intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE

Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia hỗn hợp tro bay - CMC đến tính chất của xi măng

Chia sẻ: Na Na | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:77

180
lượt xem
39
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Để nâng cao chất lượng của xi măng và bê tông đã có rất nhiều công trình nghiên cứu của các nhà khoa học trên thế giới cũng như trong nước tìm ra các giải pháp kỹ thuật, cũng như tìm ra các loại phụ gia để nâng cao chất lượng cho các công trình xây dựng. Một trong những giải pháp thành công nhất là sử dụng tổ hợp hai phụ gia khoáng hoạt tính và phụ gia siêu dẻo. Luận văn sau đây sẽ đi nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia hỗn hợp tro bay - CMC đến tính chất của xi măng.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia hỗn hợp tro bay - CMC đến tính chất của xi măng

  1. ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­ PHẠM THỊ CHỌN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG  CỦA PHỤ GIA HỖN HỢP TRO BAY ­ CMC  ĐẾN TÍNH CHẤT CỦA XI MĂNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
  2. Hà Nội ­ 2014
  3. ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­ PHẠM THỊ CHỌN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG  CỦA PHỤ GIA HỖN HỢP TRO BAY – CMC  ĐẾN TÍNH CHẤT CỦA XI MĂNG Chuyên ngành : Hóa học vô cơ Mã số : 60440113 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:   PGS.TS. NGHIÊM XUÂN THUNG
  4. Hà Nội ­ 2014
  5. LỜI  CẢM ƠN  Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Nghiêm   Xuân Thung đã  giao đề tài và tận tình hướng dẫn em hoàn thành bản luận   văn này. Em cũng xin chân thành cảm  ơn các thầy cô giáo trong bộ  môn   Hóa Vô Cơ  ­ khoa Hóa Học ­ Trường Đại học Khoa Học Tự  Nhiên ­ Đại   học Quốc Gia Hà Nội cùng toàn thể các anh chị, các bạn trong phòng Vật   liệu vô cơ  đã động viên, khích lệ và tạo điều kiện cho em hoàn thành bản   luận văn này. Em xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC i
  6. LỜI CẢM ƠN............................................................................................................i MỞ ĐẦU...................................................................................................................1 Chương 1 : TỔNG QUAN....................................................................................... 2 1.1. Giới thiệu chung về xi măng pooclăng (6, 7, 8, 10, 12, 13, 14, 15) .............2 1.1.1.Khái niệm về xi măng pooclăng (6, 8, 14, 15).............................................2 1.1.2.Thành phần của clinker pooclăng (6, 7, 8, 10, 12, 13) ............................... 2 1.1.2.1. Khái niệm về clinker xi măng (6, 7, 8, 10)............................................... 2 1.1.2.2.Thành phần hóa học (6, 7, 8, 10, 12, 13)...................................................2 1.2. Phản ứng thủy hóa của xi măng (4, 5, 6, 7, 8, 9, 17).................................... 3 1.2.1. Sự hydrat hóa của C3S (alit)....................................................................... 4 1.2.2. Sự hydrat hóa của C2S (Belit).....................................................................4 1.2.3. Sự hydrat hóa của C3A (canxi aluminat)...................................................4 Sự tác dụng tương hỗ giữa C3A và H2O sẽ sinh ra phản ứng và phát ra một lượng nhiệt khá lớn theo phương trình sau:.......................................................4 1.2.4. Sự hydrat hóa của C4AF..............................................................................5 1.3. Quá trình hình thành và tính chất cơ lý của đá xi măng (5, 7, 10, 11) ........5 1.3.1. Định nghĩa ( 5, 7, 10).....................................................................................5 1.3.2. Các tính chất cơ lý của xi măng (5, 10, 11)................................................6 1.3.2.1. Độ mịn của xi măng...................................................................................6 1.3.2.2.Lượng nước tiêu chuẩn.............................................................................7 1.3.2.3. Thời gian ninh kết của xi măng................................................................7 1.3.2.4. Độ ổn định thể tích của đá xi măng.........................................................7 1.3.2.5. Cường độ của xi măng (hay mác xi măng).............................................8 1.3.2.6. Độ rỗng đá xi măng...................................................................................9 1.4. Vai trò của phụ gia xi măng (1, 2, 3, 13, 16, 18)..........................................11 1.4.1. Định nghĩa về phụ gia xi măng (2, 3, 12, 13)...........................................11 1.4.2. Tính chất của phụ gia xi măng (2, 3, 12, 16)............................................ 11 1.4.3. Một số loại phụ thường được sử dụng (1, 3, 13, 16, 18)........................12 1.4.3.1. Phụ gia hoạt tính puzơlan.......................................................................12 1.4.3.2. Phụ gia siêu mịn...................................................................................... 14 1.4.3.3. Phụ gia hóa dẻo.......................................................................................14 ii
  7. 1.4.3.4. Phụ gia đóng rắn nhanh......................................................................... 15 1.4.3.5. Phụ gia chống ăn mòn cốt thép trong bêtông..................................... 15 1.4.3.6. Phụ gia tro bay.........................................................................................15 1.4.3.7. Phụ gia CMC.............................................................................................17 Chương 2 : THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..............19 2.1. Hóa chất và dụng cụ..................................................................................... 19 2.1.1. Hóa chất.......................................................................................................19 2.1.2. Dụng cụ....................................................................................................... 19 2.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia đến tính chất của vữa xi măng Hoàng Thạch......................................................................................................... 17 2.3.1. Chuẩn bị mẫu nghiên cứu......................................................................... 17 2.3.2. Xác định độ dẻo của hồ xi măng.............................................................. 18 2.3.2.1. Nguyên tắc............................................................................................... 18 2.3.2.2. Phương pháp tiến hành..........................................................................18 2.3.3. Xác định lượng nước tiêu chuẩn..............................................................20 2.3.4. Xác định thời gian đông kết...................................................................... 21 2.3.4.1. Nguyên tắc............................................................................................... 21 2.3.4.2. Tiến hành thí nghiệm.............................................................................. 21 2.3.5. Xác định cường độ kháng nén..................................................................22 2.3.5.1. Quá trình tạo mẫu....................................................................................22 2.3.5.2. Tiến hành thí nghiệm.............................................................................. 23 2.3.6.2. Tiến hành thí nghiệm.............................................................................. 25 2.3.7. Phương pháp XRD .................................................................................... 26 2.3.8. Phương pháp kính hiện vi điện tử quét (SEM)........................................28 Chương 3 : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN...............................................................31 3.3. Kết quả thí nghiệm xác định lượng nước tiêu chuẩn................................32 3.4. Kết quả xác định thời gian đông kết........................................................... 35 3.5. Kết quả thí nghiệm xác định cường độ kháng nén................................... 37 3.6. Xác định độ hút nước bão hòa.....................................................................41 KẾT LUẬN CHUNG............................................................................................... 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................................51 iii
  8. iv
  9. MỞ ĐẦU  Khi đất nước ta đang trên đà hội nhập, xây dựng là một ngành đang  được quan tâm và phát triển mạnh mẽ. Bên cạnh đó, vật liệu xây dựng   cũng đang được dần nâng cao và phát triển. Trong đó, xi măng là vật liệu   cơ bản và quan trọng nhất. Cùng với việc phát triển nghành công nghiệp xi   măng, vấn đề  nâng cao chất lượng bê tông và giảm giá thành sản phẩm  cũng đang được chú trọng.  Để nâng cao chất lượng của xi măng và bê tông đã có rất nhiều công  trình nghiên cứu của các nhà khoa học trên thế  giới cũng như  trong nước  tìm ra các giải pháp kỹ thuật, cũng như tìm ra các loại phụ gia để nâng cao  chất lượng cho các công trình xây dựng. Một trong những giải pháp thành  công nhất là sử  dụng tổ  hợp hai phụ  gia khoáng hoạt tính và phụ  gia siêu  dẻo. Loại phụ gia tổ hợp này có khả năng kéo dài thời gian ninh kết, chống  độ sụt lún cho bê tông .v.v.  Ngoài ra, phụ gia này có sẵn trong tự nhiên nên   nó góp phần làm giảm giá thành của sản phẩm. Mặt khác, hiện nay các nhà máy, nhiệt điện đốt than ở  nước ta thải   ra môi trường một lượng lớn tro bay và xỉ lẫn nhiều tạp chất, điều này gây  ảnh hưởng tới môi trường. Với những  ưu việt trên em chọn đề  tài: Nghiên cứu  ảnh hưởng của  phụ gia hỗn hợp tro bay ­ CMC đến tính chất của xi măng. 1
  10. Chương 1 : TỔNG QUAN 1.1. Giới thiệu chung về xi măng pooclăng (6, 7, 8, 10, 12, 13, 14, 15) 1.1.1.Khái niệm về xi măng pooclăng (6, 8, 14, 15) Xi măng pooclăng là một nhóm kết dính thuỷ  lực có khả  năng đóng   rắn và ngưng kết khi phản  ứng với nước. Đó là sản phẩm nhân tạo được   nghiền mịn từ clinker xi măng pooclăng, thạch cao, phụ gia. 1.1.2.Thành phần của clinker pooclăng (6, 7, 8, 10, 12, 13) 1.1.2.1. Khái niệm về clinker xi măng (6, 7, 8, 10) Clinker xi măng pooclăng là sản phẩm ban đầu trong quá trình sản   xuất   xi   măng   pooclăng.   Clinker   thường   ở   dạng   hạt   có   đường   kính   10­ 40mm, cấu trúc phức tạp (có nhiều khoáng  ở  dạng tinh thể  và một số  khoáng ở dạng vô định hình). Chất lượng của Clinker phụ thuộc vào thành  phần khoáng vật, hóa học và công nghệ sản xuất. Tính chất của xi măng do   chất lượng của Clinker quyết định. 1.1.2.2.Thành phần hóa học (6, 7, 8, 10, 12, 13) Clinker pooclăng là sản phẩm ban đầu trong quá trình sản xuất xi  măng pooclăng. Thành phần hóa học của clinker được trình bày  ở  bảng  dưới đây: Bảng 1.1: Thành phần hóa học của clinker: Thành phần hóa học CaO Al2O3 SiO2 Fe2O3 Tỷ lệ % khối lượng 63­ 67 4­ 8 21­ 22 2­ 4 2
  11. Ngoài ra còn có những tạp chất không mong muốn như MgO khoảng  1­ 4%, oxit kiềm 0.5­ 3%... 1.2.3.Thành phần pha(6, 8, 10, 12). Thành phần pha của clinker được trình bày ở bảng sau: Bảng 1.2: Thành phần pha của clinker Thành  C3S C2S C3A C4AF phần pha (3CaO.SiO2) (2CaO.SiO2) (3CaO.Al2O3) (4CaO.Al2O3.Fe2O3) Tỷ lệ % 37­ 68 10­ 37 5­ 15 10 – 18 Đặc tính của từng pha: *Alit   (C3S):   bao   gồm   3CaO.SiO2  chiếm   từ   45­60%   trong   clinker.  Khoáng này phản ứng nhanh với nước, tỏa nhiều nhiệt, cho sản phẩm đông  rắn cao nhất sau 28 ngày. Đây là một pha quan trọng nhất của clinker. *Belit(   C2S):   bao   gồm   2CaO.SiO2  chiếm   20­30%   trong   clinker.  Khoáng này  phản  ứng với nước tỏa ít nhiệt và cho sản phẩm có độ  đông  rắn chậm nhưng 28 ngày cũng đạt được yêu cầu bằng alit. *Celit (C4AF): là khoáng chiếm 5­15% trong clinker, là khoáng cho   phản ứng tỏa ít nhiệt và cho sản phẩm ứng với độ đông rắn thấp. *Canxi aluminat (C3A): bao gồm 3CaO.Al2O3  chiếm 4­13%. Khoáng  này phản  ứng nhanh với nước tỏa nhiều nhiệt. Cho sản phẩm phản  ứng   ban đầu đông rắn nhanh nhưng sau đó lại chậm và kém alit. 1.2. Phản ứng thủy hóa của xi măng (4, 5, 6, 7, 8, 9, 17) Khi trộn xi măng với nước các pha C3S, C2S, C3A, C4AF thực hiện  phản  ứng thủy hóa.  Tuỳ  thuộc vào loại khoáng, hàm lượng khoáng, hàm  lượng pha thủy tinh mà khả  năng tương tác của xi măng với nước là khác  nhau tạo nên pha kết dính CxSyHz và CxAyHz, Ca(OH)2 và Al(OH)3. Quá trình hiđrat hoá tạo pha Pooclandit Ca(OH)2 và Al(OH)3 là những  hiđrôxit dễ tan trong nước và chúng để lại những lỗ trống mao quản đồng  3
  12. thời quá trình bay hơi của nước dư trong thời kỳ hiđrat hoá tạo nên độ xốp,  rỗng trong vữa xi măng và bê tông. 1.2.1. Sự hydrat hóa của C3S (alit) Thời kì ban đầu ngay khi đổ  nước vào để  trộn vữa bề  mặt của hạt   C3S tan dần ra để cung cấp các ion Ca2+, OH­, H2SiO42­ vào dung dịch. Dần  dần dung dịch trở nên quá bão hòa Ca(OH) 2 và pha rắn này bắt đầu kết tủa  gọi   là   pha   pooclandit.   Lúc   này   có   sự   cạnh   tranh   nảy   sinh   các   tinh   thể  Ca(OH)2  và CSH.  Ở  điều kiện thường, phản  ứng thủy hóa chỉ  hoàn toàn  kết thúc sau thời gian 1 đến 1.5 năm và có thể viết như sau: 2(3CaO.SiO2) + 6H2O = 3CaO.SiO2.3H2O + 3Ca(OH)2 Phản  ứng hydrat hóa của C3S tách ra Ca(OH)2. Hàm lượng C3S trong  xi măng chiếm tỷ lệ lớn nên lượng Ca(OH)2 tách ra khá lớn. 1.2.2. Sự hydrat hóa của C2S (Belit) Phản ứng hydrat hóa của C2S tạo thành hydro silicat và một số lượng  Ca(OH)2,nhưng lượng Ca(OH)2 tách ra  ở phản  ứng này ít hơn  ở  phản  ứng  thủy hóa của C3S. 2(2CaO.SiO2 )+ 4H2O  →    3CaO.SiO2.3H2O + Ca(OH)2 1.2.3. Sự hydrat hóa của C3A (canxi aluminat). Sự tác dụng tương hỗ giữa C3A và H2O sẽ  sinh ra phản  ứng và phát  ra một lượng nhiệt khá lớn theo phương trình sau: 3CaO.Al2O3 + 6H2O   →   3CaO. Al2O3.6H2O  Phản  ứng phụ: khi trong xi măng Pooclăng có mặt của thạch cao   sống thì sẽ tác dụng với thành phần C3A và hình thành một khoáng vật mới  gây trương nở thể tích theo phản ứng sau: 3CaO.Al2O3 + 3CaSO4.2H2O+ 26 H2O→  3CaO. Al2O3. 3CaSO4.28H2O 4
  13. 1.2.4. Sự hydrat hóa của C4AF Khi cho C4AF tác dụng với H2O trong điều kiện xi măng thủy hóa  hoàn toàn và hình thành một lượng vôi bão hòa thì phản ứng sẽ xảy ra trong   điều kiện nhiệt độ của môi trường theo phương trình phản ứng sau: 4CaO.Al2O3.Fe2O3 + 12H2O →3CaO. Al2O3.6H2O + CaO.Fe2O3.6H2O 1.3. Quá trình hình thành và tính chất cơ lý của đá xi măng (5, 7, 10, 11) 1.3.1. Định nghĩa ( 5, 7, 10) Hỗn hợp bao gồm xi măng, cát và nước gọi là vữa xi măng, sau một   thời gian hydrat hóa tạo thành một khối rắn chắc gọi là đá xi măng. Quá trình hình thành đá xi măng (Cơ chế đông rắn của vữa): Bắt đầu từ khi trộn nước và hỗn hợp phối liệu (thường là 1 xi măng  3 cát) độ dẻo của vữa tăng dần. Phản ứng của C3A bắt đầu, những tinh thể  ettringit bắt đầu xuất hiện. Khoảng cách giữa các hạt xi măng chứa dung  dịch bão hòa SO42­ và Ca2+ . Ngay tức khắc monosunfat được tạo thành, sản   phẩm này ngăn chặn sự tấn công ồ ạt của nước, quá trình hydrat hóa chậm   lại. Sau đó phản ứng kết tinh của silicat, aluminat phía trong màng, màng bị  phá vỡ  và sự  hydrat hóa xảy ra tiếp tục. Quá trình trên lặp lại nhiều lần,  hydrosilicat canxi, hydroaluminat canxi dạng sợi, dạng hình kim … được  tạo   thành.   Khi   nồng   độ   cao   SO42­  và   Ca2+  không   còn   đủ   lớn   tạo   thành  ettringit, sự tạo thành gel C­S­H xảy ra liên tục. Chính nhờ  cơ  chế  này mà  tạo nên cường độ của xi măng. Người ta chia quá trình đóng rắn của đá xi măng thành các giai đoạn: *Giai đoạn 1: Xảy ra sự khuếch tán các hạt xi măng vào trong nước,  các phân tử nước tấn công ồ ạt lên bề mặt các hạt xi măng. Bắt đầu hình  5
  14. thành Ca(OH)2 và monosufat C3A.CaSO4.H2O (ettringit) trên bề mặt các hạt  khoáng. Giai đoạn kéo dài khoảng 10 phút và không tạo thành cấu trúc. *Giai   đoạn   2:   Tốc   độ   phản   ứng   hydrat   hóa   chậm   lại   do   keo   monosunfat hình thành bao bọc lấy các hạt xi măng, độ  dẻo của vữa trong  giai đoạn này là  ổn định, sau đó xuất hiện sự  kết tinh của các tinh thể  silicat, aluminat phía trong phá hủy màng. Quá trình thủy hóa trên được lặp  đi lặp lại đến khi nồng độ  SO42­ không còn đủ  để  tạo thành ettringit, giai  đoạn này kéo dài khoảng 2 giờ và các gel C­S­H bắt đầu xuất hiện. *Giai đoạn 3: Do nồng độ  SO42­ quá nhỏ, khả  năng tạo lớp keo giả  bền và ettringit không còn nữa, tốc độ phản ứng tăng vọt, sự hình thành gel  C­S­H lấp đầy vào khoảng trống giữa các hạt xi măng rất nhanh chóng. Cứ  thế  đá xi măng được tạo thành và cường độ  của đá (tính theo cường độ  kháng nén) bắt đầu phát triển mạnh. Giai đoạn này kéo dài 24 giờ và phần  nhiều khoáng xi măng đã tham gia quá trình hydrat hóa. *Giai đoạn 4: Sau 24 giờ  tốc độ  thủy hóa của các khoáng bắt đầu  giảm dần, cấu trúc bắt đầu ổn định và phản ứng thủy hóa vẫn tiếp tục với   phần khoáng còn lại. 1.3.2. Các tính chất cơ lý của xi măng (5, 10, 11) 1.3.2.1. Độ mịn của xi măng Là đại lượng biểu thị  cho kích thước của các hạt xi măng được thể  hiện bằng phần trăm còn lại trên sàng hay dưới sàng có kích thước lỗ nhất   định. Có độ mịn cao thì kích thước hạt xi măng nhỏ  diện tích tiếp xúc của  các hạt xi măng với nước làm tăng nhanh quá trình thuỷ  hoá của xi măng   làm cho xi măng dễ tác dụng với nước, rắn chắc nhanh. Độ mịn được xác định bằng hai cách :  + Sàng bằng Rây N0088 (4900 lỗ/cm). 6
  15. + Đo độ mịn theo phương pháp Blaine. 1.3.2.2.Lượng nước tiêu chuẩn  Là tỷ  lệ  nước và xi măng cần thiết đề  thực hiện quá trình ban đầu  của sự đóng rắn tạo nên vữa xi măng có độ dẻo tiêu chuẩn. Khi nước dư  nhiều  ảnh hưởng nhiều đến tốc độ  phát triển cường   độ, cho cường độ thấp vì tạo độ xốp trong đá xi măng. Xi măng pooclăng thường có lượng nước tiêu chuẩn  từ 24­30%. 1.3.2.3. Thời gian ninh kết của xi măng Khi trộn xi măng với nước sẽ  xảy ra phản  ứng thủy hóa của các  khoáng trong xi măng, vữa tạo thành theo thời gian mất dần tính dẻo, sau   đó trở nên cứng và có thể chịu lực. Có 2 loại thời gian ninh kết: +Thời gian bắt đầu ninh kết: Là thời gian từ khi bắt đầu trộn nước   đến trước khi vữa mất tính dẻo. +Thời gian kết thúc ninh kết: Là thời gian từ  khi trộn nước đến khi  vữa cứng lại và có thể chịu lực.  Thời gian ninh kết của đá xi măng phụ thuộc vào thành phần khoáng  clinker, lượng nước tiêu chuẩn, độ mịn của xi măng, nhiệt độ  môi trường,  lượng và loại phụ gia pha.  1.3.2.4. Độ ổn định thể tích của đá xi măng Trong suốt quá trình đóng rắn, thể tích của đá xi măng luôn thay đổi.  Nếu sự thay đổi này quá lớn hoặc quá nhanh sẽ  gây ra rạn nứt công trình.   Sự không ổn định thể tích của xi măng là do oxit CaO và oxit MgO gây nên. *MgO tự  do: không tham gia vào quá trình tạo clinker mà sau khi xi  măng đóng rắn nó mới bị thủy hóa tạo Mg(OH)2 có thể tăng thể tích lên làm  đá xi măng bị nứt vỡ. Có trường hợp sau hai năm MgO mới bị thủy hóa, do  đó cần hạn chế lượng MgO 
  16. *CaO tự  do: không tham gia vào phản  ứng tạo clinker mà nằm  ở  dạng oxit canxi bị các chất nóng chảy bao bọc xung quanh nên bị  thủy hóa  chậm gây nở thể tích làm rạn nứt đá xi măng. Cũng có thể do cấp hạt xi măng quá lớn, làm tốc độ thủy hóa xảy ra  chậm, các sản phẩm gel C­S­H, aluminat, hình thành khi công trình ổn định  cũng gây ra sự mất ổn định thể tích. Do vậy bất kì loại xi măng thành phẩm nào trên thị trường cũng phải   có cấp hạt và hàm lượng các chất nằm trong giới hạn cho phép. 1.3.2.5. Cường độ của xi măng (hay mác xi măng) Cường độ xi măng là giá trị lực biểu thị giới hạn bền cơ học của đá   xi măng trên một đơn vị  diện tích. Là chỉ  tiêu quan trọng nhất của đá xi   măng, bao gồm độ  bền uốn và độ  bền nén của đá xi măng. Thông thường  người ta đo độ bền uốn và độ bền nén của đá xi măng được đúc theo tỷ lệ  xi măng/cát là 1/3 ở tuổi 28 ngày làm chỉ tiêu xác định mác xi măng. Khi nghiên cứu về  cường độ  người ta thường quan tâm đến cường  độ  kháng nén (Rn), cường độ  khoáng uốn (Ru), cường độ  kháng kéo (Rk)  của các mẫu thí nghiệm. Các yếu tố   ảnh hưởng đến cường độ  mẫu của  mác xi măng, tỷ  lệ  các khoáng trong xi măng, lượng nước sử  dụng, công  nghệ chế tạo và chất lượng thi công bêtông. Muốn sản xuất bêtông có cường độ  kháng cao thì phải dùng lượng  nước ít nhất để trộn vữa . Theo tác giả R.Feret  thì công thức tính R n để biễu  diễn như sau: Rn =K (X/N +N +A )2 Trong đó: K: Hệ số tỷ lệ  N,X: Thể tích nước và thể tích xi măng  8
  17. A:thể tích không khí  Dựa vào công thức trên thì giảm tỷ  lệ  N /X sẽ   tăng độ  bền uốn và  độ bền nén cho bêtông.  Một yếu tố quan trọng khác là tỷ lệ N/X đã thực hiện trong quá trình  trộn vữa, bởi chính yếu tố này tác động mạnh đến tỷ lệ lộ rỗng có trong xi  măng và cường độ của mẫu. Mặt khác nó cũng ảnh hưởng đến độ dẻo của  vữa xi măng và quả trình đầm vữa bọt khí thoát ra hay không phụ thuộc vào  độ dẻo của vữa. Do vậy tỷ lệ N/X càng cao thì cường độ  của bêtông càng   giảm.  Cường độ của xi măng phát triển không đều: trong 3 ngày đầu có thể  đạt được 40­50% mác xi măng, 7 ngày đầu đạt đến 60­70 % . Trong những   ngày sau tốc độ  tăng cường độ  còn chậm hơn nữa, đến 28 ngày đạt được  mác. Tuy nhiên trong những điều kiện thụân lợi thì sự  rắn chắc của nó có  thể kéo dài hàng tháng và thậm chí hàng năm, vượt gấp 2­3 lần cường độ  28 ngày. Có thể  xem tốc độ  phát triển cường độ  trung bình của xi măng  tuân theo quy luật Logarit được cho bởi công thức: R28  =Rn (lg28 /lgn) R28 và Rn là cường độ  của đá xi măng ở tuổi 28 ngày và n ngày (n>3  ngày). 1.3.2.6. Độ rỗng đá xi măng Trong đá xi măng luôn có các lỗ  rỗng (chiếm từ  2 – 30% tùy thuộc   vào chất lượng vữa xi măng). Kích thước các lỗ  rỗng tùy thuộc vào tỷ  lệ  nước/xi măng, phương pháp thi công, sử dụng phụ gia, chất lượng xi măng. *Có thể phân chia lỗ rỗng theo kích thước của đá xi măng như sau: + Lỗ rỗng lớn: có kích thước lớn hơn 100µm. + Lỗ rỗng vừa: có kích thước từ 1.6 – 100µm. 9
  18. + Lỗ rỗng nhỏ: có kích thước từ 0.6 – 106 µm. + Lỗ rỗng siêu nhỏ: có kích thước nhỏ hơn 0.6µm.  *Lỗ rỗng có ảnh hưởng của chúng tới tính chất của đá xi măng. +Lỗ  rỗng có đường kính  ≈  2µm liên quan đến sự  khuếch tán, xâm  thực của các ion như  Cl­, SO42­  … làm  ảnh hưởng đến độ  bền vững của  công trình. +Lỗ  rỗng từ  vài chục đến vài trăm µm liên quan đến sự  thấm nước   và thấm khí của công trình. Có hai loại lỗ rỗng đá xi măng: lỗ rỗng kín và lỗ rỗng hở, lỗ rỗng kín  không nối với mao quản chỉ   ảnh hưởng đến cường độ  của đá mà không  ảnh hưởng tới tính chống thấm của đá xi măng. 1.3.2.7.Độ thấm của đá xi măng Đá xi măng cũng như bê tông là hệ nhiều pha gồm: cốt liệu, pha kết   dính C­S­H, clinker khan chưa hydrat hóa, Ca(OH)2, các hydrat của silicat,  aluminat và hệ thống các lỗ trống, mao quản có kích thước khác nhau. Tính  thấm của đá xi măng phụ thuộc vào sự có mặt của các pha đó và tương tác  của các pha với môi trường. Trong đó quan tâm nhất chính là tính thấm bao  gồm thấm khí, thấm nước và thấm muối tan. Tính thấm có liên quan rất  mạnh đến độ  bền của công trình, tính thấm càng mạnh thì công trình càng  kém bền. 10
  19. Để giảm bớt tính thấm của công trình cần phải có kĩ thuật tốt cũng   như  phải sử  dụng một số  loại phụ  gia  đặc biệt để  giảm tỷ  lệ  nước/xi   măng, giảm tỷ lệ lỗ trống, mao quản trong đá xi măng. 1.4. Vai trò của phụ gia xi măng (1, 2, 3, 13, 16, 18) 1.4.1. Định nghĩa  về phụ gia xi măng (2, 3, 12, 13) Theo tiêu chuẩn Việt Nam: Phụ gia của xi măng là các hợp chất hóa  học được thêm vào xi măng để cải thiện tính năng của bê tông. Theo tiêu chuẩn Mỹ: Phụ gia xi măng là một vật liệu được sử  dụng   như  một nguyên liệu của bê tông mà ngoài xi măng, nước, cốt liệu ra còn   được cho vào mẻ  trộn hỗn hợp bê tông ngay trước khi trộn và trong quá   trình trộn. 1.4.2. Tính chất của phụ gia xi măng (2, 3, 12, 16) *Cải thiện tính năng dễ dàng thi công của hỗn hợp bê tông và vữa: + Tăng độ  linh động, độ  sụt, kéo dài thời gian duy trì độ  sụt mà   không cần làm tăng hay giảm lượng nước trộn. +Làm chậm lại hoặc tăng nhanh quá trình liên kết ban đầu. +Tạo khả năng chuyên chở bê tông tươi từ các trạm trộn ở xa đến vị  trí công trình. +Tạo khả năng bơm bê tông lên cao để thi công nhà cao tầng, bơm đi  xa để thi công cầu, hầm hoặc công trình thủy lợi. *Cải thiện tính chất của bê tông sau khi hóa cứng: +Tăng   cường   độ   sớm   trong   thời   gian   ban   đầu   để   sớm   tháo   ván,  khuôn, sớm tạo ra ứng lực nhằm tăng nhanh tiến độ thi công. +Tăng cường độ chịu nén, uốn, kéo. +Tăng độ chống thấm. 11
  20. +Làm chậm quá trình tỏa nhiệt hoặc giảm nhiệt lượng tỏa ra khi bê   tông đang hoá rắn để tránh các vết nứt do co ngót nhiệt đặc biệt là đối với   các công trình khối lớn như: thủy điện, đập nước... + Hạn chế sự nở thể tích do các phản ứng của các chất kiềm với các   thành phần của khoáng cốt liệu. +Tạo sự bám dính chặt giữa các phần bê tông cũ và mới. +Tạo màu sắc cho bê tông theo dự kiến. Tuy nhiên với mỗi trường hợp sử  dụng phụ gia nhất định cần phải  xem xét kỹ  lưỡng và tính toán, thí nghiệm chu đáo để  đảm bảo hiệu quả  cao. 1.4.3. Một số loại phụ thường được sử dụng (1, 3, 13, 16, 18) 1.4.3.1. Phụ gia hoạt tính puzơlan Phụ gia khoáng hoạt tính puzơlan là phụ gia có nguồn gốc thiên nhiên  hay nhân tạo  ở  dạng nghiền mịn khi khuấy trộn tự  nó không đóng rắn,  nhưng có khả năng phản ứng với vôi ở nhiệt độ  thường tạo thành các sản   phẩm có hoạt tính kết dính. Khả  năng liên kết vôi của phụ  gia  ở nhiệt độ  thường khi có mặt nước gọi là hoạt tính puzơlan. Độ hoạt tính của phụ gia  phụ thuộc vào thành phần hóa học và thành phần khoáng, tỉ lệ pha tinh thể  và pha thủy tinh, độ nghiền mịn của phụ gia. Số lượng và vôi thêm vào có  ảnh hưởng đến nhiệt động học ninh kết và rắn chắc của hệ  cũng như  lượng nước tham gia hình thành pha hydrat. Hiện nay độ hoạt tính của phụ  gia khoáng được đánh giá thông qua chỉ số hoạt tính (với xi măng pooclăng  và vôi) và độ  hút vôi, trong đó chỉ  số  hoạt tính với xi măng là quan trọng  nhất. 12
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2