Vai trò của bột phụ của thạch cao trong bê tông và thiết bị xay nghiền được khuyến nghị

Giới thiệu

Bột mịn từ xỉ thép, một sản phẩm phụ của ngành công nghiệp sản xuất sắt và thép, đã trở thành vật liệu bổ sung có giá trị trong công nghệ bê tông hiện đại. Khi được xử lý đúng cách đến độ mịn nhất định, bột mịn từ xỉ thép giúp cải thiện đáng kể hiệu suất của bê tông đồng thời hỗ trợ các phương thức xây dựng bền vững. Bài viết này phân tích vai trò đa dạng của bột mịn từ xỉ thép trong các ứng dụng của bê tông và thảo luận về các thiết bị xay chuyên dụng cần thiết để đạt được sự phân bố kích thước hạt tối ưu.

Sản xuất và đặc tính của bột vi mạch lò đốt xi măng (Slag micro-powder)

Thải lò đúc có dạng hạt (Granulated Blast Furnace Slag – GBFS) được tạo ra bằng cách làm nguội nhanh thải sắt nóng chảy từ lò đúc trong nước hoặc hơi nước. Quá trình này tạo ra một vật liệu dạng hạt có độ trong suốt; khi được nghiền thành bột mịn ở cấp độ vi mô, vật liệu này thể hiện những đặc tính tuyệt vời như chất kết dính. Chất lượng và hiệu suất của bột thải phụ thuộc rất nhiều vào thành phần hóa học, hàm lượng thủy tinh, và quan trọng nhất là phân bố kích thước hạt của nó.

Quá trình nghiền chuyển đổi phôi thạch cao dạng hạt thành bột mịn, với diện tích bề mặt riêng thường dao động từ 400 đến 600 m²/kg. Việc nghiền mịn này kích hoạt các tính chất thủy lực tiềm ẩn của phôi thạch cao, giúp nó phản ứng với canxi hydroxide được giải phóng trong quá trình tổng hợp xi măng để tạo thành hợp chất canxi silicate hydrate (C-S-H) – thành phần chính cung cấp độ bền cho bê tông.

Lợi ích của bột vi mô từ xỉ trong bê tông

Các đặc tính cơ học được cải thiện

Việc sử dụng bột thạch cao vụn trong hỗn hợp bê tông giúp cải thiện đáng kể độ bền chịu nén, đặc biệt là ở các giai đoạn sau. Các phản ứng pozzolanic và phản ứng thủy lực tiếp tục diễn ra trong thời gian dài, dẫn đến sự gia tăng độ bền vượt trội so với bê tông thông thường sử dụng xi măng Portland sau 28 ngày. Ngoài ra, tác dụng lấp đầy của các hạt thạch cao mịn giúp làm đặc cấu trúc bê tông, giảm độ xốp và nâng cao độ bền lâu dài.

Tăng độ bền

Bê tông chứa bột mịntro đã thể hiện khả năng kháng chịu tốt hơn đối với các tác động hóa học, bao gồm sự xâm thấu của sunfat và clorua. Độ thấm thấp hơn do cấu trúc lỗ được cải thiện giúp hạn chế sự xâm nhập của các chất gây hại; đồng thời, việc tiêu hao canxi hydroxit thông qua các phản ứng pozzolanic giúp giảm thiểu nguy cơ xảy ra các phản ứng giãn nở có hại. Điều này giúp bê tông tro trở nên đặc biệt phù hợp với môi trường biển, cơ sở xử lý nước thải và các điều kiện tiếp xúc khắc nghiệt khác.

Kiểm soát nhiệt độ và giảm thiểu hiện tượng nứt do nhiệt

Đặc tính biến đổi nhiệt chậm hơn của bê tông mịn từ xỉ đá có lợi trong các ứng dụng bê tông sản xuất hàng loạt. Nhiệt độ đỉnh thấp hơn và sự chênh lệch nhiệt độ diễn ra từ từ giúp giảm thiểu nguy cơ nứt do ảnh hưởng của nhiệt, vấn đề thường gặp trong các công trình đổ bê tông quy mô lớn. Đặc tính này đặc biệt quý giá trong việc xây dựng đập, nền cầu và các thành phần cấu trúc khác có kích thước lớn.

Lợi ích của tính bền vững

Việc sử dụng bột vi mảnh kim loại thải là một bước quan trọng hướng tới xây dựng bền vững. Bằng cách thay thế một phần xi măng Portland – vật liệu có mức năng lượng và dấu chân carbon cao – bằng sản phẩm phụ của công nghiệp, ngành sản xuất bê tông có thể giảm đáng kể tác động đối với môi trường. Tỷ lệ thay thế thông thường dao động từ 25% đến 70%, tùy thuộc vào yêu cầu ứng dụng và chỉ số hiệu suất.

Các Tham Số Quan Trọng Trong Quá Trình Sản Xuất Bột Vi Mô Xỉ Gang

Yêu cầu về phân bố kích thước hạt

Hiệu quả của bột mịn từ xỉ trong bê tông phụ thuộc rất nhiều vào việc đạt được sự phân bố kích thước hạt phù hợp. Để đạt được hiệu suất tối ưu, thông thường khoảng 90% số hạt (D90) phải có kích thước nhỏ hơn 30–45 micromet, và một tỷ lệ đáng kể nằm trong khoảng 3–10 micromet. Sự phân bố kích thước cụ thể này đảm bảo cả khả năng phản ứng tốt và mật độ đóng gấp tối ưu bên trong ma trận xi măng.

Kiểm soát hàm lượng ẩm

Trong quá trình nghiền, việc kiểm soát hàm lượng ẩm là rất quan trọng để ngăn chặn sự kết dính của các hạt và đảm bảo hoạt động hiệu quả. Thông thường, phế liệu đầu vào chứa tới 15% ẩm; hàm lượng này cần được giảm xuống dưới 1% trong sản phẩm cuối cùng nhằm tránh các vấn đề liên quan đến việc bảo quản và vận chuyển, đồng thời vẫn duy trì độ phản ứng tối ưu.

Các mục tiêu về Diện tích Bề mặt Cụ thể

Diện tích bề mặt riêng biệt của vật liệu Blaine đóng vai trò là chỉ số chất lượng quan trọng đối với bột thủy tinh thể từ xỉ. Đối với hầu hết các ứng dụng trong xây dựng, mục tiêu là đạt giá trị từ 420 đến 500 m²/kg; tuy nhiên, một số ứng dụng đặc biệt có thể yêu cầu độ mịn cao hơn. Để đạt được độ mịn nhất quán, cần kiểm soát chính xác quá trình nghiền và sử dụng các hệ thống phân loại tiên tiến.

Thiết bị xay nghiền để sản xuất bột mịn từ xỉ

Việc chuyển đổi thải xỉ hạt thành bột vi mô chất lượng cao đòi hỏi phải có thiết bị xay chuyên dụng, có khả năng xử lý đặc tính mài mòn của vật liệu đồng thời đạt được kiểm soát kích thước hạt một cách chính xác. Các nhà máy xay truyền thống hiện đã bị thay thế phần lớn bằng các nhà máy xay bằng bánh xe dọc hiệu quả hơn và các hệ thống xay chuyên dụng thiết kế riêng cho công đoạn xử lý thải xỉ.

Tiêu chí lựa chọn thiết bị chính

Khi lựa chọn thiết bị nghiền để sản xuất bột vi mô từ xỉ, cần xem xét nhiều yếu tố: mức tiêu thụ năng lượng trên mỗi tấn sản phẩm, độ bền của các bộ phận nghiền, hiệu suất phân loại, độ tin cậy của hệ thống, và khả năng đảm bảo chất lượng sản phẩm ổn định. Các hệ thống nghiền hiện đại tích hợp công nghệ điều khiển tiên tiến nhằm duy trì các thông số vận hành tối ưu ngay cả khi có sự thay đổi về đặc tính của vật liệu đầu vào.

Thiết bị mài được khuyến nghị: Máy nghiền thải theo phương thẳng đứng dòng LM

Để sản xuất quy mô lớn bột vi mịn phốt pho chất lượng cao, chúng tôi khuyến nghị sử dụng sản phẩm của chúng tôi.Loại máy xay xỉ đứng serie LMĐược thiết kế đặc biệt để đáp ứng những yêu cầu khắt khe trong quá trình xay nghiền thải lò cao. Thiết bị này đại diện cho công nghệ xử lý thải lò cao tiên tiến nhất, kết hợp hiệu suất cao với khả năng kiểm soát chất lượng sản phẩm xuất sắc.

Lợi thế công nghệ

Máy xay thạch cao đứng loại LM Series sở hữu nhiều yếu tố thiết kế độc đáo, giúp nó trở nên đặc biệt phù hợp cho việc sản xuất bột thạch cao ở dạng hạt siêu nhỏ:

• Thiết kế tích hợpHệ thống này kết hợp các chức năng nghiền, xay và phân loại trong một thiết bị có kích thước nhỏ gọn, giúp tiết kiệm diện tích sử dụng lên đến 50% so với các hệ thống truyền thống.
• Chi phí vận hành thấpThiết kế không tiếp xúc giữa các bánh cán và bàn cán giúp kéo dài tuổi thọ của các bộ phận tiếp xúc lên tới 3 lần, trong khi mức tiêu thụ năng lượng thấp hơn 30–40% so với các hệ thống xay bằng bóng.
• Hệ thống điều khiển thông minhHệ thống điều khiển tự động ở mức chuyên gia hỗ trợ việc chuyển đổi giữa chế độ vận hành từ xa và chế độ vận hành tại chỗ, đồng thời theo dõi các thông số hoạt động theo thời gian thực, giúp giảm thiểu sự can thiệp thủ công đến mức tối đa.
• Tuân thủ các quy định về môi trườngViệc vận hành trong điều kiện áp suất âm hoàn toàn kín đảm bảo rằng lượng bụi thải ra môi trường luôn ở mức dưới 20mg/m³, đồng thời mức độ ồn khi vận hành không vượt quá 80dB(A).

Nguyên lý hoạt động

Động cơ chính truyền động cho bàn nghiền quay thông qua bộ truyền giảm tốc. Vật liệu được đưa vào qua ống cung cấp ở phần trung tâm và phân tán đều dưới tác động của lực ly tâm. Các bánh nghiền được nâng đỡ bằng hệ thống thủy lực áp lực lên lớp vật liệu, giúp việc nghiền diễn ra hiệu quả. Bột mịn đạt tiêu chuẩn sẽ được luồng khí nóng đưa đến thiết bị phân loại, trong khi các hạt có kích thước lớn hơn sẽ quay trở lại bàn nghiền để tiếp tục xử lý.

Thông số kỹ thuật cho máy nghiền xỉ thiêu đốt

Dòng sản phẩm LM cung cấp nhiều mẫu khác nhau để đáp ứng các yêu cầu sản xuất đa dạng:

• LM130NĐường kính mặt bàn mài là 1700mm, công suất từ 4–6 tấn/giờ, công suất động cơ chính từ 200–250 kW
• LM150NĐường kính bàn xay: 1900mm, công suất: 6–8 tấn/giờ, công suất động cơ chính: 280–315 kW
• LM170NĐường kính bàn nghiền là 2100mm, công suất từ 8–10 tấn/giờ, công suất động cơ chính là 400–450 kW
• LM190NĐường kính mặt bàn nghiền: 2400mm, công suất: 10–12 t/h, công suất động cơ chính: 500–560 kW
• LM220NĐường kính bàn nghiền: 2800mm, công suất: 20–26 tấn/giờ, công suất động cơ chính: 900–1000 kW
• LM280NĐường kính bàn nghiền: 3500mm, công suất: 50–60 tấn/giờ, công suất động cơ chính: 1800–2000 kW
• LM370NĐường kính màn hình mài: 4500mm, dung lượng: 90–110 tấn/giờ, công suất động cơ chính: 3150–3300 kW

Tất cả các mô hình đều có thể xử lý gang thải có hàm lượng ẩm lên đến 15%, tạo ra bột có diện tích bề mặt riêng ≥420 m²/kg và hàm lượng ẩm trong sản phẩm ≤1%.

Giải pháp thay thế: Máy xay siêu mịn dạng SCM Series dành cho các ứng dụng chuyên biệt

Đối với các ứng dụng yêu cầu bột vi mô tro xương với độ mịn cực cao (độ mịn 325–2500 mesh), sản phẩm của chúng tôi…Dây chuyền SCM – Máy xay siêu mịn (Ultrafine Mill)Cung cấp một giải pháp tối ưu. Thiết bị này đặc biệt phù hợp để sản xuất các sản phẩm phế thải có giá trị cao dùng trong các ứng dụng bê tông chuyên biệt, nơi độ mịn siêu cao giúp cải thiện các đặc tính hiệu suất.

Đặc điểm kỹ thuật

Máy xay SCM Ultrafine Mill mang lại nhiều ưu điểm nổi bật trong sản xuất bột thải mịn:

• Hiệu suất cao và tiết kiệm năng lượngVới dung lượng gấp đôi so với các máy xay bằng phương pháp phun và mức tiêu thụ năng lượng giảm 30%, dòng máy SCM đại diện cho một bước tiến đáng kể trong công nghệ xay nghiền.
• Phân loại độ chính xác caoBộ phân loại bằng tuabin dọc đảm bảo các điểm cắt kích thước hạt chính xác mà không bị nhiễm bởi bột thô.
• Thiết kế bền vữngCác bánh xe và vòng mài làm từ vật liệu đặc biệt giúp kéo dài đáng kể tuổi thọ của thiết bị; đồng thời, buồng mài bằng vít không có bu-lon đảm bảo hoạt động ổn định.
• Hiệu suất môi trườngHiệu quả thu gom bụi đạt mức vượt qua các tiêu chuẩn quốc tế, đồng thời mức nhiễu âm được kiểm soát ở mức dưới 75dB nhờ thiết kế khoang cách âm.

Danh mục mẫu xe (Model Range)

Dòng sản phẩm SCM bao gồm nhiều mô hình khác nhau để đáp ứng các nhu cầu sản xuất đa dạng:

• SCM800Công suất: 0,5–4,5 t/h; Công suất động cơ chính: 75 kW
• SCM900Dung lượng: 0,8–6,5 t/h; Công suất động cơ chính: 90 kW
• SCM1000Khả năng xử lý: 1,0–8,5 tấn/giờ; Công suất động cơ chính: 132 kW
• SCM1250Công suất: 2,5–14 tấn/giờ; Công suất động cơ chính: 185 kW
• SCM1680Công suất: 5,0–25 tấn/giờ; Công suất động cơ chính: 315 kW

Tất cả các mẫu máy đều có thể xử lý nguyên liệu có kích thước ≤20mm và sản xuất bột với độ mịn từ 325 đến 2500 mesh (D97≤5μm).

Kiểm soát chất lượng trong quá trình sản xuất bột mịn tro xỉ

Chất lượng ổn định là yếu tố quan trọng nhất đối với bột vi mô tro được sử dụng trong các ứng dụng bê tông. Các nhà máy xay hiện đại tích hợp các hệ thống kiểm soát chất lượng toàn diện để giám sát các thông số chủ chốt như phân bố kích thước hạt, diện tích bề mặt riêng, hàm lượng ẩm và thành phần hóa học. Các hệ thống lấy mẫu và phân tích tự động đảm bảo rằng các thông số kỹ thuật của sản phẩm được duy trì trong phạm vi cho phép nhỏ, cung cấp cho nhà sản xuất bê tông nguyên liệu đầu vào đáng tin cậy và ổn định.

Các yếu tố kinh tế cần xem xét

Khả năng kinh tế trong việc sản xuất bột phế thải sợi nhỏ phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm sự có sẵn và giá cả của nguyên liệu phế thải, giá năng lượng, chi phí đầu tư thiết bị, cũng như nhu cầu thị trường đối với sản phẩm hoàn chỉnh. Các hệ thống nghiền hiện đại, hiệu suất cao thường đạt được thời gian hoàn vốn trong vòng 2–4 năm, với chi phí vận hành thấp hơn đáng kể so với các công nghệ truyền thống. Nhu cầu ngày càng tăng đối với các vật liệu xây dựng bền vững càng làm tăng thêm sức hấp dẫn về mặt kinh tế của việc sản xuất bột phế thải sợi nhỏ.

Xu hướng phát triển trong việc tận dụng xỉ

Tương lai của bột phế thải vi mô trong bê tông rất đầy hứa hẹn, với nhiều xu hướng mới đang định hình nên ngành công nghiệp này. Các xu hướng bao gồm việc phát triển các sản phẩm phế thải có độ mịn cực cao, tính phản ứng tốt hơn; sự kết hợp giữa phế thải với các vật liệu xi măng bổ trợ khác để tạo ra hỗn hợp tối ưu; và sự tập trung ngày càng nhiều vào đánh giá vòng đời để định lượng lợi ích môi trường từ việc sử dụng phế thải. Công nghệ xay nghiền sẽ tiếp tục phát triển nhằm đạt hiệu suất cao hơn, tính linh hoạt lớn hơn và tính bền vững tốt hơn.

Kết luận

Bột mịn từ xỉ đá là một nguồn tài nguyên quý giá để nâng cao hiệu suất của bê tông đồng thời thúc đẩy tính bền vững trong ngành xây dựng. Việc sử dụng hiệu quả loại vật liệu này phụ thuộc rất nhiều vào quy trình xử lý đúng cách, sử dụng các thiết bị xay tiên tiến có khả năng kiểm soát kích thước hạt một cách chính xác. Dòng máy xay xỉ đá thẳng đứng LM và dòng máy xay siêu mịn SCM của chúng tôi cung cấp những giải pháp đã được chứng minh hiệu quả để sản xuất bột mịn từ xỉ đá chất lượng cao, đáp ứng đầy đủ các yêu cầu khắt khe của công nghệ bê tông hiện đại. Khi ngành xây dựng tiếp tục đặt trọng tâm vào tính bền vững và hiệu suất, vai trò của bột mịn từ xỉ đá được xử lý đúng cách chắc chắn sẽ ngày càng được mở rộng, nhờ vào những tiến bộ không ngừng trong công nghệ xay.