Công nghệ sản xuất xi măng Portland

Thảc si- GVC NGUÙN DÁN

9
Chỉång 2
CÄNG NGHÃÛ SN XÚT XI MÀNG PORTLAND
.
2.1 Khại niãûm v âënh nghéa.
Xi màng portland l kãút dênh thy lỉûc, khi träün nọ våïi nỉåïc s tảo häư do cọ
tênh kãút dênh v âọng ràõn âỉåüc trong mäi trỉåìng khäng khê, mäi trỉåìng nỉåïc. Häư
do trong qụa trçnh âọng ràõn s phạt triãùn cỉåìng âäü.
Xi màng portland l sn pháøm nghiãưn mën ca clinker våïi thảch cao thiãn
nhiãn, âäi khi cn pha thãm vo mäüt vi loải phủ gia khạc nhàòm ci thiãûn mäüt säú
tênh cháút ca xi màng v tàng sn lỉåüng, hả giạ thnh.
Clinker sn xút bàòng cạch nung âãún kãút khäúi phäúi liãûu â âỉåüc nghiãưn mën
v âäưng nháút gäưm: âạ väi, âáút sẹt hồûc âạ väi, âáút sẹt, qûng sàõt ... hồûc âạ väi, âáút
se
ït våïi cạc phãú liãûu ca cạc ngnh cäng nghiãûp khạc (bn nhephelin, xè l cao...).
Trong phäúi liãûu trãn thäng thỉåìng âạ väi chiãúm tè lãû tỉì: 75% - 80%.
Hiãûn nay trãn thi trỉåìng cọ hai loẵi xi màng phäø dủng: PC v PCB.
- PC viãút tàõt ca Portland Cement: Âãø sn xút xi màng ny bàòng cạch
nghiãưn chung clinker våïi (3%- 5%) thảch cao thiãn nhiãn. Tu theo cháút
lỉåüng ca clinker, cọ thãø sỉí dủng phủ gia khoạng hoảt tênh v phủ gia
cäng nghãû khạc. Tuy nhiãn, täøng lỉåüng phủ gia khäng âỉåüc vỉåüt quạ
15%. Trong âọ, phủ gia hoảt tênh khäng âỉåüc vỉåüt quạ 10%.
Ximàng portland gäưm cọ cạc mạc sau: PC30; PC40; PC50; PC60
- PCB viãút tàõt ca Portland Cement Blended: Sn xút xi màng ny bàòng hai

cạch nghiãưn chung v nghiãưn riãng. Tu theo cháút lỉåüng ca clinker ximàng
portland v
phủ gia. Täøng lỉåüng cạc phủ gia khoạng (khäng kãø thảch cao)
trong ximàng portland häùn håüp, tênh theo khäúi lỉåüng ximàng khäng vỉåüt
quạ 40%. Trong âọ, phủ gia âáưy khäng âỉåüc vỉåüt quạ 20%. Phủ gia cäng
nghãû khäng âỉåüc vỉåüt qua 1%.
- Ximàng portland häùn håüp tu theo mạc âỉåüc k hiãûu: PCB30, PCB40.
Cạch nghiãưn chung: Cho clinker, thảch cao thiãn nhiãn (
(3%- 5%)
v cạc loải phủ gia
khạc vo chung trong thiãút bë nghiãưn âãø nghiãưn.
Cạch nghiãưn riãng: Nghiãưn clinker v thảch cao thiãn nhiãn riãng âãø cọ PC, cạc loải phủ
gia khạc nghiãưn riãng. Sau âọ ty theo u cáưu ta âënh lỉåüng PC v phủ gia, räưi träün v
âäưng nháút chụng. Vê dủ:
PC40 âỉåüc hiãøu l xi màng poọclàng cọ mạc 40 N/mm
2
.
PCB30 âỉåüc hiãøu l xi màng poọclàng häùn håüp cọ mạc 30 N/mm
2
.







Thaỷc si- GVC NGUYN DN

10

Bang 2.1 Chỉ tiêu chất lợng của xi măng poóc lăng theo TCVN 2682:1999
Mức
Tên chỉ tiêu
PC 30 PC 40 PC 50
1. Cờng độ chịu nén, N/mm
2
, không nhỏ hơn, sau:
3 ngày 45 phút
28 ngày 8 giờ

16

30

21

40

31

50
2. Thời gian đông kết, phút:
- Bắt đầu, không sớm hơn
- Kết thúc, không muộn hơn

45
375
3. Độ nghiền mịn, xác định theo:
- Phần còn lại trên sàng 0,08mm, %, không lớn hơn
- Bề mặt riêng, phơng pháp Blaine, cm

2
/g, không nhỏ hơn

15
2700

12
2800
4. Độ ổn định thể tích, xác định theo phơng pháp Le
Chatelier, mm, không lớn hơn

10
5. Hàm lợng SO
3
, %, không lớn hơn 3,5
6. Hàm lợng MgO, %, không lớn hơn 5,0
7. Hàm lợng MKN, %, không lớn hơn 5,0
8. Hàm lợng CKT, %, không lớn hơn 1,5
Caùc chố tióu chỏỳt lổồỹng cuớa ximng portland họựn hồỹp theo TCVN 6260 -1997
Baớng 2.2
Mổùc
Tón chố tióu, õồn vở , quy õởnh
PCB30 PCB40
1. Cổồỡng õọỹ neùn, N/mm
2
, khọng nhoớ hồn
- 72 giồỡ 45 phuùt
- Sau 28 ngaỡy 2giồỡ

14

30

18
40
2. ọỹ nghióửn mởn:
- Phỏửn coỡn laỷi trón saỡng 0,08 mm, %, khọng lồùn hồn
- Bóử mỷt rióng xaùc õởnh phổồng phaùp Blaine, cm
2
/g, khọng
12
2700





Thaỷc si- GVC NGUYN DN

11
nhoớ hồn
3. Thồỡi gian õọng kóỳt:
- Bừt õỏửu, phuùt, khọng sồùm hồn
- Kóỳt thuùc, giồỡ, khọng muọỹn hồn

45
10
4. ọỹ ọứn õởnh thóứ tờch, õổồỹc xaùc õởnh theo phổồng phaùp
Le Chatelier, mm, khọng lồùn hồn
10
5. Haỡm lổồỹng Anhydric Sunfuric (SO

3
), %, khọng lồùn hồn 3,5
2.2 Thaỡnh phỏửn hoùa hoỹc cuớa clinker
Bọỳn ọxit chờnh trong clinker xi mng laỡ:CaO,SiO
2
,Al
2
O
3
, Fe
2
O
3.
. Tọứng haỡm
lổồỹng cuớa chuùmg tổỡ 95%-97%. Ngoaỡi ra coỡn coù mọỹt sọỳ ọxit khaùc coù haỡm lổồỹng
khọng lồùn lừm: MgO, K
2
O, Na
2
O, TiO
2
, Mn
2
O
3
, SO
3
, P
2
O

5
.. .
SiO
2
: 21 - 24% CaO : 63 - 67% Mn
2
O
3
: 0 - 3% SO
3
: 0.1 - 1%
Al
2
O
3
: 4 - 8% MgO : 1 - 5% P
2
O
5
: 0.0 - 0.1% R
2
O: 0 - 1%
Fe
2
O
3
: 2 - 4% TiO
2
: 0 - 0.5% MKN: 0.5 - 3%
CaO: Thaỡnh phỏửn chờnh thổù nhỏỳt trong clốnker xi mng. Muọỳn clinker coù

chỏỳt lổồỹng tọỳt thỗ CaO phaới lión kóỳt hóỳt vồùi caùc ọxit khaùc taỷo ra caùc khoaùng
coù tờnh kóỳt dờnh vaỡ cho cổồỡng õọỹ cao.Trổồỡng hồỹp ngổồỹc laỷi, lổồỹng CaO
tổỷ do
seợ
nhióửu. Khi CaO
tổỷ do
ồớ nhióỷt õọỹ cao (1450
o
) thỗ CaO bở giaỡ lổớa, taỷo tinh thóứ
lồùn vaỡ cỏỳu truùc sờt õỷc laỡm cho saớn phỏứm xi mng keùm ọứn õởnh vóử thóứ tờch vỗ
quaù trỗnh hyõrat CaO
tổỷ do
keỡm theo sổỷ toớa nhióỷt vaỡ trổồng nồớ thóứ tờch. Quaù
trỗnh naỡy coù thóứ dióựn ra trong thồỡi gian daỡi. Clinker chổùa nhióửu CaO nóỳu kóỳt
hồỹp tọỳt vồùi SiO
2
vaỡ caùc ọxờt khaùc seợ taỷo nhióửu dung dởch rừn alờt. ióửu naỡy
laỡm cho họử xi mng õoùng rừn nhanh, maùc seợ cao, toớa nhióửu nhióỷt. Nhổng xi
mng keùm bóửn trong mọi trổồỡng nổồùc vaỡ sulfaùt.
SiO
2
: Thaỡnh phỏửn chờnh thổù 2. Noù tuồng taùc vồùi CaO taỷo ra caùc khoaùng
silicaùt (C
3
S,C
2
S). Nóỳu tng haỡm lổồỹng SiO
2
thỗ tọứng khoaùng silicaùt seợ
tng(C

2
S tng tổồng õọỳi nhanh hồn C
3
S). Saớn phỏứm õoùng rừn vaỡ phaùt trióứn
cổồỡng õọỹ trong nhổợng ngaỡy õỏửu chỏỷmỹ(1 , 3,7ngaỡy õỏửu), toớa nhióỷt ờt. Do õoù xi
mng bóửn trong mọi trổồỡng nổồùc vaỡ mọi trổồỡng sulfaùt.
Al
2
O
3
: Noù seợ lión kóỳt vồùi CaO taỷo ra caùc khoaùng aluminat canxi C
3
A, C
5
A
3
..
.vaỡ lión kóỳt vồùi Fe
2
O
3
taỷo khoaùng alumoferit canxi. Nóỳu tng haỡm lổồỹng
Al
2
O
3
thỗ trong clinker ximng seợ chổùa nhióửu C
3
A. Ximng seợ õoùng rừn
nhanh, toớa nhióửu nhióỷt, keùm bóửn trong mọi trổồỡng nổồùc, mọi trổồỡng sulfat.

ọửng thồỡi noù laỡm õọỹ nhồùt pha loớng tng gỏy caớn trồớ quaù trỗnh taỷo khoaùng
C
3
S. Mỷt khaùc khi laỡm laỷnh caùc khoaùng aluminat dóự bở phỏn huớy vaỡ taỷo CaO
tổỷ do
.





Thảc si- GVC NGUÙN DÁN

12
• Fe
2
O
3
: Nọ liãn kãút våïi CaO v Al
2
O
3
tảo ra ferit canxi, alumoferit canxi lm
gim nhiãût âäü kãút khäúi ca clinker v âäü nhåït pha lng. Sn pháøm âọng ràõn
cháûm åí giai âoản âáưu, cọ âäü bãưn trong mäi trỉåìng nỉåïc, mäi trỉåìng sulfat
cao. Nãúu tàng hm lỉng Fe
2
O
3
thç dãù bë anä clinker trong l quay,v dãù bë

dênh , gáy sỉû cäú treo l trong l âỉïng (khi Fe
2
O
3
>5%).
• MgO: Nọ l thnh pháưn cọ hải trong clinker ximàng giäúng nhỉ CaO
tỉû do
.Khi
åí nhiãût âäü 1450
o
C nãúu MgO khäng liãn kãút s bë gi lỉía tảo thnh khoạng
chëu lỉía periclazå cọ kêch thỉåïc låïn, trå v khäng cọ tênh kãút dênh. Quạ trçnh
hrat cọ thãø diãùn ra vi nàm, lm sn pháøm khäng äøn âënh thãø têch.Cáưn
khäúng chãú lỉåüng MgO <5% trong quạ trçnh nung luûn. Thỉûc tãú MgO cọ
trong clinker xi màng täưn tải åí 3 dảng: khoạng periclazå, dung dëch ràõn våïi
cạc khoạng (C
54
S
16
AM), v nàòm trong pha thy tinh.
Khi MgO åí dảng periclaz våïi hm lỉåüng > 3%, kêch thỉåïc tinh thãø > 10 µm,
tạc dủng våïi nỉåïc cháûm, khi âọng ràõn ximàng khäng äøn âënh thãø têch, nh
hỉåíng âãún cháút lỉåüng sn pháøm. Cn khi MgO nàòm trong dung dëch ràõn hồûc
pha thy tinh clinker thç khäng gáy nh hỉåíng âãún cháút lỉåüng sn pháøm.
• TiO
2
: Do âáút sẹt mang vo, nọ láùn trong clinker mäüt hm lỉåüng ráút nh
0.3%.Ngỉåìi ta nghiãn cỉïu tháúy ràòng nãúu thay SiO
2
bàòng TiO

2
tỉì 4%-5%
khäng lm nh hỉåíng âãún cháút lỉåüng sn pháøm ximàng. Cn nãúu tàng hm
lỉåüng >5% s lm gim cỉåìng âäü cå hc ca ximàng.
• Mn
2
O
3
: Nọ cọ màût trong clinker khong 1.5% lm ximàng cọ mu náu hung
nhỉng khäng lm nh hỉiåíng âãún cháút lỉåüng clinker. Cọ thãø thay thãú Fe
2
O
3

bàòng Mn
2
O
3
âãún 4%, khi nung luûn Mn
2
O
3
s kãút håüp våïi cạc äxit khạc
nhỉ: CaO,Al
2
O
3
s tảo ra cạc khoạng 4CaO.Al
2
O

3
.Mn
2
O
3
cọ tênh cháút tỉång
tỉû nhỉ C
4
AF.
• P
2
O
5
: Trong clinker nọ chiãúm mäüt lỉåüng khäng låïn làõm 1% - 2% cọ tạc dủng
lm cháûm quạ trçnh âọng ràõn sn pháøm. Hiãûn nay ngỉåìi ta cọ thãø âỉa P
2
O
5
cọ
hm lỉåüng < 1% vo phäúi liãûu âãø lm phủ gia khoạng họa.
• K
2
O+Na
2
O: Ln ln cọ trong clinker vç do âáút sẹt mang vo. Khi nung
luûn åí nhiãût âäü cao cạc ä xit kiãưm dãù bë bay håi, v mäüt pháưn tan trong pha
lng tảo thy tinh hay tham gia phn ỉïng tảo khoạng chỉïa kiãưm, nãn trong
clinker chè cn 0.5% - 1%. Sỉû cọ màût äxit kiãưm lm täúc âäü âọng ràõn kẹm äøn
âënh, tảo ra cạc vãút loang trãn bãư màût sn pháøm. Hm lỉåüng kiãưm cho phẹp
trong clinker < 0.5%. Cáưn nhåï ràòng hm lỉåüng cạc äxêt kiãưm låïn khi bay håi

s gáy sỉû cäú åí thạp phán gii: âọng tng trong cạc cyclon trao âäøi nhiãût, cạc
gazoxog lm tråí lỉûc ca hãû thạp tàng lãn sinh ra hiãûn tỉåüng däüi ạp ráút nguy





Thảc si- GVC NGUÙN DÁN

13
hiãøm. Nháút l khi dng cạc loải âáút sẹt chỉïa nhiãưu kiãưm v nhiãn liãûu chỉïa
nhiãưu lỉu hunh. Âiãưu ny cọ thãø gii thêch nhỉ sau:
R
2
O + H
2
SO
3
R
2
SO
3
+H
2
O
2.3 Thnh pháưn khọang clinker ximàng pooclàng
Clinker ximàng pooclàng khäng phi l sn pháøm âäưng nháút, nọ l táûp håüp
ca nhiãưu khọang khạc nhau, cạc khọang chênh l: khọang silicat canxi, khọang
aluminat canxi, khọang alumoferit canxi, cạc khọang chênh trãn cn gi l khọang
alit, bãlit, cháút trung gian hay cháút âãûm, ngoi ra cn mäüt säú khọang khạc. Täøng

hm lỉåüng 4 khoạng chênh (C
3
S, C
2
S, C
3
A, C
4
AF) chiãúm tỉì 95% âãún 98%.
C
3
S, C
2
S Nhọm khoạng silicạt.
C
3
A, C
4
AF Nhọm khoạng nọng chy.
C
3
A, C
4
AF v pha thy tinh gi chung l cháút trung gian hay cn gi l cháút
âãûm. Thnh pháưn khoạng ca clinker xi màng.
Bng 2.3
Tãn cạc khoạng Âiãưu kiãûn Cäng thỉïc Kê hiãûu
Tricanxê silicạt (alêt)
Âicanxi silicạt (bãlêt)
Tricanxialuminạt

Tãtracanxi alumoferêt
Alumoferêt canxi
Aluminạt kiãưm
Sulfạt kiãưm
Sulfạt canxi



Al
2
O
3
> Fe
2
O
3
Al
2
O
3
> Fe
2
O
3
Al
2
O
3
< Fe
2

O
3
R
2
O > SO
3
R
2
O < SO
3

R
2
O < SO
3


3CaO.SiO
2

2 CaO.SiO
2

3CaO. Al
2
O
3

CaO. Al
2

O
3
. Fe
2
O
3

2CaO(Al
2
O
3
, Fe
2
O
3
)
R
2
O.8CaO.3 Al
2
O
3

R
2
SO
4

CaSO
4

C
3
S
C
2
S
C
3
A
C
4
AF
C
2
(A, F)
R.C
8
A
3

• Alit: Alit l khọang silicat quan trng ca clinker ximàng pooclàng cho ta
cỉåìng âäü cao, âọng ràõn nhanh v ta nhiãưu nhiãût Trong clinker alit chiãúm
45- 60%, gáưn âáy mäüt säú tạc gi cho ràòng alit tinh khiãút cọ cäng thỉïc họa
hc 3CaO.SiO
2
, loặ ny âiãưu chãú âỉåüc trong phng thê nghiãûm, cn trong
clinker ximàng pooclàng trong sn xút alit l mäüt dung dëch ràõn ca C
3
S v

1 lỉåüng nh MgO, Al
2
O
3
, P
2
O
5
, Cr
2
O
3
, ... khang 2-4%, tuy hm lỉåüng cạc
oxit ny khäng låïn làõm nhỉng nọ cng cọ nh hỉåíng âãún tênh cháút v cáúu
trục ca khọang alit. Tuy nhiãn mäüt säú nh nghiãn cỉïu xem alit nhỉ mäüt
khoạng cháút cọ cäng thỉïc: 54CaO.16SiO
2
.MgO. Al
2
O
3
, viãút tàõt l (C
54
.S
16
.
MA ) . Thnh pháưn ca khoạng cháút ny v alit tinh khiãút khäng khạc nhau
nhiãưu làõm.
Khoạng %CaO %SiO
2

%Al
2
O
3
%MgO





Thảc si- GVC NGUÙN DÁN

14
C
3
S 73,69 26,31 - -
C
54
. S
16
. MA 73,29 23,27 2,47 0,97
Trong cäng thỉïc C
54
. S
16
. MA cọ tè lãû phán tỉí CaO: SiO
2
:Al
2
O

3
:MgO l 54:16:1:1.
Trong âọ ion Al
3+
thay thãú ion Si
4+
theo quan hãû 4 Al
3+
bàòng 3 Si
4+
. Cn ion Mg
2+

lm nhiãûm vủ b trỉì âiãûn têch hay thay thãú vo vë trê ion Ca
2+
.
Alit tinh khiãút bãưn trong khang nhiãût âäü 1200- 1900
0
C, khi nhiãût âäü tháúp
hån 1200
0
C thç alit s phán hy thnh 2CaO. SiO
2
v CaO tỉû do, cn åí nhiãût âäü låïn
hån 1900
0
C thç alit bë chy lng. Trong thỉûc tãú nung luûn, clinker âỉåüc lm lảnh åí
nhiãût âäü 1200- 1250
0
C thç C

3
S cọ kh nàng bë phán hy thnh C
2
S v CaO. Mún
trạnh hiãûn tỉåüng phán hy C
3
S åí trãn ta ạp dủng phỉång phạp lm lảnh nhanh
clinker qua nhiãût âäü giåïi hản ny. Hån nỉỵa trong alêt cọ láùn mäüt êt äxêt nhäm, äxêt
sàõt chụng tảo thnh dung dëch ràõn cọ hoảt tênh cao v lm cáúu trục alêt bãưn vỉỵng.
Alit cã cÊu tróc d¹ng tÊm h×nh lơc gi¸c, mµu tr¾ng, cã khèi l−ỵng riªng 3,15
÷ 3,25 g/cm
3
, cã kÝch th−íc 10 ÷ 250 µm.
• Belit: Belit l khọang chênh thỉï hai trong clinker ximàng pooclàng, âọng ràõn
tỉång âäúi cháûm, cỉåìng âäü ban âáưu khäng cao làõm, sau mäüt thåìi gian cỉåìng
âäü phạt triãøn täút hån, bãưn trong mäi trỉåìng nỉåïc v nỉåïc khọang .
Bãlit cng nhỉ alit l mäüt dung dëch ràõn ca β2CaO. SiO
2
v mäüt lỉåüng khäng
låïn cạc äxit Al
2
O
3
, Fe
2
O
3
, Cr
2
O

3
, ..vv..khang 1-3%. Trong clinker ximàng
pooclàng belit chiãúm khang 20-30% v åí dảng β2CaO. SiO
2
viãút tàõt l βC
2
S. Bãlêt
cọ 4 dảng th hçnh αC
2
S, α
’
C
2
S, βC
2
S, γC
2
S.
- αC
2
S bãưn trong khang nhiãût âäü tỉì 1425
0
C- 2130
0
C. ÅÍ nhiãût âäü tháúp hån
1425
0
C thç αC
2
S chuøn thnh α

’
C
2
S. Vç váûy thỉûc tãú trong clinker ximàng
pooclàng khäng täưn tải αC
2
S.
- α
’
C
2
S: bãưn trong khang 830-1425
0
C, åí nhiãût âäü tháúp hån 830
0
C trong âiãưu
kiãûn lm lảnh cháûm α
’
C
2
S tinh khiãút s chuøn thnh γC
2
S, nãúu lm lảnh nhanh åí
670
0
C thç α
’
C
2
S s chuøn thnh βC

2
S. Hiãûn nay ngỉåìi ta cng chỉïng minh âỉåüc
α
’
C
2
S täưn tải åí hai dảng α
’
H
v α
’
L
. Sỉû chuøn họa tỉì α
’
H
sang α
’
L
åí nhiãût âäü 1160
o
C.
- βC
2
S: khäng bãưn åí táút c cạc nhiãût âäü v dãù chuøn thnh γC
2
S, âàûc biãût åí
525
0
C v tháúp hån, sỉû chuøn họa tỉì βC
2

S sang γC
2
S v tàng 10% thãø têch nãn lm
cho khoạng våỵ vủn thnh bäüt, gi l hiãûn tỉåüng t clinker nh hỉåíng âãún cháút lỉåüng
sn pháøm. Cọ thãøí hản chãú âỉåüc bàòng cạch lm lảnh nhanh clinker khi qua nhiãût âäü
ny hồûc âỉa vo phäúi liãûu khang 1-3% phủ gia äøn âënh. Cọ thãø dng Al
2
O
3
,
Fe
2
O
3
, MgO, R
2
O, Cr
2
O
3
... Thỉûc tãú thỉåìng kãút håüp c hai. Do âọ βC
2
S äøn âënh cáúu
trục âãún nhiãût âäü thỉåìng.
- γC
2
S: khäng cọ tênh cháút kãút dênh, khäng tạc dủng våïi nỉåïc, thỉûc tãú chè åí
mäüt säú âiãưu kiãûn âàûc biãût thç γC
2
S måïi cọ tênh cháút kãút dênh nhỉng ráút úu.

Thaỷc si- GVC NGUYN DN

15

Khoang Alit (C
54
S
16
AM) Khoang Belit (-C
2
S)

Chỏỳt trung gian: coỡn goỹi laỡ chỏỳt õóỷm.
Chỏỳt trung gian nũm giổợa caùc tinh thóứ alit vaỡ bólit, noù laỡ nhổợng alumọ pherit
canxi, aluminat canxi vaỡ pha thuớy tinh clinker. Tỏỳt caớ caùc khoùang naỡy khi nung ồớ
nhióỷt õọỹ cao seợ chuyóứn thaỡnh traỷng thaùi loớng.
Celit: coỡn goỹi laỡ alumọ pherit canxi.
Celit laỡ dung dởch rừn cuớa caùc alumọ pherit canxi coù thaỡnh phỏửn khaùc nhau phuỷ
thuọỹc vaỡo thaỡnh phỏửn hoùa hoỹc cuớa phọỳi lióỷu vaỡ õióửu kióỷn nung luyóỷn v v ...Noù coù
thóứ laỡ mọỹt tỏỷp hồỹp dung dởch rừn gọửm: C
8
A
3
F, C
6

A
2
F, C
4
AF, C
6
AF
2
, C
2
F. Trong
clinker ximng pooclng thổồỡng thỗ khoùang alumọ pherit canxi chuớ yóỳu laỡ C
4
AF.
Trong clinker C
4
AF chióỳm 10-18%, laỡ khoùang õoùng rừn tổồng õọỳi chỏỷm, cho cổồỡng
õọỹ khọng cao lừm nhổng bóửn nổồùc vaỡ bóửn trong mọi trổồỡng sulphat, C
4
AF laỡ
khoùang nỷng nhỏỳt trong clinker ximng pooclng, coù = 3,77 g/cm
3
.
Aluminat canxi: Cuợng laỡ chỏỳt trung gian nũm giổợa alit vaỡ bólit, trong clinker
ximng pooclng coù thóứ gỷp ồớ 2 daỷng laỡ 3CaO.Al
2
O
3
vaỡ 12CaO.7Al
2

O
3
. Trong
clinker thổồỡng vồùi haỡm lổồỹng CaO trong phọỳi lióỷu cao thỗ daỷng 12CaO.7Al
2
O
3

khọng coù maỡ tọửn taỷi chuớ yóỳu laỡ daỷng 3CaO.Al
2
O
3
, vióỳt từt laỡ C
3
A. C
3
A coù tờnh chỏỳt
kóỳt dờnh, õoùng rừn nhanh, toớa nhióỷt nhióửu, keùm bóửn nổồùc vaỡ nổồùc khoùang, trong
clinker ximng pooclng thổồỡng C
3
A chióỳm 5-15%. Thổỷc tóỳ C
3
A chióỳm < 10%.
Thuớy tinh clinker: Laỡ chỏỳt trung gian trong clinker ximng pooclng, õổồỹc
taỷo thaỡnh trong quaù trỗnh laỡm laỷnh chỏỳt loớng trong clinker, haỡm lổồỹng pha thuớy tinh
trong clinker chióỳm nhióửu hay ờt phuỷ thuọỹc chuớ yóỳu vaỡo tọỳc õọỹ laỡm laỷnh chỏỳt loớng
trong clinker, pha thuớy tinh clinker chổùa mọỹt lổồỹng lồùn Al
2
O
3

, Fe
2
O
3
ngoaỡi ra coỡn
mọỹt lổồỹng nhoớ CaO, MgO.
Caùc khoùang chổùa kióửm: Trong clinker pooclng ồớ daỷng K
2
O. 23CaO.
12SiO
2






Thảc si- GVC NGUÙN DÁN

16
nọ chênh l 2CaO. SiO
2
m thay 1 phán tỉí CaO bàòng 1 phán tỉí K
2
O v dảng Na
2
O.
8CaO. 3Al
2
O

3
nọ chênh l 3CaO. Al
2
O
3
m thay 1 phán tỉí CaO bàòng 1 phán tỉí
Na
2
O. Cạc khọang ny khäng cọ låüi vç nọ lm täúc âäü âọng ràõn ca ximàng khäng
äøn âënh, bãư màût sn pháøm cọ vãút loang.
• Äxit canxi tỉû do: Trong clinker ximàng pooclàng thỉåìng täưn tải 1 lỉåüng
CaO
tỉû do, nọ l nhỉỵng hảt nh khäng mu, âàóng hỉåïng, chè säú chiãút sút l 1.83, hm
lỉåüng CaO tỉû do trong clinker chè cho phẹp tỉì 0,5-1%, nãúu hm lỉåüng CaO tỉû do
cao s nh hỉåíng tåïi cháút lỉåüng sn pháøm.
• Äxit Manhã: Â trçnh by åí trãn.
2.4 Cạc hãû säú cå bn ca clinker xi màng pooclàng KH hay LSF, n, p.
Âãø âạnh giạ cháút lỉåüng clinker, tênh phäúi liãûu ngỉåìi ta sỉí dủng cạc hãûû säú cå
bn KH (LSF), n, p dỉả trãn cå såí hm lỉåü
ng ( tênh theo % ) cạc äxit chênh cọ trong
clinker ximàng pooclàng. Sau âáy xẹt củ thãø tỉìng hãû säú trãn.
2.4.1 Mäâun thy hc
Âáưu tiãn âãø âàûc trỉng cho thnh pháưn clinker ngỉåìi ta dng mäâun thy hc
( hay thy lỉûc) k hiãûu l m. m l t säú giỉỵa lỉåüng CaO kãút håüp våïi cạc äxit acid
våïi täøng hm lỉåüng cạc äxit acid sau khi â kãút håüp hãút våïi CaO.
323222
%%)%(
)%(
OAlOFeSiOSiO
CaOCaO

m
tdt
tdt
++−
−
=

Âäúi våïi clinker ximàng pooclàng thỉåìng m = 1,7-2,4.
2.4.2 Mäâun silicat: kê hiãûu l n hay MS hay SR (silicat ratio)
Mäâun silicat l t säú hm lỉåüng äxit silic tham gia phn ỉïng våïi cạc äxit
khạc v täøng hm lỉåüng äxit nhäm v äxit sàõt cọ trong clinker.
)%(
)%(
3232
22
OAlOFe
SiOSiO
n
tdt
+
−
=

Trong clinker hm lỉåüng SiO
2
tỉû do khäng låïn làõm do âọ khi tênh tọan cho
phẹp sỉí dủng cäng thỉïc âån gin v xem nhỉ: %( SiO
2
täøng -SiO
2

tỉû do ) ≈ SiO
2

täøng. Ta cọ cäng thỉïc âån gin sau:
)%(
)%(
3232
2
OFeOAl
SiO
n
+
=

Mäâun silicat trong clinker ximàng pooclàng cn xạc âënh t säú giỉỵa cạc khọang
silicat v cạc khọang nọng chy. Våïi clinker ximàng pooclàng thỉåìng thç n = 1,7 -
3,5; mäüt vi loải ximàng khạc n ≥ 4 hồûc n ≤ 7.
Nãúu náng cao n thç phäúi liãûu khọ kãút khäúi khi nung luûn, cn trong clinker
hm lỉåüng cạc khọang silicat tàng lãn v cạc khọang nọng chy gim xúng.





Thaỷc si- GVC NGUYN DN

17
Nóỳu giaớm n xuọỳng thỗ caùc khoùang noùng chaớy trong clinker tng lón, caùc
khoùang silicat giaớm xuọỳng, do õoù nhióỷt õọỹ noùng chaớy cuớa phọỳi lióỷu giaớm xuọỳng.
2.4.3Mọõun alumin: kờ hióỷu laỡ p hay MA hay AR (aluminat ratio).

Mọõun alumin laỡ tyớ sọỳ giổợa haỡm lổồỹng phỏửn trm ọxit nhọm vaỡ ọxit sừt coù trong clinker.
32
32
%
%
OFe
OAl
p =

Mọõun alumin coỡn xaùc õởnh tyớ lóỷ giổợa khoùang C
3
A vaỡ khoùang chổùa sừt.
ọỳi vồùi ximng pooclng thổồỡng p = 1-3.
Khi p 0.64 trong clinker chố coù khoaùng C
2
F.
Nóỳu tng p lón cao thỗ clinker ximng seợ chổùa nhióửu khoùang C
3
A vaỡ ờt
khoùang C
4
AF, ximng seợ õoùng rừn nhanh, toớa nhióửu nhióỷt, keùm bóửn nổồùc. Nóỳu giaớm
p xuọỳng thỗ clinker seợ chổùa nhióửu khoùang C
4
AF vaỡ ờt khoùang C
3
A, ximng seợ õoùng
rừn tổồng õọỳi chỏỷm, cổồỡng õọỹ khọng cao lừm nhổng bóửn nổồùc tọỳt hồn.
2.4.4 Hóỷ sọỳ baợo hoỡa kờ hióỷu KH
Kiun cho rũng tờnh chỏỳt cuớa ximng caỡng tọỳt khi tỏỳt caớ CaO trong clinker

ximng taùc duỷng hóỳt vồùi caùc ọxit khaùc õóứ taỷo thaỡnh caùc khoùang chuớ yóỳu sau:
3CaO. SiO
2
; 3CaO. Al
2
O
3
; 2CaO. Fe
2
O
3
. Nghộa laỡ caùc khoaùng naỡy baợo hoỡa vọi
cao nhỏỳt khi p < 0.64.
+ C
3
S coù tố lóỷ phọỳi hồỹp troỹng lổồỹng phỏn tổớ gam giổợa ọxit canxi vaỡ ọxit silờc
laỡ:CaO:SiO
2
= 2,8:1
+ C
3
A coù tiớ lóỷ phọỳi hồỹp troỹng lổồỹng phỏn tổớ gam giổợa ọxit canxi vaỡ ọxờt nhọm laỡ:
CaO:Al
2
O
3
=1,65:1
+ C
2
F coù tiớ lóỷ phọỳi hồỹp troỹng lổồỹng phỏn tổớ gam giổợa ọxit canxi vaỡ ọxờt sừt

laỡ:CaO:Fe
2
O
3
= 0,7:1
Kiun goỹi clinker naỡy laỡ clinker lyù tổồớng vaỡ nhổ vỏỷy caùc ọxit trong clinker lyù
tổồớng phaới thoớa maợn phổuồng trỗnh sau:
CaO=2,8SiO
2
+1,65Al
2
O
3
+0,7Fe
2
O
3
.
Trong thổỷc tóỳ khoù saớn xuỏỳt õổồỹc loaỷi clinket lyù tổồớng naỡy vỗ khi nung luyóỷn
clinker bao giồỡ cuợng coỡn 1 lổồỹng CaO tổỷ do, do õoù lổồỹng CaO kóỳt hồỹp seợ ờt hồn so
vồùi tọứng lổồỹng CaO coù trong clinker lyù tổồớng: vỗ vỏỷy bióứu thổùc trón seợ vióỳt nhổ sau:
CaO = CH ( 2,8 SiO
2
+ 1,65 Al
2
O
3
+ 0,7 Fe
2
O

3
) suy ra:
32322
7,065,18,2 OFeOAlSiO
CaO
CH
++
=

CH < 1 õỏy laỡ cọng thổùc tờnh toùan mổùc õọỹ baợo hoỡa vọi cuớa Kin maỡ mọỹt sọỳ
nổồùc õaợ sổớ duỷng õóứ tờnh phọỳi lióỷu saớn xuỏỳt clinker ximng pooclng trổồùc õỏy.
Tióỳp sau Kin õaợ lỏỷp luỏỷn: caùc ọxit trong clinker ximng pooclng nhổ SiO
2
,
Al
2
O
3
, Fe
2
O
3
; khi nung luyóỷn thổỷc tóỳ chố coù Al
2
O
3
, Fe
2
O
3

kóỳt hồỹp vaỡ baớo hoỡa vồùi





Thaỷc si- GVC NGUYN DN

18
CaO coỡn SiO
2
kóỳt hồỹp khọng hóỳt vồùi CaO, vỗ vỏỷy cọng thổùc tờnh mổùc õọỹ baợo hoỡa
cuớa Kin chổa hoỡan chốnh.
Sau Kin laỡ Kiun õaợ lỏỷp luỏỷn rũng: trong caùc hồỹp chỏỳt chổùa Fe cuớa clinker ximng
pooclng thổồỡng khọng phaới ồớ daỷng C
2
F maỡ ồớ daỷng C
4
AF , vỗ vỏỷy trong cọng thổùc
trón tố lóỷ phọỳi hồỹp troỹng lổồỹng phỏn tổớ gam giổợa CaO vaỡ Fe
2
O
3
nhổ sau:
4CaO. Al
2
O
3
. Fe
2

O
3
= 3CaO. Al
2
O
3
+ CaO. Fe
2
O
3

Vỏỷy: CaO : Fe
2
O
3
= 0,35 :1.
Trong thổỷc tóỳ khi nung clinker vỏựn coỡn 1 lổồỹng CaO tổỷ do vaỡ SiO
2
tổỷ do, tổỡ õoù coù:
CaO
t
= KH.2,8 ( SiO
2t
-SiO
2t d
) + CaO
t d
+1,65 Al
2
O

3
+ 0,35 Fe
2
O
3
+ 0,7 SO
3

Ruùt ra:
1
)(8,2
7,035,065,1)(
22
33232



=
tdt
tdt
SiOSiO
SOOFeOAlCaOCaO
KH

Trong õoù:
CaO
t
; SiO
2t
: tọứng haỡm lổồỹng ọxit canxi vaỡ ọxit silic coù trong clinker.

CaO
td
; SiO
2td
: haỡm lổồỹng ọxit canxi vaỡ ọxit silic tổỷ do trong clinker .
óứ õồn giaớn duỡng cọng thổùc:
2
33232
8,2
7,035,065,1
SiO
SOOFeOAlCaO
KH

=

trong õoù: (CaO - 1,65 Al
2
O
3
- 0,35 Fe
2
O
3
-0,7 SO
3
) laỡ tọứng lổồỹng vọi coỡn laỷi trong
clinker sau khi taùc duỷng baợo hoỡa Al
2
O

3
; Fe
2
O
3
; SO
3
thaỡnh C
3
A; C
4
AF; CaSO
4
.
2,8 SiO
2
laỡ lổồỹng vọi cỏửn thióỳt õóứ baợo hoỡa hoỡan toỡan lổồỹng SiO
2
thaỡnh C
3
S.
Tổỡ cọng thổùc trón ruùt ra õởnh nghộa hóỷ sọỳ baợo hoỡa:
Hóỷ sọỳ baợo hoỡa laỡ tố lóỷ giổợa phỏửn troỹng lổồỹng vọi coỡn laỷi sau khi õaợ hoỡan
toỡan taùc duỷng vồùi caùc ọxit Al
2
O
3
; Fe
2
O

3
; SO
3
trong clinker ximng pooclng
thaỡnh C
3
A; C
4
AF vaỡ CaSO
4
trón lổồỹng vọi cỏửn õóứ hoỡan toỡan baợo hoỡa SiO
2
trong
clinker ximng pooclng thaỡnh C
3
S.
Khi tờnh toùan phọỳi lióỷu saớn xuỏỳt clinker ximng pooclng thổồỡng duỡng cọng
thổùc õồn giaớn sau (xem lổồỹng CaO
t d
vaỡ SiO
2 t d
khọng õaùng kóứ):
2
3232
8,2
35,065,1
SiO
OFeOAlCaO
KH

=

ọỳi vồùi ximng pooclng thổồỡng KH = 0,85 -0,95.
+ Nóỳu tng KH lón thỗ haỡm lổồỹng khoùang alit trong clinker tng lón, ximng coù
cổồỡng õọỹ cao, õoùng rừn nhanh nhổng khoù nung luyóỷn vỗ nhióỷt õọỹ kóỳt khọỳi cao vaỡ seợ
giaớm tuọứi thoỹ gaỷch chởu lổớa loùt loỡ.
+Nóỳu giaớm KH xuọỳng thỗ haỡm lổồỹng khoùang alit trong clinker giaớm, chỏỳt lổồỹng
ximng giaớm, nhióỷt õọỹ kóỳt khọỳi giaớm, nung luyóỷn dóự.





Thảc si- GVC NGUÙN DÁN

19
§Ĩ s¶n xt xi m¨ng pỗc l¨ng theo c«ng nghƯ lß quay ph−¬ng ph¸p kh«,
c¸c th«ng sè chÕ t¹o clinker ®Ĩ s¶n xt PC50 (theo TCVN 4240-2002) theo tỉng
kÕt cđa tµi liƯu c¸c n−íc vµ kinh nghiƯm thùc tÕ cã thĨ lùa chän nh− sau:
KH = 0,90 - 0,95; n = 2,2 - 2,7; p = 1,0 - 1,7
vµ khèng chÕ tỉng hµm l−ỵng chÊt ch¶y ë 1400
0
C (L
1400oC
) trong giíi h¹n 23 ®Õn 27%.
ë ®©y: L
1400 oC
= 2,95 . %Al
2
O

3
+ 2,2 . %Fe
2
O
3
+ %MgO + %Na
2
O + %K
2
O
Hiãûn nay åí mäüt säú nh mạy lải sỉí dủng hãû säú LSF.
CaOt: lỉåüng väi täøng hay CaO l thuút. Giạ tri LSF < 100%
Nãúu lỉåüng väi tỉû do âạng kãø dng hãû säú FCC
CaO
lk
: CaO liãn kãút = CaOl thuút - CaO tỉû do.
CaO
lt
: CaO l thuút = 2.8.SiO
2
+ 1.18Al
2
O
3
+ 0.65Fe
2
O
3
.
Ngoi ra cn sỉí dủng cạc cäng thỉïc thỉûc nghiãûm ca Bụt âãø tênh phäúi liãûu.

Âãø tênh thnh pháưn khoạng ca clinker theo l thuút cọ thãø dỉûa vo thnh pháưn
họa hc ca 4 äxêt chênh trong clinker hồûc theo 3 hãû säú dàûc trỉng KH, n, p.
Cạch tênh theo hãû säú KH âäüc láûp:
Theo nghiãn cỉïu ca Kin gi CO l mỉïc âäü hoảt tênh: âọ l säú phán tỉí CaO tạc
dủng våïi 1 phán tỉí SiO
2
, v Nãúu táút c CaO phn ỉïng hãút âãø tảo C
3
S thç hãû säú hoảt
tênh CO bàòng 3 láưn hãû säú bo ha väi KH (CO = 3KH.). Nhỉ váûy 1% SiO
2
tham
gia liãn kãút våïi 2.8%CaO s âỉåüc 3.8%C
3
S ( â lê lûm åí mủc 2.4.4), tỉång tỉû khi
CO = 2 thç 1% SiO
2
tham gia liãn kãút våïi 1.87%CaO s âỉåüc 2.87%C
2
S. Do âọ:
%C
3
S = 3.8S.( CO - 2) = 3.8S.(3KH - 2).
%C
2
S = 2.87S.(3 - CO) = 2.87S.(3- 3KH) = 8.61S.(1- KH).
Cạch tênh theo 3 hãû säú KH, n, p:
Theo cäng thỉïc thỉûc nghiãûm ca Kin:

32322

65.018.18.2
100.
OFeOAlSiO
CaOt
LSF
++
=
lt
lk
CaO
CaO
FCC
100.
=
SCSC
SCSC
KH
23
23
3250.1
8838.0
+
+
=
AFCAC
SCSC
n
43
23
0464.24341.1

3250.1
+
+
=
6383.0
1.15.1
4
3
+=
AFC
AC
p
35.165.2)18.2)(1(
100).23)(1.(8.3
%
3
++++
−+
=
pKHpn
KHpn
SC
35.165.2)18.2)(1(
100).1)(1(6.8
%
2
++++
−+
=
pKHpn

KHpn
SC