Bí quyết xây dựng

Sản xuất xi măng bao gồm những gì?

Xi măng đã được sử dụng hàng ngàn năm, có niên đại từ thời La Mã và Ai Cập cổ đại. Ngày nay, nó là một vật liệu quan trọng trong ngành xây dựng, và nhu cầu xi măng toàn cầu cao. Quá trình sản xuất xi măng là một quá trình quan trọng trong ngành xây dựng vì nó là thành phần cơ bản trong sản xuất bê tông, được sử dụng trong các cấu trúc khác nhau, từ nhà ở và tòa nhà đến các dự án cơ sở hạ tầng lớn như cầu và đường cao tốc. Việc sản xuất xi măng bao gồm sáu giai đoạn sản xuất quan trọng và mỗi bước trong quy trình này góp phần đáng kể vào chất lượng và độ bền của sản phẩm cuối cùng.

 

Manufacturing of cement: Stages to follow

Nguồn: Pinterest

Xem thêm: Thử nghiệm xi măng: Tầm quan trọng của thử nghiệm và các loại thử xi măng

 

Các giai đoạn sản xuất xi măng

Việc sản xuất xi măng bao gồm sáu giai đoạn quan trọng trong quá trình sản xuất đó là:

1. Khai thác nguyên liệu

Để sản xuất xi măng, cần có nhiều nguyên liệu thô khác nhau, bao gồm đá vôi (giàu canxi), cát, đất sét (chứa silicon, nhôm và sắt), tro bay, đá phiến, bauxite và quy mô nhà máy. Những vật liệu này được chiết xuất bằng cách khai thác đá và sau đó nghiền thành những mảnh nhỏ hơn, thường có kích thước khoảng 6 inch. Các mảnh nhỏ hơn sau đó được giảm thêm bằng máy nghiền thứ cấp hoặc máy nghiền búa cho đến khi chúng có kích thước khoảng 3 inch. Một khi các nguyên liệu thô được chuẩn bị, chúng đã sẵn sàng cho giai đoạn xử lý nhiệt điện quan trọng, đóng một vai trò quan trọng trong việc biến đổi hóa học của các vật liệu này thành xi măng.

 

2. Nghiền, cân đối và trộn

Trước khi nguyên liệu thô có thể được chuyển thành xi măng, chúng cần được xử lý trong lò. Bước đầu tiên trong quá trình này liên quan đến việc kết hợp các thành phần thô nghiền với các chất phụ gia và nghiền chúng thành một hỗn hợp mịn, đồng nhất. Thành phần của hỗn hợp xi măng được cân đối cẩn thận ở giai đoạn này để đảm bảo rằng sản phẩm cuối cùng có các đặc tính mong muốn. Thông thường, hỗn hợp được tạo thành từ 80% đá vôi và 20% đất sét. Sau khi hỗn hợp được chuẩn bị, nó được sấy khô trong nhà máy xi măng để giảm độ ẩm xuống dưới 1%. Để đạt được sự pha trộn nhất quán, các con lăn kiểu bánh xe nặng và bàn xoay được sử dụng để trộn hỗn hợp thô, sau đó được nghiền thành bột mịn bằng các con lăn trước khi được lưu trữ trong silo. Bột mịn này sau đó được đưa vào lò nung, nơi diễn ra quá trình chế biến nhiệt nghệ quan trọng.

 

3. Làm nóng sơ bộ nguyên liệu

Để giảm tiêu thụ năng lượng và làm cho quá trình sản xuất xi măng bền vững hơn, một buồng gia nhiệt trước được sử dụng trong quá trình sản xuất. Buồng bao gồm một số lốc xoáy sử dụng khí nóng do lò sản xuất để làm nóng trước các nguyên liệu thô trước khi chúng được đưa vào lò. Quá trình này giúp giảm nhu cầu năng lượng của lò, làm cho quy trình sản xuất tổng thể hiệu quả hơn và thân thiện với môi trường. Trong giai đoạn gia nhiệt sơ bộ này, các nguyên liệu thô được chuyển thành oxit, sau đó sẵn sàng để đốt trong lò.

 

4. Giai đoạn lò nung

Giai đoạn lò nung có lẽ là giai đoạn quan trọng nhất của quá trình sản xuất xi măng. Chính trong giai đoạn này, hỗn hợp thô được chuyển thành clinker thông qua một loạt các phản ứng hóa học phức tạp giữa các hợp chất canxi và silicon dioxide. Các sự kiện của quy trình sản xuất clinker có thể được chia thành các trình tự sau:

Đầu tiên, nước tự do trong hỗn hợp bị bay hơi. Tiếp theo, nước kết hợp trong các thành phần argillaceous được giải phóng thông qua một quá trình gọi là tiến hóa. Sau đó, canxi cacbonat (CaCO3) trong hỗn hợp được nung thành canxi oxit (CaO). Phản ứng của CaO với silica dẫn đến sự hình thành dicalcium silicat. Phản ứng của CaO với các thành phần mang nhôm và sắt tạo ra pha lỏng. Các nốt clinker được hình thành như là kết quả của quá trình này. Các thành phần dễ bay hơi, chẳng hạn như natri, kali, clorua và sunfat, sau đó bị bay hơi. Cuối cùng, CaO dư thừa phản ứng với dicalcium silicate để tạo thành tricalcium silicat.

Loạt phản ứng này rất quan trọng đối với sự hình thành clinker, một thành phần thiết yếu trong sản xuất xi măng.

 

5. Làm mát và mài cuối cùng

Khi clinker ra khỏi lò, nó trải qua quá trình làm lạnh nhanh để đạt nhiệt độ từ 100 ° C đến 200 ° C bằng cách truyền không khí qua nó. Sau đó, một loạt các chất phụ gia được kết hợp với clinker và nghiền để sản xuất xi măng, sản phẩm cuối cùng. Thạch cao, được thêm vào và nghiền bằng clinker, điều chỉnh thời gian thiết lập xi măng và chịu trách nhiệm về tính chất quan trọng nhất của nó, cường độ nén. Các chất hỗ trợ mài, chẳng hạn như Triethanolamine, cũng được thêm vào để tránh kết tụ bột. Trong một số trường hợp, ethylene glycol, axit oleic và dodecyl-benzene sulphonate có thể được sử dụng làm phụ gia bổ sung. Nhiệt sinh ra trong quá trình clinker sau đó được tái chế và sử dụng để tiết kiệm năng lượng. Cuối cùng, trong giai đoạn cuối của sản xuất xi măng, clinker được chuyển sang trống quay bằng bi thép và nghiền thành một loại bột cực kỳ mịn, với mỗi pound chứa tới 150 tỷ hạt, dẫn đến sản phẩm cuối cùng, xi măng.

 

6. Đóng gói và vận chuyển

Bước cuối cùng trong quy trình sản xuất xi măng là vận chuyển và đóng gói thành phẩm. Sau khi quá trình nghiền hoàn tất, xi măng được chuyển đến các bể chứa lớn được gọi là silo, nơi nó chờ đóng gói và phân phối. Thông thường, sản phẩm được vận chuyển với số lượng lớn bằng xe tải, tàu hỏa hoặc tàu, chỉ với một tỷ lệ nhỏ xi măng được đóng gói với số lượng nhỏ hơn cho những khách hàng có nhu cầu. Điều này cho phép phân phối hiệu quả số lượng lớn xi măng đến các công trường xây dựng và các điểm đến khác trên toàn thế giới.

 

Thử nghiệm xi măng

Thử nghiệm xi măng là một khía cạnh quan trọng để đảm bảo chất lượng và hiệu suất của vật liệu xây dựng. Quá trình đánh giá bao gồm một số thông số chính được đặt ra trong thông số kỹ thuật quốc gia. Các thông số kỹ thuật này chi phối các khía cạnh quan trọng như:

Độ mịn

Trong khi các thử nghiệm sàng theo truyền thống được sử dụng để đánh giá độ mịn, các phương pháp hiện đại phức tạp hơn. Phương pháp phổ biến liên quan đến việc xác định diện tích bề mặt trên một đơn vị trọng lượng của xi măng bằng cách đo tốc độ không khí đi qua một lớp xi măng. Các phương pháp bổ sung bao gồm đo sự phân bố kích thước hạt thông qua sự lắng đọng trong dầu hỏa hoặc sự pha loãng trong luồng không khí.

Soundness

Tính lành mạnh là một đặc tính quan trọng đảm bảo rằng xi măng không trải qua sự giãn nở đáng kể sau khi thiết lập, điều này có thể ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của vữa hoặc bê tông. Thử nghiệm liên quan đến việc đưa xi măng vào nước sôi hoặc hơi nước áp suất cao để phát hiện bất kỳ sự không lành mạnh nào phát sinh từ magiê tự do dư thừa hoặc vôi tự do bị đốt cháy cứng.

Cài đặt thời gian

Thiết lập xi măng và làm cứng là các quá trình liên tục, nhưng hai điểm riêng biệt được xem xét để thử nghiệm. Thời gian cài đặt ban đầu biểu thị khi hỗn hợp mất độ dẻo, trong khi thời gian cài đặt cuối cùng biểu thị khi xi măng đặt đạt được độ cứng đủ để chống lại áp suất xác định. Những thời điểm này rất quan trọng đối với tiến độ xây dựng và phải tuân theo các giới hạn quy định trong các tiêu chuẩn khác nhau.

Sức mạnh

Sức mạnh là một chỉ số quan trọng của hiệu suất xi măng. Thử nghiệm liên quan đến việc đánh giá tốc độ xi măng phát triển cường độ, thường được thực hiện trên các mẫu vữa hoặc bê tông. Các phương pháp khác nhau, chẳng hạn như thử nghiệm kéo, nén hoặc ngang, được sử dụng tùy thuộc vào các tiêu chuẩn quốc tế như ASTM, BSI và ISO. Các thử nghiệm này đảm bảo khả năng chịu được áp lực xác định của xi măng và góp phần vào tính toàn vẹn cấu trúc của công trình cuối cùng.

 

Hỏi đáp

Các thành phần chính cần thiết để sản xuất xi măng là gì?

Các thành phần chính cần thiết để sản xuất xi măng là đá vôi, đất sét hoặc đá phiến, cát và quặng sắt hoặc bauxite.

Các loại xi măng được sản xuất trong quá trình sản xuất là gì?

Quá trình sản xuất sản xuất các loại xi măng khác nhau, chẳng hạn như Xi măng Portland thông thường (OPC), Xi măng Portland Pozzolana (PPC), Xi măng cứng nhanh và Xi măng trắng, trong số những loại khác.

Tác động môi trường của sản xuất xi măng là gì?

Sản xuất xi măng có thể có nhiều tác động môi trường khác nhau, chẳng hạn như ô nhiễm không khí, ô nhiễm nước và suy thoái đất. Quá trình này cũng giải phóng khí nhà kính, bao gồm carbon dioxide (CO2), góp phần vào biến đổi khí hậu.

Có bất kỳ câu hỏi hoặc quan điểm về bài viết của chúng tôi? Chúng tôi rất muốn nghe từ bạn.

Viết thư cho Ban biên tập của chúng tôi tại [email protected]

 

    About Đào Thanh Mai

    Sứ mệnh của tôi là cùng với Dịch vụ Hòn Ngọc tạo ra không gian sống tích cực, tràn đầy năng lượng và mang lại niềm an ổn cho mọi người. Sự đam mê của tôi bắt nguồn từ sự hiểu biết sâu rộng về tác động của môi trường xung quanh lên tâm hồn và tâm trạng con người. Với kiến thức chuyên sâu và lòng tận tụy, tôi đã biên tập nhiều bài viết tư vấn về vật phẩm phong thủy hiệu quả cho hàng nghìn khách hàng, giúp họ đạt được sự cân bằng và thịnh vượng trong cuộc sống.

    Trả lời

    Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *