Xi măng thuộc loại vật liệu nào, thành phần và phân loại
Bạn muốn biết xi măng thuộc loại vật liệu nào? Nguyên liệu để sản xuất ra xi măng gồm những gì mà có thể đông cứng lại, tạo ra kết cấu vững chắc thế? Có những loại xi măng nào trên thị trường hiện nay?
Bài viết sau đây của chống thấm Hà Nội sẽ giải đáp toàn bộ thắc mắc của các bạn về các câu hỏi liên quan đến xi măng mà ban muốn biết. Cùng theo dõi bài viết dưới đây với chúng tôi nhé.
Các thành phần cấu tạo của xi măng
Định nghĩa của vật liệu xi măng.
Xi măng(Cement) là hợp chất kết dính thủy hóa. Bình thường có dạng bột mịn, khi trộn chung với nước sẽ tạo thành dạng hồ dẻo. Sau đó sẽ kết tinh, đóng rắn trong không khí và tạo ra loại vật liệu bền chắc.
Xi măng
Xi măng là loại vật liệu xây dựng dạng bột, thô không thể thiếu trong thi công công trình. Chúng không chỉ có chức năng kết nối các bô phận mà còn là vật liệu chính tạo nên các công trình như tường, sàn, tạo bề mặt cho căn nhà của bạn và nhiều hạng mục khác.
Xem thêm: Chống thấm dột tại huyện Gia Lâm giá rẻ
Các thành phần hóa học cấu tạo của xi măng
Xi măng là hỗn hợp nhiều thành phần, có sự liên kết chặt chẽ với nhau như canxi, nhôm, silic, sắt,… và nhiều thành phần khác. Bằng phản ứng thủy hóa với nước, xi măng sẽ tạo thành keo hồ có tác dụng kết dính các vật liệu xây dựng khác nhau. Từ đó để tạo thành một khối chắc chắn tồn tại cực kì lâu.
Cốt liệu thông thường để sản xuất các loại xi măng bao gồm đá có vôi, vỏ sò. Ngoài ra ,có thêm đá phấn hoặc đá cẩm thạch, cát silica đá phiến sét và quặng sắt. Những thành phần này được cho vào nung ở nhiệt độ cao. Sau qua trình chế biến sẽ tạo ra một hỗn hợp giống như đá, bột mà chúng ta hay gọi là xi măng.
Xi măng có 2 loại riêng biệt là: Xi măng thủy lực và Xi măng không thủy lực
Tùy theo cơ chế ninh kết và đông cứng của từng loại mà tên gọi được đặt theo:
- Trong quá trình đông cứng của xi măng thủy lực sẽ có liên quan đến phản ứng thủy hóa và do đó cần đến nước
- Trong khi xi măng phi thủy lực chỉ cần phản ứng với khí là có thể trực tiếp đóng rắn.
Quy trình sản xuất xi măng thủy lực (loại thông thường hay dùng)
Hiện nay, xi măng hay được sử dụng nhất là loại xi măng thủy lực. Loại xi măng này ninh kết rắn lại bằng cách thủy phân hóa các hạt khoáng chất clinker khi thêm nước vào.
Cấu tạo của xi măng thủy lực
Xi măng thủy lực (Ví dụ là xi măng pooclăng) được sản xuất từ hỗn hợp Silicat và Oxit. Bốn thành phần hat khoáng chính của clinker, có trong xi măng được ký hiệu hóa học là:
- C2S: Belite (2CaO-SiO2)
- C3S: Alite (3CaO-SiO2)
- C3A: Tricalcium aluminate (3CaO-Al2O3) (hay vẫn được gọi là Celite)
- C4AF: Brownmillerite (4CaO-Al2O3-Fe2O3)
Các hạt phân tử Silicat có trách nhiệm tạo nên tính chất cơ học của xi măng. Aluminat tricalcium và Brownmillerit là 2 chất góp phần cho sự hình thành của công đoạn pha lỏng trong quá trình thiêu kết (nung) Clinker ở nhiệt độ cao, trong lò nung. Cấu trúc hóa học của các phản ứng này không rõ ràng và vẫn là đối tượng cần nghiên cứu.
Đầu tiên, đá vôi (Canxi Cacbonat – CaCO3) được đốt nóng để loại bỏ Cacbon của nó, tạo ra vôi (Canxi Oxit – CO2) trong phản ứng nung.
PTHH: CaCO3 + nhiệt → CaO + CO2
Vôi phản ứng với Silic Đioxit – SiO2 tạo ra Dicalcium Silicate và Tricalcium Silicate:
- 2CaO + SiO2 → 2CaO-SiO2 (Blite)
- 3CaO + SiO2 → 3CaO-SiO2 (Alite)
Trong quá trình đó, vôi phản ứng với nhôm oxit để tạo thành Tricalcium Aluminat:
- 3CaO + Al2O3 → 3CaO-Al2O3 (tricalcium aluminate)
Cuối cùng, Canxi Oxit, Nhôm Oxit và Oxit Sắt phản ứng với nhau để tạo thành xi măng:
- 4CaO + Al2O3 + Fe2O3 → 4CaO-Al2O3-Fe2O3 (Brownmillerite)
Xem thêm: Chống thấm dột tại huyện Hoài Đức
Quy trình sản xuất xi măng phi thủy lực
Một loại xi măng ít phổ biến hơn là xi măng phi thủy lực. Có thể kể đến như vôi tôi (Oxit Canxi trộn với nước) hay dùng để quét lên tường nhà, làm chất kết dính của vữa xây.
Xi măng phi thủy lực – hay còn gọi là vôi tôi
Chất này đông cứng lại bằng phản ứng Cacbonat hóa khi được tiếp xúc với Cacbon Đioxit – CO2, có trong không khí.
Canxi Oxit – CaO đầu tiên (vôi) được sản xuất từ Canxi Cacbonat – CaCO3 (đá vôi hoặc đá phấn) bằng phương pháp nung ở nhiệt độ > 825 ° C (1.517 ° F) trong tầm10 tiếng ở điều kiện \áp suất khí quyển bình thường:
CaCO3 → CaO + CO2
Sau đó, Canxi Oxit – CaO được dùng trộn với nước để tạo ra vôi tôi (Canxi Hydroxit – CaOH):
CaO + H2O → Ca(OH)2
Khi lượng nước dư bay hơi hoàn toàn thì quá trình cacbonat hóa bắt đầu:
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O
Phản ứng này diễn ra tương dối chậm vì mật độ áp suất riêng của Carbon Dioxide trong không khí thấp (~ 0,4 milibar). Phản ứng Cacbonat hóa cần xi măng khô phải tiếp xúc với không khí. Vì vậy, vôi tôi được gọi là xi măng không thủy lực và không thể sử dụng ở dưới nước. Quá trình này được gọi là chu trình tôi vôi.
Clinker và sự hình thành của nó
Các thành phần sản xuất xi măng được đưa vào lò nung tại nhà máy để tiến hàng xử lí. Và sau đó, một vài nguyên tố không cần thiết trong quá trình sản xuất xi măng được tinh lọc bỏ dưới dạng khí. Các thành phần còn lại tạo ra một chất mới gọi là Clinker. Nó còn có tên gọi khác thông dụng hơn là xi măng không nung.
Clinker là thành phẩm cuối được làm nguội, lấy ra từ ngăn dưới của lò nung. Loại vật liệu này sẽ được xử lý nhiệt bằng thiết bị làm lạnh.
Clinker – Xi măng không nung
Dòng khí nóng ngược chiều từ bộ máy làm mát được dẫn quay trở lại lò. Đây là một chu trình giúp tối ưu nhiên liệu và tăng hiệu suất đốt cháy. Sau khi được làm nguội, Clinker này sẽ được đưa vào chu trình nghiền. Đồng thời là trộn với nguyên liệu như đá vôi và Canxi Sunphat để hoàn thành công đoạn sản xuất xi măng.
Clanhke có 4 thành phần khoáng chính:
- Khoáng Alit C3S hàm lượng 45-60%.
- Khoáng Bêlit C2S hàm lượng 20-30%.
- Khoáng Alumin canxi C3A hàm lượng 5-15%.
- Khoáng Alumôferit canxi C4AF hàm lượng 10-18%.
Và hàng loạt các khoáng khác như sau:
Các thành phần khoáng khác của Clinker
Xem thêm: Cách xử lý mái tôn hết dột nhanh chóng
Cấu tạo của lò nung xi măng
Lò nung xi măng là công trình không thể thiếu nếu muốn thực hiện quá trình sản xuất xi măng. Bao gồm công dụng trộn các thành phần và cung cấp nhiệt để các phản ứng như trên xảy ra.
Nhiệt trong lò nung xi măng có thể lên đến khoảng 2.700 độ F. Trong lò có lót thép và được sử dụng ngọn lửa đặc biệt.
Các lò này thường có đường kính khoảng 14-15 feet (tầm 4.5m) – đủ lớn để chứa một chiếc ô tô. Và thậm chí chiều cao của lò có thể lên đến 70m – cao hơn một tòa nhà 40 tầng.
Nhà máy xi măng với 2 lò nung xi măng lớn
Lò nung lớn có gắn với một trục nghiêng nằm ngang. Cốt liệu thô sẽ được tiếp vào lò từ phía đáy lò. Đằng sau, một ngọn lửa lớn do quá trình đốt cháy tỉ mỉ của than bột, dầu hỏa, xăng hoặc khí đốt thay thế dưới áp suất cưỡng bức.
Lò nung Công ty xi măng Hoàng Mai có đường kính 4,5m, chiều dài 70m với tháp trao đổi nhiệt có hệ thống Cyclon 2 nhánh, 5 tầng cùng hệ thống canciner kiểu đặc trưng dễ vận hành và dễ hiệu chỉnh nhiệt. Năng suất lò nung 4.000 tấn clinker/ ngày.
Tổng kết
Mong rằng qua bài viết trên của chống thấm Hà Nội các bạn có thể biết thêm về xi măng thuộc loại vật liệu nào, cấu tạo của xi măng và quy trình sản xuất ra nó. Hiện trên thị trường đã phát triển thêm nhiều loại xi măng mới có thêm các công dụng như chống thấm, chống dột vô cùng tốt như Sikatop Seal 107,…. Nếu còn thắc mắc xin liên hệ với chống thấm dột Hà Nội chúng tôi để được giải đáp nhanh nhất.
