intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu ảnh hưởng của một số chất trợ nghiền tới hiệu suất nghiền và một số tính chất cơ lý của xi măng PCB40 FICO

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:88

Thêm vào BST
Báo xấu
24
lượt xem 4
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đánh giá và so sánh hiệu suất trợ nghiền của các chất trợ nghiền GM1189 và NH2370H đối với xi măng PCB40 Tây Ninh. Khảo sát ảnh hưởng của GM1189 và NH2370H đến các tính chất cơ lý của xi măng PCB40 Tây Ninh để định hướng sử dụng hợp lý loại và lượng phụ gia cho quá trình nghiền xi măng tại Nhà máy xi măng Tây Ninh

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu ảnh hưởng của một số chất trợ nghiền tới hiệu suất nghiền và một số tính chất cơ lý của xi măng PCB40 FICO

  1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI --------------------------------------- NGUYỄN THỊ THÙY TRANG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ CHẤT TRỢ NGHIỀN TỚI HIỆU SUẤT NGHIỀN VÀ MỘT SỐ TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA XI MĂNG PCB40 FICO LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT HÓA HỌC Hà Nội – Năm 2017
  2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI --------------------------------------- NGUYỄN THỊ THÙY TRANG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ CHẤT TRỢ NGHIỀN TỚI HIỆU SUẤT NGHIỀN VÀ MỘT SỐ TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA XI MĂNG PCB40 FICO Chuyên ngành: KỸ THUẬT HÓA HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS. HUỲNH ĐỨC MINH Hà Nội – Năm 2017
  3. CBHD: PGS. TS. Huỳnh Đức Minh MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................................3 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ..................................................................5 LỜI CÁM ƠN ............................................................................................................9 PHẦN MỞ ĐẦU ......................................................................................................10 1. Lý do chọn đề tài: ..............................................................................................10 2. Mục đích nghiên cứu .........................................................................................11 3. Ý nghĩa thực tế của đề tài ..................................................................................11 4. Đối tượng nghiên cứu ........................................................................................11 5. Phạm vi nghiên cứu ...........................................................................................11 6. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................................12 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN...................................................................................13 1.1 Tổng quan về xi măng Portland : .....................................................................13 1.1.1 Xi măng Portland: .....................................................................................13 1.1.2 Xi măng Portland hỗn hợp: .......................................................................13 1.2 Nguyên liệu chủ yếu dùng sản xuất xi măng Portland: ...................................14 1.2.1 Clinker xi măng Portland: .........................................................................14 1.2.2 Thạch cao: .................................................................................................18 1.2.3 Puzolan: .....................................................................................................19 1.2.4 Đá vôi: .......................................................................................................19 1.3 Phụ gia trợ nghiền: ...........................................................................................20 1.3.1 Tình hình nghiên cứu và sử dụng phụ gia trợ nghiền: ..............................20 1.3.1.1 Tình hình nghiên cứu và sử dụng phụ gia trợ nghiền trên thế giới: ...20 1.3.1.2 Tình hình nghiên cứu và sử dụng phụ gia trợ nghiền ở Việt Nam: ....24 1.3.2 Nguyên lý tác dụng của chất trợ nghiền: ...................................................25 1.3.2.1 Các phản ứng hóa học: ........................................................................25 1.3.2.2 Cơ chế phân tán chất trợ nghiền: ........................................................26 1.3.2.3 Năng lượng bề mặt và sức căng bề mặt: .............................................28 1.3.2.4 Quá trình giảm năng lượng bề mặt trên clinker: .................................30 1.3.2.5 Tương tác giữa chất trợ nghiền và bề mặt clinker: .............................31 1.3.3 Đặc điểm của quá trình nghiền xi măng không sử dụng phụ gia trợ nghiền: ............................................................................................................................32 1.3.4 Cơ chế hoạt động của chất trợ nghiền: ......................................................32 1
  4. CBHD: PGS. TS. Huỳnh Đức Minh 1.3.5 Hiệu quả tác động của chất trợ nghiền: .....................................................38 1.3.5.1 Bề mặt clinker có và không có phụ gia trợ nghiền: ...........................38 1.3.5.2 Năng lượng hấp phụ của chất trợ nghiền lên bề mặt khoáng C3S: .....40 1.3.5.3 Năng lượng kết tụ của C3S và C3A: ....................................................40 CHƢƠNG 2: NỘI DUNG THỰC NGHIỆM ........................................................42 2.1 Quy trình tiến hành nghiên cứu thực nghiệm: .................................................42 2.2 Nguyên vật liệu sử dụng trong nghiên cứu:.....................................................42 2.2.1 Clinker: ......................................................................................................42 2.2.2 Thạch cao: .................................................................................................43 2.2.3 Đá vôi: .......................................................................................................43 2.2.4 Puzolan: .....................................................................................................44 2.2.5 Chất trợ nghiền sử dụng trong thí nghiệm: ...............................................44 2.2.5.1 Chất trợ nghiền GM1189: ...................................................................44 2.2.5.2 Chất trợ nghiền NH2307H: .................................................................45 2.3 Tỷ lệ cấp phối: .................................................................................................46 2.4 Các phương pháp xác định tính chất cơ lý: .....................................................46 2.4.1 Phương pháp xác định cường độ (độ bền): ...............................................46 2.4.2 Phương pháp xác định lượng nước tiêu chuẩn: .........................................47 2.4.3 Phương pháp xác định thời gian đông kết : ...............................................48 2.4.4 Phương pháp xác định độ ổn định thể tích theo Le Chatelier: ..................48 2.4.5 Phương pháp xác định lượng sót sàng: .....................................................49 2.4.6 Phương pháp xác định độ mịn Blaine: ......................................................50 2.4.7 Phương pháp chụp ảnh vi cấu trúc bằng kính hiển vi điện tử (SEM): ......50 2.4.8 Phương pháp phân tích thành phần hạt bằng phương pháp tán xạ laser: ..52 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN ..............................54 3.1 Ảnh hưởng của chất trợ nghiền đến độ mịn của xi măng: ...............................54 3.2 Ảnh hưởng của chất trợ nghiền đến lượng nước tiêu chuẩn: ..........................56 3.3 Ảnh hưởng của chất trợ nghiền đến thời gian ninh kết: ..................................58 3.4 Ảnh hưởng của chất trợ nghiền đến độ ổn định thể tích: ................................61 3.5 Ảnh hưởng của chất trợ nghiền đến cường độ nén: .........................................63 3.6 Nghiên cứu tiết giảm lượng clinker trong phối liệu ........................................76 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................84 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................85 2
  5. CBHD: PGS. TS. Huỳnh Đức Minh DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Các thành phần khoáng chính của clinker xi măng Portland ...................14 Bảng 1.2: Thành phần hạt của clinker với các phụ gia trợ nghiền............................23 Bảng 1.3: Kết quả sử dụng phụ gia trợ nghiền tại một số công ty xi măng ..............25 Bảng 1.4: Hiệu quả nghiền với các chất trợ nghiền hữu cơ khác nhau.....................27 Bảng 1.5: Hình dạng giọt lỏng phụ thuộc vào tương tác giữa chất lỏng và bề mặt chất rắn .....................................................................................................................29 Bảng 2.1: Nguyên vật liệu sử dụng trong nghiên cứu ..............................................44 Bảng 2.2: Tính chất lý học và các thông số kỹ thuật của GM1189 ..........................44 Bảng 2.3: Tính chất lý học và các thông số kỹ thuật của NH2307H ........................45 Bảng 2.4: Tỷ lệ cấp liệu cho máy nghiền thí nghiệm: ..............................................46 Bảng 3.1: Ảnh hưởng của GM1189 và NH2307H đến độ mịn của xi măng: ...........54 Bảng 3.2: Ảnh hưởng của GM1189 và NH2307H đến lượng nước tiêu chuẩn........56 Bảng 3.3: Ảnh hưởng của GM1189 và NH2307H đến thời gian ninh kết ...............59 Bảng 3.4: Ảnh hưởng của GM1189 và NH2307H đến độ ổn định thể tích..............61 Bảng 3.5: Ảnh hưởng của GM1189 và NH2307H đến cường độ nén ......................63 Bảng 3.6: Sự tăng giảm cường độ của mẫu thí nghiệm so với mẫu đối chứng ........65 Bảng 3.7: Bảng thống kê kết quả đo độ phân bố thành phần hạt xi măng ................73 Bảng 3.8: Ảnh hưởng của chất trợ nghiền NH2307H trong nghiên cứu tiết giảm clinker đến hiệu suất nghiền:.....................................................................................76 Bảng 3.9: Ảnh hưởng của chất trợ nghiền NH2307H trong nghiên cứu tiết giảm clinker đến lượng nước tiêu chuẩn nghiền: ...............................................................77 Bảng 3.10: Ảnh hưởng của chất trợ nghiền NH2307H trong nghiên cứu tiết giảm clinker đến thời gian ninh kết ....................................................................................79 Bảng 3.11: Ảnh hưởng của chất trợ nghiền NH2307H trong nghiên cứu tiết giảm clinker đến độ ổn định thể tích ..................................................................................81 3
  6. CBHD: PGS. TS. Huỳnh Đức Minh Bảng 3.12: Ảnh hưởng của chất trợ nghiền NH2307H trong nghiên cứu tiết giảm clinker đến cường độ nén ..........................................................................................82 Bảng 3.13: Sự tăng giảm cường độ của mẫu thí nghiệm trong nghiên cứu tiết giảm clinker ........................................................................................................................82 4
  7. CBHD: PGS. TS. Huỳnh Đức Minh DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1: Khoáng Alite ............................................................................................15 Hình 1.2: Khoáng Belite ...........................................................................................16 Hình 1.3: Khoáng C3A và C4AF ..............................................................................17 Hình 1.4: BET của bột clinker cùng phụ gia trợ nghiền sau 90 phút........................23 Hình 1.5: Phản ứng hóa học giữa ion O2- với nước .................................................26 Hình 1.6: Lực tương tác giữa các phân tử bên trong và ngoài bề mặt của chất rắn hoặc chất lỏng [14] ....................................................................................................28 Hình 1.7: Tương tác của 2 phân tử TIPA lên bề mặt khoáng C3S khô ....................32 Hình 1.8: Sự phá vỡ và kết tụ của hạt xi măng trong quá trình nghiền ....................32 Hình 1.9: Sự phát triển mạng các vết nứt trong quá trình nghiền ............................35 Hình 1.10: Quá trình xâm nhập của phụ gia vào vết nứt và phân tách hạt xi măng .36 Hình 1.11: Nghiền clinker khi có (a) và không có (b) phụ gia trợ nghiền ................36 Hình 1.12: Ảnh hưởng của thời gian nghiền (a) và năng lượng tiêu tốn riêng (b) đến độ mịn Blaine của xi măng .......................................................................................37 Hình 1.13: Mô hình động học phân tử ......................................................................37 Hình 1.14: Bề mặt clinker có điện tích .....................................................................39 Hình 1.15: Bề mặt clinker .........................................................................................39 Hình 1.16: Tương tác giữa nước với bề mặt clinker .................................................39 Hình 1.17: Tương tác giữa GL với bề mặt clinker ....................................................39 Hình 1.18: Tương tác giữa DEG với bề mặt clinker .................................................39 Hình 1.19: Tương tac giữa DIPA với bề mặt clinker ................................................39 Hình 1.20: Năng lượng hấp phụ của chất trợ nghiền lên khoáng C3S khô và đã hydoxyl hóa ở nhiệt độ 250C và 1100C ....................................................................40 Hình 1.21: Đơn lớp phân tử Glycerol giữa hai bề mặt khoáng C3S .........................41 5
  8. CBHD: PGS. TS. Huỳnh Đức Minh Hình 1.22: Đơn lớp phân tử glycerol bao phủ một nửa giữa hai bề mặt khoáng C3S với bề mặt C3S ở trạng thái phân tách .......................................................................41 Hình 1.23: Năng lượng kết tụ các chất trợ nghiền trên khoáng C3S khô và đã hydoxyl hóa ở 900C ...................................................................................................41 Hình 1.24: Năng lượng kết tụ các chất trợ nghiền trên khoáng C3A khô và đã hydoxyl hóa ở 900C ...................................................................................................41 Hình 2.1: Clinker đã qua kẹp hàm ............................................................................43 Hình 2.2: Clinker sử dụng thí nghiệm (dưới sàng 5mm, trên sàng 1mm) ................43 Hình 2.3: Thạch cao lấy tại kho Nhà máy Xi măng Tây Ninh .................................43 Hình 2.4: Thạch cao sử dụng thí nghiệm ..................................................................43 Hình 2.5: Đá vôi đã qua kẹp hàm..............................................................................43 Hình 2.6: Đá vôi sử dụng thí nghiệm (dưới sàng 5mm, trên sàng 1mm) .................43 Hình 2.7: Puzolan lấy tại kho Nhà máy Xi măng Tây Ninh .....................................44 Hình 2.8: Puzolan sử dụng thí nghiệm ......................................................................44 Hình 2.9: Máy trộn vữa. ............................................................................................47 Hình 2.10: Khuôn và bàn dằn mẫu............................................................................47 Hình 2.11: Máy nén mẫu ...........................................................................................47 Hình 2.12: Dụng cụ Vicat .........................................................................................48 Hình 2.13: Khuôn Le Chatelier .................................................................................49 Hình 2.14: Dụng cụ xác định lượng sót sàng ............................................................50 Hình 2.15: Dụng cụ xác định Blaine .........................................................................50 Hình 2.16: Thiết bị chụp SEM ..................................................................................52 Hình 2.17: Thiết bị phân tích thành phần hạt bằng phương pháp tán xạ laser .........53 Hình 3.1: Đồ thị khảo sát ảnh hưởng của chất trợ nghiền GM1189 và NH2307H đến độ mịn của xi măng ............................................................................................54 Hình 3.2: Ảnh hưởng của GM1189 và NH2307H đến lượng nước tiêu chuẩn ........57 6
  9. CBHD: PGS. TS. Huỳnh Đức Minh Hình 3.3: Ảnh hưởng của GM1189 và NH2307H đến thời gian ninh kết ................59 Hình 3.4: Ảnh hưởng của GM1189 và NH2307H đến khoảng thời gian ninh kết ...60 Hình 3.5: Ảnh hưởng của GM1189 và NH2307H đến độ ổn định thể tích ..............62 Hình 3.6: Ảnh hưởng của GM1189 và NH2307H đến cường độ nén 1 ngày ..........64 Hình 3.7: Ảnh hưởng của GM1189 và NH2307H đến cường độ nén 3 ngày ..........64 Hình 3.8: Ảnh hưởng của GM1189 và NH2307H đến cường độ nén 7 ngày ..........64 Hình 3.9: Ảnh hưởng của GM1189 và NH2307H đến cường độ nén 28 ngày ........65 Hình 3.10: Hình SEM của mẫu ĐC, GM0.4 và NH0.4 ............................................69 Hình 3.11: Ảnh SEM của mẫu NH0.4 (a) và NH0.6 (b)...........................................69 Hình 3.12: Phân bố thành phần hạt mẫu ĐC.............................................................71 Hình 3.13: Phân bố thành phần hạt của mẫu GM0.4 ................................................71 Hình 3.14: Phân bố thành phần hạt của mẫu GM0.8 ................................................72 Hình 3.15: Phân bố thành phần hạt của mẫu NH0.4 .................................................72 Hình 3.16: Phân bố thành phần hạt của mẫu NH0.6 .................................................73 Hình 3.17: Đồ thị ảnh hưởng của chất trợ nghiền GM1189 và NH2307H đến độ phân bố cỡ hạt R< 4.472 μm .....................................................................................74 Hình 3.18: Đồ thị ảnh hưởng của chất trợ nghiền GM1189 và NH2307H đến độ phân bố cỡ hạt 4.472 μm < R < 10.097 μm .............................................................74 Hình 3.20: Đồ thị khảo sát ảnh hưởng của chất trợ nghiền NH2307H trong nghiên cứu tiết giảm clinker đến hiệu suất nghiền................................................................76 Hình 3.21: Đồ thị khảo sát ảnh hưởng của chất trợ nghiền NH 2307H trong nghiên cứu tiết giảm clinker đến lượng nước tiêu chuẩn ......................................................78 Hình 3.22: Đồ thị khảo sát ảnh hưởng của chất trợ nghiền NH2307H trong nghiên cứu tiết giảm clinker đến thời gian bắt đầu ninh kết và kết thúc ninh kết. ...............79 Hình 3.23: Đồ thị khảo sát ảnh hưởng của chất trợ nghiền NH2307H trong nghiên cứu tiết giảm clinker đến khoảng thời gian ninh kết .................................................80 7
  10. CBHD: PGS. TS. Huỳnh Đức Minh Hình 3.24: Đồ thị khảo sát ảnh hưởng của chất trợ nghiền NH2307H trong nghiên cứu tiết giảm clinker đến độ ổn định thể tích ............................................................81 Hình 3.25: Đồ thị khảo sát ảnh hưởng chất trợ nghiền NH2307H trong nghiên cứu tiết giảm clinker đến cường độ nén ...........................................................................82 8
  11. CBHD: PGS. TS. Huỳnh Đức Minh LỜI CÁM ƠN Lời đầu tiên, con ghi nhớ mãi công ơn ba me đã sinh thành, nuôi nấng, dạy dỗ con nên người, tạo mọi điều kiện cho con được đến trường để theo đuổi việc học đến hôm nay và luôn dành cho con mọi điều tốt đẹp nhất. Đến nay, dù đã tốt nghiệp đại học nhưng ba mẹ vẫn tạo điều kiện, ủng hộ tinh thần con, để con tiếp tục hành trang trên con đường học để trao đồi thêm kiến thức trong cuộc sống. Em xin chân thành cám ơn PGS. TS. Huỳnh Đức Minh và TS. Nguyễn Thành Đông đã tận tính hướng dẫn, giúp đỡ và hỗ trợ để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp. Em xin chân thành cám ơn chú Trần Quốc Tế - chuyên gia công nghệ phụ gia trợ nghiền của Công ty Cổ phần Phan Hà Gia đã tận tình giúp đỡ, hỗ trợ em trong quá trình làm đồ án. Em xin cám ơn Ban lãnh đạo Công ty Cổ phần Xi măng Fico Tây Ninh đã tạo điều kiện thuận lợi để em được học tập và nghiên cứu. Em cũng xin cám ơn các anh chị em đồng nghiệp thuộc phòng Quản lý Chất lượng – Nhà máy Xi măng Tây Ninh đã giúp đỡ em trong thời gian nghiên cứu và làm đề tài. Mặc dù đã nỗ lực hết mình nhưng đồ án của em không thể tránh khỏi những thiếu sót do sự hạn chế về thời gian và kinh nghiệm. Bởi vậy em rất mong được sự đóng góp ý kiến của các Thầy, Cô để đồ án tốt nghiệp của em có thể hoàn thiện hơn. TP. Hồ Chí Minh, ngày…tháng…năm… Sinh viên Nguyễn Thị Thùy Trang 9
  12. CBHD: PGS. TS. Huỳnh Đức Minh PHẦN MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài: Trong tiến trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước thì ngành công nghiệp sản xuất xi măng là một ngành công nghiệp mũi nhọn. Trên thị trường Nam Bộ nói riêng và thị trường cả nước nói chung hiện nay có rất nhiều thương hiệu xi măng khác nhau, sự canh tranh giữa các thương hiệu này ngày càng khốc liệt, đòi hỏi các Nhà máy xi măng phải không ngừng nghiên cứu cải tiến công nghệ và áp dụng các biện pháp khác nhau để nâng cao chất lượng và hạ giá thành sản phẩm, tăng hiệu quả kinh tế. Công đoạn nghiền xi măng là một trong những công đoạn quan trọng góp phần quyết định chất lượng, sản lượng và giá thành sản phẩm. Công đoạn này chiếm khoảng 1/3 tổng điện năng tiêu thụ và tiêu hao một lượng đáng kể vật tư, cũng như nhân công, vì vậy việc nghiên cứu áp dụng các giải pháp công nghệ, cải tiến thiết bị nhằm nâng cao năng suất máy nghiền, cải thiện tính năng của xi măng đã được nhiều nhà khoa học quan tâm, đầu tư nghiên cứu, nhờ đó nhiều giải pháp công nghệ mới đã được ứng dụng có hiệu quả. Trong khi các giải pháp cải tiến – chế tạo thay thế thiết bị nghiền cần một sự đầu tư lớn, làm gián đoạn sản xuất thì giải pháp sử dụng chất trợ nghiền trên cơ sở nghiên cứu cơ chế và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nghiền đã mang lại hiệu quả kinh tế - kỹ thuật to lớn. Trên thị trường hiện nay có nhiều loại phụ gia trợ nghiền khác nhau với các đặc tính khác nhau. Hiệu quả và mức độ ảnh hưởng của mỗi loại phụ gia trợ nghiền đến năng suất nghiền và các tính chất cơ lý của các loại xi măng khác nhau cũng có sự biến đổi rõ rệt. Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu ảnh hƣởng của một số chất trợ nghiền tới hiệu suất nghiền và một số tính chất cơ lý của xi măng PCB40 FiCO” là một đề tài nghiên cứu mang tính ứng dụng có ý nghĩa thiết thực đối với nhà máy để từ đó đánh giá, so sánh và tìm ra được loại và lượng chất trợ nghiền hợp lý cho quá trình sản xuất. Với thời lượng và điều kiện phòng thí nghiệm có hạn, đề tài đã lựa chọn 2 loại phụ gia trợ nghiền có tên thương phẩm là GM1189 và NH2370H để pha trộn vào phối liệu xi măng với tỷ lệ khác nhau. Từ đó khảo sát 10
  13. CBHD: PGS. TS. Huỳnh Đức Minh ảnh hưởng của chúng đến hiệu suất nghiền và một số tính chất cơ lý của xi măng như cường độ cơ học, lượng nước tiêu chuẩn, thời gian đông kết… 2. Mục đích nghiên cứu Đánh giá và so sánh hiệu suất trợ nghiền của các chất trợ nghiền GM1189 và NH2370H đối với xi măng PCB40 Tây Ninh. Khảo sát ảnh hưởng của GM1189 và NH2370H đến các tính chất cơ lý của xi măng PCB40 Tây Ninh để định hướng sử dụng hợp lý loại và lượng phụ gia cho quá trình nghiền xi măng tại Nhà máy xi măng Tây Ninh 3. Ý nghĩa thực tế của đề tài Kết quả của đề tài sẽ có ý nghĩa lớn đối với Nhà máy xi măng Tây Ninh trong việc lựa chọn phụ gia trợ nghiền và định hướng sử dụng nguồn đá vôi ngay tại mỏ Scroc Con Trăng có vị trí địa lý rất gần với nhà máy vì có thể căn cứ vào kết quả nghiên cứu để tăng phần trăm đá vôi trong sản xuất xi măng. 4. Đối tƣợng nghiên cứu Đề tài định hướng nghiên cứu trên cơ sở xi măng PCB40 đi từ clinker của nhà máy xi măng Tây Ninh, các chất trợ nghiền được lựa chọn là GM1189 và NH2307H. Đối tượng nghiên cứu cụ thể bao gồm: + Nghiên cứu ảnh hưởng của lượng và loại chất trợ nghiền đến hiệu suất nghiền thông qua việc so sánh độ mịn của xi măng. + Nghiên cứu ảnh hưởng của lượng và loại chất trợ nghiền đến các tính chất cơ lý của xi măng PCB 40 FICO như cường độ cơ học, lượng nước tiêu chuẩn, thời gian đông kết… + Nghiên cứu tiết giảm tỷ lệ clinker trong cấp phối của xi măng PCB 40 khi sử dụng chất trợ nghiền hợp lý. 5. Phạm vi nghiên cứu Để đạt được mục tiêu mà đề tài đã đặt ra, nội dung nghiên cứu cần triển khai theo những bước sau: + Tập hợp các tài liệu có liên quan đến đề tài, nghiên cứu tài liệu để định hướng thực nghiệm và vận dụng vào giải thích các kết quả đạt được. 11
  14. CBHD: PGS. TS. Huỳnh Đức Minh + Lựa chọn nguyên liệu và thiết lập bài phối liệu nghiền xi măng. + Tìm hiểu thành phần, đặc điểm, tính chất của một số loại phụ gia trợ nghiền để lựa chọn làm đối tượng nghiên cứu. + Nghiền các mẫu thí nghiệm với lượng và loại phụ gia trợ nghiền khác nhau. + Phân tích tác động của lượng và loại chất trợ nghiền đến hiệu suất nghiền và các tính chất cơ lý của xi măng trên cơ sở của xi măng PCB 40 Tây Ninh. 6. Phƣơng pháp nghiên cứu Các nguyên liệu nghiên cứu, quy trình và thiết bị thử nghiệm là ổn định và thống nhất trong suốt quá trình thực hiện nhằm hạn chế tối đa các sai số. Chỉ tiêu cơ lý của mẫu được xác định theo các bộ tiêu chuẩn hiện hành, cụ thể như sau: + Xác định cường độ theo TCVN 6016:2011 + Xác định lượng nước tiêu chuẩn theo TCVN 6017:2015. + Xác định thời gian bắt đầu ninh kết, kết thúc ninh kết theo TCVN 6017:2015. + Xác định độ ổn định thể tích (xác định theo phương pháp Le Chatelier) theo TCVN 6017:2015. + Xác định độ mịn (tỷ diện Blaine, sót sàng 0.09mm) theo TCVN 4030:2003. Các phương pháp nghiên cứu khác: nghiên cứu cấu trúc qua ảnh SEM, phân tích thành phần hạt bằng phương pháp Lasez…. Bằng phương pháp so sánh các giá trị đạt được giữa mẫu không sử dụng chất trợ nghiền với các mẫu sử dụng lượng và loại chất trợ nghiền khác nhau, đánh giá được hiệu quả và vai trò của chất trợ nghiền, xác định được lượng và loại chất trợ nghiền hợp lý. 12
  15. CBHD: PGS. TS. Huỳnh Đức Minh CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về xi măng Portland : 1.1.1 Xi măng Portland: Xi măng Portland là chất kết dính thủy, được chế tạo bằng cách nghiền mịn clinker xi măng Portland 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 [6, 11]. 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 [6]. 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 tới tính chất của xi măng, vữa và bê tông [6]. Xi măng Portland gồm các mác PC30, PC40, PC50, trong đó PC là ký hiệu quy ước cho xi măng Portland, còn các trị số 30, 40, 50 là cường độ nén tối thiểu của mẫu vữa chuẩn sau 28 ngày đóng rắn, tính bằng MPa [6]. 1.1.2 Xi măng Portland hỗn hợp: Xi măng Portland hỗn hợp thông dụng là chất kết dính thủy, được chế tạo bằng cách nghiền mịn clinker xi măng Portland với một lượng thạch cao cần thiết và các phụ gia khoáng, có thể sử dụng phụ gia công nghệ (nếu cần) trong quá trình nghiền hoặc bằng cách trộn đều các phụ gia khoáng đã nghiền mịn với xi măng Portland [7]. Clinker xi măng Portland dùng để sản xuất xi măng Portland hỗn hợp có hàm lượng magie oxit (MgO) không lớn hơn 5%. Phụ gia khoáng để sản xuất xi măng Portland 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 xi măng nhưng không làm ảnh hưởng xấu tới tính chất của 13
  16. CBHD: PGS. TS. Huỳnh Đức Minh xi măng, vữa và bê tông, hàm lượng phụ gia công nghệ trong xi măng không lớn hơn 1%. Tổng lượng phụ gia khoáng (không kể thạch cao) trong xi măng Portland hỗn hợp, tính theo khối lượng xi măng, không lớn hơn 40%, trong đó phụ gia đầy không quá 20%. Xi măng Portland hỗn hợp bao gồm ba loại cơ bản là PCB30, PCB40, PCB50, trong đó PCB là ký hiệu quy ước cho xi măng Portland hỗn hợp, các trị số 30, 40, 50 là cường độ nén tối thiểu của mẫu vữa chuẩn sau 28 ngày đóng rắn, tính bằng MPa. 1.2 Nguyên liệu chủ yếu dùng sản xuất xi măng Portland: 1.2.1 Clinker xi măng Portland: Clinker xi măng Portland không phải là sản phẩm đồng nhất, mà là tập hợp của nhiều khoáng khác nhau, bao gồm các khoáng chính sau: Alite, Belite, Celite, Aluminat, hợp chất trung gian, ngoài ra còn một hàm lượng nhỏ các khoáng khác Bảng 1.1: Các thành phần khoáng chính của clinker xi măng Portland Tên khoáng Tên khoáng tinh khiết Công thức phân tử Viết tắt trong clinker Tricalcium silicat 3CaO.SiO2 C3S Alite Dicalcium silicat 2CaO.SiO2 C2S Belite Tricalcium aluminat 3CaO.Al2O3 C3A Aluminat Alumoferitcalci 3CaO.pAl2O3(1-p)Fe2O3 C4AF Alumoferit * Alite [8]: Alite là hỗn hợp nhiều khoáng, mà khoáng chủ yếu là 3CaO.SiO2 (C3S), ngoài ra trong Alite còn chứa khoảng 4% 3CaO. Al2O3 (C3A) và một lượng nhỏ MgO; chúng tạo thành dung dịch rắn. Cấu trúc mạng lưới tinh thể của Alite có thể thay đổi khi Al2O3 được thay thế bằng Fe2O3 và MgO bằng FeO. Alite là khoáng quan trọng nhất trong clinker xi măng Portland, thường chiếm từ 45 † 60%. Xi măng Portland chứa hàm lượng Alite cao, nên rắn nhanh và cho cường độ cao, đồng thời khi đóng rắn tỏa nhiệt lớn và ít co thể tích. 14
  17. CBHD: PGS. TS. Huỳnh Đức Minh Dưới kính hiển vi C3S tinh khiết có dạng tinh thể hình lục giác đều (hình 1.1 A) và cấu trúc dung dịch rắn của Alite được thể hiện ở hình1.1B. Hình 1.1: Khoáng Alite [17] * Belite [8]: Thành phần khoáng chủ yếu là silicat dicanxit: 2CaO.SiO2 (C2S). Hàm lượng belit trong clinker xi măng Portland chiềm từ 20÷30%. Belit tồn tại dưới 5 dạng thù hình: α – C2S, α‟L – C2S, α „H – C2S, β – C2S, γ – C2S. Các dạng thù hình khác nhau ở cấu trúc mạng tinh thể do đó khác nhau về tính chất. Trong đó β – C2S là dạng giả ổn định trong clinker xi măng Portland. Belit chủ yếu là β – C2S là khoáng quan trọng thứ hai trong clinker xi măng Portland. Belit đóng rắn tương đối chậm, cho cường độ ban đầu không cao nhưng về sau phát triển cường độ tốt. Sản phẩm đóng rắn của β – C2S bền vững trong môi trường nước và nước khoáng. Khoáng Belite có hình dạng tròn và cấu trúc dung dịch rắn của belite được thể hiện ở hình 1.2. 15
  18. CBHD: PGS. TS. Huỳnh Đức Minh Hình 1.2: Khoáng Belite [17] * Celite: 2CaO.pAl2O3.(1-p)Fe2O3 (alumoferitcalci) [8]: Theo nghiên cứu của Browmillerit, celit có thành phần gần giống C4AF (4CaO.Al2O3.Fe2O3). Thực tế nó là dung dịch rắn của hỗn hơp tinh thể của các khoáng alumoferitcalci C6A2F–C4AF–C6AF2 và có dạng công thực chung C2AxF1-x (trong đó x < 0,7). Ngoài ra trong dung dịch rắn của nó còn chứa một phần C3A và những thành phần khoáng khác như C2F, MgO. Trong clinker xi măng Portland xem celite tồn tại dưới dạng C4AF và chiếm từ 10 ÷ 18%. Celite là khoáng đóng rắn cho cường độ tương đối thấp, nhưng sản phẩm đóng rắn trong môi trường nước và môi trường ăn mòn sulfat. Celite là khoáng nặng nhất γ = 3,77 g/cm3. * Khoáng aluminat - tricalci 3CaO.Al2O3 (C3A) [8]: Trong clinker xi măng Portland aluminat - tricalci tồn tại chủ yếu dưới dạng C3A (3CaO. Al2O3), ngoài ra dưới những điều kiện nhất định (nghèo CaO) nó cũng có thể dưới dạng C12A7 (12CaO.7Al2O3). Trong dung dịch rắn của C3A cũng có thể chứa 2,5%MgO. Aluminat - tricalci chiếm 7 – 15% trong clinker xi măng Portland, là khoáng có tính chất kết dính, dạng tinh thể lập phương, đóng rắn nhanh, tỏa nhiều nhiệt và là khoáng không bền trong môi trường nước khoáng (biển). 16
  19. CBHD: PGS. TS. Huỳnh Đức Minh Hình 1.3: Khoáng C3A và C4AF [15] Hình 1.3 mô tả mẫu clinker được mài nhẵn và chụp bằng kính hiển vi quan sát thấy được các pha xen kẽ, tỷ lệ cao nhôm sẽ sản xuất ra khoáng C3A (được đánh bóng sang màu xám) nhiều hơn C4AF, khoáng C4AF phản quang tốt hơn nên nhìn thấy màu trắng. * Chất trung gian (chất đệm) [8]: Chất trung gian nằm xen kẽ giữa các tinh thể Alite và Belite, thành phần chủ yếu là các khoáng aluminatcalci, alumoferitcalci và pha thủy tinh. Các khoáng này khi nung ở nhiệt độ cao tạo thành pha lỏng của clinker. Pha lỏng chiếm 15 ÷ 25%, thành phần pha lỏng phụ thuộc tốc độ làm lạnh, độ nhớt pha lỏng và tỷ lệ các cấu tử. Trong pha lỏng có sự hòa tan kiềm, Al2O3, Fe2O3 và MgO. * Các khoáng chứa kiềm [8]: Trong clinker xi măng Portland các khoáng chứa kiềm tồn tại dưới dạng KC23S12 (K2O.23CaO.12SiO2) và NaC8A3 (Na2O.8CaO.3Al2O3). Khoáng KC23S12 chính là sản phẩm thay thế của C2S; trong đó cứ 12 phân tử C2S thì 1 phân tử CaO thay thế bằng 1 phân tử K2O. Còn khoáng NaC8A3, trong đó cứ 3 phân tử C3A, thì 1 phân tử CaO thay thế bằng 1 phân tử Na2O. Trong clinker xi măng Portland các khoáng chứa kiềm chứa một hàm lượng rất nhỏ, tuy nhiên là những khoáng không có lợi vì làm cho quá trình đóng rắn cùa xi măng Portland không ổn định, có thể gây nên trương nở thể tích của sản phẩm. 17
  20. CBHD: PGS. TS. Huỳnh Đức Minh * Các oxit tự do (CaOtự do, MgOtự do): CaOtự do trong clinker xi măng Portland thường tồn tại một lượng nhỏ hơn 1%. CaOtự do được tạo thành hoặc là do trong quá trình nung nó không liên kết hoàn toàn với các oxit khác, hoặc là do trong quá trình làm lạnh có sự phân hủy một phần của khoáng Alite hoặc khoáng C3A (kích thước tinh thể là 1÷5 µm). Nếu hàm lượng CaOtự do cao, trong quá trình đóng rắn do khả năng hydrat hóa chậm (khi hydrat hóa tạo thành Ca(OH)2 – tăng thể tích lớn) không đồng thời với các khoáng khác, gây giản nở thể tích, dẫn đến phá hủy cấu trúc đá xi măng Portland [8]. MgOtự do luôn tồn tại dạng Periklaz, ngoài ra MgOtự do còn nằm trong dung dịch rắn với các khoáng clinker hoặc tồn tại trong pha thủy tinh. MgO ở dạng peri- klaz tồn tại trong clinker xi măng Portland với hàm lượng lớn (>3%) hydrat hóa rất chậm (chậm hơn cả CaOtự do); trong quá trình đóng rắn của xi măng Portland sẽ gây giãn nở thể tích lớn dẫn đến phá hủy cấu trúc đá xi măng Portland. Tuy nhiên, nếu ổn định được MgO trong clinker xi măng Portland có thể nâng hàm lượng MgO > 20%. Loại xi măng này gọi là xi măng giàu MgO. Trong clinker xi măng Portland giàu MgO có thể tạo thành periklaz ở dạng tinh thể. Tốc độ làm lạnh của clinker có ảnh hưởng rất lớn đến sự tạo thành vào kích thước của tinh thể periklaz [8] * Các pha khác [8]: Nếu như trong hỗn hợp phối liệu đất sét có chứa các muối sunfat hay sunfit, hoặc trong nhiên liệu có các hợp chất chứa lưu huỳnh S, trong quá trình nung luyện clinker sẽ có sự tạo thành SO2, SO2 sẽ phản ứng với kiềm Alkali và O2 của khí lò tạo thành K2SO4 trong clinker xi măng Portland 1.2.2 Thạch cao: Thạch cao có công thức hóa CaSO4.2H2O dạng tự nhiên có màu trắng, khi lẫn tạp chất có màu xám hơi đen, khối lượng thể tích 2.3 tấn/m3. Đá thạch cao mềm, dễ nghiền. Ở nhiệt độ từ 450C trở lên có phản ứng tách nước, lên tới 120 ÷ 1400C thạch cao tách hoàn toàn nước để trở thành dạng khan theo phản ứng [2]:  CaSO4.2H2O 120  CaSO4 + 2H2O 0 140 C 18
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2418 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2