Thành phần hóa chủ yếu bao gồm:

Oxit

SiO2

Al2O3

CaO

Fe2O3

MgO

SO3

K2O

Na2O

Hàm lượng (%)

19-25%

2-9%

62-67%

1-5%

0-3%

1-3%

0.6%

0.2%

Các thành phần khoáng chính của xi măng và lượng nhiệt phát sinh của chúng trong quá trình thuỷ hoá :

Thành phần khoáng

Tỉ lệ trong hỗn hợp XM (%)

Nhiệt lượng riêng

(cal/g)

Nhiệt lượng đóng góp (cal/g)

C3S (3CaO. SiO2 : Alit)

55

120

66.0

C2S (2CaO. SiO2 : Belit)

15

62

9.3

C3A (3CaO. Al2O3 : Tricanxi Aluminat)

10

207

20.7

C4AF (4CaO. Al2O3. Fe2O3 : ALumoferit canxi)

8

100

8.0

Các sản phẩm của phản ứng hydrat của xi măng tạo ra các gel giúp liên kết các lọai vật liệu với nhau và khi đóng rắn tạo cường độ của kết cấu:

C3S (tricalcium Silicate) : Khi trộn xi măng với nước, hai đoạn đầu xảy ra quá trình tác dụng nhanh của khoáng Alit với nước và đạt độ bền cực đại ngay trong giai đoạn đầu của quá trình hydrat hóa:

2C3S + 6H2O → C3S2H3 + 3Ca(OH)2

C2S (Dicalcium Silicate) : Khi Ca(OH)2 tách ra từ Alit, khoáng Belit sẽ thủy phân chậm hơn và giải phóng ít Ca(OH)2 hơn

2C2S + 4H2O → C3S2H3 + Ca(OH)2

C3A (tricalcium Aluminate) : hydrat hóa tạo khoáng Ettringite dạng tinh thể hình kim được hình thành với lượng lớn nhờ pha aluminate phản ứng với thạch cao lấp đầy các không gian rỗng cho đá xi măng cường độ cao.

C3A + 6H2O → 3C3AH6 (đóng rắn nhanh)

C3A + CaSO4.2H2O → 3CaO.Al2O3.3CaSO4.31H2O (Ettringite) kéo dài thời đóng rắn

C4AF (Tetracalcium Aluminoferrite ) : Thời gian bắt đầu đông kết của xi măng phụ thuộc vào hàm lượng của pha ferrite trong thành phần của xi măng

C4AF + CaSO4.2H2O + CaOH)2 → 3CaO(Al2O3,Fe2O3).3CaSO4

Đá xi măng có cấu trúc đặc khít và các không gian rỗng đã được lấp đầy bằng ettringite, hiđroxit sắt, hiđroxit nhôm, pha tạo gen của silicat canxi ngậm nước. Mức thuỷ hoá cao và độ đặc chắc cao của đá xi măng làm tăng cường độ của xi măng.

Nhiệt lượng tỏa ra trong quá trình thủy hóa xi măng là nguyên nhân làm tăng nhiệt độ khối bê tông trong khoảng thời gian 72 giờ đầu. Khi thành phần khoáng của xi măng thay đổi thì nhiệt lượng thủy hóa cũng thay đổi. Nhiệt thủy hóa xi măng sẽ làm tăng nhiệt độ không đồng đều trong khối bê tông tạo nên Gradient nhiệt độ và sự dãn nở nhiệt thể tích là một trong những nguyên nhân có thể gây ra nứt cấu kiện bê tông khối lớn.

1. Clinker là gì?

Clinker là nguyên liệu chính để nghiền ra xi măng. Clinker là sản phẩm nung thiêu kết ở 14500C của đá vôi với đất sét và một số phụ gia điều chỉnh hệ số như quặng sắt, boxit, cát...Thành phần tổng quát của clinker:

CaO = 62 - 68 %

SiO2 = 21 - 24 %

Al2O3 = 4 - 8 %

Fe2O3 = 2 - 5%

Ngoài ra còn có một số các oxit khác ở hàm lượng nhỏ: MgO, Na2O, K2O (hàm lượng MgO<=5%, tổng hàm lượng kiềm không vượt quá 2%.

Xi măng đạt chất lượng là xi măng có các đặc tính cơ bản thỏa mãn tiêu chuẩn quy định cho loại xi măng đó. Ví dụ: xi măng PCB40 đạt chất lượng khi có các chỉ riêu cơ lý, hóa lý phù hợp TCVN 6260:1997.

Các tiêu chuẩn về xi măng thường được sử dụng hiện nay là:

<!--[if !supportLists]-->1. <!--[endif]-->Tiêu chuẩn Việt Nam

TCVN 2682:1992 - XI MĂNG PORTLAND

TCVN 5691:1992 - XI MĂNG PORTLAND TRẮNG

TCVN 6260:1997 - XI MĂNG PORTLAND HỖN HỢP

TCVN 6067:1995 - XI MĂNG PORTLAND BỀN SULFAT

TCVN 6069:1995 - XI MĂNG PORTLAND ÍT TỎA NHIỆT

TCVN 7712: 2007 - XI MĂNG PORTLAND HỖN HỢP ÍT TỎA NHIỆT

TCVN 7711: 2007 - XI MĂNG PORTLAND HỖN HỢP BỀN SUNFAT

2. Xi măng rời có phải là nguyên liệu được nghiền từ đá vôi? ->SAI

Xi măng rời là xi măng chưa đóng bao. Nó được xuất cho khách hàng dưới dạng xá - xuất trực tiếp từ silô chứa xi măng cho xe bồn (delivery in bulk) hoặc bao jumbo.

3. Thạch cao và phụ gia Puzzolan, đá vôi có cấu tạo hoá học và công dụng gì trong việc pha trộn vào cùng với OPC để tạo ra PCB?

Cấu tạo hóa học của thạch cao: CaSO4. 2H2O. Công dụng của thạch cao: điều chỉnh thời gian ninh kết và đóng rắn của xi măng, để có đủ thời gian thi công (tô, xây, đổ bê tông...). Thạch cao là thành phần bắt buộc phải có trong xi măng.

Phụ gia puzzolan: là lọai đá thiên nhiên cho nên tùy từng loại sẽ có thành phần hóa học khác nhau. Công dụng của phụ gia puzzolan:

<!--[if !supportLists]-->- <!--[endif]-->Tăng tính bền nước.

<!--[if !supportLists]-->- <!--[endif]-->Kết hợp với hàm lượng vôi tự do ( thành phần gây hại) có trong clinker và vôi tự do (sinh ra trong quá trình hydrate hóa) để tạo thành một hợp chất có tính kết dính (có lợi).

<!--[if !supportLists]-->- <!--[endif]-->Giá puzzolan thấp nên giúp hạ giá thành xi măng.

Đá vôi là loại đá thiên nhiên có công thức cấu tạo CaCO3, là loại phụ gia đầy.

Khi sản xuất xi măng OPC thì thành phần là clinker + thạch cao.

Khi sản xuất xi măng PCB thành phần là clinker + thạch cao + phụ gia (puzzoland, đá vôi, xỉ...). Như vậy, xi măng OPC pha phụ gia thì được PCB. Tuy nhiên hàm lượng phụ gia cao sẽ làm giảm cường độ xi măng.