Nghiên cứu ảnh hưởng của hỗn hợp phụ gia đá vôi puzoland đến các tính chất cơ lý của xi măng poóc lăng hỗn hợp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------

NGUYỄN THANH TÙNG

Nguyễn Thanh Tùng

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HỖN HỢP PHỤ GIA
ĐÁ VÔI – PUZOLAND ĐẾN CÁC TÍNH CHẤT CƠ LÝ
CỦA XI MĂNG POÓC-LĂNG HỖN HỢP

KỸ THUẬT HÓA HỌC

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
KỸ THUẬT HÓA HỌC

2016B
Hà Nội – Năm 2019


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
--------------------------------------Nguyễn Thanh Tùng

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HỖN HỢP PHỤ GIA ĐÁ
VÔI – PUZOLAND ĐẾN CÁC TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA XI
MĂNG POÓC-LĂNG HỖN HỢP

Chuyên ngành: Kỹ thuật Hóa học
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

KỸ THUẬT HÓA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
Tiến sĩ Nguyễn Thành Đông

Hà Nội – Năm 2019


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi dưới sự hướng dẫn của

Tiến sĩ Nguyễn Thành Đông. Các số liệu và kết quả được trình bày trong luận văn
này là trung thực và chính xác, một số kết quả được trích dẫn từ các bài báo, sách đã
được công bố. Các kết quả này chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình
nào khác.
Tác giả luận văn

Nguyễn Thanh Tùng


LỜI CẢM ƠN
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đặc biệt sâu sắc đến Tiến sĩ Nguyễn Thành Đông
đã tận tình hướng dẫn và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình
thực hiện luận văn.
Tôi xin chân thành cám ơn cơ sở đào tạo, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
đã tạo điều kiện thuận lợi về thời gian và cơ sở vật chất giúp tôi hoàn thành được
luận văn này.
Tôi xin cám ơn Lãnh đạo Viện Kỹ thuật Hóa học, các quý thầy cô trong Viện
Kỹ thuật Hóa học trong bộ môn Hóa Silicat đã giúp đỡ và động viên tôi trong quá
trình thực hiện đề tài luận văn.

Cuối cùng tôi xin chân thành cám ơn lãnh đạo Tổng Công ty Công nghiệp Xi
măng Việt Nam, Công ty Tư vấn Đầu tư Phát triển Xi măng, Công ty Cổ phần Xi
măng Vicem Bút Sơn, Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng, Viện Vật liệu xây
dựng, gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã nhiệt tình giúp đỡ, động viên và tạo mọi
điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu.


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1
Mục tiêu luận văn ...............................................................................................2
Đối tượng nghiên cứu .........................................................................................2
Chương 1. TỔNG QUAN ...........................................................................................4
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XI MĂNG POÓC-LĂNG ...............................4
1.1.1. Khái niệm về xi măng poóc-lăng .......................................................4
1.1.2. Khái niệm về xi măng poóc-lăng hỗn hợp .........................................4
1.1.3. Thành phần của clinker xi măng poóc-lăng .......................................5
1.1.4. Phản ứng thủy hóa của xi măng .........................................................7
1.1.5. Quá trình hình thành và tính chất cơ lý của đá xi măng ....................9
1.1.6. Các tính chất cơ lý của xi măng .......................................................10
1.2. PHỤ GIA XI MĂNG ................................................................................14
1.2.1. Khái niệm về phụ gia xi măng .........................................................14
1.2.2. Tính chất của phụ gia xi măng .........................................................14
1.2.3. Một số loại phụ thường được sử dụng .............................................15
1.3. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHỤ GIA ĐÁ VÔI ........................................18
1.3.1. Khái niệm và phân loại đá vôi .........................................................18
1.3.2. Các đặc trưng của đá vôi ..................................................................20
1.3.3. Đặc tính của đá vôi và việc sử dụng đá vôi sản xuất xi măng .........21
1.4. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PUZOLAND TỰ NHIÊN .............................23
1.4.1. Khái niệm và phân loại puzoland ....................................................23
1.4.2. Các đặc trưng của puzoland tự nhiên ...............................................24

1.4.3. Đặc tính của puzoland tự nhiên dùng trong xi măng .......................24
1.5. MỘT SỐ CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU DÙNG ĐÁ VÔI, PUZOLAND
LÀM PHỤ GIA XI MĂNG ..................................................................................27
1.5.1. Nghiên cứu về phụ gia đá vôi ..........................................................27
1.5.2. Nghiên cứu về phụ gia puzoland .....................................................28
1.5.3. Nghiên cứu về hỗn hợp phụ gia đá vôi - puzoland ..........................29


KẾT LUẬN CHUNG ................................................................................................29
Chương 2. THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................30
2.1. NGUYÊN LIỆU VÀ DỤNG CỤ, THIẾT BỊ SỬ DỤNG.........................30
2.1.1. Nguyên liệu ......................................................................................30
2.1.2. Dụng cụ, thiết bị...............................................................................30
2.2. SƠ ĐỒ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ................................................31
2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ................................31
2.4. CHUẨN BỊ CÁC CẤP PHỐI NGHIÊN CỨU .........................................32
2.4.1. Mẫu đối chứng (ĐC) ........................................................................32
2.4.2. Mẫu pha phụ gia ..............................................................................32
2.4.3. Tỷ lệ thạch cao .................................................................................32
2.5. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH .......................................................33
2.5.1. Phương pháp phân tích nhiễu xạ tia X (XRD) .................................34
2.5.2. Phương pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM) ................................36
Chương 3. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN ........................................38
3.1. KẾT QUẢ KHẢO SÁT CÁC NGUYÊN LIỆU ĐẦU VÀO ....................38
3.2. ẢNH HƯỞNG CỦA HỖN HỢP ĐÁ VÔI XANH HỒNG SƠN, BAZAN
MỎM CHANH ĐẾN CÁC TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA XI MĂNG ....................44
3.2.1. Ảnh hưởng của thành phần phụ gia đến độ mịn ..............................44
3.2.2. Ảnh hưởng của thành phần phụ gia đến lượng nước tiêu chuẩn .....46
3.2.3. Ảnh hưởng của thành phần phụ gia đến thời gian ninh kết .............47
3.2.4. Ảnh hưởng của thành phần phụ gia đến độ ổn định thể tích ...........49

3.2.5. Ảnh hưởng của thành phần phụ gia đến cường độ ..........................49
3.2.6. Khảo sát cấu trúc xi măng bằng XRD và SEM ...............................54
Chương 4: KẾT LUẬN .............................................................................................59
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................60


DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Thành phần hóa học của clinker .................................................................6
Bảng 1.2: Thành phần 4 khoáng chính của clinker .....................................................6
Bảng 1.3: Phân loại đá vôi nguyên liệu làm vật liệu xây dựng.................................21
Bảng 1.4: Thành phần hóa học của một số loại puzoland tự nhiên ..........................24
Bảng 2.1: Thành phần hóa của clinker Vicem Bút Sơn……………………………30
Bảng 2.2: Thành phần 4 khoáng chính của clinker ...................................................30
Bảng 2.3: Thành phần cấp phối mẫu (% khô tuyệt đối) ...........................................33
Bảng 2.4: Các phương pháp phân tích mẫu nghiên cứu ...........................................33
Bảng 3.1: Thành phần hóa đá vôi xanh Hồng Sơn, (% khối lượng)……………….39
Bảng 3.2: Thành phần hóa và độ hoạt tính của bazan Mỏm Chanh .........................41
Bảng 3.3: Kích thước và độ hoạt tính của bazan Mỏm Chanh .................................41
Bảng 3.4: Nước tiêu chuẩn của các mẫu pha phụ gia ...............................................46
Bảng 3.5: Thời gian ninh kết của các mẫu pha phụ gia ............................................47
Bảng 3.6: Độ ổn định thể tích của các mẫu pha phụ gia ...........................................49
Bảng 3.7: Cường độ của các mẫu pha phụ gia……………………………………..49


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1: Vi cấu trúc hạt xi măng trong quá trình hidrat hóa .....................................8
Hình 1.2: Mô tả độ rỗng của đá xi măng ..................................................................13
Hình 1.3: Vi ảnh cấu trúc đá vôi canxit (trái) và cận cảnh tinh thể canxit (trái) ......21
Hình 1.4: Vi ảnh cấu trúc puzoland tự nhiên ............................................................24

Hình 2.1: Sơ đồ nghiên cứu thực nghiệm………………………………………….31
Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý phương pháp XRD (trái) và máy XRD (phải) ...............35
Hình 2.3: Sơ đồ nguyên lý hoạt động (trái) và một máy SEM điển hình (phải) .......36
Hình 3.1: Đá vôi xanh Hồng Sơn làm phụ gia xi măng……………………………38
Hình 3.2: Khai thác đá bazan Mỏm Chanh tại mỏ ....................................................40
Hình 3.3: Giản đồ XRD của đá bazan Mỏm Chanh..................................................42
Hình 3.4: Vi ảnh cấu trúc puzoland Hà Nam ............................................................43
Hình 3.5: Biểu đồ quan hệ độ mịn và thành phần phụ gia ........................................45
Hình 3.6: Biểu đồ quan hệ giữa nước tiêu chuẩn và thành phần phụ gia .................46
Hình 3.7: Biểu đồ quan hệ giữa thời gian ninh kết và thành phần phụ gia ...............48
Hình 3.8: So sánh mức độ gia tăng cường độ ở độ tuổi R1 và R3 của các mẫu ........50
Hình 3.9: Biểu đồ so sánh mức độ gia tăng cường độ ở độ tuổi R3 và R7 của các
mẫu nghiên cứu .........................................................................................................52
Hình 3.10: Biểu đồ so sánh mức độ gia tăng cường độ ở độ tuổi R7 và R28 của các
mẫu nghiên cứu .........................................................................................................53
Hình 3.11: Ảnh SEM của mẫu V20P15 ở độ tuổi 3 ngày .........................................54
Hình 3.12: Ảnh SEM mẫu V15P20 ở độ tuổi 3 ngày ...............................................55
Hình 3.13: Cấu trúc mẫu V15P20 ở tuổi mẫu 1 ngày ...............................................56
Hình 3.14: Cấu trúc mẫu V15P20 ở tuổi mẫu 3 ngày ...............................................56
Hình 3.15: Cấu trúc mẫu V15P20 ở tuổi mẫu 7 ngày ...............................................57
Hình 3.16: Cấu trúc mẫu V15P20 ở tuổi mẫu 28 ngày .............................................57


Luận văn Thạc sĩ

CBHD: Ts. Nguyễn Thành Đông

MỞ ĐẦU
Xi măng là một trong những ngành công nghiệp được hình thành sớm nhất
ở nước ta. Ngày 25/12/1889, nhà máy xi măng đầu tiên trên bán đảo Đông Dương

được người Pháp khởi công xây dựng tại Hải Phòng. Trải qua 130 năm hình thành
và phát triển, đến nay trên cả nước đã có khoảng 90 công ty, đơn vị trực tiếp sản
xuất và phục vụ sản xuất xi măng, cung cấp ra thị trường hàng hàng chục triệu tấn
xi măng các loại, không những đáp ứng nhu cầu tiêu dùng nội địa mà còn xuất khẩu
đi nhiều quốc gia khác trên thế giới. Công nghiệp xi măng đã đóng góp một phần
không nhỏ vào tốc độ tăng trưởng kinh tế Việt Nam, thuộc một trong những lĩnh
vực được xác định là chủ lực trong chiến lược phát triển kinh tế xã hội của đất
nước.
Trong công nghệ sản xuất xi măng, nguyên liệu sử dụng nhiều nhất là đá
vôi, ở hai công đoạn chế tạo bột phối liệu và phụ gia nghiền. Do đặc điểm địa chất,
Việt Nam là nước có nguồn đá vôi dồi dào về trữ lượng. Theo Báo cáo “Quy hoạch
thăm dò, khai thác, chế biến và sử dụng khoáng sản làm vật liệu xây dựng ở Việt
Nam đến năm 2020” (phần khoáng sản xi măng được Thủ tướng phê duyệt tại
Quyết định số 105/2008/QĐ-TTg ngày 28/7/2008 và Quyết định số 1065/QĐ-TTg
ngày 9/7/2010 phê duyệt điều chỉnh, bổ sung Quy hoạch thăm dò, khai thác và sử
dụng khoáng sản làm xi măng ở Việt Nam đến năm 2020) thì: Tổng tài nguyên đá
vôi làm nguyên liệu cho sản xuất xi măng ở Việt Nam rất lớn, trữ lượng khả dụng
khoảng 44,739 tỷ tấn.
Cùng với đá vôi, các loại đá bazan phong hóa, puzoland tự nhiên cũng là
nguyên liệu không thể thiếu trong việc sản xuất xi măng. Khác với đá vôi, puzoland
thường chỉ được sử dụng làm phụ gia nghiền, do đó tỷ lệ sử dụng thấp hơn nhiều so
với đá vôi. Tuy nhiên, puzoland lại có có vai trò rất quan trọng, không những làm
giảm được lượng clinker tiêu thụ mà còn góp phần nâng cao chất lượng xi măng,

HVTH: Nguyễn Thanh Tùng

1


Luận văn Thạc sĩ

CBHD: Ts. Nguyễn Thành Đông

đạt và duy trì được những chỉ tiêu chất lượng cho xi măng thành phẩm mà ít có
nguyên liệu khác nào có thể làm được. Về mặt kinh tế, việc sử dụng puzoland làm
phụ gia nghiền luôn mang lại hiệu quả kinh tế cao cho các đơn vị sản xuất. Do khi
có mặt trong cấp phối nghiền, puzoland sẽ thay thế một phần clinker nên điều này
cũng góp phần bảo vệ môi trường, khi biết rằng, bình quân, việc nung luyện được 1
tấn clinker xi măng sẽ phát thải ra môi trường khoảng 1,3÷1,5 tấn CO2.
Nghiên cứu tìm giải pháp để đưa đồng thời cả đá vôi và puzoland vào xi
măng với vai trò là phụ gia ở công đoạn nghiền vừa có thể cải thiện một số tính chất
của xi măng, vừa giảm được tỉ lệ sử dụng clinker trong cấp phối, nhằm ổn định,
nâng cao chất lượng và giảm giá thành xi măng. Ngoài ra, dùng puzoland làm phụ
gia còn góp phần bảo vệ môi trường do gián tiếp giảm được lượng đá vôi, than đá
sử dụng để nung luyện clinker, hạn chế khai thác tài nguyên thiên nhiên.
Vì vậy, lựa chọn đề tài“Nghiên cứu ảnh hưởng của hỗn hợp phụ gia đá vôi
– puzoland đến các tính chất cơ lý của xi măng poóc-lăng hỗn hợp” mang tính khoa
học, lại vừa mang tính ứng dụng cao cho các công ty sản xuất xi măng.
Mục tiêu luận văn
 Đánh giá ảnh hưởng của đá vôi và puzoland đến các tính chất cơ lý
của xi măng poóc-lăng hỗn hợp, bao gồm:
Thời gian ninh kết;
Độ dẻo;
Độ ổn định thể tích;
Cường độ kháng nén;
 Xác định tỷ lệ đá vôi/puzoland tối ưu trong cấp phối phụ gia;
 Nghiên cứu tương hỗ giữa đá vôi với puzoland (nếu có) đến chất
lượng xi măng khi có mặt cấu tử còn lại.
Đối tượng nghiên cứu
Để thực hiện các mục tiêu trên, luận văn đã triển khai các nội dung nghiên

cứu chủ yếu như sau:

HVTH: Nguyễn Thanh Tùng

2


Luận văn Thạc sĩ

CBHD: Ts. Nguyễn Thành Đông

 Nghiên cứu thành phần khoáng, hóa và một số đặc tính nổi bật của
các nguyên liệu sử dụng: Clinker Vicem Bút Sơn, đá vôi xanh Hồng
Sơn (Kim Bảng, Hà Nam), puzoland tự nhiên (đá bazan Mỏm Chanh
- Thanh Liêm, Hà Nam), thạch cao tự nhiên Thái Lan;
 Nghiên cứu ảnh hưởng của hỗn hợp đá vôi – puzoland ở các tỷ lệ
khác nhau trong phụ gia tổng hợp đến các tính chất của xi măng
poóc-lăng hỗn hợp, bao gồm:
Lượng nước tiêu chuẩn;
Thời gian đông kết;
Độ ổn định thể tích;
Cường độ kháng nén;
 Nghiên cứu sự tương hỗ giữa đá vôi và puzoland trong cấp phối có
ảnh hưởng như thế nào đến các tính chất cơ lý của xi măng.

HVTH: Nguyễn Thanh Tùng

3

Luận văn Thạc sĩ

CBHD: Ts. Nguyễn Thành Đông

Chương 1. TỔNG QUAN
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XI MĂNG POÓC-LĂNG
1.1.1. Khái niệm về xi măng poóc-lăng
Theo định nghĩa của Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 2682:2009 Xi măng poóclăng - yêu cầu kỹ thuật thì xi măng poóc-lăng là chất kết dính thủy, được chế tạo
bằng cách nghiền mịn clinker xi măng poóc-lăng với một lượng thạch cao cần thiết.
Trong quá trình nghiền có thể sử dụng phụ gia công nghệ nhưng không quá 1% so
với khối lượng clinker.
Phụ gia công nghệ (trợ nghiền, kỵ ẩm,…) gồm các chất cải thiện quá trình
nghiền, vận chuyển, đóng bao và/hoặc bảo quản xi măng nhưng không làm ảnh
hưởng xấu tới tính chất của xi măng, vữa và bêtông.
Clinker xi măng poóc-lăng là sản phẩm chứa các pha (khoáng) có tính chất
kết dính thủy lực, nhận được bằng cách nung đến kết khối hay nóng chảy hỗn hợp
các nguyên liệu xác định (phối liệu), chứa các khoáng canxi silicát, canxi aluminat
và canxi fero aluminat với tỷ lệ xác định, được định nghĩa bởi Tiêu chuẩn Việt Nam
TCVN 5438:2004 Xi măng - thuật ngữ và định nghĩa; quy định chất lượng tại Tiêu
chuẩn quốc gia TCVN 7024:2013 Clanhke xi măng poóc-lăng.
Thạch cao là vật liệu đá thiên nhiên hoặc nhân tạo có chứa khoáng
CaSO4.2H2O, được sử dụng làm phụ gia điều chỉnh thời gian đông kết của xi măng.
Thạch cao để sản xuất xi măng poóc-lăng có chất lượng theo quy định hiện hành
TCVN 9807-2013 Thạch cao dùng để sản xuất xi măng.
1.1.2. Khái niệm về xi măng poóc-lăng hỗn hợp
Theo Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6260:2009, xi măng poóc-lăng hỗn hợp
là loại chất kết dính thủy lực, được chế tạo bằng cách nghiền mịn hỗn hợp clinker xi
măng poóc-lăng với một lượng thạch cao cần thiết và các phụ gia khoáng hoặc bằng
cách trộn đều các phụ gia khoáng đã nghiền mịn với xi măng poóc-lăng không chứa
phụ gia khoáng.

Clinker xi măng poóc-lăng dùng để sản xuất xi măng poóc-lăng hỗn hợp có

HVTH: Nguyễn Thanh Tùng

4


Luận văn Thạc sĩ

CBHD: Ts. Nguyễn Thành Đông

hàm lượng magie ôxit (MgO) không lớn hơn 5%.
Phụ gia khoáng để sản xuất xi măng poóc-lăng hỗn hợp phải thỏa mãn các
yêu cầu của TCVN 6882:2001 và quy chuẩn sử dụng phụ gia trong sản xuất xi
măng.
Phụ gia công nghệ gồm các chất cải thiện quá trình nghiền, vận chuyển,
đóng bao và/hoặc bảo quản của xi măng nhưng không làm ảnh hưởng xấu tới tính
chất của xi măng, vữa và bê tông; hàm lượng phụ gia công nghệ trong xi măng
không lớn hơn 1%.
Tổng lượng các phụ gia khoáng (không kể thạch cao) trong xi măng poóclăng hỗn hợp, tính theo khối lượng xi măng, không lớn hơn 40% trong đó phụ gia
đầy không lớn hơn 20%.
Xi măng poóc-lăng hỗn hợp gồm ba mác PCB30, PCB40 và PCB50, trong
đó:
 PCB là quy ước cho xi măng poóc-lăng hỗn hợp;
 Các trị số 30, 40 , 50 là cường độ nén tối thiểu mẫu vữa chuẩn ở
tuổi 28 ngày đóng rắn, tính bằng MPa, xác định theo TCVN
6016:1995 (ISO 679:1989).
1.1.3. Thành phần của clinker xi măng poóc-lăng
Clinker xi măng là sản phẩm chứa các pha (khoáng) có tính chất kết dính
thủy lực, nhận được bằng cách nung đến kết khối hay nóng chảy hỗn hợp các

nguyên liệu xác định (phối liệu).
Clinker xi măng poóc-lăng là clinker xi măng chứa các khoáng canxi silicat,
canxi aluminat và canxi fero aluminat với tỷ lệ xác định.
Clinker xi măng poóc-lăng là nguyên liệu đầu vào của quá trình sản xuất xi
măng poóc-lăng. Clinker xi măng poóc-lăng thường ở dạng hạt có đường kính 10 ÷
40mm, có cấu trúc phức tạp (có nhiều khoáng ở dạng tinh thể và một số khoáng ở
dạng vô định hình).
Clinker xi măng poóc-lăng được tạo thành do quá trình nung luyện phối

HVTH: Nguyễn Thanh Tùng

5


Luận văn Thạc sĩ

CBHD: Ts. Nguyễn Thành Đông

liệu trong lò nung, nhiệt độ nung luyện khoảng 1.450oC. Chất lượng của clinker phụ
thuộc vào thành phần khoáng vật, hóa học và công nghệ sản xuất.
Thành phần hóa học của clinker bao gồm các oxit chính là CaO, Al2O3,
SiO2, Fe2O3 và các oxit tạp chất như MgO, K2O, Na2O… Giới hạn về tỷ lệ của các
oxit này trong clinke được trình bày như trong Bảng 1.1.
Bảng 1.1: Thành phần hóa học của clinker
Thành phần hóa học

CaO

Al2O3

SiO2

Fe2O3

MgO

K2O+Na2O

% khối lượng

63÷67

4÷8

20÷22

2÷4

1÷5

0,5÷3

Thành phần 4 khoáng chính của clinker được trình bày như trong Bảng 1.2.
Ngoài ra là pha thủy tinh.
Bảng 1.2: Thành phần 4 khoáng chính của clinker
Thành phần

C3S

khoáng

(3CaO.SiO2)

Tỷ lệ %

45 ÷ 65

C2 S

C3A

C4AF

(2CaO.SiO2) (3CaO.Al2O3) (4CaO.Al2O3.Fe2O3)
10 ÷ 37

5 ÷ 15

10 ÷ 18

Đặc tính đặc trưng của từng khoáng:
 Alit (C3S): thành phần chính là 3CaO.SiO2, chiếm từ 45÷65% trong
clinker. Khoáng này phản ứng nhanh với nước, tỏa nhiều nhiệt khi
thủy hóa, cho sản phẩm đông rắn cao nhất sau 28 ngày. Đây là một
trong số các pha quan trọng nhất của clinker.
 Belit (C2S): thành phần chính là 2CaO.SiO2, chiếm 10÷37% trong
clinker. Khoáng này phản ứng với nước tỏa ít nhiệt và cho sản phẩm
có độ đông rắn chậm nhưng sau 28 ngày cũng đạt được yêu cầu
tương đương Alit.
 Celit (C4AF): thành phần chính là 4CaO.Al2O3.Fe2O3, chiếm

10÷18% trong clinker, là khoáng cho phản ứng tỏa ít nhiệt và cho
sản phẩm phản ứng với độ đông rắn thấp.

HVTH: Nguyễn Thanh Tùng

6


Luận văn Thạc sĩ

CBHD: Ts. Nguyễn Thành Đông

 Canxi aluminat (C3A): thành phần chính là 3CaO.Al2O3, chiếm
5÷15%. Khoáng này phản ứng nhanh với nước, tỏa nhiều nhiệt, cho
sản phẩm phản ứng ban đầu đông rắn nhanh nhưng sau đó lại chậm
và kém hơn Alit.
1.1.4. Phản ứng thủy hóa của xi măng
Khi trộn xi măng với nước, các khoáng C3S, C2S, C3A, C4AF thực hiện
phản ứng thủy hóa. Tùy thuộc vào loại khoáng, hàm lượng khoáng, hàm lượng pha
thủy tinh mà khả năng tương hỗ của xi măng với nước là khác nhau, tạo nên các pha
kết dính CxSyHz, CxAyHz, Ca(OH)2 và Al(OH)3.
Quá trình hidrat hoá tạo pha poóc-lăngit Ca(OH)2 và Al(OH)3 là những
hiđrôxit dễ tan trong nước và chúng để lại những lỗ trống mao quản, đồng thời quá
trình bay hơi của nước dư trong thời kỳ hidrat hoá tạo nên độ xốp, rỗng trong vữa xi
măng và bê tông.
1.1.4.1. Quá trình hidrat hóa của C3S (Alit)
Thời kì ban đầu, ngay khi đổ nước vào để trộn vữa, bề mặt của hạt C3S tan
dần ra để cung cấp các ion Ca2+, OH-, H2SiO42- vào dung dịch. Dần dần dung dịch
trở nên quá bão hòa Ca(OH)2 và pha rắn này bắt đầu kết tủa gọi là pha poóc-lăngit.
Lúc này có sự cạnh tranh nảy sinh các tinh thể Ca(OH)2 và CSH. Ở điều kiện

thường, phản ứng thủy hóa chỉ hoàn toàn kết thúc sau thời gian từ 1 đến 1,5 năm và
có thể viết như sau:
2(3CaO.SiO2) + 4H2O → 3CaO.2SiO2.3H2O + 3Ca(OH)2
Phản ứng hidrat hóa của C3S tách ra Ca(OH)2. Hàm lượng C3S trong xi
măng chiếm tỷ lệ lớn nên lượng Ca(OH)2 tách ra khá lớn.
1.1.4.2. Quá trình hidrat hóa của C2S (Belit)
Phản ứng hidrat hóa của C2S tạo thành hidrosilicat và một số lượng
Ca(OH)2, nhưng lượng Ca(OH)2 tách ra ở phản ứng này ít hơn ở phản ứng thủy hóa
của C3S.
2(2CaO.SiO2)+ 4H2O → 3CaO.2SiO2.3H2O + Ca(OH)2

HVTH: Nguyễn Thanh Tùng

7


Luận văn Thạc sĩ

CBHD: Ts. Nguyễn Thành Đông

1.1.4.3. Quá trình hidrat hóa của C3A (Canxi Aluminat)
Sự tác dụng tương hỗ giữa C3A và H2O sẽ sinh ra phản ứng và phát ra một
lượng nhiệt khá lớn theo phương trình sau:
3CaO.Al2O3 + 6H2O → 3CaO.Al2O3.6H2O
Phản ứng phụ: khi trong xi măng poóc-lăng có mặt của thạch cao sống thì
sẽ tác dụng với thành phần C3A và hình thành một khoáng vật mới gây trương nở
thể tích theo phản ứng sau:
3CaO.Al2O3 + 3(CaSO4.2H2O)+ 26H2O → 3CaO.Al2O3.3CaSO4.32H2O
1.1.4.4. Quá trình hidrat hóa của C4AF
Khi cho C4AF tác dụng với H2O trong điều kiện xi măng thủy hóa hoàn

toàn và hình thành một lượng vôi bão hòa thì phản ứng sẽ xảy ra trong điều kiện
nhiệt độ của môi trường theo phương trình phản ứng sau:
4CaO.Al2O3.Fe2O3 + 12H2O → 3CaO.Al2O3.6H2O + CaO.Fe2O3.6H2O

Hình 1.1: Vi cấu trúc hạt xi măng trong quá trình hidrat hóa

HVTH: Nguyễn Thanh Tùng

8


Luận văn Thạc sĩ

CBHD: Ts. Nguyễn Thành Đông

1.1.5. Quá trình hình thành và tính chất cơ lý của đá xi măng
Đá xi măng là sản phẩm của quá trình thủy hóa xi măng sau một thời gian
đã đạt tới một cường độ nhất định. Quá trình hình thành đá xi măng (cơ chế đông
rắn của vữa) diễn ra như sau:
Bắt đầu từ khi trộn nước và hỗn hợp cấp phối (thường là xi măng và cát,
theo tỷ lệ 1:3) độ dẻo của vữa tăng dần. Phản ứng thủy hóa của C3A diễn ra, những
tinh thể ettringit đầu tiên bắt đầu xuất hiện. Ở giữa các hạt xi măng là dung dịch bão
hòa 𝑆𝑂42− và Ca2+. Gần như ngay lập tức, monosunfat (3CaO.Al2O3.CaSO4.12H2O)
được tạo thành, sản phẩm này ngăn chặn sự tấn công ồ ạt của nước, quá trình hidrat
hóa chậm lại. Sau đó là phản ứng kết tinh của silicat, aluminat phía trong màng,
màng bị phá vỡ và sự hidrat hóa xảy ra tiếp tục.
Quá trình trên lặp lại nhiều lần, hidrosilicatcanxi, hidroaluminatcanxi dạng
sợi, dạng hình kim … được tạo thành. Khi nồng độ cao 𝑆𝑂42− và Ca2+ không còn đủ
lớn tạo thành ettringit, sự tạo thành gel C-S-H xảy ra liên tục. Chính nhờ cơ chế này
mà tạo nên cường độ của xi măng.

Quá trình đóng rắn của đá xi măng có thể chia thành các giai đoạn:
 Giai đoạn 1:
Xảy ra sự khuếch tán các hạt xi măng vào trong nước, các phân tử nước tấn
công ồ ạt lên bề mặt các hạt xi măng. Bắt đầu hình thành Ca(OH)2, monosufat và
C3A.3CaSO4.32H2O (ettringit) trên bề mặt các hạt khoáng. Giai đoạn kéo dài
khoảng 10 phút và không tạo thành cấu trúc.
 Giai đoạn 2:
Tốc độ phản ứng hidrat hóa chậm lại do keo monosunfat hình thành bao
bọc lấy các hạt xi măng, độ dẻo của vữa trong giai đoạn này là ổn định, sau đó xuất
hiện sự kết tinh của các tinh thể silicat, aluminat phía trong phá hủy màng. Quá
trình thủy hóa trên được lặp đi lặp lại đến khi nồng độ 𝑆𝑂42− không còn đủ để tạo
thành ettringit, giai đoạn này kéo dài khoảng 2 giờ và các gel C-S-H bắt đầu xuất

HVTH: Nguyễn Thanh Tùng

9


Luận văn Thạc sĩ

CBHD: Ts. Nguyễn Thành Đông

hiện.
 Giai đoạn 3:
Do nồng độ 𝑆𝑂42− quá nhỏ, khả năng tạo lớp keo giả bền và ettringit không
còn nữa, tốc độ phản ứng tăng vọt, sự hình thành gel C-S-H lấp đầy vào khoảng
trống giữa các hạt xi măng rất nhanh chóng. Cứ thế đá xi măng được tạo thành và
cường độ của đá (tính theo cường độ kháng nén) bắt đầu phát triển mạnh. Giai đoạn
này kéo dài 24 giờ và phần nhiều khoáng xi măng đã tham gia quá trình hidrat hóa.
 Giai đoạn 4:

Sau 24 giờ tốc độ thủy hóa của các khoáng bắt đầu giảm dần, cấu trúc bắt
đầu ổn định và phản ứng thủy hóa vẫn tiếp tục với phần khoáng còn lại.
1.1.6. Các tính chất cơ lý của xi măng
1.1.6.1. Độ mịn của xi măng
Là đại lượng biểu thị cho kích thước của các hạt xi măng được thể hiện
bằng phần trăm còn lại trên sàng hay dưới sàng có kích thước lỗ nhất định [2]. Có
độ mịn cao thì kích thước hạt xi măng nhỏ diện tích tiếp xúc của các hạt xi măng
với nước làm tăng nhanh quá trình thuỷ hoá của xi măng làm cho xi măng dễ tác
dụng với nước, rắn chắc nhanh.
Độ mịn xi măng được xác định bằng hai cách:
 Xác định độ sót sàng (%), phổ biến là cỡ sàng 90μm và 45μm.
 Xác định tỷ diện bề mặt theo phương pháp Blaine.
1.1.6.2. Lượng nước tiêu chuẩn
Là tỷ lệ nước và xi măng cần thiết đề thực hiện quá trình ban đầu của sự
đóng rắn tạo nên vữa xi măng có độ dẻo tiêu chuẩn. Khi nước dư nhiều ảnh hưởng
nhiều đến tốc độ phát triển cường độ, cho cường độ thấp vì tạo độ xốp trong đá xi
măng. Xi măng poóc-lăng thường có lượng nước tiêu chuẩn từ 24 - 30%.
1.1.6.3. Thời gian đông kết của xi măng
Khi trộn xi măng với nước sẽ xảy ra phản ứng thủy hóa của các khoáng
trong xi măng, vữa tạo thành theo thời gian mất dần tính dẻo, sau đó trở nên cứng

HVTH: Nguyễn Thanh Tùng

10


Luận văn Thạc sĩ

CBHD: Ts. Nguyễn Thành Đông

và có thể chịu lực. Thời gian đông kết bao gồm:
 Thời gian bắt đầu đông kết: Là thời gian từ khi bắt đầu trộn nước đến
trước khi vữa mất tính dẻo.
 Thời gian kết thúc đông kết: Là thời gian từ khi trộn nước đến khi vữa
cứng lại và có thể chịu lực.
Thời gian đông kết của đá xi măng phụ thuộc vào thành phần khoáng
clinker, lượng nước tiêu chuẩn, độ mịn của xi măng, nhiệt độ môi trường, lượng và
loại phụ gia pha vào.
1.1.6.4. Độ ổn định thể tích của đá xi măng
Trong suốt quá trình đóng rắn, thể tích của đá xi măng luôn thay đổi. Nếu
sự thay đổi này quá lớn hoặc quá nhanh sẽ gây ra rạn nứt công trình. Sự không ổn
định thể tích của xi măng là do ôxit CaO và ôxit MgO gây nên.
* MgO tự do:
Không tham gia vào quá trình tạo clinker mà sau khi xi măng đóng rắn nó
mới bị thủy hóa tạo Mg(OH)2 có thể tăng thể tích lên làm đá xi măng bị nứt
vỡ. Có trường hợp sau hai năm MgO mới bị thủy hóa, do đó cần hạn chế
lượng MgO ≤ 5%.
* CaO tự do:
Không tham gia vào phản ứng tạo clinker mà nằm ở dạng ôxit canxi bị các
chất nóng chảy bao bọc xung quanh nên bị thủy hóa chậm gây nở thể tích
làm rạn nứt đá xi măng.
Cũng có thể do cấp hạt xi măng quá lớn, làm tốc độ thủy hóa xảy ra chậm,
các sản phẩm gel C-S-H, aluminat hình thành khi công trình ổn định cũng gây ra sự
mất ổn định thể tích. Do vậy bất kì loại xi măng thành phẩm nào trên thị trường
cũng phải có cấp hạt và hàm lượng các chất nằm trong giới hạn cho phép.
1.1.6.5. Cường độ của xi măng (mác xi măng)
Cường độ xi măng là giá trị lực biểu thị giới hạn bền cơ học của đá xi măng
trên một đơn vị diện tích. Là chỉ tiêu quan trọng nhất của đá xi măng, bao gồm độ

HVTH: Nguyễn Thanh Tùng

11


Luận văn Thạc sĩ

CBHD: Ts. Nguyễn Thành Đông

bền uốn và độ bền nén của đá xi măng. Thông thường người ta đo độ bền uốn và độ
bền nén của đá xi măng được đúc theo tỷ lệ xi măng/cát là 1/3 ở tuổi 28 ngày làm
chỉ tiêu xác định mác xi măng. Khi nghiên cứu về cường độ người ta thường quan
tâm đến cường độ kháng nén (Rn), cường độ kháng uốn (Ru), cường độ kháng kéo
(Rk) của các mẫu thí nghiệm.
Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ mẫu của mác xi măng là tỷ lệ các
khoáng trong xi măng, lượng nước sử dụng, công nghệ chế tạo và chất lượng thi
công bêtông. Muốn sản xuất bê tông có cường độ kháng nén cao thì phải dùng
lượng nước ít nhất để trộn vữa. Theo tác giả R.Feret thì công thức tính Rn để biễu
diễn như sau:
Rn=K (X/N +N +A)2
Trong đó:
K: Hệ số tỷ lệ
N, X: Thể tích nước và thể tích xi măng
A: Thể tích không khí
Dựa vào công thức trên thì giảm tỷ lệ N/X sẽ tăng độ bền uốn và độ bền nén
cho bê tông.
Một yếu tố quan trọng khác là tỷ lệ N/X đã thực hiện trong quá trình trộn
vữa, bởi chính yếu tố này tác động mạnh đến tỷ lệ lộ rỗng có trong xi măng và
cường độ của mẫu. Mặt khác nó cũng ảnh hưởng đến độ dẻo của vữa xi măng và
quả trình đầm vữa bọt khí thoát ra hay không phụ thuộc vào độ dẻo của vữa. Do vậy
tỷ lệ N/X càng cao thì cường độ của bê tông càng giảm. Cường độ của xi măng phát

triển không đều: trong 3 ngày đầu có thể đạt được 40÷50% mác xi măng, 7 ngày
đầu đạt đến 60÷70% . Trong những ngày sau tốc độ tăng cường độ còn chậm hơn
nữa, đến 28 ngày đạt được mác. Tuy nhiên trong những điều kiện thụân lợi thì sự
rắn chắc của nó có thể kéo dài hàng tháng và thậm chí hàng năm, vượt gấp 2÷3 lần
cường độ 28 ngày. Có thể xem tốc độ phát triển cường độ trung bình của xi măng
tuân theo quy luật Logarit được cho bởi công thức:

HVTH: Nguyễn Thanh Tùng

12


Luận văn Thạc sĩ

CBHD: Ts. Nguyễn Thành Đông

R28 =Rn (lg28/lgn)
R28 và Rn là cường độ của đá xi măng ở tuổi 28 ngày và n ngày (n > 3 ngày)
1.1.6.6. Độ rỗng đá xi măng
Trong đá xi măng luôn có các lỗ rỗng (chiếm từ 2÷30% tùy thuộc vào chất
lượng vữa xi măng). Kích thước các lỗ rỗng tùy thuộc vào tỷ lệ nước/xi măng,
phương pháp thi công, sử dụng phụ gia, chất lượng xi măng.
Có thể phân chia lỗ rỗng theo kích thước của đá xi măng như sau:
Lỗ rỗng lớn: có kích thước lớn hơn 100µm;
Lỗ rỗng vừa: có kích thước từ 1,6÷100µm;
Lỗ rỗng nhỏ: có kích thước từ 0,6÷106 µm.
Lỗ rỗng siêu nhỏ: có kích thước nhỏ hơn 0,6µm;
Lỗ rỗng có ảnh hưởng tới tính chất của đá xi măng. Các lỗ rỗng có đường
kính ≈ 2µm liên quan đến sự khuếch tán, xâm thực của các ion như Cl-, 𝑆𝑂42− …
làm ảnh hưởng đến độ bền vững của công trình. Các lỗ rỗng lớn hơn, kích thước từ

vài chục đến vài trăm µm liên quan đến sự thấm nước và thấm khí của công trình.
Có hai loại lỗ rỗng đá xi măng: lỗ rỗng kín và lỗ rỗng hở, lỗ rỗng kín không
nối với mao quản chỉ ảnh hưởng đến cường độ của đá mà không ảnh hưởng tới tính
chống thấm của đá xi măng.

Lỗ mao quản

Khung C-S-H

Hình 1.2: Mô tả độ rỗng của đá xi măng

HVTH: Nguyễn Thanh Tùng

13


Luận văn Thạc sĩ

CBHD: Ts. Nguyễn Thành Đông

1.1.6.7. Độ thấm của đá xi măng
Đá xi măng cũng như bê tông là hệ nhiều pha gồm: cốt liệu, pha kết dính CS-H, clinker khan chưa hidrat hóa, Ca(OH)2, các hidrat của silicat, aluminat và hệ
thống các lỗ trống, mao quản có kích thước khác nhau. Tính thấm của đá ximăng
phụ thuộc vào sự có mặt của các pha đó và tương hỗ của các pha với môi trường.
Trong đó đáng quan tâm nhất chính là tính thấm, bao gồm thấm khí, thấm nước và
thấm muối tan.
Tính thấm có liên quan rất mạnh đến độ bền của công trình. Tính thấm càng
mạnh thì công trình càng kém bền. Để giảm bớt tính thấm của công trình cần phải
có kĩ thuật tốt cũng như phải sử dụng một số loại phụ gia đặc biệt để giảm tỷ lệ
nước/xi măng, giảm tỷ lệ lỗ trống, mao quản trong đá xi măng.

1.2. PHỤ GIA XI MĂNG
1.2.1. Khái niệm về phụ gia xi măng
Phụ gia sử dụng trong sản xuất xi măng gọi chung là phụ gia khoáng. Theo
TCVN 5438:2004 Xi măng – Thuật ngữ và định nghĩa thì phụ gia khoáng (mineral
additives) là những vật liệu vô cơ thiên nhiên hoặc nhân tạo pha vào xi măng ở dạng
nghiền mịn để đạt được những chỉ tiêu chất lượng yêu cầu và không gây ảnh hưởng
xấu đến chất lượng xi măng, bê tông và cốt thép.
Theo tiêu chuẩn Mỹ ASTM C688, phụ gia xi măng là loại vật liệu làm thay
đổi các tính chất của xi măng có lợi khi vật liệu được kết hợp trong quá trình sản
xuất xi măng.
1.2.2. Tính chất của phụ gia xi măng
Từ khái niệm, có thể thấy rằng có rất nhiều loại phụ gia xi măng khác nhau.
Tùy theo nguồn gốc và cách thức sử dụng, phụ gia xi măng có thể có những tính
chất sau đây:
 Cải thiện tính năng dễ thi công của vữa xi măng và bê tông;
 Tăng độ linh động, độ sụt, kéo dài thời gian duy trì độ sụt mà không cần
làm tăng hay giảm lượng nước trộn;

HVTH: Nguyễn Thanh Tùng

14


Luận văn Thạc sĩ

CBHD: Ts. Nguyễn Thành Đông

 Làm chậm lại hoặc tăng nhanh quá trình liên kết ban đầu;
 Tạo khả năng chuyên chở bê tông tươi từ các trạm trộn ở xa đến vị trí
công trình;

 Tạo khả năng bơm bê tông lên cao để thi công nhà cao tầng, bơm đi xa để
thi công cầu, hầm hoặc công trình thủy lợi;
 Cải thiện một số tính chất của bê tông sau khi hóa cứng;
 Tăng cường độ sớm trong thời gian ban đầu để sớm tháo ván khuôn, sớm
tạo ra ứng lực nhằm tăng nhanh tiến độ thi công;
 Tăng cường độ chịu nén, uốn, kéo;
 Tăng độ chống thấm;
 Làm chậm quá trình tỏa nhiệt hoặc giảm nhiệt lượng tỏa ra khi bê tông
đang đóng rắn để tránh các vết nứt do co ngót nhiệt, đặc biệt là đối với các
công trình bê tông khối lớn như: thủy điện, đập nước...;
 Hạn chế sự nở thể tích do các phản ứng của các chất kiềm với các thành
phần của khoáng cốt liệu;
 Tạo sự liên kết bền chặt giữa các phần bê tông cũ và mới;
 Tạo màu sắc cho bê tông theo dự kiến;
Với mỗi trường hợp sử dụng phụ gia nhất định cần phải xem xét kỹ lưỡng
và tính toán, thí nghiệm cẩn thận để đảm bảo hiệu quả cao.
1.2.3. Một số loại phụ thường được sử dụng
1.2.3.1. Phụ gia khoáng hoạt tính
Là các phụ gia có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo, ở dạng nghiền mịn có
tính chất puzoland hoặc tính chất thủy lực.
 Tính chất thủy lực của vật liệu: là khả năng đông cứng lại của vật
liệu trong không khí và trong nước khi được hòa trộn với nước.
 Tính chất puzoland của vật liệu: là khả năng thể hiện tính chất thủy
lực khi khuấy trộn với hỗn hợp vôi và nước ở nhiệt độ thường, tạo
thành các sản phẩm có tính chất kết dính.

HVTH: Nguyễn Thanh Tùng

15

Luận văn Thạc sĩ

CBHD: Ts. Nguyễn Thành Đông

Căn cứ vào nguồn gốc hình thành, phụ gia khoáng hoạt tính được chia
thành 2 loại:
 Phụ gia khoáng hoạt tính thiên nhiên: bao gồm các phụ gia có nguồn
gốc từ hoạt động phun trào của núi lửa như tro núi lửa, túp, đá
bazan,…và phụ gia có nguồn gốc kết tủa trong tự nhiên như
diatomite, trepen,…
 Phụ gia khoáng nhân tạo: là sản phẩm tạo thành do nung luyện các
vật liệu khoáng trong tự nhiên hay các phế thải công nghiệp. Ví dụ
như:
 Glinhit: phụ gia nhận được khi nung đất sét ở nhiệt độ
600÷800oC;
 Meta Caolanh: là sản phẩm nhận được khi nung
caolinit ở nhiệt độ 750÷850oC;
 Tro bay: là sản phẩm cháy của than đá nghiền mịn và
các nhiên liệu dạng rắn khác ở các nhà máy nhiệt
điện, được thải ra cùng với khói thải.
 Silicafum: là dạng bụi oxit silic hoạt tính, có cỡ hạt
rất mịn (khoảng 95% cỡ hạt < 1µm), tức là mịn hơn
xi măng thông thường từ 50÷100 lần, có bề mặt riêng
rất lớn (khoảng từ 13.000÷25.000m2/kg). Silicafum là
phụ phẩm của ngành luyện kim Ferrosilic hoặc
Ferromangan.
1.2.3.2. Phụ gia đầy
Là phụ gia khoáng pha vào xi măng ở dạng nghiền mịn, chủ yếu để cải
thiện thành phần cỡ hạt và cấu trúc đá xi măng. Theo TCVN 6206:2009 Xi măng

poóc-lăng hỗn hợp - Yêu cầu kỹ thuật quy định đối với xi măng hỗn hợp PCB thì
tổng hàm lượng phụ gia thêm vào không lớn hơn 40%, trong đó hàm lượng phụ gia
đầy không lớn hơn 20% so với khối lượng xi măng.

HVTH: Nguyễn Thanh Tùng

16


Luận văn Thạc sĩ

CBHD: Ts. Nguyễn Thành Đông

Phụ gia đầy gồm các vật liệu khoáng thiên nhiên hoặc nhân tạo, chúng hầu
như không tham gia vào quá trình hidrat hoá của xi măng mà 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 công nghiệp xi măng gồm: đá vôi, đá vôi 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.
1.2.3.3. Phụ gia công nghệ
Phụ gia công nghệ gồm các chất cải thiện quá trình nghiền, vận chuyển,
đóng bao và/hoặc bảo quản xi măng nhưng không làm ảnh hưởng xấu đến tính chất
của xi măng, vữa và bê tông; hàm lượng phụ gia công nghệ trong xi măng không
lớn hơn 1% [3]. Phụ gia trợ nghiền chính là một loại phụ gia công nghệ, hỗ trợ cho
quá trình nghiền mịn xi măng.
Về mặt bản chất hoá học, các loại phụ gia trợ nghiền cho xi măng phần lớn
đều là các chất hoạt tính bề mặt, điện ly mạnh ở dạng dung dịch nước. Chúng
thường có bản tính kiềm pH = 8 – 12, khối lượng thể tích xấp xỉ 1,05 – 1,09(±0,02)
(g/cm3), nặng hơn nước chút ít và hoà tan tốt trong nước, tạo dung dịch nước độ
nhớt thấp, thấm ướt tốt bề mặt vật thể rắn phi kim loại. Trong công nghiệp xi măng

phụ gia trợ nghiền được sử dụng rất phổ biến, chúng được sử dụng khi nghiền mịn,
siêu mịn các loại xi măng giúp tăng hiệu quả quá trình nghiền, giảm năng lượng
nghiền.
Ngoài tác dụng trợ nghiền chúng còn có tác dụng bổ trợ ứng dụng khác như
tăng năng suất nghiền, khử hoặc ức chế hiện tượng pack set (agglomeration), hạ
thấp lượng nước liên kết khi đóng rắn, tăng độ bền cơ học của đá xi măng, tăng thời
gian bảo quản trong không khí ẩm, tăng tốc độ phát triển cường độ đá xi măng giai
đoạn đầu đông kết, tăng độ linh động của hồ xi măng và bê tông, giảm hiện tượng
tách nước của bê tông khi đóng rắn...
Các loại phụ gia trợ nghiền thông dụng được dùng trong quá trình nghiền
xi măng chủ yếu là: xà phòng naphtalen, chế phẩm từ dầu mỏ, các loại axit béo hữu

HVTH: Nguyễn Thanh Tùng

17