Lafarge
Cement UK là một bộ phận của Tập đoàn Lafarge toàn cầu, là nhà cung cấp
VLXD hàng đầu trên thế giới.Công ty tự hào vì đã trở thành đơn vị dẫn
đầu về các sản phẩm xây dựng bền vững và cam kết tạo ra những hướng mới
nhằm giảm chỉ số cacbon (carbon footprint) của chính họ. Lafarge đã giảm
được 20% phát thải CO2 của chính họ trên 1 tấn sản phẩm kể
từ năm 1990. Tập đoàn Lafarge tin tưởng chắc chắn rằng sự phát triển
khoẻ mạnh của một thị trường xây dựng phải dựa trên những phương phướng
đổi mới có tính sáng tạo nhằm cải thiện tính năng của vật liệu trong khi
hạn chế tới tối thiểu tác động xấu tới môi trường. Lafarge hiểu rõ rằng
việc đầu tư phát triển thị trường xi măng hỗn hợp sẽ là một hướng đạt
tới mục tiêu trên.
Các xi măng hỗn hợp - bước đi lên trước
Sản
xuất xi măng là một trong những quá trình tiêu hao năng lượng nhiều
nhất của công nghiệp xây dựng, nó tạo ra những khối lượng CO2
lớn đáng kể. Những năm vừa qua đã phát triển những phương pháp sản xuất
mới nhằm giảm tác động xấu tới môi trường của quá trình sản xuất. Việc
phát triển xi măng hỗn hợp với CO2 thấp hơn thay thế cho một
phần clinker trong quá trình sản xuất xi măng cho thêm một hoặc vài loại
phụ gia khác. Các vật liệu này là những sản phẩm phụ điển hình từ các
ngành công nghiệp khác - kết quả tạo ra trong xi măng hàm lượng CO2 thấp hơn và nó giúp cho việc sử dụng lại các chất phế thải.
Có
3 loại phụ gia thường được dùng trong sản xuất xi măng ở VQ Anh đó là:
xỉ hạt lò cao thải ở bãi (GBFS = Ground granulated blast furnace slag)
từ công nghiệp thép; tro bay (fly- ash) từ các nhà máy điện đốt than và
đá vôi đất (ground limestone).
Thực
tế trong công nghiệp bê tông ở VQ Anh đã sử dụng những vật liệu này làm
thành phần của bê tông trong các nhà máy. Tuy nhiên, tỷ lệ sử dụng
chúng cho sản xuất các loại xi măng hỗn hợp mỗi ngày một tăng lên.
Lafarge dự kiến sẽ phát triển sản phẩm này trong những năm sắp tới.
Lafarge Cement UK
đã bắt đầu sản xuất những mẻ xi măng hỗn hợp rời bền vững đầu tiên(gồm
phụ gia tro bay) vào năm 1979. Ngày nay, loại xi măng bền vững đầu bảng
của công ty này là: Phoenix (EN 197 - 1 CEMII/B - V42.5N Xi măng pooc lăng tro bay). Chỉ có Lafarge Cement UK
là nhà sản xuất duy nhất sản xuất xi măng hỗn hợp rời có chứa tất cả
các phụ gia thông dụng ở VQ Anh. Có khoảng 60% doanh số xi măng rời hỗn
hợp của Lafarge UK xuất ra là Phoenix, tiếp sau là xi măng pooc lăng đá
vôi PLC(CEM II/A-L) và loại xi măng hỗn hợp từ pooc lăng xỉ(CEM
II/B-S) và các xi măng xỉ thải (CEM III) hiện chỉ được sản xuất ở Bắc
Ailen(Northern Ireland).
Những xi măng hỗn hợp này có điểm gì khác và cần sử dụng chúng như thế nào?
Có
2 phương pháp cơ bản sản xuất xi măng hỗn hợp - trộn sau nghiền và
nghiền kết hợp. Lafarge sử dụng cả hai phương pháp trên, nghiền kết hợp
clinker xi măng với tro bay hay đá vôi để tạo ra sản phẩm rời
Phoenix và PLC tại các nhà máy Hope và Aberthaw, và trộn các phụ gia
với xi măng CEM 1 hiện có tại các nhà máy khác của Lafarge. Công ty sản
xuát các loại xi măng hỗn hợp rời và đóng bao tại 10 địa điểm trong toàn
VQ Anh.
Tro
bay được tạo ra từ việc đốt than cám để phát điện. Tro trong than nóng
chảy và đông cứng trong trạng thái bay để tạo ra vật liệu dạng hạt thuỷ
tinh hình cầu. Khi trộn với xi măng pooc lăng, tro bay phản ứng với vôi
được tạo ra từ phản ứng thuỷ hoá của xi măng pooc lăng, sẽ tạo ra các
hydrate kết dính. Thường thường trong xi măng hỗn hợp có chứa khoảng 21 -
35% tro bay.
Những
lợi ích về môi trường của việc sử dụng tro bay trong xi măng bao gồm
việc bảo vệ các cốt liệu nguyên vẹn, giảm được diện tích chứa chất thải
tro bay và giảm được giá trị hàm lượng CO2 của sản phẩm xi măng, điển hình bởi thành phần thứ ba.
Đá
vôi về mặt tự nhiên có khả năng chiếm tới10 - 20% trong thành phần của
xi măng pooc lăng đá vôi. Về mặt môi trường, việc cho thêm đá vôi vào xi
măng giảm được hàm lượng CO2 trong xi măng, mặc dù ở mức độ không giống nhau đối với tro bay và xỉ
Để
tạo ra được xi măng pooc lăng đá vôi, đá vôi đập nhỏ (thường từ các mỏ
của nhà máy) được nghiền lẫn với clinker trong máy nghiền xi măng. Do
những đặc tính khác nhau của đá vôi và clinker, đá vôi thường được
nghiền trước, nhằm làm tăng độ mịn và hoạt tính của nó.
Phụ
gia thứ 3 thường được dùng ở VQ Anh là xỉ, được dùng để tạo ra xi măng
pooc lăng xỉ hay xi măng xỉ lò cao. Thành phần xỉ là một trong những
chất bền vững môi trường của các loại xi măng hỗn hợp, bởi vì xỉ chiếm
tới 40 - 60% trong xi măng, giảm được lượng clinker đáng kể. Tuy nhiên,
do lượng xỉ ở VQ Anh có hạn, nên vừa qua thường sử dụng trực tiếp xỉ
trong công nghiệp bê tông nhiều hơn là dùng để sản xuất xi măng. Các xi
măng hỗn hợp trên cơ sở xỉ có thể được sản xuất bằng một số cách. Nghiền
kết hợp xỉ với clinker thường không phổ biến, nhưng trộn kết hợp xỉ
được nghiền riêng với clinker thường được áp dụng.
Có
khả năng độ mịn của một trong 2 thành phần sẽ dao động nhằm cải thiện
tính năng của xi măng và đồng thời một lượng canxi sunfat(là chất điều
chỉnh ninh kết phổ biến trong xi măng)sẽ được tối ưu hoá đối với mức
dùng xỉ trong xi măng. Điều này đặc biệt quan trọng khi hàm lượng xỉ cao
hơn. Cũng có khả năng trộn xỉ nghiền mịn với xi măng pooc lăng để tạo
ra xi măng pooc lăng xỉ hay xi măng xỉ lò cao. Một lượng canxi sunfat
qui định trong xi măng CEM I luôn có thể không đủ cao để kích hoạt tất
cả xỉ, phương pháp này đặc biệt phù hợp với việc sản xuất xi măng pooc
lăng xỉ với lượng xỉ thấp hơn. Kỹ thuật này được Lafarge áp dụng tại cơ
sở sản xuất của nó ở Belfast (Bắc Ailen).
Có
nhiều lợi ích khi sử dụng xi măng pooc lăng tro bay làm bê tông. Chúng
làm tăng độ bền sunfat, gồm độ kháng ăn mòn sunfat, và có thể giảm được
50 - 90% độ xâm nhập của clorua. Hàm lượng kiềm hữu ích thấp giảm được
đáng kể nguy cơ của phản ứng kiềm- silic (ASR) trong khi nhiệt thuỷ hoá
thấp hơn 15 - 20% so với xi măng pooc lăng, giảm được nguy cơ nứt nhiệt ở
tuổi sớm. Các hạt cầu mịn trong tro bay cải thiện được tính lưu động
của hỗn hợp bê tông , tăng khả năng bơm và hoàn thiện bề mặt của bê tông
được tạo hình.
Xi
măng xỉ lò cao có những ưu điểm về kỹ thuật giống như xi măng pooc lăng
tro bay. Hàm lượng clinker thấp hơn, lượng nhiệt thuỷ hoá rất thấp có
thể đạt được và thậm chí độ bền sunfat và clorua tốt hơn. Màu kem nhạt
của xi măng hỗn hợp xỉ cao tạo ra vẻ đẹp thẩm mỹ dễ coi.
Nhược điểm chính của các xi măng xỉ lò cao đó là sự phát triển cường độ ban đầu thấp.
Xi
măng pooc lăng đá vôi ít được sử dụng hơn ở VQ Anh so với xi măng tro
bay hay xi măng xỉ, bởi vì nó không có độ bền vững cao như các sản phẩm
khác. Bởi vì đá vôi hầu như trơ, nó biểu hiện giống CEM I hơn - khiến
cho nó ít được sử dụng hơn ở nơi cần tăng độ bền vững. Tuy nhiên, loại
xi măng này được sử dụng rộng rãi trong sản xuất các sản phẩm bê tông
do chúng có màu xám nhạt và có khả năng tạo ra bề mặt hoàn thiện tốt.
Các số liệu vừa qua từ Hiệp hội Xi măng Anh(nay là một thành viện của Hiệp hội Các sản phẩm Khóang) chỉ ra rằng hàm lượng CO2 của các loại xi măng khác nhau này có giá trị như sau:
- Xi măng pooc lăng (CEM I) : 930 kg/tấn;
- Xi măng pooc lăng đá vôi (CEM II/A-L) với 15% đá vôi: 800 kg/tấn;
- Xi măng pooc lăng tro bay (CEM II/B -V) với 30% tro bay: 660 kg/tấn;
- Xi măng pooc lăng xỉ (CEM II/B-5) với 30% xỉ: 660 kg/tấn;
- Xi măng xỉ lò cao (CEM III/A) với 50% xỉ: 490 kg/tấn.
Sự tăng trưởng và phát triển
Năm
2009 là năm có doanh số tốt về xi măng hỗn hợp của Lafarge, đã tăng lên
15% so với tổng doanh thu. Công ty có lãi suất tăng lên trong các xi
măng CO2 thấp trong toàn hệ thống, đặc biệt mạnh do các khách tiêu thụ thuộc khu vực công. Việc đưa vào áp dụng Qui chuẩn đối với các ngôi nhà bền vững cấp 4
có hiệu lực trong tháng 4/2010 này sẽ làm tăng thêm nhu cầu , khi các
nhà xây dựng nhà ở đang tìm kiếm những biện pháp mới nhằm cải thiện cấp
sinh thái cho các toà nhà của họ.
Phương
án phân loại xi măng cũng đặc biệt chú ý đối với các nhà thầu cung cấp
thế hệ năng lượng tiếp theo và các dự án về chất thải - một thị trường
tiềm năng lớn đối với các nhà cung cấp cho công nghiệp xây dựng của VQ
Anh. Phần loại xi măng với tác động môi trường thấp hơn tới xây dựng một
trạm phát điện gió hay nhà máy thuỷ điện hầu hết đã trở thành điều
kiện tiên quyết đối với nhiều hợp đồng lớn.
Nhu
cầu đang tăng lên đối với xi măng giảm clinker đang thúc đẩy việc đưa
vào sử dụng các chất thay thế cho CEM I trên thị trường xi măng rời và
đóng bao. Hưởng ứng của Lafarge là phát triển sản phẩm đóng bao của nó
lên ngang tầm với CEM II. Ngày nay, hầu hết xi măng bao của Lafarge là
xi măng hỗn hợp. Phần lớn đầu tư của Lafarge cho các sản phẩm CEM II đã
được đưa vào mạng lưới tiêu thụ xuyên suốt nước Anh nhằm áp dụng các
công nghệ mớiđể tăng khả năng như các công nghệ trộn hiện đại nhằm thực
hiện được các kỹ thuật nghiền kết hợp truyền thống.
Tập đoàn Lafarge cũng sử dụng các phòng thí nghiệm nghiên cứu triển khai hiện đại ở Lyon
nhằm khai thác những phương án thay thế mới bổ sung cho những ứng dụng
hiện nay . Chìa khoá để tiếp tục tối ưu hoá các sản phẩm đó là nhằm bảo
đảm rằng mỗi loại xi măng hỗn hợp đưa ra thị trường đều vượt lên trước
dự báo, tạo khả năng cho các nhà tiêu thụ lựa chọn được phương án bền vững mà không có sự giảm sút về tính năng.
Dịch từ International cement Review