Sản xuất xi măng hiệu suất cao có liên quan trực tiếp đến việc duy trì sự phân bố kích thước hạt cụ thể. Các phương pháp xác định đặc tính kích thước truyền thống bao gồm: Lắc sàng 45μm, đo Số Blaine và đo bằng máy đo độ đục Wagner. Những phương pháp này chỉ mang lại một con số duy nhất và không đủ để mô tả đầy đủ sự phân bố kích thước hạt (PSD) của xi măng. Nhiễu xạ Laser đang nhanh chóng trở thành phương pháp được lựa chọn vì nó mang lại hình ảnh rõ ràng và chính xác về toàn bộ PSD.
Phân bố kích thước hạt của xi măng bằng kỹ thuật nhiễu xạ laser
Năm 2014, sản lượng xi măng toàn cầu đạt khoảng 4,2 tỷ tấn. Chỉ cần xem xét số lượng tòa nhà, cầu và đường được xây dựng trên khắp thế giới hàng năm bằng xi măng, bạn sẽ cân nhắc về an toàn và chất lượng liên quan đến việc sử dụng xi măng hàng ngày.
Việc nhầm lẫn xi măng với bê tông khá phổ biến nhưng trên thực tế, xi măng là loại vật liệu xây dựng dùng để sản xuất bê tông. Có nhiều giai đoạn trong quy trình sản xuất xi măng đòi hỏi phải xác định đặc tính kích thước hạt. Hình 1 dưới đây minh họa một quy trình sản xuất xi măng điển hình. Điểm quan trọng nhất trong quy trình thực hiện phép đo Phân bố kích thước hạt là ở giai đoạn sản phẩm cuối cùng. Đóng góp lớn nhất vào cường độ xi măng đến từ các hạt nhỏ hơn 30μm, trong khi các hạt nhỏ hơn 10μm góp phần vào giai đoạn đóng rắn sớm và các hạt trong khoảng 10-30μm có tác động lớn hơn ở giai đoạn sau trong quá trình đông cứng. Nói chung, tỷ lệ phân bố hạt càng lớn trong khoảng 3-30μm thì chất lượng xi măng càng tốt. Kinh nghiệm cho chúng ta biết rằng sự phân bố kích thước tối ưu là khi 60-70% hạt trong phân bố tổng thể nằm trong phạm vi 3-30μm và 10-20% nhỏ hơn 3μm2. Trong quá trình nghiền, nghiền kỹ sẽ tạo ra những chi phí không đáng có; ngoài ra nó còn tạo ra quá nhiều hạt nhỏ hơn 3μm. Hiện tượng này sẽ tạo ra quá nhiều nhiệt trong quá trình đông đặc, gây ra quá trình lắng đọng quá mức, điều này có thể dẫn đến các vấn đề về chất lượng như nứt. Mặt khác, việc nghiền kỹ sẽ tạo ra quá nhiều hạt lớn hơn, từ đó sẽ kéo dài thời gian hóa rắn và có thể làm giảm độ bền tổng thể.
Nhiễu xạ laser là một phương pháp định cỡ hạt phổ biến trong ngành xi măng do tính đơn giản và chính xác của nó so với các phương pháp truyền thống hơn. Những người sử dụng nhiễu xạ laser hiện nay trong ngành xi măng đã chứng kiến mối tương quan tốt giữa phân tích ướt (rượu) hoặc khô bằng Hệ thống bột khô Beckman Coulter (Tornado™).
Kết quả và kết luận
Để chuẩn hóa đặc tính của sản phẩm xi măng sử dụng kỹ thuật nhiễu xạ laser, NIST đã ban hành vật liệu tham chiếu tiêu chuẩn (SRM) của xi măng Portland (NIST SRM 114q). Ngoài việc liệt kê các giá trị diện tích bề mặt cụ thể đã được chứng nhận từ các phép đo Blaine và Wagner và các giá trị cặn lắng đã được chứng nhận, Phân bố Kích thước Hạt của NIST SRM 114q cũng được chỉ định bằng cách sử dụng nhiễu xạ laser, cả phân tích ướt và khô làm kỹ thuật đo lường. Beckman Coulter đã không tham gia vào phân tích vòng tròn xác định phân bố kích thước NIST SRM 114q. Hình 2 trình bày chi tiết kết quả phân tích của việc sử dụng Beckman Coulter LS 13320 để mô tả đặc điểm của NIST SRM 114q, cả hai đều sử dụng cả phương pháp ướt và khô. Trong Chứng nhận Phân tích, NIST chỉ định Độ không đảm bảo đo mở rộng đồng thời 95% cho sự khác biệt giữa Phòng thí nghiệm điển hình và Giá trị được chứng nhận của SRM 114q. Các ranh giới cho thỏa thuận thông thường được đánh dấu bằng hai đường liền màu xanh lam trong Hình 2 và các ranh giới cho thỏa thuận chặt chẽ hơn được đánh dấu bằng các thanh lỗi tại mỗi điểm dữ liệu trong Hình 2. Như biểu đồ minh họa rõ ràng trong Hình 2, cả LS 13320 Các phân tích ướt (Sử dụng mô-đun ULM) và khô (sử dụng mô-đun Hệ thống Bột khô Tornado) đã dẫn đến sự thống nhất tuyệt vời, tất cả đều nằm trong giới hạn chặt chẽ hơn, theo yêu cầu của chứng nhận NIST.
Minh Khang là nhà nhập khẩu và phân phối trực tiếp các sản phẩm hãng Beckman Coulter.
EN