Nghiên ứu sử dụng đá vôi làm phụ gia cho xi măng pcb50 fico tây ninh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỒNG VIẾT KIÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐỒNG VIẾT KIÊN NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG ĐÁ VÔI LÀM PHỤ GIA CHO XI MĂNG PCB50 FiCO TÂY NINH KỸ THUẬT HÓA HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT HÓA HỌC KHÓA 2015B Hà Nội – Năm 2017 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17057204843551000000 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐỒNG VIẾT KIÊN NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG ĐÁ VÔI LÀM PHỤ GIA CHO XI MĂNG PCB50 FiCO TÂY NINH Chuyên ngành : KỸ THUẬT HÓA HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS VŨ THỊ NGỌC MINH Hà Nội – Năm 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn thạc sỹ kỹ thuật “Nghiên cứu sử dụng đá vôi làm phụ gia cho Xi măng PCB50 FiCO Tây Ninh” cơng trình nghiên cứu hướng dẫn khoa học TS Vũ Thị Ngọc Minh Các kết nghiên cứu luận văn hoàn toàn trung thực, đáng tin cậy, số liệu tính tốn hồn tồn xác chưa cơng bố cơng trình nghiên cứu TP Hồ Chí Minh tháng năm 2017 ĐỒNG VIẾT KIÊN i LỜI CÁM ƠN Luận văn thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành silicate đề tài “Nghiên cứu sử dụng đá vôi làm phụ gia cho xi măng PCB50 FiCO Tây Ninh” kết trình cố gắng không ngừng thân giúp đỡ, động viên khích lệ thầy, bạn bè đồng nghiệp người thân Qua trang viết xin gửi lời cảm ơn tới người giúp đỡ thời gian học tập - nghiên cứu khoa học vừa qua Tơi xin tỏ lịng kính tr ọng biết ơn sâu sắc TS Vũ Thị Ngọc Minh trực tiếp tận tình hướng dẫn cung cấp tài liệu thông tin khoa học cần thiết cho luận văn Tôi xin chân thành cám ơn Bộ môn Công nghệ vật liệu Silicate, Viện Kỹ thuật hóa học, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, tạo điều kiện thuận lợi thời gian, sở vật chất tiếp cận tài liệu; Xin cảm ơn quý thầy cô Viện Kỹ thuật Hóa học mơn Cơng nghệ vật liệu Silicat hướng dẫn, giúp đỡ động viên tơi q trình thực đề tài luận án Xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo Công ty CP Xi măng FICO Tây Ninh, Phòng Quản Lý Chất Lượng - Nhà máy Xi măng Tây Ninh giúp đỡ thời gian nghiên cứu làm đề tài Mặc dù nỗ lực luận văn tơi khơng thể tránh khỏi thiếu sót hạn chế thời gian kinh nghiệm Tôi mong đóng góp ý kiến Thầy, Cô để luận văn tốt nghiệp hồn thiện TP Hồ Chí Minh, ngày……tháng……năm……… Sinh viên ĐỒNG VIẾT KIÊN ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CÁM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC KÝ HIỆU VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ viii MỞ ĐẦU Mục tiêu đề tài Phạm vi đề tài CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan xi măng Pooc lăng 1.1.1 Xi măng Pooc lăng hỗn hợp 1.1.2 Clinker 1.1.2.1 Thành phần hóa 1.1.2.2 Thành phần khoáng 1.2 Phụ gia xi măng Pooc lăng 11 1.2.1 Thạch cao 11 1.2.2 Đá vôi 11 1.2.4 Phụ gia trợ nghiền 11 1.3 Vai trị đá vơi xi măng 12 1.3.1 Tình hình nghiên cứu sử dụng phụ gia đá vôi giới 12 1.3.1.1 Ở Châu Âu [16] 12 1.3.1.2 Ở Nhật Bản [2] : 14 1.3.1.3 Các quốc gia khác [16]: 14 1.3.1.4 Một số cơng trình nghiên cứu: 16 1.3.2 Tình hình nghiên cứu sử dụng đá vôi Việt Nam: 18 iii 1.3.2.1 Một số cơng trình nghiên cứu: 19 1.3.3 Ảnh hưởng đá vôi xi măng: 19 1.3.3.1 Phân bố kích thước hạt [16]: 19 1.3.3.2 Hydrat hóa [16]: 22 1.3.3.3 Vi cấu trúc [16] 24 1.4 Q trình hydrat hóa đóng rắn xi măng .25 1.4.1 Sự hydrat hóa đóng rắn xi măng khơng có phụ gia 25 1.4.1.1 Sự hydrat hóa khoáng xi măng 25 1.4.1.2 Q trình hydrat hóa đóng rắn xi măng 31 1.4.2 Sự hydrat hóa đóng rắn xi măng có có mặt phụ gia khống phụ gia đá vơi 38 1.4.2.1 Sự hydrat hóa đóng rắn xi măng có có mặt phụ gia khống 38 1.4.2.2 Q trình hydrat hóa xi măng có mặt phụ gia đá vôi 39 1.5 Kết luận từ tổng quan: 43 CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 44 2.1 Quy trình tiến hành nghiên cứu thực nghiệm: 44 2.1.1 Sơ đồ quy trình tiến hành nghiên cứu thực nghiệm: 44 2.1.2 Quy trình chuẩn bị mẫu: 44 2.2 Nguyên vật liệu sử dụng nghiên cứu: 45 2.2.1 Clinker: 45 2.2.2 Thạch cao: 46 2.2.3 Đá vôi: 47 2.3 Tỷ lệ cấp phối: .48 2.4 Các phương pháp xác định tính chất lý: 49 2.4.1 Phương pháp xác định cường độ (độ bền): 49 2.4.2 Phương pháp xác định lượng nước tiêu chuẩn: 49 2.4.3 Phương pháp xác định thời gian đông kết : 50 iv 2.4.4 Phương pháp xác định độ ổn định thể tích theo Le Chatelier: 50 2.4.5 Phương pháp xác định lượng sót sàng: 51 2.4.6 Phương pháp xác định độ mịn Blaine: 52 2.4.7 Phương pháp chụp ảnh vi cấu trúc kính hiển vi điện tử (SEM): 53 2.4.8 Phương pháp phân tích thành phần hạt phương pháp tán xạ laser: 54 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN 57 3.1.Ảnh hưởng hàm lượng đá vôi thời gian nghiền đến độ mịn .57 3.2 Ảnh hưởng hàm lượng đá vôi đến thành phần hạt 58 3.3 Ảnh hưởng hàm lượng đá vơi đến lượng sót sàng 0,045 mm .60 3.4 Ảnh hưởng hàm lượng đá vôi độ mịn đến lượng nước tiêu chuẩn 61 3.5 Ảnh hưởng hàm lượng đá vôi độ mịn đến thời gian đông kết 63 3.6 Ảnh hưởng hàm lượng đá vôi độ mịn đến phát triển cường độ 65 3.7.Nghiên cứu vi cấu trúc thông qua ảnh SEM 69 KẾT LUẬN 71 KIẾN NGHỊ 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 v DANH MỤC KÝ HIỆU VIẾT TẮT S SiO2 – silic điôxit A Al2O3 – nhôm ôxit F Fe2O3 – sắt ôxit C3S 3CaO.SiO2 – tricanxi silicat C2S 2CaO.SiO2 – dicanxi silicat C3A 3CaO.Al2 O3 – tricanxi aluminat C4AF 4CaO.Al2 O3.Fe2O3 – tetracanxi alumoferit C-S-H xH2O.ySiO 2.zH2O – hydro canxi silicat C3AH6 3CaO.Al2 O3.6H 2O – hydro canxi aluminat CLK clinker CKT cặn không tan MKN nung TC thạch cao ĐV đá vôi Pu pozzolan XM xi măng N/K tỷ lệ nước/khoáng N/XM tỷ lệ nước/xi măng XMP xi măng Pooc lăng PCB xi măng Pooc lăng hỗn hợp R45 sàng 45µm R90 sàng 90µm vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Thành phần hóa học clinker Bảng 1.2 Các thành phần khống clinker Bảng 1.3 Danh mục LPC Châu Âu [16] 12 Bảng 1.4 Các yêu cầu lý xi măng Châu Âu [16] 13 Bảng 1.5 Hàm lượng đá vôi cho phép quốc gia khu vực Trung Nam Mỹ 15 Bảng 1.6 Các tính chất LPC (theo Schmidth-2004) 20 Bảng 2.1 Thành phần hóa clinker Nhà máy Xi măng Tây Ninh sử dụng thí nghiệm theo TCVN 141:2008 46 Bảng 2.2: Thành phần khoáng clinker sử dụng đề tài 46 Bảng 2.3: Chất lượng thạch cao nhập vào kho Nhà máy 46 Bảng 2.4: Thành phần hóa thạch cao sử dụng thí nghiệm 47 Bảng Thành phần hóa đá vơi sử dụng thí nghiệm 48 Bảng Tỷ lệ cấp liệu cho máy nghiền thí nghiệm: 48 Bảng Ảnh hưởng hàm lượng đá vôi thời gian nghiền đến độ mịn 57 Bảng 2.Các thông số độ mịn đặc trưng mẫu xi măng 59 Bảng 3.Kết hàm lượng đá vơi đến độ sót sàng R45 60 Bảng 4.Kết hàm lượng đá vôi độ mịn đến lượng nước tiêu chuẩn 61 Bảng Kết hàm lượng đá vôi độ mịn đến thời gian đông kết 63 Bảng Kết hàm lượng đá vôi độ mịn đến phát triển cường độ 65 vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1: Hình ảnh chụp vi cấu trúc khống clinker Hình 1.2: Khống Alite [17] Hình 1.3: Khống Belite [17] Hình 1.4: Khống C3A C4AF [18] Hình 1.5: Tỷ lệ loại xi măng EN197-1 khác sử dụng Châu Âu từ năm 1999 đến năm 2004 [16] 14 Hình 1.6: Phân bố kích thước hạt thành phần xi măng nghiền chung với đá vôi Đá vôi nghiền phần mịn so với clinker nghiền [16] 21 Hình 1.7: Kết độ co (Bentz et al 2009) cho thấy thời gian xuất vết nứt bê tơng có tỷ lệ xi măng/nước thấp với 10% đá vơi (và mẫu khơng có đá vơi) dài Mẫu có đá vơi thơ tốn nhiều thời gian để phá vỡ [16] 22 Hình 1.8: Tính tốn hàm lượng pha thủy hóa hỗn hợp bao gồm C3A, CSH với tỷ lệ sunphat cố định (SO3/Al2O 3=1) với hàm tỷ lệ cacbonat (CO2/Al2O3) 25oC (tổng lượng chất rắn không đổi,C 3A+CaSO4+CH+Cc=3,25 mol, phản ứng với 500g nước) [16] 23 Hình 1.9: Mối tương quan độ xốp phát triển cường độ với đá vôi (Matschei et Al 2007b) [16] 24 Hình 1.10: Sự tạo thành CSH sau 50h 1200C 26 Hình 1.11: Vữa xi măng sau ngày hydrat hóaC3S: Ca(OH)2 CSH 26 Hình 1.12: Sự thay đổi tốc độ mức độ hydrat hoá đơn tinh thể C3S nghiền mịn ( ÷5 µm ) 27 Hình 1.13: Sản phẩm C-S-H hydrat hố C2S Sự hydrat hóa khống aluminat canxi 28 Hình 1.14: Cấu trúc hình kim ettringite 29 Hình 1.16 Sự thay đổi thành phần ion nước lỗ rỗng hồ XM đóng rắn 32 Hình 1.17: Sản phẩm sau thủy hóa 33 Hình 1.20: Quá trình tạo gel hydrat liên tục theo thời gian 38 viii