Đồ án Nghiên cứu tận dụng phế phẩm nông nghiệp làm vật liệu xây dựng

m chỗ và dễ gây tắc nghẽn dòng chảy. Xơ dừa là một vật liệu có thể tránh được những bất lợi đó. Một trong những biện pháp nâng cao hiệu suất xử lý nước thải bằng công nghệ sinh học là nâng cao mật độ vi sinh vật trong hệ thống. Khi xử lý nước thải bằng quá trình sinh trưởng lơ lửng (không có giá thể cho sinh vật bám), thì nước thải qua xử lý đi ra ngoài, đã mang theo một lượng đáng kể vi sinh vật. Phương pháp xử lý theo kiểu sinh trưởng kết bám (có giá thể) khắc phục được điều này. Trước đây, những vật liệu được sử dụng làm giá thể thường là các vật liệu trơ như cát sỏi, gốm, xỉ quặng hoặc chất dẻo. Tuy nhiên, các vật liệu trên thường là đắt tiền (với chất dẻo, đầu tư 75 - 200USD cho mỗi mét khối thể tích bể xử lý), trọng lượng lớn chiếm chỗ và dễ gây tắc nghẽn dòng chảy của nước thải qua bể xử lý. Nhằm tìm kiếm một loại vật liệu làm giá thể có thể khắc phục được các điểm yếu nêu trên, xơ dừa đã bắt đầu được nghiên cứu năm 1996. Các miếng đệm xơ dừa phủ cao su dưới dạng các khối hình chữ nhật kích thước nhỏ được lắp đặt đều bên trong một bể xử lý kỵ khí. Với nước thải chế biến cao su, mô hình trên có hiệu suất xử lý chất hữu cơ khoảng 90%. Từ những ứng dụng ban đầu của công nghệ trên, người ta đã nghiên cứu thành công ứng dụng xơ dừa thô trong xử lý nước thải dưới dạng đơn giản hơn. Các sợi xơ dừa được kết thành chuỗi tiết diện tròn và không phủ cao su đường kính 20cm và dài 200cm. Sau đó, các chuỗi này được buộc song song với nhau trên một khung hình chữ nhật. Nước thải từ một xưởng chế biến cao su được cho qua bể phân hủy kỵ khí có xơ dừa thô làm giá thể, thời gian lưu nước là hai ngày. Kết quả, 90% COD và BOD bị loại ra khỏi nước thải. Mô hình này đã được vận hành thử nghiệm thường xuyên từ tháng 9/1999 đến năm 2001. Qua kiểm nghiệm chất lượng nước thải trên 22 mẫu nước thải, hiệu suất xử lý đối với chất ô nhiễm hữu cơ vẫn ổn định, đạt khoảng 90% đối với cả BOD và COD, hiện tượng cuốn trôi vi sinh vật ra khỏi bể xử lý không đáng kể, thuận lợi cho những quá trình xử lý kế tiếp. Sau hơn một năm vận hành, bể kỵ khí dùng xơ dừa không có hiện tượng tắc ngẽn dòng chảy nước thải. Vì thành phần chủ yếu của xơ dừa là cellulose ( khoảng 80%) và lignin (khoảng 18%), nên rất khó bị vi sinh vật phân hủy. Theo ước tính của các nhà nghiên cứu, tuổi thọ của xơ dừa trong bể kỵ khí là khoảng 5 năm. Từ kết quả trên, đã chứng minh khả năng và hiệu quả sử dụng xơ dừa thô trong bể xử lý kỵ khí để xử lý nước thải nghành chế biến cao su. Ngoài ra, có thể áp dụng công nghệ trên trong việc xử lý các lọai nước thải có chứa chất ô nhiễm hữa cơ cao. Xơ dừa là một loại vật liệu rẻ tiền và sẵn có ở nhiều vùng trong nước ta, nên đây có thể được coi như một hướng phát triển các công nghệ xử lý nước thải đơn giản và rẻ tiền CHƯƠNG 2 - TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU XÂY DỰNG CÔNG NGHỆ XI MĂNG TRONG NƯỚC VÀ THẾ GIỚI Định nghĩa xi măng Xi măng (từ tiếng Pháp: ciment) là một loại khoáng chất được nghiền mịn và là chất kết dính thủy lực được tạo thành bằng cách nghiền mịn clinker, thạch cao thiên nhiên và phụ gia. Khi tiếp xúc với nước thì xảy ra các phản ứng thủy hóa và tạo thành một dạng hồ gọi là hồ xi măng. Tiếp đó, do sự hình thành của các sản phẩm thủy hóa, hồ xi măng bắt đầu quá trình ninh kết sau đó là quá trình hóa cứng để cuối cùng nhận được một dạng vật liệu có cường độ và độ ổn định nhất định. Vì tính chất kết dính khi tác dụng với nước, xi măng được xếp vào loại chất kết dính thủy lực. Đá xi măng là sản phẩm của quá trình thủy hóa xi măng đã đạt tới một cường độ nhất định. Xi măng Portland là loại xi măng thông dụng, có thể gọi là xi măng thường để phân biệt với các loại xi măng đặc biệt khác như xi măng aluminat, xi măng pouzzolan, xi măng xỉ lò cao, xi măng muội silic v.v... Loại xi măng này có thành phần chủ yếu là clinke Portland (chiếm trên 90% khối lượng) ngoài ra còn có thạch cao (3-5%) và các chất phụ gia khoáng khác (xỉ lò cao, tro than, pouzzolan tự nhiên, v.v…) có khả năng đóng rắn và bền vững trong nước Nguồn gốc của xi măng Xi măng Portland chính thức đi vào lịch sử ngày 21 tháng 10 năm 1824 khi Joseph Aspdin được cấp bằng sáng chế cho quá trình thực hiện một xi măng mà ông gọi là xi măng Portland. Cái tên được đặt như vậy là do loại đá ở đảo Portland miền Nam nước Anh có màu xám giống màu loại xi măng của ông. Hình 2.1 – PortlandRoach Hình 2.2 - Mỏ đá trên đảo Portland Thành phần và tính chất của xi măng Thành phần hóa học của clinke Portland biểu thị bằng hàm lượng % các oxit. Bảng 2.1- Hảm lượng các oxit trong clinke Portland STT Oxit Hàm lượng (%) 01 SiO2 19 – 25 02 Al2O3 2 – 9 03 CaO 62 – 67 04 Fe2O3 1 – 5 05 MgO 0 – 3 06 SO3 1 – 3 07 K2O 0,6 08 Na2O 0,2 Thành phần % trung bình theo khối lượng của clinke Portland Các oxit như MgO, SO3, Na2O, K2O, TiO, Cr2O, P2O5 chiếm tỉ lệ rất nhỏ nhưng đều làm ảnh hưởng xấu đến chất lượng của xi măng. Hình 2.3 - Kích cỡ hạt clinke khi ra khỏi lò nung Các công đoạn sản xuất xi măng - Chuẩn bị nguyên liệu - Phối hợp nguyên liệu - Nung tạo clinke - Nghiền clinke với các phụ gia khác Sản phẩm của các giai đoạn trong lò nung tạo clinke - Giai đoạn 1: CaCO3, Al2O3.2SiO2.2H2O , Fe2O3 - Giai đoạn 2: CaCO3, Al2O3.2SiO2, Fe2O3 - Giai đoạn 3: CaO, Al2O3.2SiO2, Fe2O3 - Giai đoạn 4: CaO, Al2O3, SiO2, Fe2O3 - Giai đoạn 5: CaO + Al2O3 -> 3CaO.Al2O3 (Celit) CaO + SiO2 -> 2CaO.SiO2 (Belit) 2CaO.SiO2nc + CaO -> 3CaO.SiO2 (Alit) Các yếu tố sản xuất ảnh hưởng đến chất lượng xi măng - Chất lượng nguyên liệu: Các nguyên liệu đầu vào để sản xuất xi măng là đá vôi giàu CaCO3, đất sét, quặng sắt (nếu cần), và thạch cao. Chúng ảnh hưởng trực tiếp đến các công đoạn sản xuất của xi măng thông qua thành phần hóa học của khoáng vật và công nghệ xử lý tạp chất, điều trộn nguyên liệu. - Chất lượng nung kết: Clinke được tạo ra chủ yếu bằng dạng lò đứng và lò quay. Chất lượng sản phẩm của 2 lò này là khác nhau khi cho cùng 1 nguyên liệu tương đồng do thời gian, tác động, phối hợp giữa các giai đoạn nung là khác nhau. - Chất lượng nghiền: Clinke khi ra khỏi lò là các cục nhỏ có đường kính từ 10- 40 mm, chúng được nghiền đến độ mịn yêu cầu. Khi các hạt có kích cỡ càng nhỏ thì diện tích bề mặt càng lớn làm tăng sự tiếp xúc, đẩy nhanh và triệt để phản ứng thủy hóa. - Chất lượng phụ gia: Sự khác nhau giữa các loại xi măng phụ thuộc lớn vào thành phần phụ gia, công thức điều trộn. Tùy vào mục đích sử dụng mà người ta cho các phụ gia khác nhau để tạo ra các loại xi măng. Thành phần khoáng vật của clinke Portland Thông thường, trong clinke, thành phần phần trăm theo khối lượng của các khoáng vật thay đổi như sau: * Alit (C3S*) chiếm 60-65% * Belit (C2S) chiếm 20-25% * Celit (C3A) chiếm 4-12% * Alumino-Ferit (C4AF) chiếm 1-5% Trong hóa học xi măng, do chủ yếu làm việc với các ô xít, cho nên để thuận tiện người ta sử dụng hệ thống ký hiệu viết tắt thường bằng các chữ cái đầu của các ô-xit (xem kí hiệu trong hóa học xi măng). Thành phần hóa học của clinke Portland Vật liệu xi măng là dạng vật liệu sử dụng tính chất thủy hóa của xi măng làm chất kết dính liên kết tất cả các thành phần cấu thành khác. Sau một thời gian bảo dưỡng trong một điều kiện nhất định vật liệu nhận được ở dạng rắn có các tính chất cơ học (cường độ chịu nén, cường độ chịu kéo,..) hay tính chất vật lý (tính thấm, tính khuyếch tán,..) tùy thuộc vào mong muốn của người sử dụng. Các vật liệu xi măng thường dùng: * Hồ xi măng: Hỗn hợp của xi măng và nước. Hồ xi măng ít có ứng dụng thực tiễn, chủ yếu được sử dụng trong nghiên cứu vật liệu xi măng do chiếm tỷ lệ phần trăm lớn và chi phối nhiều tính chất cơ lý của loại vật liệu này. * Vữa xi măng: Hỗn hợp của xi măng, cát và nước. Nói một cách khác, vữa là vật liệu nhận được khi cho thêm cát vào công thức của hồ xi măng. * Bê tông : Hỗn hợp của xi măng, cát, sỏi và nước hoặc tùy trường hợp cụ thể có thể có thêm chất phụ gia hoặc các chất thêm khác. Chú thích: Từ hạt cốt liệu đại diện cho cát và/hoặc sỏi được cho thêm vào trong công thức của hồ xi măng. Cát còn được gọi là hạt cốt liệu mịn, và sỏi là hạt cốt liệu thô. Ứng dụng: Vật liệu xi măng được ứng dụng rất rộng rãi do ưu điểm thi công đơn giản, nguyên liệu ban đầu sẵn có, có tính chất cơ học tốt và tuổi thọ cao. Trong lĩnh vực xây dựng dân dụng (lĩnh vực áp dụng chủ yếu), đây là vật liệu chính để xây cầu, nhà, kênh, cống,v.v. Trong xử lý rác thải hạt nhân, việc xi măng hóa cho phép cố định các chất phóng xạ một cách sâu sắc trong vi cấu trúc của vật liệu xi măng. Vi cấu trúc: Giống như các loại đất, đá, vật liệu gốm v.v., vật liệu xi măng cũng là một môi trường rỗng với cấu trúc rỗng rất phức tạp, kích thước của lỗ rỗng phân bố rất rộng từ khoảng nanomet (kích thước rỗng của các hydrat của hồ xi măng), chạy qua khoảng micromet (lỗ rỗng mao dẫn) cho tới khoảng milimet (bọt khí, vết nứt). Cấu trúc rỗng đóng một vai trò quan trọng ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến các tính chất cơ học và vật lý đồng thời quyết định độ bền (tuổi thọ) của vật liệu. Chẳng hạn, cường độ và tính đàn hồi (module đàn hồi E) chủ yếu phụ thuộc vào tổng thể tích lỗ rỗng, tính thấm và tính khuyếch tán bị chi phối bởi thể tích rỗng tổng cộng, kích thước, hình dạng và sự liên thông của các lỗ rỗng, còn vấn đề co ngót của vật liệu xi măng (do phụ thuộc trực tiếp vào năng lượng bề mặt tại thành lỗ rỗng) thì lại bị chi phối bởi diện tích bề mặt riêng của mạng lưới lỗ rỗng, độ bền chịu các chu kì đóng băng-tan băng (cửa nước lỗ rỗng) thì phụ thuộc vào thể tích và khoảng cách các bọt khí trong mạng lưới rỗng. Do đó việc nghiên cứu vật liệu xi măng đòi hỏi phải hiểu biết một cách sâu sắc ở mức độ vi cấu trúc bằng cách xác định (ở một mức độ nhất định) thông số: độ rỗng tổng cộng, độ rỗng hiệu quả, kích thước lỗ rỗng, thông số về hình dạng, diện tích bề mặt riêng (m²/g) và nhất là sự phân bố theo kích thước của các lỗ rỗng. Các tính chất cơ lý hóa của xi măng Độ mịn là đại lượng đặc chưng cho mức độ nghiền mịn của xi măng. Là tỉ số giữa khối lượng xi măng còn lại trên sàng 0,08, sau khi sàng so với khối lượng mẫu thử. Đơn vị tính là % - Hoặc là tổng diện tích bề mặt các hạt trong 1 gram xi măng (còn gọi là tỉ diện). Đơn vị tính là cm2/g. Quá trình ninh kết (đông kết) là thời kỳ hồ xi măng cho cường độ ban đầu. Quá trình đóng rắn là thời kỳ hồ xi măng phát triển cường độ. Tính ổn định thể tích là giới hạn độ nở của hồ xi măng đóng rắn trong khuôn tiêu chuẩn Lơsatơlie sau 24 giờ trong điều kiện tiêu chuẩn. Độ toả nhiệt khi thủy hoá là lượng nhiệt toả ra khi thủy hoá 1g xi măng. Đơn vị tính là cal/g. Độ nở của hồ xi măng là mức độ hồ xi măng bị giảm thể tích trong quá trình đóng rắn và là mức độ hồ xi măng nở thể tích trong quá trình đóng rắn. Cường độ nén là chỉ số cường độ khi nén vỡ mẫu tiêu chuẩn xi măng - cát ở tuổi nhất định. Đơn vị tính MPa, daN/cm2, kG/cm2 hoặc N/mm2. Mác xi măng là đại lượng qui ước biểu thị giá trị cường độ chịu nén của mẫu tiêu chuẩn xi măng - cát 4x4x16 cm ở tuổi 28 ngày đêm đóng rắn trong điều kiện tiêu chuẩn. Mác xi măng không có thứ nguyên. Lấy tròn số theo giá trị cường độ nén. Thành phần hoá là tỉ lệ phần trăm các oxit kim loại và thành phần khác cấu thành xi măng ( như CaO; Al2O3 ; SiO2 ; MgO …). Thành phần khoáng là tỉ lệ phần trăm các khoáng chủ yếu cấu thành clanhke xi măng ( C3S ; C2S ; C3A ; C4AF ). Nhu cầu xi măng Tình hình nhu cầu xi măng trên thế giới Năm 2002, nhu cầu xi măng toàn thế giới đạt 1,7 tỷ tấn. Năm 2004 là 2,16 tỷ tấn. Năm 2005 (dự kiến) là 2,246 tỷ tấn (tăng gần 4% so với 2004). Riêng Trung Quốc năm 2005 ước tính đạt 1,06 tỷ tấn (tăng 9,2% so với 2004). Nhu cầu xi măng toàn thế giới năm 2020 là 3,06 tỷ (riêng nhu cầu các nước đang phát triển sẽ chiếm 84%). Đến 2004, toàn thế giới có 163 nước sản xuất xi măng với 1655 nhà máy và 344 cơ sở nghiền xi măng với tổng công suất là 2,1 tỷ tấn với gần 900.000 người làm việc. Nhu cầu sử dụng xi măng từ nay đến năm 2020: Tăng hàng năm 3,6%/năm (nhu cầu ở các nước đang phát triển tăng 4,3%/năm, riêng châu Á: 5%/năm, các nước phát triển chỉ tăng 1%/năm). Tiêu thụ tăng là do tiêu thụ xi măng tăng mạnh tại các nước đang phát triển, thu nhập gia tăng và phát triển nhiều dự án cơ sở hạ tầng. Ngoài ra, nhu cầu tiêu thụ xi măng hồi phục tại các nước công nghiệp hoá như Mỹ, Nhật và Đức, sẽ đẩy mạnh tiêu dùng hơn nữa.   Tại Trung Quốc, chiếm gần một nửa nhu cầu tiêu thụ xi măng toàn cầu trong năm 2007. Tỷ lệ tăng tại Trung Quốc chỉ vừa phải do chi tiêu xây dựng chậm lại. Nhu cầu tiêu thụ xi măng tại Ấn Độ, thị trường tiêu thụ xi măng lớn thứ hai thế giới, sẽ tăng với tỷ lệ mạnh nhất tại nhiều thị trường lớn. Mặc dù là nhỏ song các vương quốc Ả Rập thống nhất tất cả đều dự kiến tăng kỷ lục vượt quá 7%/ năm. Các khu vực đã phát triển như Mỹ, Nhật Bản và Tây Âu, số lượng bán xi măng sẽ thấp hơn mức tiêu thụ trung bình thế giới, tuy nhiên tiêu thụ đã được cải thiện trong thời kỳ từ năm 2002 - 2007. Bê tông trộn sẵn dự kiến sẽ dự kiến sẽ là thị trường tăng trưởng mạnh nhất từ nay tới năm 2012, làm tăng vị thế của sản phẩm này trở thành thị trường lớn nhất đối nhỏ song thị phần trong tổng nhu cầu tiêu thụ xi măng đang gia tăng tại nhiều nước đang phát triển tăng trưởng mạnh nhất, đặc biệt tại Trung Quốc và Ấn Độ, nơi mà các dự án xây dựng tầm cỡ lớn sẽ đòi hỏi nhiều xi măng trộn sẵn. Nhu cầu tiêu thụ xi măng cũng sẽ tăng với tỷ lệ cao hơn mức trung bình, nhờ có sự tăng trưởng chung tại các khu vực đang phát triển nơi mà số lượng bán tiêu dung có thể chiếm hơn một nửa tổng nhu cầu tiêu thụ xi măng. Tình hình sản xuất và tiêu thụ xi măng ở một số nước và ở Việt Nam Ở một số nước Trung Quốc có sản lượng xi măng lớn nhất và tiêu thụ nhiều xi măng nhất thế giới.Năm 2004, Trung Quốc sản xuất 970 triệu tấn xi măng, tiêu thụ 963 triệu tấn. Tốc độ gia tăng về sản lượng và nhu cầu 200 – 2004 là 11,6%/năm. Sau đó phải kể đến Ấn Độ vào năm 2004, sản xuất 130 triệu tấn/162 triệu tấn công suất thiết kế. Tiêu thụ xi măng nội địa 125 triệu tấn. Năm 2005, ước tính đạt 140 triệu tấn, tiêu thụ nội địa 135 triệu tấn.Tếp đó là Mỹ với nhu cầu sử dụng 2002 - 2004 tăng 10 triệu tấn, đạt 121 triệu tấn. Năm 2005 dự tính nhu cầu sẽ là 124 triệu tấn.Còn ở Thái Lan thì vào năm 2002 xuất khẩu 16 triệu tấn clanhke và xi măng. Theo thống kê trong 20 nước tiêu thụ nhiều xi măng nhất hành tinh (2000 - 2004) với trên 80% lượng xi măng tiêu thụ toàn cầu (trong đó có 8 nước châu Á là Trung Quốc, Ấn Độ, Nhật Bản, Hàn Quốc, Inđônêxia, Việt Nam, Thái Lan, Malaysia) đã tiêu thụ gần 50%. Ở Việt Nam Ở Việt Nam, xi măng là nghành công nghiệp phát triển sớm nhất (để phục vụ cho quá trình cai trị của người Pháp), từ năm 1899 tại Hải Phòng.. đó cũng là cái nôi của ngành xi măng Việt Nam hiện nay Hiện nay năng lực sản xuất xi măng trong nước của Việt Nam vào khoảng 55 triệu tấn. Một số nhà máy lớn: Xi măng Nghi Sơn: 4,3 triệu tấn/năm (Tĩnh Gia, Thanh Hóa), Xi măng Bỉm Sơn : 3,8 triệu tấn/năm (Thanh Hóa), Xi măng Cẩm Phả: 2,3 triệu tấn/năm, Xi Măng Tam Điêp: 1,4 triệu tấn ngoài ra còn có các nhà máy xi măng khác như:Xi Măng Bút Sơn, Xi Măng Hoàng Thạch, Xi măng Hải Phòng, Xi Măng Hà Tiên 1, Xi Măng Phúc Sơn, Xi Măng Chinfon… Năm 2010 (dự báo) nhu cầu tiêu thụ 50 triệu tấn xi măng (tăng xấp xỉ 10%) Năm 2015 là 64 triệu tấn (bình quân 650kg/người). Hàng năm công nghiệp xi măng thế giới thải ra khoảng 1,5 tỷ tấn CO2 nhân tạo (chiếm 5% lượng CO2 nhân tạo toàn cầu) là nhân tố làm thay đổi khí hậu. Tình trạng dư thừa công suất các nhà máy là phổ biến (nhất là khu vực Đông Âu và Đông Nam Á), Bắc Mỹ đang có tình hình ngược lại. Các loại xi măng hiện đang sản xuất và sử dụng ở Việt Nam Xi măng Portland ( Portland cement ) viết tắt là PC được sản xuất ở nước ta phù hợp với tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 2682 - 1999. Theo tiêu chuẩn này, PC được sản xuất bằng cách nghiền mịn clinke với một lượng thạch cao thích hợp không pha phụ gia khoáng. - Xi măng Portland hỗn hợp ( Portland cement blended ) viết tắt là PCB được sản xuất ở nước ta phù hợp với tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 2620 - 1997. Theo tiêu chuẩn này, PCB được sản xuất bằng cách nghiền clinke xi măng với một lượng phụ gia khoáng tới 40% (trong đó lượng phụ gia hoạt tính không quá 20%) trọng lượng xi măng và một lượng thạch cao thích hợp. Xi măng PCB hiện đang được sản xuất có mác 30 được ký hiệu PCB 30. Hai loại xi măng portland va xi măng portland hỗn hợp thường được sử dụng Trong các kết cấu bê tông cốt thép có yêu cầu cường độ bê tông cao có mác từ 30 trở lên, đặc biệt trong các kết cấu bê tông cốt thép ứng suất trước. Trong các kết cấu bê tông toàn khối mỏng. Trong các kết cấu bê tông cốt thép toàn khối thông thường có mác từ 15 đến 30 và cho các loại vữa xây mác từ 5 trở lên, vữa láng nền và sàn, vữa chống thấm - Xi măng Portland bền sunfat (Sulfate Resisting Portland) viết tắt là PCS được sản xuất theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6067 - 1995. Theo tiêu chuẩn này PCS được phân ra làm 2 nhóm : Bền sunfat thường và bền sunfat cao với 2 mác 30 và 40. Hiện nay nước ta sản xuất xi măng bền sunfat cao chứa bari (High Sulfate Resisting Cement) viết tắt là PCHS chứa khoảng 1 - 6% BaO dưới dạng B2S, BA, B6A2F v.v... Khi đóng rắn trong môi trường chứa SO42- (nước biển, nước lợ, nước sunfat), độ bền nén và chống thấm của bê tông tăng lên nhờ sự lèn chặt cấu trúc bởi BaSO4. Trong các kết cấu bê tông và bê tông cốt thép của các công trình ở môi trường xâm thực sunfat hoặc tiếp xúc với nước biển, nước lợ và nước chua phèn. Một loại xi măng bền sunfat khác là xi măng bền sunfat HAPI cũng đang được sản xuất. Đây là một loại xi măng Poóclăng xỉ bền sunfat. - Xi măng Portand xỉ hạt lò cao (Blast Furnace Granulated Slag Portland Cement) phù hợp với tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4316 : 1986. Theo tiêu chuẩn này, xi măng poóclăng xỉ được sản xuất bằng cách nghiền mịn hỗn hợp clanhke của xi măng poóclăng với 20 - 60% xỉ hạt hạng 1 hoặc 20 - 50% xỉ hạt hạng 2 và một lượng thạch cao cần thiết. Cho các kết cấu bê tông và bê tông cốt thép đúc sẵn hoặc toàn khối, ở cả trên khô, dưới đất và dưới nước. Cho phần bên trong các kết cấu bê tông khối lớn của các Công trình thuỷ lợi, thủy điện. Cho việc Sản xuất bê tông móng hoặc bệ máy lớn của các công trình công nghiệp. - Xi măng Portland Pouzzolan (Portland Pozzolan Cement) viết tắt là PCpuz phù hợp với TCVN 4033 - 1995. Theo tiêu chuẩn này, PCpuz được sản xuất bằng cách nghiền mịn hỗn hợp clinke xi măng portland và phụ gia hoạt tính pouzzolan (từ 15 đến 40% trọng lượng xi măng PCpuz ) và một lượng thạch cao thích hợp. - Xi măng portland ít toả nhiệt (Low heat Portland cement), viết tắt là PCLH phù hợp với tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6069 - 1995. Theo tiêu chuẩn này, PCLH mác 30 có hàm lượng C3S không lớn hơn 35%, hàm lượng C2S không nhỏ hơn 49%, và hàm lượng C3A không lớn hơn 7%. Hai thành phần C3S và C3A phát nhiệt nhiều. Vì hai thành phần này giảm đi, xi măng thủy hoá sẽ toả nhiệt ít hơn. Cho các kết cấu khối lớn trong xây dựng thuỷ lợi, thủy điện, đặc biệt là cho lớp bê tông bên ngoài ở những nơi khô ướt thay đổi. - Xi măng Portland trắng (White Portland Cement) viết tắt là PC W. Các loại xi măng portland, xi măng portland hỗn hợp và xi măng portland trắng được sử dụng nhiều, nên được sản xuất thường xuyên, còn các loại xi măng khác là xi măng đặc chủng được sử dụng không nhiều, do đó không được sản xuất thường xuyên, mà có loại chỉ sản xuất theo đơn đặt hàng. Theo yêu cầu của công tác xây dựng và theo sự phát triển của công nghệ sản xuất xi măng trong thời gian tới có thể có các loại xi măng khác ra đời để tăng thêm chủng loại xi măng sản xuất ở nước ta. Ngoài ra một số loại xi măng đặc biệt khác có thể được nhập từ nước ngoài, khi có nhu cầu bức bách và có chủ trương của nhà nước về nhập khẩu xi măng đặc biệt. TỔNG QUAN VỀ PHỤ GIA TRONG NGHÀNH VẬT LIỆU XÂY DỰNG Cùng với sự phát triển không ngừng của đất nước, nền công nghiệp nước ta đang ngày càng lớn mạnh, đặc biệt là từ sau khi nước ta gia nhập tổ chức thương mại thế giới WTO. Các công trình xây dựng công nghiệp, dân dụng, công trình công cộng,... ngày càng nhiều. Kéo theo đó là nhu cầu vật liệu xây dựng nói chung và xi măng nói riêng ngày càng cao cả về số lượng lẫn chất lượng. Nhà nước đã có chính sách ưu tiên phát triển nghành xi măng bằng nguồn vốn trong nước kết hợp liên doanh nước ngoài, tiếp thu công nghệ tiến thế giới. Trong công nghệ sản xuất xi măng, việc sử dụng nguyên liệu hay hoá chất để pha vào phối liệu hay cho vào nghiền chung với clinker là rất cần thiết, nhằm mục đích cải thiện công nghệ nghiền, nung hay tính chất của sản phẩm. Ngoài ra còn góp phần hạ giá thành sản phẩmvà tăng sản lượng. Nắm bắt được sự cần thiết, quan trọng của viêc sử dụng phụ gia trong công nghệ sản xuất xi măng portland từ đó khái quát được các loại phụ gia, lựa chọn một cách phù hợp loại phụ gia ứng với việc sản xuất mỗi loại xi măng đáp ứng nhu cầu xây dựng trong nuớc và nước ngoài. Tổng quan về sử dụng phụ gia tại Việt Nam Nhu cầu về sử dụng phụ gia Ngày nay trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước thì nhu cầu về chỉnh trang xây dựng cơ sở hạ tầng tạo ra một diện mạo mới cho đất nước, thu hút vốn đầu tư nước ngoài đang diễn ra mạnh mẽ như các khu công nghiêp, khu vui chơi giải trí, trung tâm thương mại, các cao ốc…đang được xây dựng khắp nơi. Trước tình hình này thì nhu cầu về vật liệu xây dựng cũng tăng theo trong đó xi măng là không thể thiếu. Sử dụng xi măng portland thông thường là phương thức sản xuất quen thuộc trong ngành xây dựng không chỉ có ở Việt Nam mà còn ở hầu hết các nước trên thế giới. Sự tăng trưởng không ngừng của các nền kinh tế then chốt trên thế giới khiến nhu cầu vật liệu xây dựng ngày càng tăng. Điều này ảnh hưởng sâu sắc đến tổng lượng phát thải khí nhà kính trên toàn cầu vì cứ mỗi tấn xi măng được sản xuất ra thì khoảng 1,89 tấn CO2 phát thải. Để hướng tới một ngành công nghiệp xi măng "xanh", các chuyên gia nhấn mạnh sự thay đổi cần phải diễn ra đông thời trên cả hai mặt: sản xuất và tiêu dùng. Tuy nhiên, những vật liệu thay thế tiên tiến và truyền thống cho xi măng pooclăng có thể giảm khí CO2 từ 20 đến 80% tùy từng trường hợp. Cho đến nay, việc sử dụng các chất phụ gia và vật liệu thay thế cho lò nung xi măng portland là một trong những phương pháp thành công nhất trong việc giảm lượng phát thải CO2 của ngành xi măng. Mục tiêu này vẫn còn là thách thức do nguồn cung các chất phụ gia sẽ không tăng cùng nhịp với nhu cầu xi măng. Tiến trình này cần phải được bắt đầu càng sớm càng tốt, nhất là ở những quốc gia vẫn còn đang ở giai đoạn đầu phát triển. Xi măng sản xuất ra phải đảm bảo được sản lượng cũng như chất lượng và giá thành sản phẩm,do đó việc sử dụng phụ gia là quan trọng và cần thiết. Lịch sử dùng phụ gia Trước đây chúng ta đã biết sử dụng vữa vôi. Ngày xưa người ta đã sử dụng một số chất cho thêm vào vôi cho vữa dẻo hơn như: nhớt dâm bụt…là chất dẻo hóa. Cho thêm vào vữa vôi cho đóng rắn nhanh hơn: mật rỉ đường. Cho thêm vào vũa vôi cho bền hơn, bền nước biển hơn: tro trấu. Cho thêm vào vữa vôi cho không bị nứt, rạn: giấy bản như là sợi celluloze. Ở Việt Nam người ta đã sử dụng xi măng pooclăng từ những năm đầu thế kỷ XX trong các công trình như:Cầu Long Biên (1909). Cung An Định (Huế): (1919). Những năm 60 của thế kỷ XX: dùng SSB (Liên Xô - USSR) cho thủy điện Thác Bà. Những năm 70: Dùng phụ gia nước thải của nhà máy giấy (theo công nghệ kiềm): phụ gia dẻo hóa, giảm nước khoảng 10%: thủy điện Hòa Bình. Những năm 80: Dùng phụ gia Lignhin kiềm: giảm nước 15%. Phụ gia khoáng sét bentonite: tăng khả năng chống thấm. Những năm 2000: Phụ gia siêu dẻo thế hệ mới: Polycacboxylat Natri, giảm nước 25 - 35%. Phụ gia khoáng hoạt tính mạnh như SF, RHA, MK. Hệ thống pháp lý ở Việt Nam cho việc quản lý và sử dụng phụ gia Hệ thống tiêu chuẩn TCVN: - Phụ gia khoáng cho xi măng : TCVN 6882: 2001. - Phụ gia hoạt tính Puzolan : TCVN 3736 - 1982. - Xỉ hạt lò cao dùng để sản xuất XM : TCVN 4315 - 1986. - Phụ gia khoáng hoạt tính cao silicafum và tro trấu mịn: TCXD 231 - 2003. - Chỉ dẫn kỹ thuật thiết kế thành phần và thi công bê tông tự chảy (SCC). - Hướng dẫn sử dụng xi măng và phụ gia trong xây dựng thủy lợi: 14TCN 114 – 2001. Khái niệm và phân loại phụ gia trong công nghệ sản xuất xi măng Portland Khái niệm Hoá chất hay nguyên liệu dùng để pha vào phối liệu hay cho vào nghiền chung với clinker xi măng nhằm mục đích cải thiện công nghệ nghiền, nung hay tính chất của sản phẩm được gọi chung là phụ gia. Ngoài ra còn góp phần hạ giá thành sản phẩm và tăng sản lượng. Phân loại phụ gia Phụ gia trong công nghệ sản xuất xi măng có thể chia làm hai loại: Phụ gia cải thiện công nghệ gia công và chuẩn bị phối liệu hay nung luyện, phụ gia cải thiện tính chất của xi măng Phụ gia cải thiện công nghệ. Phụ gia trợ nghiền Đó là hoá chất hay nguyên liệu cho vào thiết bị nghiền và nghiền chung với hỗn hợp nguyên liệu ( nghiền phối liệu ) hay clinhker nhằm mục đích tăng năng suất máy nghiền và giảm tiêu hao năng lượng điện. Từ tháng 3 năm 2008 đến nay, Công ty cổ phần xi măng Bắc Giang đã thử nghiệm sử dụng phụ gia trợ nghiền BiFi trong công đoạn nghiền xi măng và cho thấy nhữ