài nồi thép, truyền nhiệt qua thành lò. Sản phẩm ra lò theo từng mẻ là
thủy tinh lỏng còn lẫn cát chưa tan hết, phải để lắng rồi lọc lại qua máy ép lọc
khung bản. Kỹ thuật thích hợp với những nhà máy có nguồn nguyên liệu xút.

Hình 4.1: Giản đồ pha 2 cấu tử hệ Na2O – SiO2

Trang 21


Tiểu luận Kỹ thuật sản xuất xi-măng

Nhóm 10

4.5.2. Khả năng kết dính của thủy tinh lỏng
Thủy tinh lỏng hòa tan trong nước:
Na2SiO3 + H2O = Na+ + OH- + NaHSiO3
NaHSiO3 + H2O = Na+ + OH- + H2SiO3
Na2Si2O5 + 2H2O = 2NaOH + H2Si2O5

H2SiO3, H2Si2O5 là polymer, khi mất nước tạo gel có tính kết dính.
Phản ứng H2CO3:
Na2Si2O5 + H2CO3 = Na2CO3 + H2Si2O5
Hoặc tác dụng với CO2 trong không khí:
Na2O.mSiO2 + CO2 + mH2O = Na2CO3 + mSi(OH)2
Na2O.mSiO2 + CO2 + mH2O = NaHCO3 + mSi(OH)2
Sau đó Si(OH)2 tạo gel có tính kết dính:
nSi(OH)2 = SinO2n – m + 2(n – m)H2O
Tốc độ đóng rắn tăng nhanh khi dùng Na2SiF6 do phản ứng:
2Na2SiO3 + Na2SiF6 + nH2O = 6HF + 3SiO2.nH2O
4.5.3. Thủy tinh lỏng Kali
Thủy tinh lỏng Kali (hệ K2O.nSiO2) từ nguyên liệu chứa K2O, công nghệ
tương tự sản xuất Na2O.nSiO2. Thủy tinh lỏng K2O.nSiO2 đắt hơn, tính kết dính cao
và chất lượng cao hơn. Ứng dụng làm chất kết dính trong những lĩnh vực đặc biệt
khác: matit, tranh vẽ tường.
4.5.4. Ứng dụng của thủy tinh lỏng
- Keo dán giấy, chất làm nhão giấy,..
- Chất kết dính vô cơ (khuôn đúc cát, vữa chịu lửa, xi-măng bền axít...)
- Chất tạo nhũ tương, tẩy rửa công nghiệp...
- Chống kết tụ, làm bền huyền phù gốm sứ.

Trang 22


Tiểu luận Kỹ thuật sản xuất xi-măng

Nhóm 10

Chương 5
CÁC CHẤT KẾT DÍNH THAY THẾ XI-MĂNG POOC-LĂNG (tt)

VÔI – XI-MĂNG LA MÃ – VÔI THỦY
5.1. Vôi
Vôi là tên thông dụng của CaO với mức tinh khiết khác nhau.
Vôi khô (thành phần chính là CaO)
Vôi tôi (thành phần chính là Ca(OH)2.
Vôi là chất kết dính trong không khí, sản xuất bằng phương pháp nung các
nguyên liệu chứa nhiều CaCO3 như đá vôi, đá phấn, đolomit...
Ở nhiệt độ cao (khoảng 800 - 900oC) cacbonat canxi phân hủy theo phản ứng:
CaCO3 = CaO + CO2
CaO nhận được gọi là vôi sống. CaO tác dụng với nước, tạo phản ứng tôi vôi :
CaO + H2O = Ca(OH)2 (vôi tôi)
Phản ứng tỏa nhiệt mạnh (953 kJ/kg CaO). Tốc độ tôi vôi có thể tăng rất
nhanh khi có mặt tạp chất như KCl. Ca(OH)2 có thể phân hủy thành CaO và H2O rất
mạnh ở nhiệt độ 547oC. Ca(OH)2 trộn với chất độn tạo khối dẻo đóng rắn (kết tinh
tạo tinh thể porlandit) hoặc phản ứng với CO2 trong không khí tạo khối đá rắn chắc
theo phản ứng:
Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O
Phản ứng còn có tên là phản ứng đóng rắn cacbonat, trên thực tế chỉ xảy ra khi
hàm lượng ẩm đủ lớn. Màng cacbonat tạo thành cản trở quá trình phản ứng tiếp.
5.1.1. Tính chất và đặc điểm của vôi
Cường độ thấp (28 ngày đêm chỉ khoảng 1 - 5MPa). Không có tiêu chuẩn về
cường độ cho vôi.
Chất lượng vôi thường đánh giá theo thành phần hóa học và tính dẻo của nó.
Vữa vôi gồm vôi trộn cát, thường dùng làm vữa xây tường. Có thể sử dụng
dạng chất kết dính kết hợp (thêm xi-măng pooc lăng để tăng cường độ hoặc với
thạch cao để tăng tốc độ đóng rắn).
Vôi đặc biệt có hiệu quả khi trộn với các phụ gia hoạt tính khác như xỉ lò cao,
đất sét nung, đất núi lửa, gạch vụn...
Trang 23

Tiểu luận Kỹ thuật sản xuất xi-măng

Nhóm 10

5.1.2. Sự đóng rắn của vôi
Quá trình đóng rắn của vôi xây dựng theo 2 giai đoạn:
Giai đoạn 1: Quá trình hòa tan CaO trong nước tạo dung dịch nước bão hòa và
kết tinh tinh thể porlandite Ca(OH)2 và bay hơi nước dư.
Giai đoạn 2: Hấp phụ khí CO2 từ không khí, tạo CaCO3 theo phản ứng:
Ca(OH)2 + CO2 + nH2O = CaCO3 + (n + 1).H2O
Phản ứng tạo màng mỏng CaCO3 trên bề mặt ngăn cản quá trình thâm nhập
CO2 vào sâu phía trong.
Quá trình xảy ra với sự biến đổi thể tích lớn (luôn phải dùng cùng 2 - 4 phần
cát).
Cát tạo bộ khung ngăn cản quá trình biến đổi thể tích, tạo vết nứt.
Quá trình đóng rắn vôi rất chậm.
5.2. Xi-măng La Mã và vôi thủy
5.2.1. Xi-măng La Mã
Xi-măng La Mã cũng là một chất kết dính thủy lực có thành phần phối liệu
tương tự xi-măng pooc lăng nhưng nung ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ kết khối của
các khoáng trong xi-măng pooc lăng. Nguyên liệu sản xuất xi-măng La Mã cũng
đơn giản hơn đối với xi-măng pooc lăng, chỉ cần dùng đá vôi lẫn đất sát tự nhiên có
thành phần gần như mong muốn và lượng phụ gia cần thiết cũng không đáng kể.
Tuy nhiên xi-măng Lã Mã có giá thành rất thấp nên không thể dùng kĩ thuật nghiền
trộn như xi-măng pooc lăng do công nghệ cao tốn rất nhiều chi phí
Nhiệt độ nung xi-măng La Mã thấp nên không hình thành khoáng C3S, các
khoáng tạo thành trong xi-măng La Mã cũng có số lượng và chất lượng thấp. Một
số khoáng chính có thể kể đến như C2S, CA, C12A7, C2F ngoài ra còn có thể tồn tại
C3A và C4AF

Khi trong nguyên liệu sản xuất có lẫn MgO có thể nung ở nhiệt độ 800 –
900oC nhưng chất lượng xi-măng sẽ giảm. Lượng CaO tự do trong xi-măng La Mã
rất nhỏ, không đủ làm xuất hiện sự tôi vôi làm phân hủy xi-măng. Ngoài ra mác của
xi-măng La Mã cũng giảm rất nhanh, phải được sử dụng chậm nhất trong 3 tháng kể
từ ngày sản xuất
Trang 24


Tiểu luận Kỹ thuật sản xuất xi-măng

Nhóm 10

5.2.2. Vôi thủy
Là một dạng chất kết dính thủy lực không nung kết khối hoàn toàn, phối liệu
cũng chứa các thành phần tạo khoáng thủy hóa như CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3,…
Nguyên liệu chính của vôi thủy ngoài đá vôi và đất sét còn có các loại nguyên liệu
bổ sung các oxide cần thiết, tùy theo chất trộn thêm, có thể có nhiều loại vôi thủy
khác nhau như puzơlan, xỉ lò cao,… Vôi thủy lực có cường độ lớn hơn đáng kể so
với vôi thường.
Nhiệt độ nung vôi thủy trong các nhà máy là 900 – 1000oC nếu tăng hàm
lượng đất sét trong phối liệu hoặc phối liệu có hàm lượng MgO cao có thể giảm
được nhiệt độ nung nhưng MgO cũng chiếm không quá 5%. CaO trong vôi thủy
tương tương tác với các oxide khác có trong đất sét tạo thành các khoáng C2S, AC,
C2F. Lượng CO2 trong vôi thủy không quá 5 – 7%. Vôi thủy khó tơi hơn vôi thường
do có nhiều khoáng không thể tôi được nên chỉ co thể tôi được vôi thủy hóa yếu.
Trong nhà máy người ta dùng các thiết bị đặc biệt và nước nóng để tôi vôi thủy.
Người ta có thể dùng lò quay hoặc lò đứng để nung cả vôi thủy và xi-măng La Mã.
Vôi thủy lực có thể dùng là vữa hoặc bê tông mác thấp trong môi trường không có
nước.
5.2.3. Module thủy hóa của vôi thủy và xi-măng La Mã

Đối với 2 loại chất kết dính này người ta cũng tính module thủy hóa để xác
định sơ bộ tính chất
=

%

%
+%

+%

Nếu m nằm trong khoảng 4.5 – 9 thì chất kết dính có tính chất của vôi thủy
còn nếu m nằm ở mức 1.7 – 4.5 thì lại có tính chất của xi-măng La Mã. Vôi thủy
khi tác dụng với nước ít nhiều xảy ra quá trình tôi vôi làm vôi bị phân rã, module
thủy quá cao thì quá trình tôi vôi sẽ diễn ra nhanh. So với xi-măng La Mã thì vôi
thủy thể hiện tính chất thủy lực rõ ràng hơn và cường độ phát triển nhanh hơn
nhưng xi-măng La Mã chứa ít vôi hơn và thành phần tạo khoáng thủy lực nhiều
hơn.

Trang 25