DOITHUONG247 - CỔNG THÔNG TIN TRÒ CHƠI ĐỔI THƯỞNG

Thông báo Việc làm Hỏi đáp chuyên ngành

Xi măng

Các thông số clinker và tỷ lệ phần trăm alite (P1)

17/03/2018 - 10:52 SA

 Trong bài viết này Arthur Harrisson giải thích tầm quan trọng của ba thông số chính của clinker và sự liên quan của các thông số này tới hàm lượng alite có mặt trong clinker.
doithuong247

Mặc dù thuật từ chính xác đã thay đổi và các tính toán có thể khác biệt một chút, song có 3 thông số hóa học chính kiểm soát thành phần clinker xi măng. Các thông số này đã tồn tại trong nhiều năm và được các nhà hóa học xi măng hiểu rất rõ. Tuy nhiên, các vấn đề đặt ra ở đây là các thông số này thực sự có ý nghĩa ra sao và chúng có ảnh hưởng ra sao tới lượng alite tồn tại trong clinker và hiệu quả của xi măng trong thực tế? Câu trả lời có thể một phần nằm ở bản chất của belite (xem hình ảnh chụp ở bên dưới). Các tinh thể này thay đổi rất nhiều về hình dạng và có chứa các nguyên liệu đã xử lý mà ảnh hưởng tới thành phần hỗn hợp của toàn bộ clinker.

Các thông số đựợc tham chiếu ở đây là hệ số bão hòa vôi (LSF), tỷ lệ ô-xit silic (SR) và tỷ lệ nhôm/sắt (AF).

Hệ số bão hòa vôi (LSF)

Phương trình cho LSF của clinker là: LSF = CaO/((2,8 x SiO2) + (1,18 x Al2O3) + (0,65 X Fe2O3)) x 100

Phương trình này liên quan tới lượng CaO với SiO2, Al2O3 và Fe2O3 trong clinker. Hệ số 2,8 ở phần mẫu số của phương trình là tỷ lệ phân tử của CaO với SiO2 trong C3S tinh khiết, vì vậy, khi kết quả là 100 thì ô-xit silic duy nhất tạo thành là C3S. Vôi có trong phần dư thừa đó được yêu cầu cho C3S chuyển sang C3A và C4AF và bất kỳ phần dư thừa nào so với mức này tạo ra LSF lớn hơn 100 và trong hệ tinh khiết phản ứng với sự cân bằng đó là vôi tự do. Công thức chỉ tính toán đối với các pha C3S, C3A và C4AF, nhưng nếu vôi có sẵn không đủ và LSF nhỏ hợn 1,0 thì khi đó C2S cũng sẽ tồn tại. LSF rõ ràng có liên quan mật thiết với phép tính Bogue, mà sử dụng các giả định tương tự liên quan tới thành phần của các pha để tạo ra một thành phần hỗn hợp tiềm năng của clinker nếu nó được sản xuất ra từ bốn ô-xít theo các điều kiện cân bằng.
 
doithuong247
 
Hình 1 chọ thấy sự thay đổi tiềm năng về hàm lượng C3S được dự báo bởi phép tính Bogue do LSF trong clinker thay đổi được ghi lại từ số liệu nhà máy ở hai nhà máy khác nhau. Các thông số khác cũng thay đổi qua thời gian, nhưng C3S được dự báo bằng phương trình Bogue từ lâu bị ảnh hưởng mạnh nhất. Dự báo đó là khi LSF tăng lên, tỷ lệ phần trăm của C3S cũng tăng lên.
 
Cả hai nhà máy này cũng đã sử dụng phép phân tích dưới kính hiển vi để nghiên cứu clinker theo nguyên tắc thông thường. Các phân tích bao gồm đo các tỷ lệ pha trong clinker sử dụng điểm đếm dưới kính hiển vi trên các phần được đánh bóng của clinker, nghiên cứu khoảng 30 - 40 cục được lựa chọn ngẫu nhiên từ các mẫu clinker đại diện. Các kết quả của điểm đếm trên các mẫu clinker tương tự như đã chỉ ra ở Hình 1 được thể hiện ở Hình 2. Trong cả hai trường hợp, việc tặng hàm lượng alite theo dự kiến được dự báo từ phép tính toán Bogue đã không trở thành hiện thực.
 
Tỷ lệ ô-xit silic (SR)

Ở zôn nung, theo mô hình hóa học đơn giản được biểu diễn bằng ba thông số, clinker bao gồm chủ yếu một pha rắn, mà bao gồm các calcium silicate với vôi tự do, và một pha lỏng là C3A và C4AF nóng chảy. Một phần pha rắn ở bất kỳ thời gian cho trước sẽ hòa tan vào trong pha lỏng và được chuyền đi qua clinker để kết hợp và tạo ra thêm vật liệu rắn. Việc tăng SR là nhằm tăng tổng lượng pha rắn, các silicate, bằng việc tiêu hao pha lỏng. Tuy phiên, nếu hành động duy nhất chỉ là bổ sung thêm ô-xit silic vào, thì khi đó LSF bị giảm đi và tỷ lệ phần trăm alite cũng giảm đi. Việc tăng SR chỉ có thể được áp dụng để đảm bảo lượng cụ thể C3S bằng cách đồng thời tăng LSF lên.

doithuong247

Hình 3 cho thấy việc tăng theo dự kiến tổng lượng silicate do SR tăng lên so với thông số đặt của nhà máy và cũng cho thấy sự tăng lên đo được trong thực tế tổng lượng silicate trong clinker (toàn bộ các phép tính Bogue đã được điều chỉnh đối với vôi tự do).

Tỷ lệ nhôm/sắt (AF)

Tỷ lệ AF kiểm soát các đặc tính của pha lỏng và có thể không được xem là có ảnh hưởng lớn tới lượng alite trong clinker. Tuy nhiên tỷ lệ này kiểm soát các tỷ lệ C3A và C4AF có liên quan trong clinker. Vì C3A chứa 62,3% CaO và C4AF tinh khiết sẽ chứa chỉ 46,1%, việc tăng tỷ lệ AF, tạo ra tỷ lệ C3A cao hơn sẽ cần nhiều vôi hơn cho các pha lỏng và lượng vôi ít hơn sẽ có sẵn để tạo ra các silicate, cho dù tỷ lệ alite tính toán được nhờ sử dụng phép tính Bogue sẽ giảm đi.

Hình 4 cho thấy phương trình Bogue về lượng C3S trong clinker trong các thay đổi về AF so với lượng alite đo được nhờ sử dụng điểm đếm dưới kính hiển vi. 

Một đặc điểm đáng chú ý đối với toàn bộ các số liệu này đó là trong khi phép tính Bogue dự báo các thay đổi đáng kể về lượng alite trong clinker, các phép đo dưới kính hiển vi cho thấy ít hoặc không có sự thay đổi. Các suy giảm về các ảnh hựởng dự kiến của các thay đôi về tỷ lệ alite do các thay đổi về các thông số cũng được chỉ ra ở các nhà máy mà phép phân tích XRD được sử dụng như là một biện pháp đo thành phần pha.
(Còn nữa)

VLXD.org (Theo TTKHKT Xi măng)

Ý kiến của bạn

Thương hiệu vật liệu xây dựng