Khảo sát ảnh hưởng của deipa tới cường độ sớm của đá xi măng

Khảo sát ảnh hưởng DEIPA tới cường độ sớm đá xi măng SVTH: Phạm Hoàng Hiệp GVHD: PGS.TS Tạ Ngọc Dũng MSSV: 20180723 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI: Mục tiêu đề tài: • Khảo sát ảnh hưởng DEIPA tới cường độ sớm đá xi măng Phạm vi nghiên cứu: • Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng DEIPA – phần vạn tới cường độ sớm đá xi măng độ mịn khác Nội dung khảo sát: • Ảnh hưởng DEIPA đến cường độ sớm đá xi măng • Đo khối lượng MKN mẫu đá xi măng • Đo nhiệt thủy hóa mẫu hồ xi măng • Chụp ảnh SEM mẫu hồ thủy hóa ngày tuổi khác NỘI DUNG I TỔNG QUAN II PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN IV KẾT LUẬN TỔNG QUAN Các phụ gia gốc Alkanolamine Bảng 1: Một số phụ gia gốc alkanolamine sử dụng xi măng [9] Hình 1: Cơng thức phân tử alkanolamine tổng hợp [10] Tên chất Công thức phân tử Triethanolamine (TEA) C6H15NO3 Diethanolisopropanolamine (DEIPA) C7H17NO3 Ethanoldiisopropanolamine (EDIPA) C8H19NO3 C H NO Triisopropanolamine (TIPA) N,N,N′,N′–Tetrakis–(2–hydroxyethyl)ethylenediamine,N′,N′–Tetrakis–(2–hydroxyethyl)ethylenediamine–Tetrakis–(2–hydroxyethyl)ethylenediamine (THEED) (THPED) C H NO 10 N,N,N′,N′–Tetrakis–(2–hydroxyethyl)ethylenediamine,N′,N′–Tetrakis–(2–hydroxyethyl)ethylenediamine–Tetrakis–(2–hydroxypropyl)ethylenediamine 21 24 C H NO 14 32 TỔNG QUAN Ảnh hưởng phụ gia gốc Alkanolamine đến cường độ nén xi măng Bảng 3: Cường độ nén mẫu vữa xi măng [10] Bảng 2: Tính chất lý xi măng khơng có có 0,015% alkanolamine khác nhau[15] Cường độ nén (Mpa) Alkanolamine Cường độ nén ngày (MPa) Cường độ nén 28 ngày (MPa) Mẫu tham chiếu 38,7 57,1 TEA 41,7 57,5 TIPA 39,4 61,2 DEIPA 41,3 62,4 EDIPA 40,7 61,1 THEED 39,9 61,3 Các loại phụ gia Hàm lượng (%) ngày 28 ngày 56 ngày  Tất alkanolamine cải thiện hiệu cường độ xi măng ngày tuổi với hàm lượng phù hợp Không phụ gia 21.85 40.36 51.93 68.97 74.28 TEA 0.02 0.04 0.02 22.26 21.28 23.85 41.87 41.69 42.14 50.55 51.36 54.9 65.02 66.34 70.68 65.84 70.93 78.73 DEIPA EDIPA TIPA THEED THPED 0.04 0.02 0.04 0.02 0.04 0.02 0.04 0.02 0.04 21.63 22.14 20 19.69 18.82 19.67 19.34 19.38 19.05 39.91 41.67 42.06 41.2 41.16 40.02 42.02 39.74 39.5 51.75 56.06 55.03 57.27 56.35 55.56 56.65 52.99 52.73 68.99 75.1 74.53 72.33 77 70.73 72.96 68.19 69.08 72.02 84.48 76.18 81.68 79.69 77.51 80.04 75.79 76.99 TỔNG QUAN Ảnh hưởng phụ gia gốc Alkanolamine đến q trình thủy hóa xi măng • Trong vài phút đầu tiên, alkanolamine đẩy nhanh q trình hịa tan C3A bề mặt chúng • So với mẫu khơng sử dụng phụ gia, đặc biệt mẫu sử dụng TEA, DEIPA TIPA, thạch cao phản ứng C3A tạo nhiều ettringite (đỉnh 1) • Ngồi alkanolamine thúc đẩy q trình chuyển hóa ettringite thành monosulfat, q trình thể rõ đỉnh số Hình 2: Nhiệt thủy hóa hồ xi măng Portland có khơng có alkanolamine [22] TỔNG QUAN Ảnh hưởng phụ gia gốc Alkanolamine đến trình thủy hóa xi măng • Việc bổ sung phụ gia gốc alkanolamine thay đổi đáng kể hình thái sản phẩm hydrat hóa, chẳng hạn AFt C – S – H • Ở mẫu khơng sử dụng phụ gia AFt ngắn dày mẫu có sử dụng phụ gia AFt dài mỏng • C – S – H thể dạng tổng hợp xuất dày đặc mẫu sử dụng phụ gia gốc alkanolamine mẫu khơng sử dụng C – S – H lại có dạng mảnh rời rạc Hình 3: Ảnh SEM hồ xi măng thủy hóa 12 Hồ xi măng trắng ((a), (b)) hồ xi măng với 0,1% THEED ((c), (d)) [25] TỔNG QUAN Phụ gia DEIPA (Diethanol isopropanolamine) CTPT: C7H17NO3 • Cấu trúc khơng đối xứng, gốc OH • Có dạng lỏng màu vàng nhẹ khơng màu, độ nhớt cao nước, có mùi hắc nhẹ • Khơng độc, tan hồn tồn nước Độ pH khoảng 9.5 – 11 • Nhiệt độ sơi: 145oC áp suất 0.6 mmHg • Mật độ tương đối: 1.079 g/ml nhiệt độ 25oC Hình 4: Công thức cấu tạo DEIPA [33] TỔNG QUAN Ảnh hưởng DEIPA đến cường độ nén xi măng • Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng phụ gia DEIPA khác lên xi măng đá vôi pooc lăng tỷ lệ đá vôi khác • Nhìn chung việc bổ sung DEIPA cho hiệu tốt mặt cường độ xi măng tỷ lệ đá vơi khác • Mức tăng hiệu hàm lượng 0,03% DEIPA hỗn hợp có 10% đá vơi (tăng Mpa) 0,02% DEIPA hỗn hợp có 20% đá vơi (tăng 4.4 Mpa) Hình 5: Cường độ nén xi măng sau ngày [36] TỔNG QUAN Ảnh hưởng DEIPA đến q trình thủy hóa xi măng Hình 7: (a, b): Dòng nhiệt so với thời gian thủy hóa mẫu xi măng [39] • Đỉnh số thể hịa tan vơi tự do, C3A, C3S hình thành AFt Hình 6: Nhiệt thủy hóa mẫu hồ xi măng có phụ gia khơng có phụ gia DEIPA [36] • Đỉnh số hai chủ yếu hòa tan nhanh chóng C3S kết tủa pha gel CH C – S – H • Đỉnh số ba liên quan đến trình thủy hóa thứ cấp C3A chuyển hóa AFt thành AFm • Hình dạng đỉnh sắc nét hàm lượng phụ gia tăng dần TỔNG QUAN KẾT LUẬN TỔNG QUAN • Có thể thấy hàm lượng DEIPA thích hợp có khả cải thiện tốt cường độ tuổi sớm cải thiện tốt cường độ tuổi muộn xi măng pooc lăng • DEIPA có ảnh hưởng tích cực tới khả hydrat hóa xi măng poóc lăng (thay đổi mức độ, tốc độ hydrat hóa khống,…) tuổi sớm tuổi muộn • Các nghiên cứu trước cho thấy hàm lượng tối ưu DEIPA từ – phần vạn, khoảng hàm lượng gây ảnh hưởng tiêu cực đến cường độ nén xi măng • Với góc độ người tập làm nghiên cứu, đồ án tập trung khảo sát, kiểm chứng ảnh hưởng DEIPA với hàm lượng – phần vạn tới cường độ sớm đá xi măng PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM Sơ đồ thí nghiệm Clanke