Bài thuyết trình: Thành phần clinker xi măng pooclăng

THÀNH PHẦN CLINKE XI MĂNG POOC LĂNG

PHẠM TRƯỜNG SƠN
LỚP CNVL SILICAT K51
ĐHBK HÀ NỘI

Phạm Trường Sơn
CNVL
Silicat K51 ĐHBKHN

1


1. Thành phần hóa clinke XMP
Trong XMP thành phần hóa học chủ yếu gồm các oxyt sau:
- CaO
- SiO2
- Al2O3
- Fe2O3
- MgO
- SO3
- R2O
- TiO2, Mn2O3, P2O5
- …
Phạm Trường Sơn
CNVL
Silicat K51 ĐHBKHN

2

CaO
•
•
•

Hàm lượng: 58 – 69 %.
Là oxyt chủ yếu trong thành
phần khoáng clinke xi măng.
Muốn clinke có chất lượng cao
thì CaO không được ở trạng
thái tự do mà phải ở trạng thái
kết hợp với các oxyt khác như
SiO2, Al2O3, Fe2O3. Nếu nó ở
trạng thái tự do không kết hợp
với các oxyt khác nó sẽ ảnh
hưởng tới chất lượng clinke và
xi măng sau này.

Phạm Trường Sơn
CNVL
Silicat K51 ĐHBKHN

3


CaO
• CaO tự do có trong xi măng gây ra sự biến đổi
thể tích. CaO nung ở nhiệt độ cao (1450oC) là
vôi giả, nó hydrat hóa rất chậm (thấm nước rất
chậm). Khi xi măng đông kết và đóng rắn nó

không tạo thành Ca(OH)2 ngay mà sau 2,3
tháng, thậm chí 1,2 năm nó mới tạo thành
Ca(OH)2 nở thể tích rất lớn gây ra ứng suất nội
trong cấu trúc xi măng, gây phá hủy cấu trúc đó.

Phạm Trường Sơn
CNVL
Silicat K51 ĐHBKHN

4


CaO
• Nếu ta nâng hàm lượng CaO trong CLK XMP
với điều kiện nó kết hợp với các oxyt khác thì sẽ
nâng cao cường độ, rút ngắn quá trình đóng rắn
của XM, tuy nhiên độ bền nước của loại XM này
sẽ giảm.

Phạm Trường Sơn
CNVL
Silicat K51 ĐHBKHN

5


SiO2

Phạm Trường Sơn
CNVL

Silicat K51 ĐHBKHN

6


SiO2
• Hàm lượng: 21 – 24 %.
• Là một trong những thành phần quan trọng trong
clinke XMP.
• Cũng như Al2O3, Fe2O3 nó liên kết với CaO tạo
thành các khoáng C2S, C3S có khả năng kết
dính và bền trong nước.
• Tăng hàm lượng SiO2 trong XMP nó sẽ làm
chậm quá trình đóng rắn, nhất là trong giai đoạn
đầu nhưng thời gian sau phát triển cường độ
cao và tăng độ bền trong môi trường sulfat.
Phạm Trường Sơn
CNVL
Silicat K51 ĐHBKHN

7


Al2O3
• Hàm lượng: 4 – 8 %.
• Trong CLK XMP nó
kết hợp với CaO
thành khoáng C3A
đóng rắn nhanh,
cường độ ban đầu

phát triển cao.
• Tuy nhiên khoáng C3A
kém bền trong môi
trường sulfat, ít bền ở
nhiệt độ cao.
Phạm Trường Sơn
CNVL
Silicat K51 ĐHBKHN

8


Fe2O3
•
•
•

•

Hàm lượng: 0,5 – 5 %
Fe2O3 đóng một vai trò quan
trọng trong việc hình thành các
khoáng trong CLK XMP.
Nó chủ yếu làm giảm nhiệt độ
kết khối, tạo ra pha lỏng C4AF
cho các phản ứng tạo khoáng
giữa CaO và SiO2 xảy ra, tạo
điều kiện tốt cho quá trình
nung luyện.
Xi măng chứa nhiều Fe2O3 có

đặc điểm là đông kết chậm,
cường độ phát triển dần dần
không cao nhưng bền trong
môi trường sulfat.
Phạm Trường Sơn
CNVL
Silicat K51 ĐHBKHN

9


MgO

Phạm Trường Sơn
CNVL
Silicat K51 ĐHBKHN

10


MgO
• Hàm lượng: MgO nhỏ hơn 4,5 %.
• Cũng như CaO tự do, nếu hàm lượng MgO
trong XMP quá lớn nó sẽ gây biến dạng cấu trúc
XMP, vì nó hydrat rất chậm và nở thể tích rất lớn
gây ra ứng suất nội phá vỡ cấu trúc XMP.
• MgO nung ở nhiệt độ cao sẽ tạo thành
pariclage.

Phạm Trường Sơn

CNVL
Silicat K51 ĐHBKHN

11


SO3
•
•

•

•

Hàm lượng: 1 – 2,5 %
Ở nhiệt độ cao sinh khí SO2 bay
ra một phần, một phần tham gia
phản ứng tạo các khoáng chứa
SO3, làm giảm hàm lượng một số
khoáng chính
Nhiều SO3, giảm mác xi măng,
tạo các hợp chất có nhiệt độ nóng
chảy thấp gây hại cho hệ thống lò
(chủ yếu lò có hệ cyclon trao đổi
nhiệt)
Cùng với R2O gây ảnh hưởng xấu
tới quá trình nung luyện cũng như
tính chất khoáng hoá và xây dựng
sau này của xi măng.
Phạm Trường Sơn

CNVL
Silicat K51 ĐHBKHN

12


R2O (R: Na, Li, K)

Phạm Trường Sơn
CNVL
Silicat K51 ĐHBKHN

13


R2 O
• Luôn luôn có trong đất sét và do đó lẫn vào
trong CLK XMP.
• Khi nung ở nhiệt độ cao R2O sẽ bay hơi,
lượng còn lại trong CLK rất ít vào khoảng 0,5
– 1 %.
• Lượng K2O nhiều gấp 15 lần lượng Na2O.
• Sự có mặt của R2O trong XM là nguyên nhân
làm cho tốc độ đông kết không đồng đều và
tạo thành những vết loang trên bề mặt cấu
trúc XMP
Phạm Trường Sơn
CNVL
Silicat K51 ĐHBKHN

14


TiO2
• Luôn có trong đất sét,
trong XMP chiếm khoảng
0,3 %.
• Nếu thay SiO2 bằng TiO2
vào khoảng 4 -5 % chẳng
những không gây hại mà
còn làm tăng thêm độ bền
của XMP.
• Ngoài ra, có mặt TiO2 với
lượng ít có tác dụng làm
tăng quá trình tinh thế hóa
tinh thể trong CLK XMP.
Phạm Trường Sơn
CNVL
Silicat K51 ĐHBKHN

15


Mn2O3
•
•

•

Có trong CLK XMP vào

khoảng 1,5 % khi sử dụng xỉ lò
cao mà nguyên liệu sản xuất.
Sự có mặt của Mn2O3 làm cho
CLK XMP sẽ có màu nâu
hung, nhưng nó không có
quan hệ gì tới tính chất của
CLK XMP.
Mn2O3 có thể thay thế Fe2O3
tới 4 % cũng không gây ảnh
hưởng gì tới chất lượng của
CLK XMP. Thay vì tạo khoáng
4CaO.Al2O3.Fe2O3 sẽ tạo
khoáng 4CaO.Al2O3.Mn2O3 có
tính chất tương tự nhau.
Phạm Trường Sơn
CNVL
Silicat K51 ĐHBKHN

16


P2O5
• Có rất ít trong phối
liệu CLK XMP, vào
khoảng 1 – 2 %.
• Nó làm giảm tốc độ
đóng rắn của XMP.

Phạm Trường Sơn
CNVL

Silicat K51 ĐHBKHN

17


2. THÀNH PHẦN KHOÁNG
TRONG CLK XMP
Công thức
hóa học

Công thức rút gọn

Ký hiệu

Tricalcium
silicate (alite)

3CaO.SiO2

C3S

Dicalcium
silicate (belite)

2CaO.SiO2

C2S

Tricalcium
aluminate

3CaO.Al2O3

C3A

Tetracalcium
aluminoferrite

4CaO.Al2O3.Fe2O3

C4AF

Phạm Trường Sơn
CNVL
Silicat K51 ĐHBKHN

18


Refrences
• Vũ Linh, Kỹ thuật sản xuất Các chất kết dính,
Trường ĐHBK xuất bản, năm 1969.
• PSG. Bùi Văn Chén, Kỹ thuật sản xuất Xi măng
Pooc-lăng và chất kết dính, Bách Khoa 2001.

Phạm Trường Sơn
CNVL
Silicat K51 ĐHBKHN

19