TỔNG QUAN VỀ XI MĂNG

Clip được chèn vào
/>2cK0Q&t=198s


CÁC NỘI DUNG CHÍNH
1. XI MĂNG POOCLĂNG
Lịch sử hình thành và phát triển
1.1 Thành phần hóa học và thành phần khống vật
1.2 Sản xuất xi măng PC
1.3 Q trình đơng kết và rắn chắc
1.4 Thành phần và cấu trúc của đá xi măng
1.5 Tính chất các khống vật
1.6 Các tính chất của XM
2. PHỤ GIA
2.1 Phụ gia khoáng vật họat tính
2.2 Phụ gia khống vật trơ


1. MĂNG POOCLĂNG
(TCVN2682-1999)

PC40
Portland Cement
40MPa=40N/mm 2
=400kG/cm2=400daN/cm2
XI MĂNG POOCLĂNG
MÁC 40 HOẶC 400


LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT

TRIỂN
 Xi măng pooclăng chính thức đi vào lịch sử
vào ngày 21/10/1824 khi Joseph Aspdin,
nhận được bằng sáng chế
 Vào năm 2010, sản lượng xi măng của thế
giới ước đạt 3,3 tỉ tấn, trong đó 3 nước sản
xuất xi măng nhiều nhất là Trung Quốc với
1,8 tỉ tấn, Ấn Độ 220 triệu tấn, Hoa kỳ 63,5
triệu tấn.
 Ở VN 2010 đạt hơn 55 triệu tấn/năm, một số
nhà máy sản xuất xi măng lớn như: Xi măng
Vicem Hà Tiên (8 triệu tấn/năm), Xi măng
Nghi Sơn (4,3 triệu tấn/năm), Xi măng Bỉm
Sơn (3,8 triệu tấn/năm), Xi măng Cẩm Phả
(2,3 triệu tấn/năm), Xi măng Tam Điệp (1,4
triệu tấn/năm)…


1.1 Thành phần hóa học và thành phần khống vật của XM PC
 Thành phần hóa học:
Xi măng pooclăng có chất lượng tốt, yêu cầu thành phần hóa học
như sau:
CaO: 60-67%;
SiO2: 21-27%
95-97%
Al2O3: 4-7%;
Fe2O3: 2-5%
Ngồi ra trong xi măng cịn có các ơxít MgO, SO3, Na2O,K2O chiếm tỷ lệ
khơng lớn, cần khống chế tỷ lệ MgO < 5%, SO3 < 3% để khơng có hại đến
chất lượng xi măng.

1.1 Thành phần hóa học và thành phần khống vật của XM Po
 Tác dụng của các thành phần hóa học trong xi măng:
+) SiO2 : là thành phần quan trọng, tỉ lệ SiO2 lớn thì thời gian ninh
kết của xi măng kéo dài
+) Al2O3: có tác dụng làm cho thời gian ninh kết và rắn chắc của xi
măng nhanh hơn. Nếu Al2O3 quá nhiều thì nhiệt độ nung sẽ cao,
thời gian ninh kết nhanh nhưng cường độ giảm, nhiệt thủy hóa lớn
dễ gây ứng suất nhiệt, dễ gây ăn mịn sunfat.
+) Fe2O3: có tác dụng làm giảm nhiệt độ nung clanhke, tăng độ
bền trong môi trường xâm thực..
+) MgO: là thành phần có hại cho xi măng, thường ở dạng tự do.
Khi bị nung quá 1450oC thì MgO bị già lửa, thủy hóa chậm, khi
thủy hóa thể tích tăng gây nứt nẻ cơng trình.


1.1 Thành phần hóa học và thành phần khống vật của XM PC
 Thành phần khoáng vật: Clanhke gồm 4 khoáng vật chủ yếu
- Silicat tricanxi : 3CaO.SiO2 (C3S) : 37-60%
- Silicat bicanxi : 2CaO.SiO2 (C2S) : 15-37%
- Aluminat tricanxi : 3CaO.Al2O3 (C 3A) : 7-15%
- Fero aluminat tricanxi : 4CaO. Al2O3.Fe2O3 (CAF) : 10-18%
Tỉ lệ các thành phần khoáng vật thay đổi ngoài các giới hạn sẽ tạo ra
các loại xi măng có tên gọi khác nhau.


1.1 Thành phần hóa học và thành phần khống vật của XM PC
 Thành phần khoáng vật: Clanhke gồm 4 khống vật chủ yếu

Nhiệt thủy hóa của các khống sinh ra trong thời kỳ rắn chắc của xi măng:
C3A> C3S> C4AF> C2S
Ngồi ra cịn có các thành phần khống phụ: MgO tự do <4,5%, CaO tự do
<0,5%, SO3<3%, (Na2O+0,658K2O)<0,6%


1.2 Sản xuất xi măng pooclăng
Ngun liệu:
+) Đá vơi: có tỷ lệ CaCO3 > 75%, theo kinh nghiệm để sản xuất 1 tấn xi
măng cần 1,3 tấn đá vôi.
+) Đất sét : yêu cầu hạt đều, mịn, không lẫn cát, sạn, ít tạp chất, hàm
lượng SiO2= 50 ÷58%
+) Quặng sắt: có tỷ lệ Fe2O3 > 40%, chỉ dùng khi đất sét thiếu % Fe2O3
+) Thạch cao: yêu cầu tỷ lệ CaSO4.2H2O > 80%, lượng dùng từ 3-5% so
với lượng xi măng, cho vào ở giai đoạn nghiền clanhke.
Ngoài ra người ta cịn chuẩn bị các loại phụ gia khống vật hoạt tính, phụ
gia trơ để cải thiện một số tính chất của xi măng để thỏa mãn các yêu cầu
kỹ thuật khác nhau..
Nhiên liệu:


1.2 Sản xuất xi măng pooclăng
 Chế tạo vật liệu sống
Có 2 phương pháp chế tạo vật liệu sống:
Phương pháp khô:
Vật liệu sống được nghiền và sấy đồng thời đến độ ẩm 1-2% trong máy
nghiền bi.
+) Ưu điểm: chi phí nhiên liệu thấp, thiết bị đơn giản
+) Nhược điểm: khó trộn đều và khó khống chế chất lượng xi măng
Phương pháp ướt:

Vật liệu sống được nghiền với nước trong máy nghiền bi tạo thành hỗn
hợp bùn nhão với 35- 40% nước cho đến khi đạt được độ mịn yêu cầu. Sau
đó hỗn hợp được bơm vào bể chứa để kiểm tra và điều chỉnh thành phần
trước khi cho vào lò nung.


Nung vật liệu sống bằng
lò quay

Nung vật liệu sống
bằng lò đứng


Tóm tắt q trình rắn chắc của xi
măng


1.3 Q trình đơng kết và rắn chắc của xi măng pooclăng
 1.3.1 Giai đoạn hóa keo:
- Khi dung dịch bão hịa Ca(OH)2, 3CaO.Al2O3.6H2O khơng tan nữa
mà ở dạng keo
- Các sản phẩm etrigite như 2CaO.SiO2.mH2O vốn không tan nên vẫn
tồn tại ở dạng keo phân tán. Khi nước bay hơi, nước phản ứng với xi
măng làm thể keo không ngừng tăng lên, vữa xi măng mất dần tính dẻo
dần đơng đặc nhưng chưa có cường độ.
 1.3.1 Giai đoạn kết tinh:
- Nước tự do bay hơi dần, các sản phẩm tạo ra càng nhiều, kết tinh lại
thành tinh thể, do đó cường độ xi măng dần tăng rõ rệt.
- Khoáng 2CaO.SiO2.mH2O chuyển sang kết tinh làm cường độ xi
măng tăng dần.

TÁC DỤNG CỦA THẠCH CAO
 Nếu không pha thạch cao: Hồ xi măng pooclăng là một hệ keo
gồm những hạt silicat mang điện tích âm đẩy nhau làm khó hình
thành hiện tượng đông kết. Nhưng trong hồ xi măng pooclăng lại
có thành phần C3AH6 dễ tan phân ly ra ion AL+3 đóng vai trị tích
cực làm ion keo tụ có nhiệm vụ khử điện tích âm của các hạt keo
làm cho các hạt keo hút nhau và hiện tượng keo tụ được tiến hành
nhanh làm cho hồ xi măng đông kết nhanh.
 Khi pha thạch cao vào:
C3AH6 + 3(CaSO4.2H2O) + 19H2O = C3A.3CaSO4.31H2O
(Kết tủa, thể tích tăng)
Làm cho nồng độ ion AL+3 giảm xuống, làm giảm lượng keo tụ do
đó kéo dài thời gian đơng kết của xi măng.
Ngồi ra tinh thể thạch cao cịn đóng vai trị tạo bộ khung cấu trúc


1.5 Tính chất các khống vật và các hệ số chất lượng xi măng
a, Tốc độ thủy hóa: Biểu thị bằng phần trăm lượng nước liên kết hóa
học, đánh giá được tốc độ đông kết của xi măng.
b, Nhiệt thủy hóa: Lượng nhiệt tỏa ra khi các khống vật xi măng phản
ứng với nước
c, Khả năng phát triển cường độ: Khả năng chịu lực khi các khống vật
đóng rắn


1.6 Các tính chất của xi măng pooclăng

1.6 Các tính chất của xi măng pooclăng
 Thời gian đông kết của xi măng:
Sau khi nhào trộn xi măng với nước, hồ xi măng mất dần tính dẻo,
ngày càng đặc sệt lại, chuyển dần sang trạng thái đông đặc và rắn chắc.
Quá trình này diễn ra nhanh hay chậm được biểu thị bằng thời gian đông
kết.
a) Thời gian bắt đầu đông kết: là khoảng thời gian kể từ khi đổ nước
(LNTC) nhào trộn với xi măng cho đến khi hồ xi măng bắt đầu đông kết,
lúc này hồ xi măng mất dần tính dẻo và xuất hiện trạng thái đông keo.
b) Thời gian kết thúc đông kết: là khoảng thời gian kể từ khi đổ nước
(LNTC) nhào trộn với xi măng cho đến khi hồ xi măng kết thúc đơng kết
và chuyển sang kết tinh, bắt đầu có cường độ.


1.6 Các tính chất của xi măng pooclăng
Thời gian đơng kết của xi măng:
+) Một số yếu tố ảnh hưởng đến q trình đơng kết của xi măng:
- TP khống vật: Xi măng có C3A lớn đơng kết nhanh, C2Slớn đông
kết chậm
- Độ mịn: xi măng càng mịn đông kết càng nhanh
- Phụ gia:
+ Phụ gia kéo dài thời gian đơng kết của xi măng: Thạch cao, NaNO3,
PGKVHT, PG hóa dẻo
+ Phụ gia rút ngắn thời gian đông kết của xi măng: Na2CO3, HCl, NaCl,
CaCl2
- Lượng nước trộn: Tỷ lệ N/X cao xi măng đông kết chậm
- Nhiệt độ môi trường:
+ Nhiệt độ khơng khí xung quanh cao xi măng đông kết nhanh và ngược
lại

2. PHỤ GIA

2.1. Phân loại:
Dựa vào nguồn gốc và công dụng, phụ gia được phân chia làm 3 nhóm
lớn sau:
+) Phụ gia hóa học: dạng rắn hoặc dạng lỏng (Loại giảm nước và
điều chỉnh thời gian đông kết)
+) Phụ gia khoáng: dạng bột mịn (qua nghiền mịn hoặc tự nhiên)
như:
- Xỉ lò cao nghiền mịn,
- Puzolan tự nhiên nghiền mịn
- Tro bay, muội silic, bột đá …
+) Phụ gia có tính năng khác:
- Phụ gia chống thấm
- Phụ gia trợ bơm
- Phụ gia ức chế ăn mòn cốt thép
- Phụ gia cuốn khí
- Phụ gia gây nở
- Phụ gia liên kết bê tông cũ và bê tông mới


2. PHỤ GIA
2.2. Phụ gia khoáng vật:
 Khái niệm
Phụ gia khoáng vật là các khoáng tự nhiên hay nhân tạo, thường ở
dạng bột (tự nhiên hoặc qua nghiền mịn), có hoạt tính hoặc khơng có
hoạt tính
Phụ gia khống vật được dùng để cải thiện một số tính chất thỏa mãn
yêu cầu kỹ thuật với các cơng trình khác nhau hoặc để tăng sản

lượng, hạ giá thành.
 Phân loại:
Phụ gia khoáng vật hoạt tính
Phụ gia khống vật trơ (phụ gia trơ hay phụ gia đầy)
2.2.1 Phụ gia khống vật hoạt tính
 2.1.1 Định nghĩa:
Là phụ gia mà khi trộn với xi măng thì trong q trình đơng kết và
rắn chắc các thành phần hoạt tính của nó (chủ yếu là SiO2 vơ định hình


2. PHỤ GIA
2.2 Phụ gia khoáng vật trơ
 2.2.1 Định nghĩa:
Là phụ gia mà khi trộn với xi măng thì trong q trình đơng kết nó
khơng tham gia phản ứng hóa học mà chỉ có tác dụng như vật liệu độn và
tác dụng về mặt vật lý.
 2.2 Các loại phụ gia trơ:
Đất (sét, hoàng thổ), cát mịn, bột đá (vơi, granit), bột gạch, bột xỉ và bột
puzolan có hoạt tính thấp.
 2.2 Tác dụng:
+) Giảm mác XM trong trường hợp không cần dùng XM mác cao, đồng
thời tăng lượng XM, hạ giá thành.


3. CÁC LOẠI XI MĂNG KHÁC
Phân loại theo TCVN
Xi măng Pooclăng-Portland Cement–PC (OPC)TCVN 2682-2009
Xi măng Pooclăng hỗn hợp-Portland Cement
Blended-PCB (BPC)-TCVN6260-2009
Xi măng Pooclăng trắng-White Portland CementPCW-TCVN5691-92

Xi măng Pooclăng Puzolan-Portland Pozzolan
Cement-PCpuz-TCVN4033-95
Xi măng Pooclăng xỉ-Blast Furnace Granulated
Slag Portland Cement-PCS (SPC)- TCVN4316-86


Cám ơn cô và các bạn đã
lắng nghe!