Đặc tính của 1 số phụ gia trợ nghiền - Ảnh hưởng của chúng đến khả năng nghiền và chất lượng xi măng (P3)

>> Đặc tính của 1 số phụ gia trợ nghiền - Ảnh hưởng của chúng đến khả năng nghiền và chất lượng xi măng (P1)
>> Đặc tính của 1 số phụ gia trợ nghiền - Ảnh hưởng của chúng đến khả năng nghiền và chất lượng xi măng (P2)
>> Đặc tính của 1 số phụ gia trợ nghiền - Ảnh hưởng của chúng đến khả năng nghiền và chất lượng xi măng (P4)

3. Kết quả và thảo luận

3.1. Đặc tính phụ gia trợ nghiền

 

Hình 2 trình bày quang phổ FT-IR của các chất phụ gia trợ nghiền thí nghiệm. Quang phổ Ỉ thường được sử dụng để cung cấp thông tin như thành phần và cấu trúc của mẫu. Các dải xảy ra trong quang phổ FT-IR của các phụ gia được kiểm tra có thể có đặc trưng như sau: 

- Dải rộng khác biệt ở bước sóng 3.600 - 3.200 cm^-1 quy cho là liên kết O-H. Các dao động co giãn (dao động hóa trị) O-H thường được quan sát ở khoảng 3.300 cm^-1. Dao động uốn liên kết O-H trong mặt phẳng được quan sát thấy trong vùng bước sóng 1.440 – 1.260 cm^-1.

- Dải tại 2.925 cm^-1 là do sự có mặt của dao động co giãn C-H trong các cấu trúc hợp chất béo, trong đó tương ứng tại bước sóng 2.840 cm^-1 được cho là do các dao động co giãn đối xứng CH trong –CH₂. Dải từ 1.450 – 1.500 cm^-1 đại diện cho biến dạng C-H₃ và C-H₂ trong tất cả các mẫu. Các chất béo C-H ngoài mặt phẳng uốn cong ở bước sóng 810 cm^-1 (cùng với liên kết C-H tương ứng co giãn tại bước sóng 2.840 cm^-1) cho thấy sự có mặt các loại hydrocacbon. Trong các nhợp chất thơm, các tần số co giãn CH xuất hiện trong khoảng từ 3.000 – 3.100 cm^-1.

- Dải tần số quan sát ở bước sóng 1.650 – 1.600 cm^-1 đã được quy cho là do các doa động co giãn liên kết C = 0 trong các nhóm thơm, ở đó dải hẹp khoảng 1.000 cm^-1 được cho là do dao động co giãn liên kết C-OH. Liên kết chất thơm C = C co giãn được quan sát ở bước sóng 1.597 cm^-1 và 1.495 cm^-1.

- Sự hấp thụ được quan sát thấy ở khoảng 1.200 – 1.000 cm^-1 tương ứng với dao động co giãn liên kết C-O. Liên kết C-N co giãn xuất hiện ở 1.320 cm^-1.

- Các dải bước sóng 700 – 900 cm-1 được cho là do sự có mặt của các nhóm thơm. (Bảng 2)
 

Phép sắc ký khí/quang phổ khối (GC/MS) là một trong những hệ thống xác định tốt nhất vì nó kết hợp sự phân tách hiệu quả cao của GC mao quản với tính chọn lọc và đô nhạy tương đối cao của MS. Các phụ gia trợ nghiền xi măng đã được phân tích bởi GC/MS và các hợp chất đxa xác đinh được trình bày ở Bảng 2. Thời gian lưu (RT) và các phần khối lượng điển hình được áp dụng làm tiêu chí để xác định. Sắc ký các mẫu khác nhau cho thấy sự có mặt của hai hợp chất chính: Triethanolamin (TEA) và Triisopropanolamin (TIPA). Rõ ràng là thành phần chính của các phụ gia trợ nghiền GA₁, GA₂ và GA₃ là Triethanolamin (TEA). Một nhóm peak với thời gian lưu trong khoảng 7,38 – 8,06 phút và 9,22 – 10,70 phút tương ứng với triethanolamin hydro clorit với hàm lượng rất đáng kể. Trong trường hợp GA₂ đxa phát hiện thấy một lượng nhỏ pyrimidinedion (RT = 0,83 phút, 10,36%), trong khi lượng vết của N, Nbis (2-hydroxyethyl) isopropanolamin được tìm thấy trong GA₃ (RT = 12,07 phút, 0,85%). Mặt khác, 1,1’,1” – Nitrilotri-2-propanol (TIPA) đã được xác định là thành phần nhiều nhất trong các phụ gia trợ nghiền GA₄, GA₅ và GA₆. Cần lưu ý sự có mặt của 23.10% triethanolamin (TEA) (RT = 10,78 phút) trong trường hợp GA₄. Một thực tế cho thấy rằng GA₄ là một hỗn hợp của TIPA và TEA. Cuối cùng, một peak quan trọng (14,63%) xuất hiện lúc 10,88 phút đã được xác định là chất 4-hydroxy-1,8-naphthyridin trong phụ gia trợ nghiền GA5. Như trình bày trong Bảng 3, trong số ba phụ gia trợ nghiền sau cùng chất triisopropanolamin (TIPA) là thành phần phổ biến nhất trong GA₆ (khoảng 95%).

3.2. Tìm hiểu khả năng nghiền

Khả năng nghiền của clinker là thước đo đánh giá khả năng dễ, khó nghiền của một loại clinker. Khả năng nghiền là một chỉ số để đánh giá năng lượng yêu cầu để nghiền clinker đến một độ mịn nhất định và có thể được đưa ra như liên quan đến số vòng quay của máy nghiền cần thiết để chế tạo xi măng với diện tích bề mặt riêng nhất định. Như đã đề câp trong phần thực nghiêm, thạch cao và clinker xi măng póoc lăng (95% clinker, 5% thạch cao) đã được nghiền với 0,015% mỗi loại phụ gia trợ nghiền đến một diện tích bề mặt Blaine khoảng 4.000cm²/g. Các kết quả bề mặt riêng cũng như các kết quả về khả năng nghiền xi măng được trình bày ở Bảng 4.

Mẫu đối chứng (clinker với thạch cao)sử dụng ban đầu có hệ số nghiền là 0,781. Quan sát thấy rằng tất cả các phụ gia trợ nghiền đã được nghiên cứu đều có hiệu quả ở mức độ khác nhau trong việc cải thiện nghiền. Trong tất cả các trường hợp, sự có măt của phụ gia trợ nghiền dẫn đến bề mặt riêng cao hơn và hệ số nghiền cao hơn so với các hệ số nghiền xi măng đối chứng (không có phụ gia), thực tế là do loại bỏ hoặc làm chậm các hiện tượng vón cục và kết tụ trong suốt quá trình nghiền. Trong quá trình nghiền trong máy nghiền bi, tích điện bề mặt phân cưc được phát triển giữa các hạt xi măng, trong khi sự có mặt của phụ gia trợ nghiền cho phép trung hòa một phần điện tích của chúng. Giá trị tăng lớn nhất của hệ số nghiền (lên đến 20 – 26%), so sánh với mẫu đối chứng, đã đạt được khi triisopropanolamin (TIPA) (GA₄, GA₅ và GA₆) được sử dụng, trong khi trong trường hợp các phụ gia trợ nghiền triethanolamin (TEA) (GA₁, GA₂ và GA₃) việc tăng hê số nghiền dao đông từ 10 – 14%. Giá trị tăng lớn nhất hệ số nghiền được quan sát thấy trong trường hợp GA6, chứa khoảng 95% triisopropanolamin.

Quỳnh Trang (Theo TTKHKT Xi măng)