BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ



LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG
CỦA KÍCH CỠ HẠT
ĐẾN CHẤT LƢỢNG XI MĂNG

CÁN BỘ HƢỚNG DẪN

SINH VIÊN THỰC HIỆN

Ths. Ngô Trƣơng Ngọc Mai
Kỹ sƣ Nguyễn Đào Hoàng Minh

Thạch Ngọc Sửa
MSSV: 2072202
Ngành: Công Nghệ Hóa Học- khóa 33

Tháng 05/2011


Lời cảm ơn

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, con xin ghi nhớ mãi công ơn cha mẹ sinh thành, nuôi dạy con nên

triển và không ngừng hoàn thiện. Ở nước ta hiện nay tốc độ đô thị hóa nhanh, đời sống
người dân ngày càng cao do đó nhu cầu xây dựng rất lớn. Vì vậy, ngành công nghiệp
sản xuất xi măng đòi hỏi phải luôn đổi mới để tăng năng suất và cải thiện chất lượng
sản phẩm.
Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại xi măng khác nhau và chất lượng của
các loại xi măng cũng khác nhau tùy thuộc vào thành phần và kích cỡ hạt các nguyên
vật liệu để sản xuất cũng như độ mịn của xi măng thành phẩm. Vậy làm thế nào người
tiêu dùng có thể phân biệt được và lựa chọn cho mình một loại xi măng có chất lượng
như mong muốn? Với đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của kích thước cỡ hạt đến chất
lượng xi măng” làm tại Phòng thí nghiệm KCS Trạm nghiền Thủ Đức- Công ty Cổ
phần Xi măng Hà Tiên 1 có thể cung cấp cho người tiêu dùng một số kiến thức về tính
chất và chất lượng của xi măng. Từ đó, sẽ lựa chọn loại xi măng phù hợp với mục đích
sử dụng.
Đề tài khảo sát ảnh hưởng kích cỡ hạt của đá vôi, phụ gia pouzoland, clinker và
xi măng đến tính chất và chất lượng của xi măng thông qua các rây 0,09mm, 0,08mm,
0.045mm và thời gian nghiền khác nhau để tìm ra cường độ thích hợp cho xi măng
cung cấp cho người tiêu dùng.
Do kiến thức còn hạn chế, thời gian thực tập ngắn, tài liệu tham khảo không nhiều,
chưa có kinh nghiệm nên luận văn không tránh khỏi sai sót. Em rất mong nhận được
sự góp ý từ Quý Thầy Cô, bạn bè để luận văn được hoàn chỉnh hơn.

SVTH: Thạch Ngọc Sửa

vii


Phiếu nhận xét

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
................................................................................................

................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................

SVTH: Thạch Ngọc Sửa

vi


Phiếu nhận xét




Phiếu đăng ký đề tài

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt
Nam
Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc
---------Cần Thơ, ngày 15 tháng 12 năm 2010

PHIẾU ĐĂNG KÝ ĐỀ TÀI
Năm học: 2010 – 2011
----------

1. Tên đề tài
Nghiên cứu ảnh hƣởng của kích thƣớc cỡ hạt đến chất lƣợng xi măng

2. Họ và tên sinh viên thực hiện đề tài
Thạch Ngọc Sửa
MSSV: 2072202
Lớp: Công nghệ Hóa Học – Khóa 33

3. Họ và tên cán bộ hướng dẫn
Kỹ sƣ Nguyễn Đào Hoàng Minh – Phòng thí nghiệm KCS- Trạm nghiền Thủ
Đức – Công ty Cổ phần Xi măng Hà Tiên 1
Ths. Ngô Trƣơng Ngọc Mai– Bộ môn Công nghệ Hóa Học– Khoa Công
nghệ- Trƣờng Đại học Cần Thơ

6. Phạm vi nghiên cứu
Phạm vi nghiên cứu của đề tài bao gồm:
- Ảnh hưởng của kích thước hạt đến chất lượng xi măng
- Chỉ khảo sát quy trình công nghệ sản xuất của nhà máy Xi măng Hà Tiên 1.

7. Địa điểm thực hiện và thời gian thực hiện
Địa điểm: Trạm nghiền Thủ Đức – Công ty Cổ phần Xi măng Hà Tiên 1.
Thời gian: Từ ngày 05/01/2011 đến 05/04/2011

8. Giới thiệu các thực trạng có liên quan tới vấn đề trong đề tài
Do làm nhiều thí nghiệm nên trong quá trình làm các điều kiện có thể khác
nhau.
Clinker làm thí nghiệm có thể khác nhau do thời gian để lâu.
Phụ gia có thể không như mong muốn do nguồn cung cấp nên có thể ảnh
hưởng đến quá trình khảo sát.
Lần đầu làm nên ít có kinh nghiệm, còn nhiều thiếu sót.

Sinh viên thực hiện

Thạch Ngọc Sửa
Ý kiến của bộ môn

SVTH: Thạch Ngọc Sửa

Cán bộ hướng dẫn

Ngô Trương Ngọc Mai

Nguyễn Đào Hoàng Minh


2.2.6.3..2. Độ mịn của hỗn hợp phối liệu .................................................................. 36
2.2.6.3.3. Chế độ nung luyện clinker ....................................................................... 36
2.2.6.3.4. Làm lạnh clinker .................................................................................................. 37
2.2.7. Nghiền clinker xi măng portland .......................................................................... 37

2.2.7.1. Ủ clinker xi măng portland .......................................................................... 37
2.2.7.2. Nghiền clinker xi măng portland ................................................................. 38
2.2.7.3. Làm lạnh và vận chuyển xi măng bột về silô chứa ...................................... 38
2.2.7.4. Bảo quản và đóng bao xi măng .................................................................... 39
2.2.8. Hóa học quá trình đóng rắn của xi măng portland .......................................... 39
2.2.8.1. Lý thuyết về đóng rắn .................................................................................. 39
2.2.8.2. Sự hydrate hóa của các khoáng clinker xi măng portland ........................... 40
2.2.8.2.1. Sự hydrate hóa của khoáng C3S (3CaO.SiO2) .......................................... 40
2.2.8.2.2. Sự hydrate của khoáng C2S (2CaO.SiO2) ................................................. 40
2.2.8.2.3. Sự hydrate hóa của khoáng C3A (3CaO.Al2O3) ....................................... 41
2.2.8.2.4. Sự hydrate hóa của khoáng C4AF (4CaO.Al2O3.Fe2O3) .......................... 41
2.2.8.3. Quá trình đóng rắn của xi măng portland .................................................... 42
2.2.8.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đóng rắn và sự phát triển cường độ của
xi măng portland
.................................................................................................. 43
SVTH: Thạch Ngọc Sửa

ix


Mục lục

2.2.8.4.1. Ảnh hưởng của thành phần khoáng và kích thước hạt xi măng ................ 43
2.2.8.4.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường đóng rắn .......................................... 43
2.2.8.4.3. Ảnh hưởng của lượng nước trong quá trình hydrate hóa (N/X) ............... 44

3.2.9. Hàm lượng SO3 ............................................................................................................................................... 55
3.3. Các phương pháp thí nghiệm ............................................................................. 55
3.3.1. Lượng nước tiêu chuẩn ................................................................................... 55
3.3.1.1. Dụng cụ, hóa chất ......................................................................................... 55

SVTH: Thạch Ngọc Sửa

x


Mục lục

3.3.1.2. Tiến hành thí nghiệm ................................................................................... 56
3.3.1.3. Tính toán kết quả .......................................................................................... 57
3.3.2. Tốc độ ninh kết................................................................................................ 57
3.3.2.1. Dụng cụ, hóa chất ......................................................................................... 57
3.3.2.2. Tiến hành thí nghiệm ................................................................................... 57
3.3.2.3. Tính toán kết quả .......................................................................................... 58
3.3.3. Độ mịn qua sàng.............................................................................................. 58
3.3.3.1. Dụng cụ, hóa chất ......................................................................................... 58
3.3.3.2. Tiến hành thí nghiệm ................................................................................... 58
3.3.3.3. Tính toán kết quả ......................................................................................... 59
3.3.4. Độ mịn thông qua tỉ diện blaine ......................................................................59
3.3.4.1. Dụng cụ, hóa chất .........................................................................................59
3.3.4.2. Tiến hành thí nghiệm ................................................................................... 59
3.3.4.3. Tính toán kết quả .......................................................................................... 61
3.3.5. Cường độ nén .................................................................................................. 62
3.3.5.1. Dụng cụ, hóa chất ......................................................................................... 62
3.3.5.2. Tiến hành thí nghiệm ................................................................................... 62
3.3.5.3. Tính toán kết quả .......................................................................................... 63

4.3. Ảnh hưởng cỡ hạt đá vôi đến chất lượng xi măng ............................................. 70
4.3.1. Ảnh hưởng cỡ hạt đá vôi qua các rây khác nhau ............................................ 70
4.3.2. Ảnh hưởng cỡ hạt đá vôi qua các thời gian nghiền khác nhau ....................... 72
4.4. Ảnh hưởng cỡ hạt phụ gia pouzoland đến chất lượng xi măng ......................... 75
4.5. Ảnh hưởng cỡ hạt clinker đến chất lượng xi măng ............................................ 78
4.6. Ảnh hưởng cỡ hạt xi măng đến chất lượng xi măng .......................................... 80
4.6.1. Xi măng có độ mịn blaine 3200 ...................................................................... 80
4.6.2. Xi măng có độ mịn blaine 3400 ...................................................................... 83
4.6.3. Xi măng có độ mịn blaine 3600 ...................................................................... 85
CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................ 90
5.1. Kết luận .............................................................................................................. 90
5.2. Kiến nghị ............................................................................................................ 90

SVTH: Thạch Ngọc Sửa

xii


Danh mục bảng

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Năng suất các máy nghiền clinker xi măng ...................................................... 4
Bảng 1.2: Năng suất các silô chứa .................................................................................... 5
Bảng 1.3: Các sản phẩm xi măng Hà Tiên 1 ..................................................................... 7
Bảng 2.1: Chất lượng các loại chất kết dính gốc từ vôi các loại ..................................... 14
Bảng 2.2: Giới hạn hàm lượng các oxyt chính................................................................ 14
Bảng 2.3: Giới hạn hàm lượng các oxyt khác ................................................................. 14
Bảng 2.4: Các thành phần khoáng của clinker xi măng portland ................................... 16
Bảng 2.5: Phân loại clinker XMP theo nhóm khoáng silicate ........................................ 22
Bảng 2.6: Phân loại clinker XMP theo nhóm khoáng nóng chảy ................................... 23

Hình 4.20: Đồ thị biểu diễn thời gian ninh kết của xi măng blaine 3600 ................. 86
Hình 4.21: Đồ thị biểu diễn cường độ nén của xi măng blaine 3600 ....................... 87
Hình 4.22: Đồ thị biểu diễn cường độ 3 ngày của xi măng 3200, 3400, 3600 ......... 88
Hình 4.23: Đồ thị biểu diễn cường độ 7 ngày của xi măng blaine 3200,
3400, 3600 ................................................................................................................. 88
Hình 4.24: Đồ thị biểu diễn cường độ 28 ngày của xi măng blaine 3200,
3400, 3600 ................................................................................................................. 89

SVTH: Thạch Ngọc Sửa

xv


Danh mục hình

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Công ty Cổ phần Xi măng Hà Tiên 1 ......................................................... 1
Hình 1.2: Phòng thí nghiệm- KCS .............................................................................. 3
Hình 1.3: Nguyên liệu được chứa trong kho ............................................................... 5
Hình 1.4: Quy trình công nghệ sản xuất của nhà máy ................................................ 6
Hình 1.5: Máy nghiền bi 2 ngăn.................................................................................. 6
Hình 1.6: Nhãn hiệu Kỳ Lân Xanh nổi tiếng .............................................................. 8
Hình 1.7: Xi măng Hà Tiên 1 ...................................................................................... 8
Hình 1.8: Vữa công nghiệp ......................................................................................... 8
Hình 1.9: Vữa cao cấp ................................................................................................. 8
Hình 1.10: Cát tiêu chuẩn............................................................................................ 8
Hình 1.11: Gạch block ................................................................................................ 9
Hình 1.12: Gạch lát tự chèn ........................................................................................ 9
Hình 2.1: Quy trình công nghệ tổng quát sản xuất xi măng portland ....................... 25
Hình 3.1: Vicat đo lượng nước tiêu chuẩn ................................................................ 55

CKT: Chất không tan
MKN: Mất khi nung

SVTH: Thạch Ngọc Sửa

xvi


Giới thiệu công ty Cổ phần Xi măng Hà Tiên 1 và Trạm nghiền Thủ Đức

CHƯƠNG I
GIỚI THIỆU CÔNG TY CỔ PHẦN
XI MĂNG HÀ TIÊN I VÀ TRẠM NGHIỀN THỦ ĐỨC
1.1. Quá trình hình thành và phát triển [9]
1.1.1. Tổng quan về Công ty Cổ phần Xi măng Hà Tiên 1

Hình 1.1: Công ty Cổ phần Xi măng Hà Tiên 1
Công ty Cổ phần Xi măng Hà Tiên 1 tiền thân là Nhà máy Xi măng Hà Tiên
được khởi công xây dựng vào năm 1960 do hãng VENOT.PIC của Cộng hòa Pháp
cung cấp thiết bị. Công ty Xi măng Hà Tiên 1 là đơn vị chủ lực của Tổng Công ty
Xi măng Việt Nam tại miền Nam. Hơn 40 năm qua, công ty đã cung cấp cho thị
trường trên 33 triệu tấn xi măng các loại với chất lượng cao, ổn định, phục vụ các
công trình trọng điểm cấp quốc gia, các công trình xây dựng công nghiệp và dân
dụng.
Ngày 21/03/1964, Nhà máy chính thức đưa vào hoạt động với công suất ban
đầu là 240.000 tấn clinker/năm tại Kiên Lương, và 280.000 tấn xi măng/năm tại
Nhà máy Thủ Đức. Năm 1974, Nhà máy Xi măng Hà Tiên đã ký thỏa ước tín dụng
và hợp tác với hãng POLYSIUS (Pháp) để mở rộng nhà máy, nâng công suất thiết
kế từ 300.000 tấn xi măng/năm lên đến 1.300.000 tấn xi măng/năm.
Năm 1981, Nhà máy xi măng Hà Tiên được tách ra thành Nhà máy Xi măng

đại diện 30% tương đương 0,3 triệu USD.
Để xử lý triệt để tình trạng ô nhiễm môi trường, Công ty đã xây dựng dự án
đầu tư cải tạo môi trường và nâng cao năng lực sản xuất. Tháng 11/1994 dự án đã
được Chính phủ phê duyệt với tổng kinh phí là 23.475.000 USD, công trình đã khởi
công ngày 15/06/99 và đã hoàn tất đưa vào hoạt động từ 2001, nâng công suất sản
xuất của Công ty thêm 500.000 tấn xi măng/năm (tổng công suất là 1.300.000 tấn xi
măng/năm).
Ngày 21/01/2000, Công ty Xi măng Hà Tiên 1 đã thực hiện cổ phần hoá Xí
nghiệp Vận tải trực thuộc công ty thành Công ty Cổ phần Vận tải Hà Tiên, trong đó
Công ty Xi măng Hà Tiên 1 nắm giữ 30% cổ phần tương đương 14,4 tỷ đồng.
Ngày 06/02/2007, Công ty Xi măng Hà Tiên 1 đã chính thức làm lễ công bố
chuyển từ doanh nghiệp Nhà nước thành Công ty cổ phần theo Quyết định số
1774/QĐ-BXD của Bộ Xây dựng về việc điều chỉnh phương án cổ phần và chuyển
Công ty Xi măng Hà Tiên 1 thành Công ty Cổ phần Xi măng Hà Tiên 1 và chính

SVTH: Thạch Ngọc Sửa

2


Giới thiệu công ty Cổ phần Xi măng Hà Tiên 1 và Trạm nghiền Thủ Đức

thức hoạt động theo Giấy chứng nhận đăng ký kinh doanh số 4103005941 của Sở
Kế hoạch – Đầu tư Thành phố Hồ Chí Minh cấp ngày 18/01/2007 với vốn điều lệ
ban đầu là 870 tỷ đồng.
Năm 2009, xây dựng thêm Nhà máy Xi măng Bình Phước và Trạm nghiền Xi
măng Phú Hữu. Chuyển trụ sở về 360 Bến Chương Dương, phường Cầu Kho, quận
1, Thành phố Hồ Chí Minh, đổi tên Công ty Cổ phần Xi măng Hà Tiên 1 tại Thủ
Đức thành Trạm nghiền Thủ Đức.
1.1.2. Tổng quan về Trạm nghiền Thủ Đức



Giới thiệu công ty Cổ phần Xi măng Hà Tiên 1 và Trạm nghiền Thủ Đức

- Xây dựng phòng thí nghiệm hợp chuẩn, có đủ thiết bị tiên tiến và đủ năng
lực đáp ứng yêu cầu kiểm soát chất lượng nguyên vật liệu đầu và sản phẩm.
- Kiểm tra, giám sát chất lượng sản phẩm từ giai đoạn cung ứng nguyên vật
liệu, sản xuất, lưu kho cho đến xuất cho khách hàng, bảo đảm các tiêu chí thể hiện
trong mục tiêu chất lượng của trạm nghiền.
- Thực hiện các yêu cầu tác nghiệp cụ thể của giám đốc và phó giám đốc.

1.2. Công nghệ sản xuất của nhà máy [6]
Trạm nghiền Thủ Đức đang có 3 máy nghiền bi để sản xuất xi măng theo 2
công nghệ khác nhau, bao gồm 2 chu trình: chu trình hở và chu trình kín.
- Chu trình hở: xi măng ra khỏi máy nghiền được loại bỏ phần hạt có kích
thước không đạt bằng sàng lồng quay (Trommel), thành phẩm xi măng được bơm
đến silô chứa.
- Chu trình kín: xi măng sau khi ra khỏi máy nghiền được đưa đến thiết bị
phân ly, ở đây phần hạt thô được phân loại và hồi lưu trở lại đầu vào máy nghiền, xi
măng thành phẩm được bơm đến các si lô chứa. Ưu điểm của chu trình kín là tận
dụng được năng suất tối đa của máy nghiền, tiêu hao điện năng thấp, chất lượng xi
măng tốt hơn so với chu trình kín.
Trong số 3 máy nghiền thì máy 3 năng suất lớn nhất 120 tấn xi măng/giờ, năng
suất các máy c n lại được thể hiện trong bảng 1.1.
Bảng 1.1: Năng suất các máy nghiền clinker xi măng

Máy
nghiền

Chu trình


Kín

Phân ly
hiệu suất cao

70

64

Xi măng sau khi nghiền xong được chuyển về silô chứa để đóng bao. Nhà máy
có 7 silô chứa xi măng, năng suất của mỗi silô được thể hiện trong bảng 1.2.

SVTH: Thạch Ngọc Sửa

4


Giới thiệu công ty Cổ phần Xi măng Hà Tiên 1 và Trạm nghiền Thủ Đức

Bảng 1.2: Năng suất các silô chứa
Xi măng

Clinker
Si lô
A9
Sức chứa
(tấn)

A15

Nguyên liệu được kiểm tra thành phần khoáng, nếu không đạt sẽ thêm phụ gia.
 Quy trình công nghệ:
Các công đoạn chính: Nguyên liệu một phần sản xuất trong nước một phần
nhập từ Thái Lan bằng đường thủy dùng cầu múc bốc dỡ đưa vào silô chứa clinker
(A9, A15). Tỷ lệ pha trộn khi bốc dỡ tuỳ thuộc vào nguồn và chất lượng clinker sau
đó được cho vào máy nghiền. Quy trình công nghệ sản xuất của nhà máy thể hiện ở
hình 1.4.

SVTH: Thạch Ngọc Sửa

5


Giới thiệu công ty Cổ phần Xi măng Hà Tiên 1 và Trạm nghiền Thủ Đức

Nguyên liệu
(3 thành phần)

Định lượng

Nghiền

Phân hạt động

Hạt mịn

Hạt thô

Cylo chứa


tấn (silô A, B, C, D), 2 silô cỡ trung bình mỗi silô chứa 8000 tấn (silô C1, C2), 1
silô lớn chứa 16000 tấn (si lô C3).
Xe bồn: Dùng để cung cấp xi măng ra thị trường dưới dạng xi măng xá.
Đóng bao: Dùng để đóng bao thành phẩm cung cấp ra thị trường dễ dàng hơn,
để lưu trữ trong kho với thời gian lâu.
Xi măng được vận chuyển từ máy nghiền vào silô bằng bơm hút.

1.3. Sản phẩm xi măng và hệ thống kiểm tra chất lượng
1.3.1. Sản phẩm hiện có
1.3.1.1. Xi măng [7]
Các chủng loại xi măng đều mang nhãn hiệu KỲ LÂN XANH nổi tiếng với
phụ gia pouzoland có hoạt tính cao, tăng độ dẻo khi thi công, chống thấm tốt hơn,
bền vững trong môi trường xâm thực. Công dụng các loại xi măng này thể hiện ở
bảng 1.3.
Bảng 1.3: Các sản phẩm xi măng Hà Tiên 1
Loại xi măng

Tiêu chuẩn Việt Nam

Công dụng

Xi măng Hà Tiên 1
PCB-40

6260:2009

Dùng cho các công trình
thông dụng, đúc bê
tông, đà kiềng.


7


Giới thiệu công ty Cổ phần Xi măng Hà Tiên 1 và Trạm nghiền Thủ Đức

Hình 1.6: Nhãn hiệu Kỳ Lân Xanh nổi tiếng

Hình 1.7: Xi măng Hà Tiên 1

1.3.1.2. Các sản phẩm mới
 Vữa xây tô: Hỗn hợp vật liệu 3 trong 1 pha chế sẵn gồm 2 loại: Vữa công
nghiệp (mác 50) và vữa cao cấp (mác 75 và trở lên). Có 3 cỡ bao: 10kg, 20kg, 50kg.
- Chỉ cấn trộn đều với nước sạch (định lượng ghi trên bao bì) là dùng được
ngay.
- Tiện lợi và an toàn.
- Sản xuất theo đơn đặt hàng với các loại vữa khác.

Hình 1.8: Vữa công nghiệp

Hình 1.9: Vữa cao cấp

 Cát tiêu chuẩn: Sản xuất từ nguồn cát
giàu silic trong nước, đóng bao nylon
1.350g/bao.
Cát tiêu chuẩn Hà Tiên 1 thay thế cát thí
nghiệm nhập cảng, cung cấp cho các ph ng thí
nghiệm chuyên ngành vật liệu xây dựng trên
toàn quốc.

SVTH: Thạch Ngọc Sửa