Nghiên cứu ảnh hưởng của thành phần cỡ hạt tới một số tính chất của xi măng pooc lăng

8/12/2019 Nghiên cứu ảnh hưởng của thành phần cỡ hạt tới một số tính chất của xi măng pooc lăng

http://slidepdf.com/reader/full/nghien-cuu-anh-huong-cua-thanh-phan-co-hat-toi-mot-so 1/50

Luậ n v ă n tố t nghi ệ p Cao Anh Tu ấ n

Đại họ c Bách Khoa Hà N ội Lớ p: cnvl silicat _K501

MỤC LỤC

MỤC LỤC ...................................................................................................................... 1

MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 2 MỘT SỐ KÝ HIỆU VIẾT TẮT ................................................................................... 3

I . KẾT QUẢ NGHIÊN CỨ U LÝ THUYẾT................................................................ 4

I.1. Tổng quan về xi măng poóc lăng. 4

I.2. Tổng quan về quá trình hydrat vàđóng rắn của xi măng pooclăng. 4 I.2.1. Quá trình hydrat của các khoáng clanhke và của XMPL..................................... 4 I.2.2. S ự t ạo thành cấ u trúc và sự đ óng r ắ n của đ á XMPL........................................... 13

I.3. Mộ

t số

kế

t quả

nghiên cứ

u về

ả

nh hưở

ng củ

ađộ

mị

n, dả

i cỡ hạ

tđế

n các tínhchất của xi măng. 17

I.3.1. S ơ lượ c 1 số nghiên cứ uở nướ c ngoài ................................................................. 17 I.3.2. M ột số nghiên cứ u trong nướ c: ............................................................................ 20

I.4. Kết luận tổng quan và giớ i hạn phạm vi nghiên cứ u: 24 I.4.1.K ế t luận t ổ ng quan: ............................................................................................... 24 I.4.2: Giớ i hạn phạm vi nghiên cứ u: ............................................................................. 24

II.KẾT QUẢ NGHIÊN CỨ U THỰ C NGHIỆM .................................................... 24

II.1. Vật liệu sử dụng 24 II.1.2. Thông số k ỹ thuật của các vật liệu sử d ụng ........................................................ 24

II.2. Quy trình nghiên cứ u: 26

II.3. Các phươ ng pháp nghiên cứ u: 27 II.3.1. Phươ ng pháp xácđịnh độ d ẻo chuẩ n và thờ i gianđ ông k ế t .............................. 27 II.3.2. Phươ ng pháp xácđịnh cườ ng độ nén. ................................................................ 27 II.3.3. Phươ ng pháp xácđịnh thành phần hạt của xi măng .......................................... 28 II.3.4. Phươ ng pháp xácđịnh t ỷ diện vàđộ sót sàng của xi măng: (TCVN 4030 : 1985)

....................................................................................................................................... 28 II.3.5. Xácđịnh khố i lượ ng thể tích của xi măng: ......................................................... 28

II.4. Sơ đồ nghiên cứ u: 30

II.5. Kết quả thảo luận: 31 II.5.1. Ả nh hưở ng của thờ i gian nghiề n đế n các tính chấ t của XMP............................ 31 II.5.2 Nghiên cứ u ảnh hưở ng của thành phần hạt đế n một số chỉ tiêu cơ lý của XMP 42

III. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .............................................................................. 59

PHẦN PHỤ LỤC ......................................................................................................... 61

TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 62

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON





MỞ ĐẦU

Việc sản suất xi m ăng thực hiện trong khung c ảnh hội nhâp qu ốc tế vớ i sự cạnhtranh cao v ề chất lượ ng sản phẩm đồng thờ i trong b ối cảnh giá c ả nhiên li ệu ngàycàng tr ở nên đắt hơ n, vì v ậy việc duy trì ch ất lượ ng sản phẩm, t ăng hàm l ượ ng ph ụ giasử dụng, gi ảm hàm l ượ ng clanhke, đem lại hiệu quả kinh t ế cũng nh ư có tác động tíchcực đến môi tr ườ ng do gi ảm lượ ng CO 2 phát sinh khi ch ế tạo clanhke là v ấn đề cầnquan tâm, do v ậy việc thực hiện bằng giải pháp công ngh ệ là vấn đề mà tất cả các c ơ sở sản xuất đều quan tâm.

Theo k ết quả khảo sát nhi ều mẫu xi m ăng tại các c ơ sở sản xuất cho th ấy : Tuyđộ mịn xác định qua sàng 0,08 t ươ ng tự như nhau và đều phù h ợ p vớ i quy định củaTCVN ( ≤ 12%), nh ưng tỷ diện của chúng khác nhau khá nhi ều ( từ 2700 – 4200cm 2 /g), do v ậy các tính ch ất cơ lý, đặc biệt là th ờ i gian đông k ết và c ườ ng độ xi m ăngcũng khác nhau đáng k ể. Do v ậy đề tài đã tiến hành nghiên c ứu một số tính ch ất cơ lýcủa các m ẫu xi m ăng vớ i tỷ diện và d ải cỡ hạt khác nhau nh ư : Độ dẻo chu ẩn và th ờ igian đông kêt, c ườ ng độ xi m ăng… ch ứng minh t ỷ diện và d ải cỡ hạt có ảnh hưở ngđến các tính ch ất của xi m ăng Pooc l ăng, từ đó đưa ra d ải cỡ hạt hợ p lý nh ằm đạt đượ ccác tiêu chí nh ư trên.

Xuất phát t ừ những ý ngh ĩ a mang l ại đó em đã nghiên c ứu và hoàn thành đề tài“ Nghiên cứ u ảnh hưở ng của thành phần cỡ hạt t ớ i một số tính chấ t của xi măng pooc

lăng”.Em xin chân thành c ảm ơ n Thầy hướ ng dẫn cùng các th ầy cô B ộ môn

CNVLSilicat, Khoa Công ngh ệ hóa h ọc, Tr ườ ng Đại học Bách Khoa Hà N ội, và b ạnbè đã tạo điều kiện thu ận lợ i giúp đỡ em hoàn thành đồ án này.







MỘT SỐ KÝ HIỆU VIẾT TẮT

Hợ p chất, thu ật ngữ Viết tắt, ký hi ệu

CaO C

SiO 2 S

Al 2O3 AFe 2O3 F

MgO M

Khoáng 3CaO.SiO 2 C3S

Khoáng 2CaO.SiO 2 C2S

Khoáng 3CaO.Al 2O3 C3A

Khoáng 4CaO.Al 2O3.Fe 2O3 C4AF

Xi m ăng Pooc l ăng XMP

Tiêu chu ẩn việt nam TCVN







I . KẾT QUẢ NGHIÊN CỨ U LÝ THUYẾT

I.1. Tổng quan về xi măng poóc lăng.Xi m ăng poóc l ăng (XMPL) là s ản phẩm nghi ền m ịn của clanhke XMPL v ớ i một

lượ ng thạch cao dùng để điều ch ỉnh thờ i gian đông k ết. Ngoài ra có th ể có thêm < 1%phụ gia công ngh ệ ( như chất trợ nghiền, chất bảo quản v.v..)[1].

Clanhke XMPL là s ản phẩm nung đến k ết khối hỗn hợ p phối liệu có đủ thànhphần cần thiết để tạo thành khoáng silicat canxi độ bazơ cao. Thành ph ần hóa h ọc chủ yếu của phối liệu sản xuất ra clanhke XMPL g ồm 4 oxit chính CaO, SiO 2, Al 2O3 vàFe 2O3. Oxit CaO do nhóm cacbonat canxi cung c ấp hoặc dùng vôi c ục CaO hay vôibột hydrat d ạng Ca(OH) 2. Đất sét cung c ấp cho ph ối liệu SiO 2, Al 2O3 và Fe 2O3. Tùyloại đất sét có thể thiếu SiO 2 nhiều nhôm (Al 2O3) ít sắt (Fe 2O3) vì thế ngoài khoáng sétđể điều ch ỉnh modul nhôm (MA), modul silíc (MS) ng ườ i ta dùng thêm nguyên li ệuđiều ch ỉnh nh ư quắczít, bôxít và qu ặng sắt (nếu cần). Các nguyên li ệu trên sau khi

đượ c gia công và đồng nh ất theo đúng bài ph ối liệu cho tr ướ c thì n ạp vào lò. T ại đâynó sẽ lần lượ t đi qua các v ị trí khác nhau c ủa lò và các quá trình bi ến đổi hóa lý t ươ ngứng để tạo thành các khoáng clanhke c ần thiết. Thành ph ần của clanhke XMPL g ồm 4khoáng chính: tricaxi silicat (C 3S), dicanxi silicat (C 2S), tricanxi aluminat (C 3A) vàtetracanxi alumoferit (C 4AF) ngoài ra còn ch ứa một lượ ng nh ỏ các oxit t ự do CaO td,MgO, các khoáng ch ứa kiềm v.v..

Tricaxi silicat, là khoáng c ơ bản nhiều nhất trong clanhke, nó t ạo cho xi m ăngpoóc l ăng có c ườ ng độ cao, đóng r ắn nhanh, t ỏa nhiều nhiệt khi đóng r ắn và kém b ềntrong môi tr ườ ng xâm th ực. Trong th ực tế khoáng này không n ằm ở dạng tinh khi ết màthườ ng chứa các t ạp chất ở dạng dung d ịch rắn như các ion Mg 2+, Al 3+ và Fe 2+ và đượ cgọi là alít. Hàm l ượ ng khoáng này th ườ ng dao động trong kho ảng 45÷70%.

Đicanxi silicat t ồn tại ở nhiều dạng thù hình khác nhau nh ư: α, β, γ, α’. Dạng α-C2S là ch ất trơ không tác d ụng vớ i nướ c, α’- C 2S có tính ch ất k ết dính y ếu, γ- C 2S ch ỉ có tác d ụng k ết dính khi gia công th ủy nhiệt, β- C 2S có tính ch ất k ết dính m ạnh vàkhoáng c ơ bản có trong clanhke. C 2S đóng r ắn ch ậm, tỏa ít nhi ệt, cườ ng độ tuổi sớ mkhông cao nh ưng tu ổi muộn vẫn cao và ngang b ằng C 3S, bền trong môi tr ườ ng xâmthực. Thông th ườ ng C 2S chiếm từ 15÷30% .

Tricanxi aluminat, th ực tế là một dãy dung d ịch rắn (C 3A ÷ CA 6) mà đại diện làC3A. nó có th ể hòa tan các oxit Na 2O, K 2O, Fe 2O3.v.v.. C 3A đóng r ắn nhanh, t ỏa nhiều

nhệt, không b ền trong môi tr ườ ng xâm th ực mà đặc biệt là môi tr ườ ng sunphát, chocườ ng độ ban đầu cao nh ưng về lâu dài thì không cao. Trong clanhke xi m ăng pooclăng nó chi ếm từ 5÷15%.

Tetracanxi alumoferit c ũng là đại diện cho m ột dãy dung d ịch rắn từ C6AF 2÷C 6A2F. Nó đượ c hình thành ở vùng nhi ệt độ thấp, C 4AF đóng rắn chậm, cườ ngđộ thấp, bền trong môi tr ườ ng xâm th ực mà đặc biệt là môi tr ườ ng sunphát. Hàmlượ ng của nó trong clanhke xi m ăng poocl ăng dao động từ 10÷18%[1].

I.2. Tổng quan về quá trình hydrat vàđóng rắn của xi măng pooclăng. I.2.1. Quá trình hydrat hóa các khoáng trong XMP• S ự hydrat hóa C 3S







Khi ti ếp xúc v ớ i nướ c, các h ạt C 3S ngay l ập tức tham gia vào s ự tươ ng tác v ớ inướ c và ph ản ứng rất mạnh.Thành ph ần cuối cùng c ủa các s ản phẩm phản ứng theo s ố liệu của các nhà nghiên c ứu khác nhau nh ư sau:

2(3CaO.SiO 2) + 6H 2O = 3 CaO.2 SiO 2.3 H 2O + 3Ca(OH) 2 + ∆H

3 CaO. SiO 2 + 3H 2O = 2 CaO. SiO 2.2 H2O + Ca(OH) 2 + ∆HSản phẩm ban đầu của quá trình hydrat hóa C 3S là pha hydro silicat canxi có

dạng C 3SH x. Sau kho ảng 2 – 6 h thì C 3SH x chuyển thành hydro silicat canxi th ứ sinhcó độ bazơ nhỏ, hình th ể sợ i dài, m ảnh C 2SH 2. Sau đó nếu nồng độ vôi gi ảm thì cáchydro silicat canxi th ứ sinh l ại tiếp tục phân h ủy thành hydro silicat canxi có độ bazơ nhỏ hơ n là CSH(B):

3 CaO. SiO 2 + xH 2O → 3CaO. SiO 2.x H 2O

3 CaO. SiO 2.x H 2O → C2SH 2 + Ca(OH) 2

C2SH

2 + H

2O → CSH(B) + Ca(OH)

2

Thông th ườ ng, các hydro silicat canxi ổn định tạo thành có t ỷ lệ C/S = 1.5 – 3.0.

• S ự hydrat hóa C 2SPhản ứng hydrat hóa C 2S và các dung d ịch rắn của nó t ạo thành các hydro silicat

canxi thành ph ần khác nhau và s ố lượ ng Ca(OH) 2 nào đó :

2 CaO. SiO 2 + 3 H 2O = CaO. SiO 2. H 2O + Ca(OH) 2 + ∆H

Thành ph ần hóa h ọc của các hydro silicat canxi đượ c tạo thành khi hydrat hóaC2S thay đổi theo th ờ i gian hydrat hóa. Khi d ư nướ c hydro silicat canxi ban đầu có

thành ph ần gần vớ i CaO. SiO 2. H 2O. Theo m ức độ tăng hydrat hóa C 2S từ 0 – 25%thành ph ần của hydro canxi thay đổi từ CSH đến C 1.65SH x có ngh ĩ a là độ bazơ của nótăng lên. T ốc độ hydrat hóa c ủa C 2S chậm hơ n so v ớ i C 3S và c ũng là nh ỏ nhất so v ớ icác khoáng chính có trong clanhke. Thông th ườ ng có s ơ đồ sau:

C2S → C2SH 2→ CSH (B)

• S ự hydrat hóa khoáng C 3 AỞ nhiệt độ thườ ng, khi ti ếp xúc v ớ i nướ c, ngay l ập tức bề mặt các h ạt C 3A m ịn

sẽ xuất hiện các khoáng nh ư C4AH 19 và C 2AH 8 (hoặc hỗn hợ p của các C 2.4AH 10.2). Sauđó các tinh th ể này s ẽ chuyển dần thành C 3AH 6 k ết tinh d ạng t ấm 6 c ạnh. Ph ản ứng

của C 3A vớ i nướ c xảy ra r ất nhanh, có th ể mô tả như sau:2 C 3A + 27H → C2AH 8 + C 4AH 19

Thành ph ần các s ản phẩm hydrat hóa c ủa C 3A rất nhạy cảm vớ i điều kiện môitrườ ng nh ư nhiệt độ, tỷ lệ nướ c/chất rắn…Vì v ậy còn có ph ản ứng sau:

4 C 3A + 60H → C4AH 19 + AH 3

AH 3 tách ra ở dạng vi tinh sau cùng k ết tinh thành các tinh th ể dạng tấm. Nếuhỗn hợ p nhào tr ộn có ch ứa các ion SO 4

2- thì s ản phẩm sẽ theo ph ản ứng sau:

C3A + 3CaSO 4 + 32H 2O → C3A.3CaSO 4.32 H 2O (Ettringit)







Nếu không đủ SO 42- để tạo Ettringit thì các tinh th ể Ettingit và hydro aluminat

canxi tác d ụng ng ượ c vớ i nhau t ạo thành hydro canxi monosunfo aluminat theo ph ảnứng sau:

3C 3A.3CaSO 4.32 H 2O + 2 C 3AH 6 → 3(C 3A.CáO 4.12 H 2O) + 8 H 2O

Các tinh th ể Ettringit hình kim ho ặc hình l ăng trụ, ở gần bề mặt của hạt C 3Acũng nh ư ở khoảng trống giữa các h ạt. Các tinh th ể hydro canxi monosunfo aluminatcó dạng tấm. Khi có m ặt các ion SO 4

2- tốc độ hydrat hóa C 3A chậm lại.

• S ự hydrat hóa C 4 AFPhản ứng hydrat hóa c ũng x ảy ra theo các s ơ đồ phức tạp và t ạo thành các tinh

thể hydrat khác nhau:

4 CaO.Al 2O3.Fe 2O3 + 13 H 2O = 4 CaO.Al 2O3.Fe 2O3.13H 2O

4 CaO.Al 2O3.Fe 2O3 + 10H 2O = 3CaO.(Al, Fe) 2O3.6H 2O + Ca(OH) 2 + Fe 2O3.3 H 2O

Sản phẩm trung bình c ủa quá trình hydrat hóa canxi alumoferrit có d ạng C 2AH 8,dung d ịch rắn cao s ắt C 4(A 1-xFx)H 19 , gel Fe 2O3. Tốc độ thủy hóa c ủa C 4AF ở giai đoạnđầu lớ n. Nếu trong n ướ c chứa SO 4

2- và Ca(OH) 2 thì sẽ tạo thành các hydro canxi

sunfo aluminat d ạng Tri- và Mono- sunfo, ch ứa Fe 2O3 ở dạng dung d ịch rắn.

• S ự hydrat hóa các pha còn lại của clanhkeCao và MgO t ự do b ị phân h ủy tạo thành Ca(OH)2 (Portladite) và Mg(OH)2

(bruxit). S ự tươ ng tác c ủa chúng v ớ i nướ c xảy ra ch ậm kèm theo s ự tăng th ể tích cóthể là nguyên nhân không ổn định thể tích c ủa đá xi m ăng trong th ờ i gian đóng r ắn về sau (kho ảng 10 n ăm sau).

Pha th ủy tinh c ủa clanhke xi m ăng Poocl ăng b ị hydrat hóa r ất nhanh t ạo thànhcác dung d ịch rắn của các canxi alumoferrit thành ph ần 3CaO.Al2O3.Fe2O3.6H2O vàcác hydrogranat có công th ức chung 3CaO.(Al,Fe)2O3.xSiO2.(6 – x)H2O. C ả haidạng hợ p chất này đều tạo thành ở điều kiện thườ ng nh ưng sự k ết tinh rõ ràng c ủachúng ch ỉ xảy ra ở nhiệt độ và áp su ất cao.

I.2.2. Quá trình hydrat hóa vàđ óng r ắ n của đ á xi măng• Quá trình hóa học khi hydrat hóa xi măng Pooclăng [3].

Do trong xi m ăng có ch ứa hàng lo ạt các h ợ p chất phức tạp nên quá trình hydrat

hóa các khoáng trong xi m ăng Poocl ăng nhìn chung là khác so v ớ i quá trình hydrathóa của các đơ n khoáng.

Có th ể chia quá trình hydrat hóa xi m ăng thành 3 giai đoạn:

- Giai đoạn đầu:

Khi các h ạt xi m ăng tiếp xúc v ớ i nướ c, trên b ề mặt tiếp xúc ngay l ập tức xảy raphản ứng hòa tan các tinh th ể khoáng khan n ướ c và k ết quả làm n ướ c trở nên bão hòabở i các ion Ca 2+, SO 4

2-, OH -, K +… Khi đó lại xảy ra quá trình k ết tinh Ettringit,Ca(OH) 2 làm cho hàm l ượ ng các ion này trong dung d ịch nướ c giảm đi và các khoángxi m ăng lại tiếp tục hòa tan ra.

- Giai đoạn hai:







Ở giai đoạn này quá trình tách các tinh th ể số lượ ng lớ n hơ n, đây chính là giaiđoạn kìm hãm quá trình hydrat hóa, sau đó 1 – 3h th ậm chí còn lâu h ơ n thì các tinh th ể Ettringit, Ca(OH) 2 lớ n lên làm phá h ủy lớ p vỏ hydrat hóa, do đó quá trình hydrat hóalại tăng nhanh. Tùy theo m ức độ tích l ũy sản phẩm mớ i mà l ớ p vỏ liên t ục đượ c hànrồi lại phá v ỡ , quá trình hydrat hóa liên t ục b ị kìm hãm r ồi lại tăng tốc. Nếu sau đó đã

hết SO 42- mà vẫn còn d ư C 3AH x tự do thì trong các không gian h ẹp có th ể xảy ra ph ảnứng tươ ng tác c ủa Ettringit v ớ i hydro canxi aluminat t ạo thành hydro canxisunfoaluminat d ạng monosunfo. Do đó hàm l ượ ng Ettringit gi ảm xuống, hàm l ượ ng dungdịch rắn C 4(A,F)H 13 tăng lên.

- Giai đoạn cuối cùng:

Đây là giai đoạn k ết thúc đóng r ắn, ở giai đoạn này t ốc độ hydrat hóa xi m ăngphụ thuộc vào t ốc độ khuếch tán c ủa các phân t ử nướ c qua l ớ p vỏ dày đặc đến các h ạtxi m ăng chưa hydrat hóa, giai đoạn này kéo dài th ậm chí đến 10 n ăm.

• Quá trìnhđ óng r ắ n của xi măng Pooclăng [3]. Có nhi ều thuy ết khác nhau gi ải thích quá trình đóng r ắn của các ch ất k ết dính,

nhưng tổng hợ p của các quan điểm này chính là thuy ết của A.A.Baicov, theo thuy ếtnày, quá trình đóng r ắn xi m ăng chia làm 3 giai đoạn:

- Giai đoạn chu ẩn b ị:

Khi xi m ăng trộn vớ i nướ c thì s ẽ xảy ra các ph ản ứng hóa h ọc tạo thành các s ản phẩmnhư hydrosilicat canxi, hydroaluminat canxi…Quá trình hydrat hóa x ảy ra h ết lớ p nàyđến lớ p khác cho đến khi môi tr ườ ng bão hòa hoàn toàn các s ản phẩm thì chuy ển sanggiai đoạn keo hóa.

Các h ạt xi m ăng dướ i tác d ụng của nướ c tạo thành dung d ịch quá bão hòa t ừ đó tách racác kh ối tinh th ể dạng gel. Kho ảng trống giữa các h ạt đượ c lấp đầy bở i dung d ịch nướ ccủa các ch ất điện ly, các tinh th ể Ca(OH) 2 và Ettringit. Ở phần ngoài l ớ p vỏ, đặc biệt làkhoảng trống giữa các h ạt, các tinh th ể nhỏ phát triên s ắp xếp tốt và ở phần còn l ại củalớ p vỏ thì các s ản phẩm hydrat hóa tách ra ở trạng thái vi tinh th ể.

- Giai đoạn keo hóa:

Các vi tinh th ể tiếp xúc v ớ i nhau t ạo thành các điểm tiếp xúc keo t ụ và tiếp xúc k ếttinh, trong giai đoạn này h ồ xi m ăng vẫn dẻo nhưng độ linh động đã giảm dần, nướ c tự do một phần chuy ển thành n ướ c liên k ết hóa h ọc. Xi m ăng b ị đông k ết nhưng chưa có

cườ ng độ.Các h ạt xi m ăng riêng l ẻ nối vớ i nhau qua l ớ p nướ c trung gian thành l ướ i không gianxốp nhờ lực Vander Wall c ủa các phân t ử liên k ết tọa thành c ấu trúc keo t ụ của hồ ximăng.

- Giai đoạn đóng rắn:

Là thờ i k ỳ các h ạt gel m ất dần nướ c và xít ch ặt lại vớ i nhau để cho c ườ ng độ. Các gelmất nướ c này chuy ển thành các m ầm k ết tinh, theo th ờ i gian các m ầm k ết tinh l ớ n lênthành các tinh th ể kèm theo s ự phát tri ển cườ ng độ. Khung c ấu trúc tinh th ể đượ c tạothành ch ống lại sự suy gi ảm th ể tích c ủa đá xi m ăng cứng, mặc dù các ph ản ứng hóahọc vẫn xảy ra và th ể tích c ủa các tinh th ể sản phẩm không ng ừng t ăng lên làm điềnđầy các l ỗ xốp trong c ấu trúc và làm t ăng độ chặt của đá xi m ăng.







Khi kh ối vật liệu k ết tinh hoàn toàn là k ết thúc quá trình đóng rắn và cho c ườ ng độ v ĩ nh cửu. I.3. M ộ t số kế t qu ả nghiên c ứ u về ả nh h ưở ng c ủ a độ m ị n, d ải cỡ hạ t đế n các

tính ch ấ t củ a xi m ă ng.

I.3.1. S ơ lượ c 1 số nghiên cứ u ở nướ c ngoài

- Các tính ch ất của xi m ăng poocl ăng nh ư hoạt tính, t ốc độ đóng r ắn … đượ cquyết định không ch ỉ bở i thành thành ph ần khoáng và hóa c ủa clanke, hình d ạng vàkích th ướ c các tinh th ể alit, belit…., s ự có m ặt của phụ gia mà còn ph ụ thuộc phần lớ nvào độ nghiền m ịn sản phẩm, thành ph ần hạt và hình d ạng hạt xi m ăng.

Trong xi m ăng ch ứa chủ yếu các h ạt kích th ướ c từ 5 đến 45µm.

Độ mịn của xi m ăng pooclang và xi m ăng poolang h ỗn hợ p đượ c đánh giá thông quachỉ tiêu l ượ ng sót sàng và t ỷ diện.

Hiện nay, xi m ăng poolang đượ c nghi ền m ịn tớ i lượ ng sót trên sàng 008mm íthơ n 12% và t ỷ diện tươ ng ứng là l ớ n hơ n 2700cm 2 /g. Theo TCVN 6260:1997 đối vớ ixi m ăng pooc l ăng hỗn hợ p loại PCB30 l ượ ng sót trên sàng 008 là <12% và t ỷ diện>2700cm 2 /g.

Cùng v ớ i sự tăng độ nghiền m ịn của xi m ăng là s ự tăng cườ ng độ và tốc độ đóng r ắn, nhưng ch ỉ tớ i hạn nhất định.

Các nhà nghiên c ứu E.I.Ved, E.F. Zaroov, V.K. Bôtraroov, và A.V. Goolupnitrikhi nghiên c ứu độ mịn tối ưu của xi m ăng đã tiến hành thí nghi ệm cườ ng độ đá ximăng từ các lo ại xi m ăng nghi ền m ịn và thô v ớ i tỷ diện 5500 và 1500cm 2 /g vớ i cácthờ i gian đóng r ắn khác nhau(7, 28, 90 ngày) trên các m ẫu 2x2x2cm có thành ph ần1:0. V ớ i thờ i gian đóng rắn mu ộn (90 ngày) c ườ ng độ của đá xi m ăng có độ mịn hơ ntăng không đáng k ể so v ớ i tuổi 13, 28 ngày, còn ở tuổi 3, 28 ngày m ẫu có độ m ịn hơ ntăng đáng k ể: Cườ ng độ nén các m ẫu xi m ăng tỷ diện 5500cm 2 /g tu ổi tươ ng ứng 7, 28và 90 ngày là 61,5; 83 và 84Mpa, còn đối vớ i xi m ăng tỷ diện 1500cm 2 /g thì c ườ ng độ tươ ng ứng là 25,5; 45 và 64Mpa.

Các tác gi ả này c ũng cho r ằng trong quá trình th ủy hóa c ủa các h ạt xi m ăngkích th ướ c nhỏ hơ n 40µm đóng vai trò ch ủ yếu. vớ i thờ i gian mu ộn hơ n sẽ là vai tròcủa các h ạt lớ n hơ n. Trong thành ph ần của xi m ăng cần có các h ạt m ịn để đảm bảo quátrình đóng rắn xảy ra ở tuổi sớ m, đồng th ờ i c ũng cần có các h ạt thô để đá xi m ăng cócác tính n ăng bền lâu. Hay nói m ột cách khác là xi m ăng đa dải hạt cho c ấu trúc “vi bê

tông” t ối ưu của đá xi m ăng, có th ể giải thích nh ư sau:Như ta đã biết, cườ ng độ nén c ủa xi m ăng ph ụ thuộc vào: t ốc độ hydrát hóa xi

măng, lượ ng, bản chất tinh th ể hydrat hóa đượ c tạo ra và đặc biệt là cách s ắp xếp cáchợ p chất hydrát ( c ấu trúc c ủa đá xi m ăng ).

Do đó, hạt xi m ăng càng m ịn thì di ện tích b ề mặt phản ứng t ăng nên t ốc độ hydrát hóa t ăng, lượ ng tinh th ể hydrát đượ c tạo ra c ũng nhi ều hơ n, do đó cườ ng độ sớ m cao. Còn n ếu xi m ăng nhi ều hạt thô thì gi ảm cườ ng độ khoáng trong lõi vì th ực tế nó ch ỉ phản ứng đến một độ sâu nh ất định.

Tuy nhiên, n ếu xi m ăng toàn h ạt m ịn thì các h ạt phản ứng xảy ra g ần như đồng

thờ i bắt đầu phản ứng vớ i nướ c, tạo gel đồng thờ i, k ết tinh và tái k ết tinh đồng thờ i nênđồng thờ i tạo ra ứng su ất, do đó cườ ng độ giảm.







Nếu xi m ăng có h ạt m ịn, hạt thô thì các h ạt phản ứng x ảy ra không đồng thờ i,khi có h ạt k ết tinh, thì c ũng có h ạt tạo gel nên tri ệt tiêu ứng su ất.

Hơ n nữa, nếu thành ph ần cấp phối cỡ hạt hợ p lý thì cách s ắp xếp các h ợ p chất hydrátxít đặc hơ n, tạo khung c ấu trúc b ền vững, nâng cao c ườ ng độ cho xi m ăng.

Bở i vậy cần phải có thành ph ần hạt hợ p lý để nâng cao c ườ ng độ cho xi m ăng.Việc nghi ền clanke t ớ i tỷ diện 5000-6000cm 2 /g làm gi ảm đáng k ể công su ất của

máy nghi ền bi(2,5-3 l ần ) và t ươ ng ứng là t ăng tiêu hao điện n ăng (từ 30-35 lên 60-70KW/h)

Các d ải hạt trong xi m ăng ảnh hưở ng khác nhau đến các tính ch ất của xi m ăngkhi đóng r ắn. Ia.M Xuwrrkin, T.A. Xibiriacova nghiên c ứu các d ải cỡ hạt xi m ăng 3-30;30-60; 60-80; 80-200µm cho th ấy rằng các xi m ăng có c ườ ng độ nén tu ổi 3,7 và 28ngày l ớ n hơ n cả khi hàm l ượ ng các h ạt >80µm càng ít càng t ốt vớ i hàm l ượ ng tối đacác hạt trong d ải hạt <40µm. Trong các lo ại xi m ăng có phân ly có ít h ơ n các hàm

lượ ng c ỡ hạt >60 µm và nhi ều hơ n các c ỡ hạt trong d ải 3-30µm còn l ượ ng cỡ hạt <3µm hầu như bằng nhau. Khi t ăng hàm l ượ ng dải hạt 3-30 µm có th ể nhận đượ c ximăng vớ i các mác 60 và 70Mpa.

B.Verinski nghiên c ứu các d ải hạt xi m ăng 0-7;7-30;30-63 và 63-200 µm vàthấy rằng : có s ự tăng rõ r ệt cườ ng độ đá xi m ăng trong 24h đầu đối vớ i mẫu ch ỉ chứadải hạt 0-7 µm. Các m ẫu này sau m ột ngày đã đạt 75-80% gi ớ i hạn cườ ng độ tối đa 28ngày . Sau đó tốc độ phát tri ển cườ ng độ giảm và sau 28 ngày th ậm chí quan sát th ấysự giảm cườ ng độ nén. Đối vớ i dải hạt 7-30 µm thì s ự tăng cườ ng độ nén quan sát th ấytrong kho ảng thờ i gian 1-28 ngày, đối vớ i dải 30-63 µm trong th ờ i gian 3-28 ngày vàđối vớ i dải 63-200 µm ch ỉ sau 7 ngày. Các k ết quả nghiên c ứu vi c ấu trúc b ằng kínhhiển vi điện tử cho th ấy các c ấu trúc đặc chắc hơ n ở các m ẫu có ch ứa dải cỡ hạt m ịnhơ n.Tác gi ả cũng cho r ằng thành ph ần cỡ hạt tối ưu sẽ là sự lựa chọn tỷ lệ thích h ợ pcác dải cỡ hạt và độ m ịn tối ưu nên trong kho ảng 3000-4000cm 2 /g.

Do vậy, nhi ều nhà nghiên c ứu cho r ằng nên đánh giá độ m ịn của xi m ăng khôngchỉ qua t ỷ diện hay độ sót sàng mà nên đánh giá theo thành ph ần hạt. Theo A.N.Ivanov-Gorô đoov, xi m ăng sẽ có cườ ng độ cao và ổn định vớ i thành ph ần hạt( Theo %khối lượ ng) nh ư sau:

Các h ạt <5µm chiế m <20%

5-20 µm chiế m 40-45%20-40 µm chiế m 20-25%

>40 µm chiế m 5-15%Sự hình dung v ề thành ph ần hạt của xi m ăng poocl ăng, c ũng nh ư về ảnh hưở ng

của các d ải hạt khác nhau đến cườ ng độ và t ốc độ đóng rắn có th ể dựa trên các s ố liệucủa các nhàn ghiên c ứu P.Ia.Cernex, L.N.Shorokh, A.B.Bugaitruc. H ọ đã nghiên c ứukhoảng 80 lô xi m ăng đượ c nghi ền trong máy nghi ền bi làm vi ệc chu trình kín v ớ i 2máy phân ly.Clanke thí nghi ệm có thành ph ần trung bình nh ư sau: C 3S=57%, C 2S=20%, C 3A= 7%, C 4AF= 14%, KH=0,9. Xi m ăng đượ c nghi ền vớ i các t ỷ diện khác

nhau t ừ 2000-6200Cm2

/g,. Trên c ơ sở các thí nghi ệm, các nhà khoa h ọc này cho th ấynên nghi ền clanke để có thành ph ần hạt và t ỷ diện tươ ng ứng vớ i mác xi m ăng nh ư bảng sau:







Bảng I.2: Ả nh hưở ng của thành phần hạt và t ỷ diện đế n hoạt tính(cườ ng độ XM)

Có th ể thấy rõ ảnh h ưở ng của dải cỡ hạt từ 0-20 µm đến ho ạt tính ( C ườ ng độ tuổi 28 ngày) c ủa xi m ăng. Các tác gi ả nói trên d ựa trên k ết quả thí nghi ệm cho r ằngdải cỡ hạt 0-5 µm có ảnh hưở ng chủ yếu đến cườ ng độ tuổi 1 ngày, dài c ỡ hạt từ 5-10µm ảnh hưở ng chủ yếu đến cườ ng độ tuổi 3 và 7 ngày, còn d ải cỡ hạt 10-20 µm quy ếtđịnh cườ ng độ tuổi 1 tháng và mu ộn hơ n. Từ thí nghi ệm có th ể nhận thấy nếu cùngmột loại clanke nh ưng vớ i hàm l ượ ng dải cỡ hạt 0-20 µm thay đổi từ 45,50,65 và 80%có thể nhận đượ c các lo ại xi m ăng tươ ng ứng mác 60, 70 và 80Mpa v ớ i điều kiệnnghiền clanke trong máy nghi ền bi chu trình kín có thi ết b ị phân ly.

Các tác gi ả B.E.Iu đôvich và G.G.Kuznhexoxva thu ộc Vi ện nghiên c ứu khoahọc xi m ăng Liên Xô đã nghiên c ứu ảnh hưở ng của thành ph ần hạt xi m ăng đến một số tính ch ất của xi m ăng cho th ấy:

- Dải cỡ hạt < 5 µm làm gi ảm thờ i gian b ắt đầu đông k ết, tăng độ bền nén c ủa ximăng đóng r ắn trong điều kiện thườ ng c ũng nh ư chưng hấp, t ăng độ xốp chung và h ệ số thẩm thấu, tăng biến dạng co xi m ăng đóng r ắn trong điều kiện thườ ng c ũng nh ư chưng hấp. Nói chung thì d ải cỡ hạt này có vai trò tích c ực là ch ủ yếu: t ăng độ bền nénvà t ăng độ bền nứt.

- Dải cỡ hạt 5-30 µm chủ yếu làm t ăng ho ạt tính th ủy và độ bền nén c ủa ximăng.

- Dải cỡ hạt 30 – 60 µm có tác d ụng kéo dài th ờ i gian đông k ết của xi m ăng ngoàira còn làm t ăng độ xốp và độ co của mẫu giống như dải hạt mịn (< 5 µm).

- Dải cớ hạt lớ n (> 60 µm) làm t ăng đáng k ể độ xốp của đá xi m ăng bên c ạnh đólại có xu h ướ ng làm t ăng độ bền nứt , điều này có th ể đượ c coi là k ết quả của sự hìnhthành khung trong đá xi m ăng vớ i sự có mặt của dãi c ỡ hạt này.

Như vậy các nghiên c ứu trên đã cho th ấy rất rõ ràng r ằng sử dụng các ch ỉ tiêulượ ng sót trên sàng 80, 90 µm và t ỷ diện đánh giá độ m ịn xi m ăng không đưa đến sự hiểu biết đầy đủ về hàm l ượ ng các d ải hạt có trong xi m ăng và vì th ế không cho phépđánh giá đầy đủ về k ết quả nghi ền và tính ch ất của xi m ăng. Vì v ậy cần thiết biết thêmcác thông tin v ề các d ải hạt trong x ỉ măng c ũng nh ư việc sử dụng cỡ sàng h ợ p lý ( ≤ 45µm).

Hiện nay để kiểm tra thành ph ần cỡ hạt của vật liệu rờ i ngoài các ph ươ ng phápphân tích b ằng sàng, phân tích l ắng trong ch ất lỏng, máy phân ly trong phòng thínghiệm ng ườ i ta còn s ử dụng thi ết b ị phân tích c ỡ hạt bằng laze có k ết quả nhanh và

Tỷ diệncm 2 /g

Hàm l ượ ng dải cỡ hạt µm, % C ườ ng độ nén, MPa, tu ổi

0-5 5-10 10-20 20-80 > 80 1ng 3ng 7ng 28ng2300 2 14 27 50 7 15 38 51 64,52800 7 14 31 44 4 20,7 35 54 674300 9 25 29 34,5 2.5 33 51 62 796200 19 28 35 17 1 38 53 66 80,2







chính xác h ơ n nhiều. Kết quả phân tích thành ph ần cõ h ạt đượ c thể hiện trên đồ th ị vớ itrục hoành ch ỉ kích th ướ c hạt, trục tung ch ỉ hàm l ượ ng % kh ối lượ ng loại cỡ hạt.

Các nhà nghiên c ứu cũng ch ỉ ra rằng khi nghi ền clanke trong các máy nghi ền cóthể nhận đượ c xi m ăng vớ i số lượ ng đỉnh maximum khác nhau trên đườ ng cong d ải cỡ hạt tùy theo vi ệc sử dụng loại thiết b ị nghi ền. Điều đó chứng tỏ ảnh hưở ng đáng k ể của loại thiết b ị nghiền và tính ch ất của clanke đến thành ph ần hạt của xi m ăng và tínhchất của nó.

Các thí nghi ệm của B.V.Volkonski, L.G.Xu đakas, A.F.Krapl còn cho th ấy ảnhhưở ng của hình d ạng h ạt đến ho ạt tính c ủa xi m ăng. Theo các s ố liệu nghiên c ứu, cáchạt xim ăng có hình d ạng kiểu”đá dăm” có nhi ều góc c ạnh, di ện tích b ề mặt lớ n có ho ạttính m ạnh hơ n so v ớ i các h ạt dạng cầu, dạng hạt sỏi. Trong cùng m ột điều kiện (thànhphần hóa và độ nghiền m ịn) sự chênh l ệch ho ạt tính có th ể lên tớ i 10Mpa.

Vì vậy có th ể nói r ằng thành ph ần hạt và hình d ạng hạt có m ức độ đáng k ể phụ thuộc vào lo ại máy nghi ền, chu trình nghi ền( kín hay h ở ), kích th ướ c vật nghi ền vàlượ ng vật ghiền, loại tấm nót trong máy nghi ền, tỷ lệ đườ ng kính và chi ều dài máynghiền v.v. Bên c ạnh đó, khi nghi ền xi m ăng hỗn hợ p còn có thêm ảnh hưở ng của cáctính ch ất của các ph ụ gia sử dụng( cườ ng độ, độ cứng, độ giòn…)

I.3.2. M ột số nghiên cứ u trong nướ c:Trên c ơ sở các nh ận định về dải cỡ hạt tối ưu và t ăng thành ph ần hạt m ịn của xi

măng, ở Việt Nam, m ột số tác gi ả tại Viện Vật liệu xây d ựng tiến hành nghiên c ứu cácmẫu ở dải cỡ hạt và t ỷ lệ phụ gia khác nhau. Nghiên c ứu này s ử dụng clanhke HoàngThạch, th ạch cao, ph ụ gia cao silic hi ện đang đượ c sử dụng tại Công ty xi m ăng Hoàngthạch và m ẫu nghi ền công nghi ệp tại các nhà máy :

+T ại phòng thí nghiệm t ại nhà máy hoàng thạch: - Dùng thi ết b ị nghiên bi gián đoạn 2 ng ăn, mỗi ng ăn 5kg li ệu bao g ồm :Clanke

hoàng Th ạch+4% th ạch cao+ph ụ gia cao sililic v ớ i các t ỷ lệ:20-25-30 và 35%. H ỗnhợ p đượ c nghi ền trong 2h v ớ i các ký hi ệu mẫu tươ ng ứng, riêng M 0 ch ỉ có clake vàthạch cao:

Bảng I.3. Phân bố d ải cỡ hạt xi măng vớ i các hàm lượ ng phụ gia khác nhau vàcườ ng độ nénđ á XM:

Mẫu 0-45 µm >45 µm Tỷ diện

Cm2

/g

R3

(Mpa)

R28

(Mpa)AH1-20 92,09 7,91 4088 28,7 42,3AH2-25 91,55 8,45 4000 27,4 40,8AH3-30 91,91 8,09 4021 26,3 37,6AH4-35 92,05 7,95 4063 23,4 34,2

HT1 73,33 26,67 3600 25,8 37,4HT2 80,20 19,80 3800 26,5 37,8M0 91,92 8,08 4024 33,1 48,5

Nhận xét:

- Nếu xi m ăng đượ c nghi ền m ịn tớ i lượ ng trên sàng 45 µm trong kho ảng 8-9%và tỷ diện ≥4000cm 2 /g có th ể sản xuất xi m ăng hỗn hợ p PCB30 v ớ i lượ ng ph ụ gia s ử







dụng tớ i 34%( k ể cả thạch cao) trên n ền clanke Hoàng Th ạch( hi ện tại t ỉ lệ phụ gia s ủ dụng tại nhà máy là 22%)

+Khảo sát mẫ u ở các nhà máy:- Nguyên li ệu thí nghi ệm: Là lo ại xi m ăng thành ph ẩm PCB30 c ủa các c ơ sở

sản xu ất xi m ăng nh ư ; Hoàng th ạch, Bút s ơ n, Luksvaxi, Trung h ải, Xuân Mai…. Để xác định thành ph ần cỡ hạt.- Để làm sáng t ỏ thành ph ần hạt m ịn ảnh hưở ng đến chất lượ ng của xi m ăng các

tác gi ả cũng đã tiến hành l ấy mẫu nghi ền tại nhà máy chia làm hai ph ần: Phần 1 đemphân tích c ỡ hạt và th ử cườ ng độ. Phần 2 đượ c nghi ền m ịn đến dải cỡ hạt khuy ến cáocủa các nhà nghiên c ứu. Kết quả xác định cườ ng độ thể hiện trong 2 b ảng dướ i đây:

Bảng I.4. So sánh d ải cỡ hạt XM của các cơ sở ở 1 số d ải đặc tr ư ng:

TT

Cơ sở sảnxuất

LoạiXM

Thành phần hạt xi m

ăng,% khối lượ ng Cườ ng độ, MPa

< 5µm,

5 –30µm,

30 -45µm,

> 45µm, R3 R28 Tỷ diện

(Cm 2 /g)1 H.Th ạch 1

và 2PCB 30 14,60 43,39 17,15 24,26 19,5 33,8 3610

PCB 30 16,35 48,31 15,54 19,80 21,9 35,0 3822

2 Trung H ải PCB 30 16,95 40,42 15,05 29,95 22,3 31,3 31423 Xuân Mai PCB 30 22,01 44,63 14,25 19,11 24,5 36,1 38444 Bút S ơ n PCB 30 14,32 49,65 14,98 21,05 19,6 34.1 3744

5 Luksvaxi PCB 30 15,01 54,67 15,60 14,72 20,4 38,5 38606 H.Mai PCB 30 17,76 42,78 16,49 22,97 24,2 34,5 3685

Nhận xét:

- Dải cỡ hạt 0-30 µm( gồm các d ải hạt <5 µm và d ải 5-30 µm) của các c ơ sở chênh nhau r ất lớ n : 57,32% c ủa trung h ải và 85,04% c ủa Luksvaxi, các d ải này quy ếtđịnh cườ ng độ ở các tu ổi 7 và 28 ngày c ủa xi m ăng, còn d ải cỡ hạt 30-45 µm của cáccơ sở tươ ng đối gần nhau và n ằm trong kho ảng 14,25-19,57%

- Các số liệu cho th ấy ở dải hạt >45 µm các m ẫu xi m ăng Trung H ải, HoàngThạch, Hoàng Mai) đều có giá tr ị lớ n hơ n cả.

Xi m ăng lấy tại cơ sở sản xuất và đượ c nghi ền đến cỡ hạt < 45 µm(Chi ếm từ 7– 9 % theo kh ối lượ ng còn l ại trên sàng 45 µm ). K ết quả xác định c ườ ng độ thể hiệntrong b ảng:

Bảng I.5: C ườ ng độ xi măng khi nghiề n mịn

TT Cơ sở sản xuấtCườ ng độ, MPa

3 ngày 28 ngày1 Hoàng Th ạch

1 và 225,7 43,223,9 42,6

2 Trung H ải 24,6 38,83 Xuân Mai 24,5 41,54 Bút S ơ n 22,7 40,8







5 Luksvaxi 24,5 42,86 Hoàng Mai 26,9 43,9

Từ k ết quả nghiên c ứu ở 2 bảng trên ta th ấy khi t ăng hàm l ượ ng dải hạt m ịn thìcườ ng độ xi m ăng t ăng đáng k ể (đa số tăng lên m ột mác).

Trên cơ sở đ ó, Viện V ật liệu xây d ự ng cũng đ ã tiế n hành nghiên cứ u đề tài:“Nghiên cứ u xây d ự ng quy trình nghiề n xi măng t ạo thành phần hạt hợ p lý nâng caochấ t lượ ng xi măng”.

Từ các k ết quả nghiên c ứu trên th ấy rằng khi t ăng độ m ịn của xi m ăng tớ i khả năng tối đa k ỹ thuật cho phép nh ằm tăng ho ạt tính xi m ăng, t ăng hàm l ượ ng ph ụ gia s ử dụng, gi ảm hàm l ượ ng clinke, nâng s ản lượ ng xi m ăng.

Tuy nhiên, ho ạt tính c ủa xi m ăng còn ph ụ thuộc vào thành ph ần khoáng clinke,hình d ạng và kích th ướ c các tinh th ể alit, belit,… t ức là ph ụ thuộc vào điều kiện sảnxuất của từng cơ sở theo t ừng điều kiện nguyên li ệu của từng nơ i.

Trên c ơ sở đó, em đã thực hiện đề tài “ Nghiên cứ u ảnh hưở ng của thành phầncỡ hạt t ớ i một số tính chấ t của xi măng pooc lăng ” sử dụng clanke và th ạch cao t ạicông ty 77-BQP và t ạo ra các m ẫu có độ m ịn khác nhau b ằng cách nghi ền vớ i thờ igian khác nhau, t ừ đó tạo ra các m ẫu có các thành ph ần hạt khác nhau theo mongmuốn bằng cách tr ộn các m ẫu xi m ăng có thành ph ần hạt đã phân tích khác nhau v ớ inhau (3000-7000 cm 2 /g).

+Nhữ ng k ế t quả triể n khai sản xuấ t thử t ại xi măng Hoàng Thạch đạt đượ c:- Từ k ết quả nghiên c ứu dải hạt xi m ăng của nhà máy ở các ph ần trên cho th ấy

dải hạt xi m ăng của nhà máy ở 0-45 µm chi ếm kho ảng 73-80%, d ải hạt >45 µmkhoảng 20-27% và v ớ i tỷ diện xi m ăng 3600-3800 cm 2 /g.

- Khi ti ến hành th ử nghiệm và đượ c k ết quả kiểm tra ch ất lượ ng xi m ăng nh ư sau:

- Các thông s ố kiểm tra nh ư: độ m ịn blaine, sót sàng 008 c ủa xi m ăng. Vi ệc đodải cỡ hạt, một số tính ch ất cơ lý của xi m ăng thực hiện tại Viện Vật Liệu Xây D ựng.

Bảng I.6: Độ mịn và d ải cỡ hạt xi măng đợ t sản xuấ t thử Tỷ diệnCm 2 /g

Sót sàng008

Dải cỡ hạt, µm

0-5 5-30 30-45 >45

˜3800 6,9 18,50 43,19 16,03 22,28˜4000 5,7 20,59 44,34 16,85 18,22˜4200 5,0 22,18 45,77 16,19 15,86˜4400 4,9 21,72 48,06 16,50 13,72˜4600 4,0 22,44 48,86 15,96 12,74

- Nhận xét: Khi t ỷ diện của xi m ăng sản xuất tăng thì l ượ ng dải cỡ hạt xi m ăng >45µm gi ảm, hàm l ượ ng d ải cỡ hạt 0-30 µm t ăng( dải quyết định cườ ng độ tuổi 7 và 28ngày c ủa xi m ăng), hàm l ượ ng dải cỡ hạt 30-45 µm hầu như không thay đổi .

Bảng I.7. M ột số chỉ tiêu cơ lý của các mẫ u xi măng sản xuấ t thử







Tỷ diệnCm 2 /g

Thờ i gian đông k ết Lượ ngnướ ctiêu

chuẩn(%)

Cườ ng độ nén, MPa

R3 R7 R28 R90

Bđ(phút) Kt(phút)˜3800 139 174 26,27 26,27 29,32 39,21 42,74˜4000 140 170 26,98 26,98 35,97 42,39 45,18˜4200 140 167 29,67 27,76 36,51 44,48 46,62˜4400 137 165 30,11 28,57 37,20 46,31 48,24˜4600 135 164 30,33 30,31 39,82 49,36 49,51

- Nhận xét:

Các m ẫu xi m ăng đều đạt các yêu c ầu sản xuất và TCVN 6260-1997. Có th ể thấy rằng khi t ăng t ỷ diện và t ươ ng ứng là gi ảm lượ ng sót trên sàng 45 µm thì c ườ ngđộ ch ịu nén c ủa các m ẫu tăng đáng k ể. Vớ i tỷ diện ≥ 4000-4200cm 2 /g và l ượ ng sótsàng 45 µm là <18,22-15,86% thì c ườ ng độ nén c ủa mẫu xi m ăng có th ể tăng 8,11-13,44% và v ớ i mác t ươ ng ứng tươ ng đươ ng PCB40 và đều vượ t các yêu c ầu đề ra banđầu đối vớ i PCB30. Trong khi đó hàm l ượ ng ph ụ gia t ăng lên (25%) h ơ n so v ớ i sảnxuất bình th ườ ng(18%)

- Bên c ạnh các ch ỉ tiêu l ượ ng sót sàng và t ỷ diện đánh giá độ m ịn xi m ăng cầnthiết phải biết hàm l ượ ng các d ải hạt có trong xi m ăng để cho phép đánh giá đầy đủ về k ết quả nghiền và tính ch ất của xi m ăng.

- Hoạt tính c ủa xi m ăng t ăng khi t ăng hàm l ượ ng dải cỡ hạt <45 µm

- Việc nghi ền m ịn hơ n xi m ăng h ỗn hợ p cho phép t ăng mác xi m ăng ho ặc chophép t ăng lượ ng ph ụ gia s ử dụng vớ i mác không đổi, giảm lượ ng clanke s ử dụng.

- Vi ệc đánh giá độ m ịn của xi m ăng nên th ực hiện trên sàng 45 µm thay cho s ử dụng sàng 80 ho ặc 90 µm cho phép đánh giá t ốt hơ n hiệu quả nghi ền.

I.4 . K ế t lu ậ n tổ ng quan và gi ớ i hạ n ph ạ m vi nghiên c ứ u:

I.4.1.K ế t luận t ổ ng quan:1. Bên c ạnh các ch ỉ tiêu l ượ ng sót sàng và t ỷ diện đánh giá độ m ịn xi m ăng cần

thiết phải biết hàm l ượ ng các d ải hạt có trong xi m ăng để cho phép đánh giá đầy đủ về k ết quả nghiền và tính ch ất của xi m ăng.

2. Thành ph ần cỡ hạt hợ p lý ch ứa các d ải cỡ hạt để đảm bảo xi m ăng có c ườ ngđộ sớ m đồng th ờ i có độ bền lâu do c ấu trúc đặc chắc, dải 0-30µm ảnh hưở ng ch ủ yếuđến cườ ng độ của đá xi m ăn, dải >30µm t ạo cấu trúc khung.

3. Ho ạt tính c ủa xi m ăng t ăng khi t ăng hàm l ượ ng dải cỡ hạt <45µm.

4. Vi ệc nghi ền m ịn xi m ăng hỗn hợ p tớ i độ sót sàng 0045 là <16% và v ớ i tỷ diện >3900g/cm 2 cho phép t ăng mác xi m ăng ho ặc cho phép t ăng ph ụ gia s ử dụngđồng thờ i giảm hàm l ượ ng clanke.

5. Vi ệc đánh giá độ mịn của xi m ăng nên th ực hiện trên sàng 45µm thay cho

sàng 80 và 90µm trong vi ệc đánh giá hi ệu quả nghiền và qu ản lý s ản xuất phù h ợ p vớ itiến bộ khoa h ọc k ỹ thuật.







I.4.2: Giớ i hạn phạm vi nghiên cứ u:+ Đề tài tập chung vào 2 n ội dung chính:

- Nghiên c ứu tỷ diện ảnh hưở ng đến các tính ch ất của của xi m ăng trong côngnghiệp.

- Nghiên c ứu thành ph ần hạt ảnh hưở ng đến tính ch ất xi m ăng, từ đó đưa rathành ph ần hạt hợ p lý cho quá trình s ản xuất xi m ăng công nghi ệp.

II. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨ U THỰ C NGHIỆM

II.1. V ật liệu sử dụngII.1.1. Đặc điểm của vật liệu

Clanke để sản xuất xi m ăng nghiên c ứu do công ty xi m ăng 77-BQP s ản xuất,

trong đề tài ta s ử dụng từ clanke g ốc gia công, đượ c nghi ền tớ i độ m ịn khác nhau, sauđó đượ c trộn vớ i thạch cao m ịn hợ p lý đã tính toán

II.1.2. Thông số k ỹ thuật của các vật liệu sử d ụng

1. Clanke:

Bảng II.1: Thành phần hoá của clanke do công ty 77 sản xuấ t:

SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 CaOtd K 2O Na2O MKN

21,38 5,67 4,1 63,78 2,4 0,4 0,76 0,6 0,22 0,1

Bảng II.2: Thành phần khoáng của clanke do công ty 77 sản xuấ t:

C 3S C 2S C 3 A C 4 AF

54,66 21,67 8,28 12,79

BảngII. 3:Các hệ số chế t ạo clanke 77

KH N p L

0,89 2,19 1,38 26,55

* Thành phần khoángđượ c tính t ừ thành phần hóa theo công thứ c sau:

%C 3S = 4,07C – 7,6S – 6,72A – 1,42F

%C 2S = 8,6S + 5,07A + 1,07F – 3,07C%C 3 A = 2,65(A – 0,64F)







%C 4 AF = 3,04F

* Các hệ số đượ c tính như sau:

).(8,2

.7,0.35,0.65,1)(

Std S

S F ACtd C KH −

−−−−=

F AS n+

=

F A p =

- Hàm lượ ng pha lỏng L(Tính theo thành phần khoáng):

L = 1.12C 3A+1.35C 4AF

- Hàm lượ ng pha lỏng L(tính theo thành phần %các Ôxit có trong CLK):

L=3.00*Al2O3+2.25*Fe2O3+MgO+R2O

- Thành phần hạt của các mẫ u nghiên cứ u: Phần mục lục

2. Thạch cao:

- Phụ gia th ạch cao d ạng cục đượ c gia công nh ỏ sau đó đem sấy khô ở nhiệt độ thấp,đem nghi ền m ịn.

- Đượ c công ty 77 nh ập từ Lào, d ạng phi ến đá, mầu trắng đục không l ẫn bột và t ạp

chất.

+ Chấ t lượ ng :

Chỉ tiêu Thạch cao lào

- Hàm l ượ ng SO 3 (%) : 41,41 %

- Độ ẩm(%) : 2,5

- Cặn không tan (%) : 3,5

- Kích th ướ c (mm) : đã đượ c nghi ền m ịn

3. Cát vàng

+ Cát đượ c sử dụng trong đề tài là cát vàng xây d ựng, khi mua v ề đượ c rửa sạch

tạp chất sau đó đượ c phơ i khô.

+Sàng 2 lo ại cát kích th ướ c khác nhau theo TC ASTM C778:







- Cát graded : Trên sàng 5µm d ướ i sàng 20 µm

- Cát 20-30 : Trên sàng 20 µm và d ướ i sàng 30 µm

Sau đó đượ c đựng và b ảo quản trong túi nilon kín.

II.2. Quy trình nghiên cứ u:Quy trình nghiên cứ u và chế t ạo mẫ u theo trình t ự sau:

+ Nghi ền clanke 77 trong máy nghi ền bi chu trình h ở tớ i các độ mịn khác nhau,

sau đó đem 4 m ẫu nghiên c ứu đi xác định thành ph ần hạt tươ ng ứng vớ i từng mẫu.

+Chia các seri m ẫu nghiên c ứu:

- M6 77 M977 M1277 M1577 : 4 mẫu nghi ền clanke không có th ạch cao, m ỗi mẻ

nghiền 10kg trong t ừng thờ i gian khác nhau t ươ ng ứng vớ i ký hi ệu mẫu; 60’, 90’,120’, 150. Sau đó đượ c lưu trong túi bóng ký hi ệu từng túi t ươ ng ứng vớ i mẫu nghiên

cứu( nghi ền 2 lần và đượ c trộn đều vớ i nhau, t ươ ng ứng vớ i mỗi túi l ưu là 20kg)

- MTC6 77 , MTC977 , MTC1277 , MTC1577 : Tươ ng ứng vớ i mỗi mẫu đượ c trộn

trong máy tr ộn vớ i 3% th ạch cao nghi ền m ịn, sau đó đượ c lưu vào 4 túi bóng kính và

ký hi ệu như trên.

+ Dựa vào thành ph ần hạt của từng mẫu đã phân tích ta ti ến hành pha tr ộn để

đạt đượ c mẫu có d ải hạt cần nghiên c ứu:Không có thạch cao:

- MA77, MB77, MC 77, MD77 : Tươ ng ứng % d ải hạt cần nghiên c ứu( 0-5µm) là:

18, 20,22, 24

- MAI 77, MBI 77, MCI 77, MDI 77 : Tươ ng ứng % d ải hạt cần nghiên c ứu( 5-30 µm)

là: 46, 48,50,52

- MAII 77, MBII 77, MCII 77, MDII 77 : Tươ ng ứng % d ải hạt cần nghiên c ứu( 30-45

µm) là: 10,12,14,16.

- MAIII 77, MBIII 77, MCIII 77, MDIII 77 : Tươ ng ứng % d ải hạt cần nghiên c ứu(

>45 µm) là: 13,15,17,19.

Có 3% thạch cao:

- MTCA77 , MTCB77 , MTCC 77 , MTCD77 : Tươ ng ứng % d ải hạt cần nghiên c ứu(

0-5µm) là: 18, 20,22, 24

- MTCAI 77 , MTCBI 77 , MTCCI 77 , MTCDI 77 : Tươ ng ứng % d ải hạt cần nghiêncứu( 5-30 µm) là: 46, 48,50,52









II.3.3. Phươ ng pháp xácđịnh thành phần hạt của xi măng

Hiện nay có r ất nhiều phươ ng pháp xác định thành ph ần cỡ hạt khác nhau:

phươ ng pháp sàng, ph ươ ng pháp thu ỷ t ĩ nh, pp tán x ạ Laser. Ph ươ ng pháp tán x ạ Laserđượ c sử dụng bở i thờ i gian phân tích nhanh, cho k ết quả có độ chính xác cao.

Nguyên t ắc của phươ ng pháp phân tích: khi cho tia Laser đi qua khoang m ẫu sẽ

làm tán x ạ chum tia Laser chi ếu vào và t ươ ng ứng vớ i mỗi kích th ướ c hạt khác nhau s ẽ

làm tán x ạ chum tia Laser theo các h ướ ng khác nhau.Chùm tia Laser tán x ạ đượ c hệ

thống detector đón nh ận và s ự phân b ố kích th ướ c hạt đượ c tính toán t ừ thông s ố k ế:

Thiết b ị thí nghi ệm : Máy phân tích s ự phân b ố thành ph ần hạt lazer Coulter(LS

Particle Size Analyzer 3.00.40) t ại Viện Vật Liệu Xây D ựng – Hà N ội

Quá trình thí nghi ệm: Lấy kho ảng 50g v ật liệu (xi m ăng) cho vào túi nilon đựngđem phân tích t ại phòng thí nghi ệm Vi ện Vật Liệu Xây D ựng – Hà N ội

II.3.4. Phươ ng pháp xácđịnh t ỷ diện vàđộ sót sàng của xi măng: (TCVN 4030

: 1985)

1- Phươ ng pháp dùng sàng kích th ướ c 0,08mm đặt trên máy rung

2-Phươ ng pháp xác định tỷ diện

II.3.5. Xácđịnh khố i lượ ng thể tích của xi măng:

- Ta th ực hiện vớ i các m ẫu không có th ạch cao nh ư:

- M6 77 M9 77 M12 77 M15 77, MA 77, MB 77, MC 77, MD 77- MAI 77, MBI 77, MCI 77, MDI 77-

MAII 77, MBII 77, MCII 77, MDII 77- MAIII 77, MBIII 77, MCIII 77, MDIII 77

- Các bướ c tiế n hành :

+ Chu ẩn b ị dụng cụ như :

1.Mẫu xi m ăng,

2.Thi ết bị rót xi m ăng

3. Ca đã biết trướ c thể tích(1 lít)

4. Cân bàn

5. Bàn r ằn

6. Thanh khu ấy mẫu







+ Khố i lượ ng thể tích d ạng chặt :

- Ta chu ẩn b ị khoảng 1,5kg m ẫu cần xác định, sau đó đổ mẫu lên thi ết bị rót đã

khóa ph ễu, có t ấm lướ i ở trên , ở dướ i ta để ca hứng ở tâm ph ễu, sau đó ta m ở khóađáy ph ễu, từ từ dùng thi ết bị khuấy, khu ấy mẫu theo chi ều kim đồng hồ cho m ẫu từ từ

xuống ph ễu (không đượ c chảy gián đoạn), khi m ẫu đầy tràn ta g ạt phẳng, sau đó đặtlên thi ết bị rằn, rằn 30 cái r ồi lại bổ sung m ẫu( cứ 10 cái b ổ sung 1 l ần), ta mang m ẫu

gạt phằng sau đó đem cân, m ỗi mẫu làm 3 l ần( sai s ố so vớ i mẫu trung bình không quá

10%).

+ Khố i lượ ng thể tích d ạng t ơ i

- Tươ ng tự như trên nh ưng không r ằn, đem gạt phẳng xác định kh ối lượ ng mẫu







II.4. Sơ đồ nghiên cứ u:

Clanke 77

Nghiền mịn(3328, 5489, 6339, 6704 cm2 /g)

Trộn 3%thạch cao

Xácđịnhlượ ng thạchcao hợ p lý

Xácđịnh tínhchất cơ lý của

xi măng

Xácđịnh tphạt xi măng

Trộn tỷ lệ các mẫu vớ inhau đượ c các mẫu

nghiên cứ u

Xácđịnh tính chất cơ lý của xi măng

Xácđịnh tínhchất cơ lý của

xi măng

Thảo luận kết quả

Kết luận và kiến nghị

Không có thạch cao Pha 3% thạch cao

Nghiền 4 mẫu vớ i thờ i giannghiền: 60, 90, 120, 150 phút









II.5.1.2. Ả nh hưở ng của t ỷ diện đế n lượ ng nướ c tiêu chuẩ n, thờ i gianđ ông k ế t của XMP

+ Ả nh hưở ng của t ỷ diện đế n lượ ng nướ c tiêu chuẩ n

Bảng II.6 K ế t quả xácđịnh NTCKí hi ệu mẫu Lượ ng nướ c tiêu

chuẩn (%)

Kí hi ệu mẫu Lượ ng nướ c tiêu

chuẩn (%)0% thạch cao 3% thạch cao

M6 77 26 MTC6 77 25

M9 77 26 MTC977 25

M12 77 28 MTC1277 27

M15 77 29 MTC1577 28

Nhìn vào k ết quả ta th ấy

Khi t ăng th ờ i gian nghi ền, nướ c tiêu chu ẩn t ăng dần, đối vớ i các m ẫu không có

thạch cao l ượ ng nướ c tiêu chu ẩn tăng từ 26-29%, còn các m ẫu có th ạch cao l ượ ng

nướ c tiêu chu ẩn tăng từ 25-28%.

Như ta đã biết lượ ng nướ c tiêu chu ẩn là là l ượ ng nướ c hóa h ọc cho các khoáng

phản ứng hóa h ọc trong th ờ i gian 5 phút đầu và l ượ ng nướ c vật lý tạo độ dẻo cho h ồ xi

măng. Khi t ăng thờ i gian nghi ền, tỷ diện t ăng, bề mặt phản ứng giữa các h ạt xi m ăng

và nướ c tăng, nhu c ầu nướ c liên k ết hóa h ọc và v ật lý t ăng. Do đó nướ c tiêu chu ẩn

tăng.

24

25

26

27

28

29

30

60 90 120 150thờ i gian nghi ền (phút)

N

ư ớ c

t i ê u c h u n

( % )

mẫu không th ạch cao m ẫu có th ạch cao

Poly. (m ẫu không th ạch cao) Poly. (m ẫu có th ạch cao)

Hình II. 1: Ả nh hưở ng của thờ i gian nghiề n đế n lượ ng nướ c tiêu chuẩ n của2seri mẫ u M6 77, M977, M1277, M1577 và MTC6 77, MTC977, MTC1277,







Tuy nhiên khi cho th ạch cao vào, l ượ ng nướ c tiêu chu ẩn thấp hơ n so v ớ i các

mẫu không có th ạch cao, do khi có thêm th ạch cao n ướ c hóa h ọc giảm do C 3A b ị kìm

hãm vì s ự có mặt của thạch cao, h ạt thạch cao tr ơ vớ i nướ c nên n ướ c hóa h ọc giảm. Dođó nướ c tiêu chu ẩn cho h ồ xi m ăng ph ải giảm

+ Ả nh hưở ng của t ỷ diện đế n thờ i gianđ ông k ế t của XMP

Bảng II.7.K ết quả xác định th ờ i gian đông k ết

Kí hiệu mẫu Thờ i gian đông k ết,

phút


phút

0% th ạch cao B ắt đầu Kết thúc 3% th ạch cao B ắt đầu Kết thúc

M6 77 85 130 MTC6 77 90 160

M977 75 120 MTC9 77 85 155

M1277 65 115 MTC12 77 75 125

M1577 45 85 MTC15 77 60 100

40

60

80

100

60 90 120 150Thờ i gian nghiền(phút)

T h ờ i g

i a n

b ắ

t đ

ầ u

n i n h

k ế

t ( p

h ú t

)

mẫu không thạch cao mẫu có thạch caoPoly. (mẫu không thạch cao) Poly. (mẫu có thạch cao)

Hình II. 2 Ả nh hưở ng thờ i gian nghiề n đế n thờ i gian bắ t đầu đ ông k ế t của 2 seri(mẫ u M6 77, M977, M1277, M1577, MTC6 77, MTC977, MTC1277, MTC1577







Nhìn vào k ế t quả ta thấ y:

Khi t ăng th ờ i gian nghi ền, tỷ diện tăng thờ i gian đông k ết của các m ẫu giảm

dần. Đối vớ i các m ẫu không có th ạch cao, th ờ i gian b ắt đầu đông k ết giảm từ 85-45

phút, th ờ i gian k ết thúc gi ảm từ 130-85 phút. Còn khi thêm 3% th ạch cao, th ờ i gian b ắtđầu đông k ết giảm từ 90-60 phút, th ờ i gian k ết thúc gi ảm từ 160-100 phút

Có thể giải thích như sau:

Khi t ăng xi m ăng m ịn thì t ốc độ quá trình hydrát hóa t ăng, lượ ng tinh th ể hydrátđượ c tạo ra nhi ều hơ n, thúc đẩy quá trình t ạo thành khung c ấu trúc c ủa hồ xi m ăng.

Bở i vậy thờ i gian b ắt đầu và k ết thúc đông k ết có xu h ướ ng gi ảm. Tuy nhiên khi thêm

thạch cao th ờ i gian đông k ết của các m ẫu cao h ơ n so v ớ i các m ẫu không có th ạch cao,

do thạch cao kìm hãm quá trình hydrat hóa c ủa C 3A, làm cho th ờ i gian đông k ết t ăng

lên so v ớ i các m ẫu không có th ạch cao.

II.5.1.3. Ả nh hưở ng của t ỷ diện đế n cườ ng độ nén của XMP

80

100

120

140

160

180

60 90 120 150

Thờ i gian nghiền( phút)

T

h ờ

i

i a n

k ế t t h ú

c

đ ô

n

k ế t

h ú t

mẫu không thạch cao mẫu có thạch caoPoly. (mẫu không thạch cao) Poly. (mẫu có thạch cao)

Hình II.3: Ả nh hưở ng thờ i gian nghiề n đế n thờ i gian k ế t thúcđ ông k ế t của 2seri( mẫ u M6 77, M977, M1277, M1577,và MTC6 77, MTC977, MTC1277 , MTC1577 )







Bảng II.7: S ố liệu cườ ng độ xi măng(N/mm2)Ký hi ệu mẫu Cườ ng độ nén (N/mm 2 )

R1 R3 R7 R28 R40

0% th ạch cao

M6 77 12 26,1 34,5 46 47,5

M9 77 14 28,4 37 48,4 49,8

M12 77 21 30,7 39,5 51 51,8

M15 77 22,5 32,5 41 45 47

3% th ạch cao

MTC6 77 14 28,6 36,5 49 50,3

MTC977 16 30 38 51 52,8

MTC1277 22 31,6 40,5 54 56,2

MTC1577 24 33 41,5 48 49,7

Ta th ấy đối vớ i các m ẫu có th ạch cao thì c ườ ng độ lớ n hơ n so v ớ i các m ẫu

không có th ạch cao t ươ ng ứng ở tất cả các ngày tu ổi. Do khi không có th ạch cao, C 3A

rất hoạt tính và quá trình hydrat hóa ch ủ yếu tạo ra C 3AH 6, nhưng khi có m ặt thạch cao

thì sản phẩm hydrat hoá C 3A sẽ là khoáng 3CaO.Al 2O3.3CaSO 4.32H 2O – hydro canxi

trisunfo aluminat hay còn g ọi là Ettringit:

3CaO.Al 2O3 + 3CaSO 4 + 32H 2O = 3CaO.Al 2O3.3CaSO 4.31H 2O

Các tinh th ể Ettringit hình kim ho ặc hình l ăng trụ tạo thành có th ể tích t ăng

khoảng 2,5 l ần so v ớ i thể tích ban đầu, nó xu ất hiện ở gần bề mặt của hạt C 3A c ũng

như ở khoảng trống giữa các h ạt, điền đầy các ch ỗ trống vì th ế chúng đóng góp cho

khả năng phát tri ển cườ ng độ đá xi m ăng nhi ều hơ n làm cho c ườ ng độ của xi m ăng

tăng.







Bảng II.8. T ỷ lệ thayđổ i cườ ng độ nén so vớ i mẫ u gố cKý hi ệu mẫu Tỷ lệ thay đổi cườ ng độ nén (%)

R1 R3 R7 R28 R40

0% th ạch cao

M6 77 100 100 100 100 100

M9 77 116,6 108 107,2 105,2 105

M12 77 175 117,6 114,5 108,8 109

M15 77 187,5 124,5 118,8 98 99

3% th ạch cao

MTC6 77 100 100 100 100 100

MTC9 77 114,3 104,9 104,1 104 105

MTC12 77 157,1 110,5 110,9 110,2 111,7

MTC15 77 171,4 115,4 113,7 98 99

Nhìn vào k ế t quả ta thấ y:

Khi t ăng th ờ i gian nghi ền, cườ ng độ của các m ẫu ngắn ngày( 1,3,7 ngày) t ăng

dần, đạt cực đại ở thờ i gian nghi ền 150 phút còn c ườ ng độ của các m ẫu dài ngày(28,40

ngày) t ăng tớ i mẫu có th ờ i gian nghi ền 120 phút, sau đó giảm dần.


Như ta đã biết cườ ng độ nén c ủa xi m ăng ph ụ thuộc vào: t ốc độ hydrát hóa xi

măng, lượ ng, bản chất tinh th ể hydrat hóa đượ c tạo ra và đặc biệt là cách s ắp xếp các

hợ p chất hydrát (c ấu trúc c ủa đá xi m ăng). Trong quá trình th ủy hóa c ủa các m ẫu xi

măng có nhi ều hạt m ịn đóng vai trò ch ủ yếu. vớ i thờ i gian mu ộn hơ n sẽ là vai trò c ủa

các hạt thô h ơ n. do h ạt xi m ăng càng m ịn thì di ện tích b ề mặt phản ứng t ăng nên t ốc độ hydrát hóa t ăng, lượ ng tinh th ể hydrát đượ c tạo ra c ũng nhi ều hơ n, do đó cườ ng độ sớ m t ăng, nh ưng cườ ng độ tuổi muộn không phát tri ển, có xu h ướ ng giảm. Còn n ếu xi

măng nhi ều hạt thô thì gi ảm cườ ng độ ở tuổi sớ m vì còn khoáng trong lõi ch ưa phảnứng, phát tri ển ở tuổi muộn, thực tế nó ch ỉ phản ứng đến một độ sâu nh ất định.

Do khi t ăng thờ i gian nghi ền lượ ng hạt m ịn tăng, lượ ng hạt thô gi ảm, vì v ậy

cườ ng độ sớ m sẽ tăng

sự thay đổi cườ ng độ của các m ẫu có và không có th ạch cao







Hình II.4: Ảnh hưở ng thờ i gian nghi ền đến cườ ng độ nén

của đá XMP ở tuổi 1 ngày.

0

5

10

15

20

25

30

60 90 120 150Thờ i gian nghi ền (phút)

C ư

ờ n g

đ ộ

m ẫ

u 1 n g

à y ( N / m m

2

không th ạch cao có th ạch caoPoly. (không th ạch cao) Poly. (có th ạch cao)



24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34


C ư

ờ n g

đ ộ m u

3 n g

à y ( N / m m

2

không th ạ ch cao có th ạ ch cao

Poly. (không th ạ ch cao) Poly. (có th ạ ch cao)

0

10

20

30

40

50

60 90 120 150

Thờ i gian nghi ền (phút)

C ư

ờ n g

đ ộ

m ẫ

u 7 n g à y

( N / m m

2

không th ạch cao có th ạch caoPoly. (không th ạch cao) Poly. (có th ạch cao)









II.5.1.4. Ả nh hưở ng của thờ i gian nghiề n, d ải cỡ hạt đế n khố i lượ ng thể tích của ximăng:

Bảng II.8: số liệu khố i lượ ng thể tích của các mẫ uKý hi ệu mẫu Khối lượ ng thể tích (g/cm 3)

Dạng tơ i Dạng ch ặt

M6 77 0,92 1,28

M977 1,01 1,33

M1277 1,10 1,37

M1577 1,13 1,41

Hình II.8 Ảnh hưở ng thờ i gian nghi ền đến cườ ng độ nén c ủađá XMP ở tuổi 40 ngày.

30

40

50

60


C ư ờ n g

đ ộ m

ẫ u

4 0 n g

à y ( N / m m

2

không th ạch cao có th ạch cao



30

40

50

60

60 90 120 150

Thờ i gian nghi ền (phút)

C ư

ờ n g

đ ộ m ẫ u

2 8 n g

à y ( N / m m 2 )

không th ạch cao có th ạch cao







Dải hạt 0-5µm MA77 1,02 1,26

MB77 1,03 1,31

MC 77 1,04 1,36

MD77 1,07 1,39

Dải hạt 5-30µm MAI 77 0,99 1,26

MBI 77 0,99 1,28

MCI 77 1,00 1,31

MDI 77 1,02 1,36

Dải hạt 30-45µm

MAII 77 1,00 1,28 MBII 77 1,00 1,28

MCII 77 0,99 1,28

MDII 77 0,97 1,25

Dải hạt >45µm

MAIII 77 1,02 1,31

MBIII 77 1,01 1,30

MCIII 77 0,98 1,28

MDIII 77 0,96 1,27

Hình II.9: Ả nh hưở ng của thờ i gian nghiề n đế n khố i lượ ng thể tích d ạngt ơ i và d ạng chặt của các mẫ u M6 77, M977 , M1277 , M1577

0,80

1,00

1,20

1,40

1,60

60 90 120 150

thờ i gian nghiền(phút)

k h ố i l ư

ợ n g

t h ể

t í c h ( g / c m

3

dạng tơi dạng chặtPoly. (dạng tơi) Poly. (dạng chặt)







0,60

0,90

1,20

1,50

18 20 22 24

% cỡ hạt (0-5micromét)

k h

ố

i l ư

n

t h ể

t í c

h

/ c m

3

dạng tơ i dạng chặtPoly. (dạng tơ i) Poly. (dạng chặt)

Hình II.10: Ả nh hưở ng của thờ i gian nghiề n đế n khố i lượ ng thể tíchd ạng t ơ i và d ạng chặt của các mẫ u MA77 ,MB77, MC 77, MD77

0,80

1,10

1,40

46 48 50 52


k h ố i l ư

ợ n g t h

ể

t í c h ( g / c m


Hình II.11: Ả nh hưở ng của thờ i gian nghiề n đế n khố i lượ ng thể tíchd ạng t ơ i và d ạng chặt của các mẫ u MAI 77 ,MBI 77, MCI 77, MD77







T ừ k ế t quả ta thấ y :

Khi t ăng th ờ i gian nghi ền, Kh ối lượ ng thể tích d ạng tơ i, dạng ch ặt tăng dần.

Khi t ăng lượ ng hạt m ịn (0-30µm) thì kh ối lượ ng thể tích t ăng, nh ưng không đáng k ể

Khi t ăng lượ ng hạt thô(>30µm) thì kh ối lượ ng thể tích gi ảm, nh ưng không đáng k ể

Hình II.12: Ả nh hưở ng của thờ i gian nghiề n đế n khố i lượ ng thể tíchd ạng t ơ i và d ạng chặt của các mẫ u MAII 77 ,MBII 77, MCII 77, MDII 77

0,80

0,90

1,00

1,10

1,20

1,30

1,40

10 12 14 16


k h

ố

i l ư

n

t h ể

t í c h

/ c m

3


0,80

0,90

1,00

1,10

1,20

1,30

1,40

13 15 17 19

% cỡ hạt(>45micromet)

k h

ố

i l ư

n

t h ể

t í c h

/ c m

3


Hình II.13: Ả nh hưở ng của thờ i gian nghiề n đế n khố i lượ ng thể tích d ạng t ơ i vàd ạng chặt của các mẫ u MAIII 77 ,MBIII 77, MCIII 77, MDIII 77







Có thê giải thích như sau:

Do có nhi ều hạt kích th ướ c nhỏ đượ c điền đầy dễ dàng xung quanh h ạt có kích

thướ c lớ n, nhất là kh ả năng tự điền đầy, do v ậy khả năng chèn ch ặt tăng hơ n so v ớ imẫu có nhi ều hạt có kích th ướ c lớ n, do v ậy khối lượ ng thể tích cao h ơ n khi t ăng % h ạt

mịn và ng ượ c lại.

II.5.2 Nghiên cứ u ảnh hưở ng của thành phần hạt đế n một số chỉ tiêu cơ lý của XMP

BảngII.9:Thành phần hạt các mẫ u nghiên cứ u

Ký hiệumẫ u

Dải cỡ hạt, µm

0-5 5-30 30-45 >45

MA77 18

50 14 18 MB77 20 56 10 14

MC 77 22 49 12 17

MD77 24 46 12 18

MAI 77 25 46 12 18

MBI 77 16 48 16 20 MCI 77 18 50 14 18

MDI 77 15 52 15 18

MAII 77 23 52 10 14

MBII 77 23 48 12 17

MCII 77 18 50 14 18

MDII 77 16 47 16 21

MAIII 77 14 61 12 13

MBIII 77 14 58 13 15

MCIII 77 18 52 14 17

MDIII 77 21 46 13 19







II.5.2.1 Ả nh hưở ng của thành phần hạt đế n NTC, thờ i gianđ ông k ế t của XMP

+ Ả nh hưở ng của thành phần hạt đế n NTC

Bảng II.10. S ố liệu nướ c tiêu chuẩ n của các mẫ u nghiên cứ u

Kí hi ệu mẫu Lượ ng nướ c tiêu

chuẩn (%)Kí hiệu mẫu

Lượ ng nướ c tiêuchuẩn (%)

Dải hạt 0-5µm (0% th ạch cao) D ải hạt 0-5µm (3% th ạch cao)

MA 77 27 MTCA77 25

MB 77 27 MTCB77 26,5

MC 77 28 MTCC 77 26,5MD 77 28 MTCD7 27,5

Dải hạt 5-30 µm (0% th ạch cao) D ải hạt 5-30 µm (3% th ạch cao)

MAI 77 26 MTCAI 77 26

MBI 77 26 MTCBI 77 26

MCI 77 27 MTCCI 77 26,5

MDI 77 27 MTCDI 77 27

Dải hạt 30-45 µm (0% th ạch cao) D ải hạt 30-45µm (3% th ạch cao)

MAII 77 26 MTCAII 77 24

MBII 77 26 MTCBII 77 24,5

MCII 77 25 MTCCII 77 24,5

MDII 77 25 MTCDII 77 26Dải hạt >45 µm (0% th ạch cao) D ải hạt >45 µm (3% th ạch cao)

MAIII 77 24 MTCAIII 77 23,5

MBIII 77 23 MTCBIII 77 22,5

MCIII 77 23 MTCCIII 77 22,5

MDIII 77 23 MTCDIII 77 21

T ừ k ế t quả thí nghiệm ta thấ y:







Khi t ăng lượ ng hạt m ịn (0-5µm) t ừ 18-24% ho ặc (5-30 µm) t ừ 46-52% thì

lượ ng nướ c tiêu chu ẩn tăng nh ẹ, đối vớ i các m ẫu có th ạch cao l ượ ng nướ c tiêu chu ẩn

sẽ thấp hơ n so v ớ i mẫu không có th ạch cao t ươ ng ứng.

Khi t ăng dần lượ ng hạt thô(30-45 µm) t ừ 10-16% ho ặc (>45 µm) t ừ 13-19% thì

lượ ng nướ c tiêu chu ẩn giảm nhẹ, đối vớ i các m ẫu có th ạch cao l ượ ng nướ c tiêu chu ẩn

sẽ thấp hơ n so v ớ i mẫu không có th ạch cao t ươ ng ứng

Có thể giải thíchđ iề u này như sau:

Khi t ăng hàm l ượ ng hạt m ịn thì t ỷ diện tăng nên b ề mặt phản ứng giữa

các hạt xi m ăng và n ướ c tăng, nhu c ầu nướ c liên k ết hóa h ọc và v ật lý t ăng. Dođó nướ c tiêu chu ẩn tăng và ng ượ c lại khi t ăng hàm l ượ ng hạt thô thì t ỷ diện

giảm nên b ề mặt phản ứng giữa các h ạt xi m ăng và n ướ c giảm, nhu c ầu nướ cliên k ết hóa h ọc và v ật lý gi ảm. Do đó nướ c tiêu chu ẩn giảm.

+ Ả nh hưở ng của thành phần hạt thờ i gianđ ông k ế t của XMP

Bảng II.11. S ố liệu thờ i gianđ ông k ế t của các mẫ u xi măng nghiên cứ u


phút


phút

Bắt đầu Kết thúc B ắt đầu Kết thúc


MA 77 85 125 MTCA77 105 135

MB 77 70 110 MTCB77 85 125

MC 77 50 95 MTCC 77 85 120

MD 77 50 85 MTCD7 70 110


MAI 77 75 115 MTCAI 77 90 125

MBI 77 75 110 MTCBI 77 85 120

MCI 77 65 110 MTCCI 77 80 115

MDI 77 45 90 MTCDI 7 70 115


MAII 77 55 90 MTCAII 77 95 120







MBII 77 60 100 MTCBII 77 75 115

MCII 77 55 110 MTCCII 77 70 115

MDII 77 70 115 MTCDII 77 60 95


MAIII 77 45 80 MTCAIII 77 80 115

MBIII 77 60 95 MTCBIII 77 90 120

MCIII 77 70 100 MTCCIII 77 95 135

MDIII 77 85 120 MTCDIII 77 105 135

Hình II.15: Ả nh hưở ng của d ải cỡ hạt 0-5µmđế n thờ i gianđ ông k ế t củacác mẫ u xi măng MTCA77 ,MTCB77, MTCC 77, MTCD77

Hình II.14: Ả nh hưở ng của d ải cỡ hạt 0-5µmđế n thờ i gianđ ôngk ế t của các mẫ u xi măng MA77 ,MB77, MC 77, MD77

40

50

60

70

80

90

100

110

120130

18 20 22 24

% cỡ hạt(0-5micromet)

t h ờ i g

i a n n

i n h k

ế t ( p

h ú t

bắt đầu(phút) kết thúc(phút)

Poly. (bắ

tđầ

u(phút)) Poly. (kế

t thúc(phút))

60

70

80

90

100

110

120

130

140

18 20 22 24% cỡ hạt(0-5micromet)

t h ờ i g

i a n n

i n h k

ế t ( p h ú

bắt đầu(phút) k ết thúc(phút)Poly. (b ắt đầu(phút)) Poly. (k ết thúc(phút))







40

50

60

7080

90

100

110

120

46 48 50 52


t h ờ i g

i a n n

i n h k

ế t ( p

h ú t

bắt đầu(phút) kết thúc(phút)Poly. (bắt đầu(phút)) Poly. (kết thúc(phút))

Hình II.16: Ả nh hưở ng của d ải cỡ hạt 5-30µmđế n thờ i gianđ ôngk ế t của các mẫ u xi măng MAI 77 ,MBI 77, MCI 77, MDI 77

Hình II.18: Ả nh hưở ng của d ải cỡ hạt 30-45µmđế n thờ i gian

đ ôn k ế t của các mẫ u xi măn MAII 77 ,MBII 77 MCII 77 MDII 77

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

46 48 50 52


t h ờ i g

i a n n

i n h k

ế t ( p h ú

bắt đầu(phút) k ết thúc(phút)Poly. (b ắt đầu(phút)) Poly. (k ết thúc(phút))

Hình II.17: Ả nh hưở ng của d ải cỡ hạt 5-30µmđế n thờ i gianđ ông k ế t củacác mẫ u xi măn MTCAI MTCBI MTCCI MTCDI

40

50

60

70

80

90

100

110

120

10 12 14 16% cỡ hạt (30-45micromet)

t h ờ

i g

i a n n

i n h k ế t ( p h ú








40

60

80

100

120

140

10 12 14 16% cỡ hạt(30-45micromet)

t h ờ i g

i a n n

i n h k

t ( p h ú t

bắt đầu(phút) kết thúc(phút)Poly. (kết thúc(phút)) Poly. (bắt đầu(phút))

Hình II.19: Ả nh hưở ng của d ải cỡ hạt 30-45µmđế n thờ i gianđ ông k ế t của các mẫ u xi măng MTCAII 77 ,MTCBII 77,

MTCCII 77 MTCDII 77

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

13 15 17 19


t h ờ

i g

i a n n

i n h k ế t ( p

h ú t )

bắt đầu(phút) kết thúc(phút)Poly. (kết thúc(phút)) Poly. (bắt đầu(phút))

Hình II.20: Ả nh hưở ng của d ải cỡ hạt >45µmđế n thờ i gianđ ông k ế tcủa các mẫ u xi măng MAIII 77 ,MBIII 77, MCIII 77, MDIII 77

40

60

80

100

120

140

160

13 15 17 19


t h ờ

i g

i a n n

i n h k ế t ( p

h ú t


Hình II.21: Ả nh hưở ng của d ải cỡ hạt >45µmđế n thờ i gianđ ông k ế tcủa các mẫ u xi măn MTCAIII 77 ,MTCBIII 77 MTCCIII 77 MTCDIII 77







T ừ k ế t quả thí nghiệm ta thấ y:

Khi t ăng lượ ng hạt m ịn (0-5µm) t ừ 18-24% ho ặc (5-30 µm) t ừ 46-52% thì th ờ igian b ắt đầu và k ết thúc đông k ết giảm dần, đối vớ i các m ẫu có th ạch cao th ờ i gianđông k ết cao h ơ n so v ớ i mẫu không có th ạch cao t ươ ng ứng.

Khi t ăng dần lượ ng hạt thô(30-45 µm) t ừ 10-16% ho ặc (>45 µm) t ừ 13-19% thì

thờ i gian b ắt đầu và k ết thúc đông k ết tăng dần, đối vớ i các m ẫu có th ạch cao th ờ i gianđông k ết cao h ơ n so v ớ i mẫu không có th ạch cao t ươ ng ứng.


Khi cao hàm l ượ ng xi m ăng m ịn thì t ốc độ quá trình hydrát hóa cao, l ượ ng tinh

thể hydrát đượ c tạo ra nhi ều hơ n, thúc đẩy quá trình t ạo thành khung c ấu trúc c ủa hồ xi

măng. Bở i vậy thờ i gian b ắt đầu và k ết thúc đông k ết có xu h ướ ng gi ảm.và ng ượ c lại . II.5.2.2.2. Ả nh hưở ng của thành phần hạt đế n cườ ng độ của XMP

Bảng II.11: S ố liệu cườ ng độ nén của các mẫ u khi không có thạch cao

Mẫu

Cườ ng độ TB(N/mm2)

R1 R3 R7 R28 R40

Dải hạt 0-5µm MA77 14,5 25 36 46 49,2

MB77 17,5 27 37 49 51,7 MC 77 20 28,4 38,5 45 47,4

MD77 21 29,3 39,4 44 45,5

Dải hạt 5-30µm MAI 77 14 23 38 45 47,3

MBI 77 16,5 28 39 48 50,8

MCI 77 19,3 28 39,5 45 47

MDI 77 20 28,3 40,5 44 46,6

Dải hạt 30-45µm MAII77 17 27 38 44 46,3

MBII77 16,3 28 41 46 48,2

MCII77 15 27 39 49 51

MDII77 14,6 24 32 50,5 52,7

Dải hạt >45µm MAIII77 17,4 29 40 44 47,5

MBIII77 15 26 39 46 48,2 MCIII77 14,2 19 32 51,5 52,8







MDIII77 13 19 31 47,5 49,4

Bảng II.13. S ố liệu thayđổ i cườ ng độ so vớ i mẫ u gố c của các mẫ u khi không có thạch

cao

Mẫu

Tỷ lệ thay đổi cườ ng độ nén (%)

R1 R3 R7 R28 R40

Dải hạt 0-5µm MA77 100 100 100 100 100

MB77 120,6 108 102,8 106,5 105 MC 77 137,9 113,6 106,9 97,8 96

MD 77 144,8 117,2 109,44 95,6 92,5 Dải hạt 5-30µm

MAI 77 100 100 100 100 100

MBI 77 117,8 121,7 102,6 106,6 107,4 MCI 77 137,8 121,7 103,9 100 99,3MDI 77 142,8 123 106,6 97,8 98,5

Dải hạt 30-45µm MAII77 100 100 100 100 100

MBII77 95,8 103,7 107,9 104,5 104 MCII77 88,2 100 102,6 111,4 110 MDII77 85,8 88,8 84,2 114,7 113,8

Dải hạt >45µm MAIII77 100 100 100 100 100

MBIII77 86,2 89,6 97,5 104,5 101,5 MCIII77 81,6 65,5 80 117 111,2

MDIII77 74,7 65,5 77,5 107,9 104







0

10

20

30

40

50

60

18 20 22 24% cỡ hạt (0-5micromet)

c ư

ờ

n

đ ộ

m ẫ

u (

N / m m

2

R1 ngày R3 ngày R7ngày R28 ngày R40 ngàyPoly. (R1 ngày) Poly. (R3 ngày) Poly. (R7ngày) Poly. (R28 ngày) Poly. (R40 ngày)

Hình II.22: Ả nh hưở ng của d ải hạt t ừ 0-5µmđế n cườ ng độ của các mẫ u xi măng MA77, MB77 MC 77 MD77

Hình II.23 : Ả nh hưở ng của d ải hạt t ừ 5-30µmđế n cườ ng độ của các mẫ u xi măng cườ ng độ của các mẫ u xi măng MAI 77,

MBI 77 MCI 77 MDI 77

0

10

20

30

40

50

60

46 48 50 52

% cỡ hạt (5-30micromet)

c ư

ờ n g

đ ộ

m ẫ

u x

i m

ă n g

( N / m m

2

R1 ngày R3 ngày R7 ngày R28 ngày R40 ngày

Poly. (R1 ngày) Poly. (R3 ngày) Poly. (R7 ngày) Poly. (R28 ngày) Poly. (R40 ngày)







Hình II.25: Ả nh hưở ng của d ải hạt t ừ >45µmđế n cườ ng độ của các mẫ u xi măng MAIII 77, MBIII 77 MCIII 77 MDIII 77

Hình II.24 : Ả nh hưở ng của d ải hạt t ừ 30-45µmđế n cườ ng độ của các mẫ u xi măng MAII 77, MBII 77, MCII 77, MDII 77

0

10

20

30

40

50

60

10 12 14 16


c ư

ờ n g đ ộ

m ẫ u

( N / m m

2 )

R1 ngày R3 ngày R7 ngày R28 ngày R40 ngàyPoly. (R1 ngày) Poly. (R3 ngày) Poly. (R7 ngày) Poly. (R28 ngày) Linear (R40 ngày)

0

10

20

30

40

50

60

13 15 17 19

% cỡ hạt (>45micromet)

c ư

ờ n g

đ ộ

m ẫ u

( N

/ m m

2 )

R1 ngày R3 ngày R7 ngày R28 ngày R40 ngàyPoly. (R1 ngày) Poly. (R3 ngày) Poly. (R7 ngày) Poly. (R28 ngày) Poly. (R40 ngày)







Bảng II.12 :S ố liệu cườ ng độ nén của các mẫ u khi thêm 3% thạch cao

Ký hi ệu mẫu

Cườ ng độ mẫu(N/mm2)

R1 R3 R7 R28 R40

Dải hạt 0-5µm

MTCA77 14,5 25 36 46 49,8

MTCB77 17,5 27 37 49 52,3

MTCC77 20 28,4 38,5 45 47,9

MTCD7 21 29,3 39,4 44 46,2

Dải hạt 5-30µm

MTCAI 77 14 23 38 45 47,6

MTCBI77 16,5 28 39 48 51,8

MTCCI 77 19,3 28 39,5 45 47,5

MTCDI 77 20 28,3 40,5 44 47,2

Dải hạt 30-45µm MTCAII 77 17 27 38 44 46,8

MTCBII 77 16,3 28 41 46 49,5

MTCCII77 15 27 39 49 51,4

MTCDII77 14,6 24 32 50,5 52,9

Dải hạt >45µm

MTCAIII77 17,4 29 40 44 47,8

MTCBIII 77 15 26 39 46 48,6

MTCCIII77 14,2 19 32 51,5 52,6

MTCDIII77 13 19 31 47,5 49,8





Luận văn t ố t nghiệ p Cao AnhTuấ n

Đại học Bách Khoa Hà N ội Lớ p: cnvl silicat _K5053

0

10

20

30

40

50

60

18 20 22 24% cỡ hạt (0-5micromet)

c ư

ờ n g đ ộ

m ẫ u

( N / m m

2 )

R1 ngày R3 ngày R7ngày R28 ngày R40 ngàyPoly. (R1 ngày) Poly. (R3 ngày) Poly. (R7ngày) Poly. (R28 ngày) Poly. (R40 ngày)

0

10

20

30

40

50

60

46 48 50 52


c ư

ờ n g đ ộ

m ẫ u

x i m ă n g

( N / m m

2


Hình II.26: Ả nh hưở ng của d ải hạt t ừ 0-5µmđế n cườ ng độ néncủa các mẫ u xi măng MTCA77, MTCB77 MTCC 77 MTCD77

Hình II.27: Ả nh hưở ng của d ải hạt t ừ 5-30µmđế n cườ ng độ néncủa các mẫ u xi măng MTCAI 77, MTCBI 77, MTCCI 77, MTCDI 77







0

10

20

30

40

50

60

13 15 17 19

% cỡ hạt (>45micromet)

c ư ờ n g

đ ộ

m ẫ u

( N / m m

2 )


0

10

20

30

40

50

60

10 12 14 16


c ư

ờ n g đ ộ

m ẫ u

( N / m m

2 )

R1 ngày R3 ngày R7 ngày R28 ngày R40 ngàyPoly. (R1 ngày) Poly. (R3 ngày) Poly. (R7 ngày) Poly. (R28 ngày) Linear (R40 ngày)

Hình II.28: Ả nh hưở ng của d ải hạt t ừ 30-45µmđế n cườ ng độ nén của các mẫ u xi măng MTCAII 77, MTCBII 77 ,MTCCII 77

MTCDII

Hình II.29: Ả nh hưở ng của d ải hạt t ừ >45µmđế n cườ ng độ nén của cácmẫ u xi măng MTCAIII 77, MTCBIII 77, MTCCIII 77, MTCDIII 77







T ừ số liệu trên ta thấ y:

Khi t ăng dải cỡ hạt (0-5 µm) t ừ 18-24% thì c ườ ng độ sớ m(1,3,7 ngày) t ăng dần,đạt cực đại ở mẫu chứa 24%. Tuy nhiên c ườ ng độ muộn (28,40 ngày) t ăng đến mẫu

chứa 20%, ti ếp tục tăng thì c ườ ng độ nén có xu h ướ ng gi ảm.Khi t ăng dải cỡ hạt (5-30 µm) t ừ 46-52% thì c ườ ng độ sớ m(1,3,7 ngày) t ăng

dần, đạt cực đại ở mẫu chứa 52%.Tuy nhiên c ườ ng độ muộn (28,40 ngày) t ăng đếnmẫu chứa 48%, ti ếp tục tăng thì c ườ ng độ nén có xu h ướ ng giảm.

Khi t ăng dải cỡ hạt (30-45 µm) t ừ 10-16% thì c ườ ng độ sớ m 1ngày có xu

hướ ng giảm dần,, đạt cực đại ở mẫu chứa 10%, 3, 7 ngày đạt cực đại ở mẫu chứa 12%.

Tuy nhiên c ườ ng độ muộn (28,40 ngày) có xu h ướ ng t ăng đến cực đại mẫu chứa 52%.

Khi t ăng dải cỡ hạt (>45 µm) t ừ 13-19% thì c ườ ng độ sớ m (1, 3, 7 ngày) có xuhướ ng gi ảm dần, đạt cực đại ở mẫu chứa 13. Tuy nhiên c ườ ng độ muộn (28,40 ngày)

có xu h ướ ng t ăng đến cực đại mẫu chứa 17%, sau đó giảm dần ở mẫu chứa 19%

Các m ẫu có 3% th ạch cao so v ớ i các m ẫu không có th ạch cao đều có cùng quy

luật nhưng ở các tu ổi 1, 3, 7, 28, 40 có c ườ ng độ nén cao h ơ n từ 11-14% so v ớ i mẫukhông có th ạch cao.


Như ta đã biết, cườ ng độ nén của xi m ăng phụ thuộc vào: t ốc độ hydráthóa xi m ăng, lượ ng, bản chất tinh th ể hydrat hóa đượ c tạo ra và đặc biệt là cách

sắp xếp các h ợ p chất hydrát ( c ấu trúc c ủa đá xi m ăng ).

Do đó, hạt xi m ăng càng m ịn thì di ện tích b ề mặt phản ứng t ăng nên t ốcđộ hydrát hóa t ăng, lượ ng tinh th ể hydrát đượ c tạo ra c ũng nhi ều hơ n, do đó

cườ ng độ sớ m cao. Còn n ếu xi m ăng nhi ều hạt thô thì gi ảm cườ ng độ khoáng

trong lõi vì th ực tế nó ch ỉ phản ứng đến một độ sâu nh ất định.

Tuy nhiên, n ếu xi m ăng toàn h ạt m ịn thì các h ạt phản ứng xảy ra g ần như đồng thờ i bắt đầu phản ứng vớ i nướ c, tạo gel đồng thờ i, k ết tinh và tái k ết tinhđồng thờ i nên đồng thờ i tạo ra ứng suất, do đó cườ ng độ giảm.

Nếu xi m ăng có h ạt m ịn, hạt thô thì các h ạt phản ứng x ảy ra không đồng

thờ i, khi có h ạt k ết tinh, thì c ũng có h ạt tạo gel nên tri ệt tiêu ứng suất.

Hơ n nữa, nếu thành ph ần cấp phối cỡ hạt hợ p lý thì cách s ắp xếp các h ợ p chất

hydrát xít đặc hơ n, tạo khung c ấu trúc b ền vững, nâng cao c ườ ng độ cho xi m ăng.

Bở i vậy cần phải có thành ph ần hạt hợ p lý để nâng cao c ườ ng độ cho xi m ăng.







III. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGH Ị

K ế t lu ậ n

• Sau quá trình nghiên c ứu và t ổng hợ p phân tích các s ố liệu thực nghi ệm, đề tàiđi đến một số k ết luận sau:

• Bên c ạnh các ch ỉ tiêu l ượ ng sót sàng và t ỷ diện đánh giá độ mịn xi m ăng cầnthiết phải biết hàm l ượ ng các d ải hạt có trong xi m ăng để cho phép đánh giá đầyđủ về k ết quả nghiền và các tính ch ất của xi m ăng.

• Hoạt tính c ủa xi m ăng t ăng khi t ăng hàm l ượ ng dải cỡ hạt <45µm

• Khi t ăng độ mịn của xi m ăng từ 3228cm 2 /g - 6339cm 2 /g làm t ăng đáng k ể cườ ng độ đá xi m ăng (cả cườ ng độ sớ m lẫn cườ ng độ muộn). Cụ thể, Vớ i tỉ

diện xi m ăng là: 6339cm2

/g thì độ bền nén c ủa đá xi m ăng t ăng ở tất cả các độ tuổi (1,3,7,28,40 ngày) so v ớ i mẫu đối chứng( t ỉ diện 3328 cm 2 /g), c ụ thể ở tuổi3 và 28 ngày l ần lượ t là: 31, 51N/mm 2 so vớ i mẫu đối chứng là: 26, 46N/mm 2 )tươ ng ứng là: 19,2% và 10,8%.

• Dải cỡ hạt 0 – 30 µm có ảnh hưở ng quy ết định đến cườ ng độ ở tuổi sớ m (1, 3, 7ngày). Còn d ải cỡ hạt >30 µm quy ết định cườ ng độ tuổi một tháng và mu ộn hơ n(40 ngày). Điều này hoàn toàn phù h ợ p vớ i các nghiên c ứu về dải cỡ hạt như đãtrình bày ở phần tổng quan.

• Dải thành ph ần cỡ hạt đượ c nghiên c ứu ảnh hưở ng đến độ dẻo chu ẩn, thờ i gian

đông k ết, lượ ng nướ c tiêu chu ẩn cụ thể:- Thờ i gian đông k ết có xu h ướ ng gi ảm khi t ăng dải hạt m ịn

- Thờ i gian đông k ết có xu h ướ ng t ăng khi t ăng dải hạt thô

- Lượ ng nướ c tiêu chu ẩn, nướ c/xi, kh ối lượ ng th ể tích t ăng nh ẹ khi t ăngdải hạt m ịn giảm nhẹ khi t ăng hạt thô.

Từ số liệu nghiên c ứu, đưa ra % d ải hạt tối ưu cho c ườ ng độ ban đầu( 1, 3, 7

ngày), ký hi ệu M1 và % d ải hạt tối ưu cho c ườ ng độ sau này ( 28, 40 ngày), ký hi ệu

M2.

Kiế n ngh ị • Nghiên c ứu ảnh hưở ng của thành ph ần cỡ hạt đến chất lượ ng của xi m ăng trên

quy mô công nghi ệp.

Dải hạtKý hi ệu mẫu

0-5µm(%)

5-30µm(%)

30-45 µm(%)

>45 µm(%)

M ẫ u 1 24 52 10 13

M ẫ u 2 20 48 16 17







• Nghiên c ứu ảnh hưở ng của thành ph ần cỡ hạt đến hàm l ượ ng thạch cao h ợ p lýcho xi m ăng.

• Nghiên c ứu thêm v ề vấn đề xây d ựng quy trình nghi ền xi m ăng tạo thành ph ầnhạt hợ p lý nâng cao ch ất lượ ng xi m ăng. Ví d ụ: Công ngh ệ nghi ền xi m ăng chủ yếu

hiện nay là nghi ền bi + phân ly khí có th ể thay đổi tốc độ rôto ho ặc lượ ng bi đạn nạpvào máy nghi ền để cho phép đáp ứng kh ả năng nâng cao độ mịn của xi m ăng.

• Đề ngh ị cho soát xét l ại tiêu chu ẩn TCVN 4030:2003- ph ươ ng pháp xác địnhđộ mịn xi m ăng nh ằm sử dụng sàng 0045 thay cho sàng 009 đánh giá ch ất lượ ng ximăng nghi ền.







PHẦN PHỤ LỤC






TÀI LIỆU THAM KHẢOTiế ng Vi ệ t:

1. PGS. TS. Bùi Văn Chén (1984), K ỹ thuật sản xuấ t xi măng Pooclang và chấ t k ế tdính, Trườ ng Đại học Bách Khoa Hà N ội.

2. Nguyễn Mạnh Tườ ng (2005), Nghiên cứ u khả năng sử d ụng phụ gia bột đ á vôi siêumịn làm phụ gia khoáng hoạt tính cho xi măng Pooc lăng hỗ n hợ p, Luận v ăn thạc sỹ

khoa h ọc, Tr ườ ng Đại học Bách Khoa Hà N ội.

3. Tạ Minh Hoàng, Nghiên cứ u quy trình nghiề n xi măng t ạo thành phần hạt hợ p lýnâng cao chấ t lượ ng xi măng, Viện VLXD.

4. TS. Tạ Minh Hoàng – Th.s Lư u Thị Hồng, Nghiên cứ u ảnh hưở ng của thành phầnhạt đế n chấ t lượ ng xi măng, Ngu ồn tin Khoa h ọc Công ngh ệ Viện VLXD.

5. VõĐ ình Lươ ng, Hóa h ọc và công ngh ệ sản xuất xi m ăng, Nhà xu ất bản KHKT.

Tiế ng Anh:

6. E. M Gatner, J. F. Young, D. A. Damidot and I. Jawed, Hydration of Portlandcement ,….

7. Waldemar A. Klemm and lawrence D. Adams, An Investigation of the Formation of

Carboaluminates,… Ph ầ n m ề m tra c ứ u:

8. Phạm Quốc Toàn, Tuyể n t ậ p tiêu chuẩ n xây d ự ng Việt Nam 2006 , Công ty c ổ phần tư

vấn đầu tư và chuy ển giao công ngh ệ tự động hóa. Trang web:

• www.moc.gov.vn/site/moc - cổng thông tin b ộ xây d ựng

• www.understanding-cement.com

• www.cement.org


Documents

Nghiên cứu ảnh hưởng của thành phần cỡ hạt tới một số tính chất của xi măng pooc lăng