Xi măng Portland thông thường – Các thành phần, tính chất, loại và sử dụng

Xi măng Portland (Pooclăng) thông thường là một trong những loại Xi măng được sử dụng rộng rãi nhất. Các loại, đặc tính, thành phần, sản xuất, sử dụng và ưu điểm của Xi măng poóc lăng thông thường sẽ được thảo luận. Năm 1824, Joseph Aspdin đặt tên là xi măng Portland vì nó có màu sắc và chất lượng tương đồng được tìm thấy trong đá Portland, một loại đá vôi màu xám trắng ở đảo Portland, Dorset.

Thành phần của xi măng poóc lăng thông thường

Nguyên liệu chính được sử dụng để sản xuất xi măng poóc lăng thông thường là:

1. Argillaceous hoặc silicat của alumin ở dạng đất sét và đá phiến.
2. Đá vôi hoặc canxi cacbonat, ở dạng đá vôi, đá phấn và đá marl, là hỗn hợp của đất sét và canxi cacbonat.

Các thành phần được trộn theo tỷ lệ khoảng hai phần vật liệu đá vôi với một phần vật liệu đá vôi, sau đó được nghiền và nghiền trong máy nghiền bi ở trạng thái khô hoặc trộn ở trạng thái ướt. Bột khô hoặc bùn ướt sau đó được đốt trong lò quay ở nhiệt độ từ 1400 độ C đến 1500 độ C. clinker thu được từ lò nung trước tiên được làm nguội và sau đó được chuyển đến các nhà máy nghiền bi, nơi thạch cao được thêm vào và nó được nghiền. đến độ mịn cần thiết theo loại sản phẩm.

Link: https://athgroup.net/phu-gia-chong-dong-cho-be-tong

Các thành phần hóa học chính của xi măng Pooclăng như sau:

Lime (CaO)	60 đến 67%
Silica (SiO2)	17 đến 25%
Alumina (Al2O3)	3 đến 8%
Ôxít sắt (Fe2O3)	0,5 đến 6%
Magie (MgO)	0,1 đến 4%
Lưu huỳnh trioxit (SO3)	1 đến 3%
Soda và / hoặc Potash (Na2O + K2O)	0,5 đến 1,3%

Các thành phần trên tạo thành nguyên liệu thô trải qua các phản ứng hóa học trong quá trình đốt cháy và phản ứng tổng hợp, và kết hợp với nhau để tạo thành các hợp chất sau đây được gọi là HỢP CHẤT BOGUE .

Hợp chất	Chỉ định viết tắt
Tricalcium silicat (3CaO.SiO2)	C3S
Dicalcium silicat (2CaO.SiO2)	C2S
Tricalcium aluminat (3CaO.Al2O3)	C3A
Tetracalcium aluminoferrite (4CaO.Al2O3.Fe2O3)	C4AF

Tỷ lệ của bốn hợp chất trên khác nhau trong các loại xi măng Portland khác nhau. Tricalcium silicat và dicalcium silicat đóng góp phần lớn vào độ bền cuối cùng. Xi măng pooclăng đông kết ban đầu là do có tricalcium aluminat. Tricalcium silicate hydrat hóa nhanh chóng và đóng góp nhiều hơn vào độ bền ban đầu. Sự đóng góp của dicalcium silicate diễn ra sau 7 ngày và có thể tiếp tục đến 1 năm. Tricalcium aluminat hydrat hóa nhanh chóng, tạo ra nhiều nhiệt và chỉ đóng góp một phần nhỏ vào sức mạnh trong vòng 24 giờ đầu tiên. Tetracalcium alumino-ferit tương đối không hoạt động. Tất cả bốn hợp chất này tạo ra nhiệt khi trộn với nước, aluminat tạo ra nhiệt tối đa và silicat dicalcium tạo ra nhiệt tối thiểu. Vì điều này, tricalcium aluminat là nguyên nhân gây ra hầu hết các đặc tính không mong muốn của bê tông. Xi măng có ít C3A sẽ có cường độ cuối cùng cao hơn, ít sinh nhiệt hơn và ít nứt hơn. Bảng dưới đây cung cấp thành phần và tỷ lệ phần trăm của các hợp chất được tìm thấy cho xi măng poóc lăng thường và đông cứng nhanh và nhiệt thấp.

Thành phần và hàm lượng hợp chất của Xi măng Portland:

Xi măng Portland	Bình thường	Làm cứng nhanh chóng	Nhiệt độ thấp
(a) Thành phần: Phần trăm
Chanh xanh	63.1	64.5	60
Silica	20.6	20.7	22.5
Alumina	6.3	5.2	5.2
Sắt ô-xít	3.6	2.9	4.6
(b) Hợp chất: Phần trăm
C3S	40	50	25
C2S	30	21	35
C3A	11	9	6
C3A	12	9	14

Tính chất của xi măng poóc lăng thông thường

Bảng 2: Tính chất của xi măng OPC

Đặc tính	Giá trị
Trọng lượng riêng	3.12
Tính nhất quán bình thường	29%
Thời gian thiết lập ban đầu	65 phút
Thời gian thiết lập cuối cùng	275 phút
Độ mịn	330 kg / m2
Âm thanh	2,5mm
Mật độ hàng loạt	830-1650 kg / m 3

Sản xuất xi măng OPC

Chủ yếu có 5 bước liên quan đến sản xuất xi măng OPC,

1. Nghiền và nghiền nguyên liệu thô

Trong bước đầu tiên của quá trình sản xuất xi măng, nguyên liệu thô được nghiền và xay thành các hạt nhỏ có kích thước phù hợp. Có 3 loại quy trình sản xuất xi măng

• Quy trình khô
• Quy trình ướt
• Quy trình bán ướt

Quá trình nghiền và nghiền khác nhau tùy thuộc vào loại quy trình sản xuất. Đối với quá trình khô, nguyên liệu thô được làm khô trước khi nghiền.

2. Trộn hoặc trộn

Ở bước này, nguyên liệu đã xay (đá vôi) được trộn hoặc trộn với đất sét theo tỷ lệ mong muốn (đá vôi: 75%, đất sét: 25%) và trộn đều nhờ sự hỗ trợ của khí nén để có được hỗn hợp đồng nhất. Trong quá trình khô, các hỗn hợp này được lưu trữ trong các xilô; bể bùn được sử dụng trong quá trình ướt. Vật liệu tạo thành được gọi là bùn có 35-40% nước.

3. Sưởi ấm

Đây là công đoạn quan trọng chính trong quá trình sản xuất xi măng OPC, sản phẩm thu được từ quá trình trộn được đưa vào Lò nung nhờ sự hỗ trợ của các băng tải. Đầu tiên, hỗn hợp được làm nóng sơ bộ đến 550C, tại đây tất cả độ ẩm được bốc hơi và đất sét bị phá vỡ thành silica, oxit nhôm, oxit sắt. Trong khu vực tiếp theo, nhiệt độ có thể lên tới 1500 độ C, nơi các oxit tạo thành silicat, alumin & ferit tương ứng. Trong bước cuối cùng, sản phẩm được làm nguội xuống 200C, nơi sản phẩm cuối cùng thu được trong lò nung được gọi là Clanhke xi măng, ở dạng các quả bóng màu xanh lục đen hoặc xám.

4. Mài

Trong bước này, clanhke xi măng và lượng thạch cao cần thiết được trộn và nghiền thành các hạt rất mịn, được lưu trữ trong các silo và sau đó được đóng gói trong các bao xi măng và phân phối. Hạn sử dụng của xi măng OPC thông thường là 3 tháng.

Các loại xi măng poóc lăng thông thường

Sự khác biệt của xi măng OPC dựa trên các mã khác nhau của các quốc gia khác nhau.

1. AS theo ASTM 150 (Tiêu chuẩn Mỹ)

• Xi măng poóc lăng loại I  được gọi là xi măng thông dụng hoặc xi măng đa dụng. Nó thường được giả định trừ khi một kiểu khác được chỉ định.
• Loại II  cung cấp khả năng chống sunfat vừa phải và tỏa nhiệt ít hơn trong quá trình hydrat hóa.
• Loại III  có cường độ sớm tương đối cao. Xi măng này tương tự như loại I, nhưng được nghiền mịn hơn.
• Xi măng poóc lăng loại IV  thường được biết đến với khả năng thủy hóa nhiệt thấp.
• Loại V  được sử dụng khi khả năng chống sunfat là quan trọng. Xi măng này có thành phần (C ₃ A) rất thấp nên khả năng chống sunfat cao của nó.

2. Theo  tiêu chuẩn EN 197 (tiêu chuẩn Châu Âu)

• CEM I  Bao gồm xi măng poóc lăng và đến 5% các thành phần phụ bổ sung nhỏ.
• Xi măng poóc lăng CEM II  và tới 35% các thành phần đơn lẻ khác
• Xi măng poóc lăng CEM III  và tỷ lệ xỉ lò cao cao hơn
• Xi măng poóc lăng CEM IV   và tới 55% thành phần pozzolanic
•  Xi măng poóc lăng CEM V , xỉ lò cao hoặc tro bay và pozzolana

3. Theo   CSA A3000-08 (tiêu chuẩn Canada)

• GU, GUL > Xi măng sử dụng chung
• MS > Xi măng bền sunphat vừa phải
• MH, MHL > Xi măng nhiệt vừa phải
• HE, HEL > Xi măng cường độ sớm cao
• LH, LHL > Xi măng nhiệt độ thấp
• HS > Bền sunphat cao; thường phát triển sức mạnh ít nhanh hơn các loại khác.

Công dụng  của xi măng poóc lăng thông thường

1. Nó được sử dụng cho các mục đích xây dựng chung, nơi không yêu cầu các tính chất đặc biệt như các tòa nhà bê tông cốt thép, cầu, vỉa hè và những nơi có điều kiện đất đai bình thường.
2. Được sử dụng cho hầu hết các đơn vị xây dựng bê tông

Ưu điểm của xi măng poóc lăng thông thường

1. Nó có khả năng chống nứt và co ngót lớn nhưng khả năng chống lại các cuộc tấn công hóa học kém hơn.
2.  Thời gian thiết lập ban đầu của OPC nhanh hơn PPC, do đó, nó được khuyến khích trong các dự án cần loại bỏ đạo cụ sớm.
3.  Thời gian đóng rắn của OPC ít hơn PPC và chi phí đóng rắn giảm. Do đó, được khuyến nghị ở những nơi có chi phí bảo dưỡng cao.

Nhược điểm của xi măng poóc lăng thông thường

1. Nó không thể được sử dụng để đổ bê tông hàng loạt vì nó có nhiệt độ hydrat hóa cao so với PPC.
2. Độ bền của bê tông sử dụng OPC thấp hơn so với bê tông sử dụng PPC.
3. Nó tạo ra bê tông tương đối kém kết dính hơn PPC, do đó việc bơm bê tông trở nên khó khăn hơn một chút.
4. OPC có độ mịn thấp hơn, do đó có độ thẩm thấu cao hơn và kết quả là nó có độ bền thấp hơn.
5. OPC đắt hơn PPC.