bài giảng vật liệu silicat xi măng poóc lăng

VAÄT LIEÄU SILICATE PHAÀN: XI MAÊNG POOÙC LAÊNG (PORLAND CEMENT) NỘI DUNG  Clinker XMP và sản phẩm XMP  CNSX xi măng Porland (XMP)  Quá trình thủy hóa XMP GIỚI THIỆU CHUNG  Chất kết dính (CKD) là những chất hoặc hợp chất có khả năng tự rắn chắc, động thời liên kết một hệ khác (sợi hoặc hạt) thành khối vững chắc.  Lực tương tác:  Lực cơ học (ma sát),  Lực hóa học (liên kết do phản ứng hóa học),  Những liên kết lý học đặc biệt khác (lực hạt phân tán, lực Van-der Van, lực tónh điện, cảm ứng ). PHAÂN LOAÏI CKD VOÂ CÔ GIỚI THIỆU CHUNG Xi măng Porland là bột vô cơ có tính kết dính thủy lực, sản phẩm nghiền mòn của hỗn hơp clinker XMP và phụ gia thạch cao (3-5% kl clinker) PC = PC clinker + gypsum (3-5%) Xi măng hỗn hợp là sản phẩm nghiền mòn của xi măng Porland và những phụ gia khác (phụ gia đầy, phụ gia hoạt tính, ) PCB = PC + aditivities ( 20 – 40%) Clinker là bán thành phẩm trong quá trình sản xuất XMP: có được bằng cách nung kết khối hh nguyên liệu tự nhiên như đá vôi, đất sét quặng sắt ở nhiệt độ cao (1450 0 C) sau đó làm nguội nhanh. GIÔÙI THIEÄU CHUNG 7 SƠ LƯC LỊCH SỬ CNSX XMP  Những CKD ban đầu của con người là CKD hữu cơ  CKD dùng xây dựng là các loại đất đá tự nhiên  Ở châu Âu, những vết tích vật liệu được nung đầu tiên xuất hiện khoảng thế kỷ IV – III (T.C.N)  Tên gọi xi măng (cement) xuất hiện đầu tiên có lẽ vào thế kỷ XVIII, vào năm 1702 tại Saint – Peterburg (Nga).  Người đầu tiên đăng ký bằng phát minh về cách nung đá vôi và đất sét tới nóng chảy tạo clinker rồi nghiền lại thành XM và gọi nó là xi măng Poóc lăng, như tên gọi hiện nay, là Joseph Aspdin (người Anh) vào năm 1824 CLINKER: SAÛN PHAÅM SAU KHI NUNG Raw materials ⇒ grinding ⇒ mixing ⇒ raw meal ⇒ kiln feed ⇒ firing 1450 0 C ⇒ cooling ⇒ clinker 9 Clinker ra khỏi lò nung có dạng cục nhỏ với thành phần hóa như sau:  CaO: 62 – 67%,  SiO 2 : 20 – 24%,  Al 2 O 3 : 4 – 7%,  Fe 2 O 3 : 2 – 5%. Trong thành phần clinker luôn có những tạp chất. các ôxít tạp chất phải nằm trong giới hạn cho phép, ví dụ:  MgO ≤ 5% ,  TiO 2 ≤ 0,3 %,  Mn 2 O 3 ≤ 1,5 %,  R 2 O ≤ 1,5 % (tính theo Na 2 O).  SO 3 :0,1 – 1,5%  P 2 O 5 : 0 – 1,5% THÀNH PHẦN PHA CLINKER XMP Tính chất của clinker và XMP do thành phần pha (các loại khoáng và pha thủy tinh) của chúng quyết đònh:  C 3 S: 40 – 60% (khoáng alít: 3CaO.SiO 2 ),  C 2 S: 15 – 35% ( khoáng belít: 2CaO.SiO 2 ),  C 3 A: 4 – 14% ( tri-canxi aluminát: 3CaO.Al 2 O 3 ),  C 4 AF: 10 – 18% (alumo-ferít canxi: 4CaO.Al 2 O 3 .Fe 2 O 3 ).  Ngoài ra còn pha thủy tinh (15-25%), các ôxyt tự do chưa p.ứ hết và các khoáng khác. 10 [...]... alumomanganát canxi 4CaO.Al2O3.Mn2O3 và một lượng ôxít tự do, chưa phản ứng hết trong quá trình nung luyện Trong số đó, không mong muốn nhất là CaO (khống chế 1 – 2%) và MgO tự do, càng ít càng tốt (bé hơn 4 – 6%, tùy tiêu chuẩn mỗi quốc gia) 16 NHỮNG THÔNG SỐ KỸ THUẬT QUAN TRỌNG NHẤT CỦA XMP 1 2 3 4 5 6 7 Khả năng đóng rắn Mác xi măng Khối lượng thể tích Khối lượng riêng Độ mòn bột xi măng Lượng chất... tự do và MgO tự do Nhiệt tỏa ra khi đóng rắn Độ bền hóa Thời gian bảo quản, sử dụng 17 NHỮNG THÔNG SỐ KỸ THUẬT QUAN TRỌNG NHẤT CỦA XMP 1 2 3 4 5 6 7 Khả năng đóng rắn Mác xi măng Khối lượng thể tích Khối lượng riêng Độ mòn bột xi măng Lượng chất mất khi nung (MKN) Độ ổn đònh thể tích 8 9 10 11 12 Lượng nước tiêu chuẩn Lượng vôi (CaO) tự do và MgO tự do Nhiệt tỏa ra khi đóng rắn Độ bền hóa Thời gian... bền trong môi trường kiềm, môi trường sunfát Trong điều kiện có dòng chảy, quá trình ăn mòn mạnh hơn rất nhiều 36 Các ngun nhân gây ăn mòn    Sự phân rã các thành phần của đá xi măng, sự hòa tan và rửa trơi hydroxit canxi Tạo thành các muối dễ tan khi thành phần XM tác dụng với các chất xâm thực và rửa trơi các muối đó Sự hình thành các liên kết mới có thể tích khác với thể tích ban đầu gây ứng... 6750C, nhằm tránh sự biến đổi βC2S thành γ - C2S, là khoáng không có tính kết dính 12 Tri-canxi aluminát C3A    Aluminat canxi: 3CaO Al2O3 (4 – 14%): đóng rắn nhanh, tỏa nhiều nhiệt, không bền trong môi trường xâm thực Dùng phụ gia thạch cao CaSO4.2H2O để hạn chế tốc độ đóng rắn của C3A 13 Alumo-ferít canxi C4AF (10 – 18%):    4CaO Al2O3.Fe2O3 dễ hòa tan trong nước, ít tỏa nhiệt Đóng rắn nhanh... thành bột tơi Khối lượng thể tích phụ thuộc thành phần khoáng, độ mòn và độ ẩm của XMP Phụ thuộcvào độ lèn chặt Ở trạng thái xốp: 1100kg/m3 Ở trạng thái lèn chặt 1300 – 1600kg/m3 19 Khối lượng riêng xi măng khối lượng riêng của clinker XMP thông thường là 3,05 – 3,2 g/cm3 20 5 – Độ mòn bột XM:   XM phải có độ mòn (hoặc diện tích bề mặt riêng) đủ lớn để có tốc độ phản ứng hydrát hóa cần thiết tạo... với phụ gia khoáng hoạt tính với mác 30,40 và 50 N/mm2 Độ bền uốn của những XM loại này tương ứng phải lớn hơn 4,5 ; 5,5; 6 và 6,5 N/mm2 28 Compresive strength of cement 7 –Độ ổn đònh thể tích:    Xi măng sau khi đóng rắn cần có độ ổn đònh thể tích Sự biến đổi thể tích do:  cấu trúc gel của đá XM,  quá trình kết tinh các khoáng trong đá XM,  những phản ứng hóa học xảy ra sau khi XM đóng rắn tỏa...Alít: (40 – 60%) trong clinker XMP là dung dòch rắn khoáng gốc là C3S     Silicat can xi: 3CaO.SiO2 Khoáng chính tạo cường độ của XMP C3S đóng rắn nhanh, cường độ cao, tỏa nhiều nhiệt Dễ ăn mòn 11 Bêlít : là dung dòch rắn gốc C2S   Dạng thù hình cần thiết là β-C2S (15 – 35%) có... riêng (phương pháp Blaine) cần đạt 2700 cm2/g (TCVN 6260, 1999) 21 1 – Khả năng đóng rắn: Tính chất quan trọng nhất của CKD đối với quá trình thi công    Khi trộn với nước vữa XM có thể biến thành vật thể rắn chắc dạng đá (đá XM) Xét về mặt thời gian, quá trình tạo cường độ rất lâu dài Quá trình đóng rắn XMP có thể chia thành hai giai đoạn: giai doạn ninh kết và giai đoạn đóng rắn tiếp tục 23 a) . năng đóng rắn 2. 2. Mác xi măng Mác xi măng 3. 3. Khối lượng thể tích Khối lượng thể tích 4. 4. Khối lượng riêng Khối lượng riêng 5. 5. Độ mòn bột xi măng Độ mòn bột xi măng 6. 6. Lượng chất mất. năng đóng rắn 2. 2. Mác xi măng Mác xi măng 3. 3. Khối lượng thể tích Khối lượng thể tích 4. 4. Khối lượng riêng Khối lượng riêng 5. 5. Độ mòn bột xi măng Độ mòn bột xi măng 6. 6. Lượng chất mất. của hỗn hơp clinker XMP và phụ gia thạch cao ( 3-5 % kl clinker) PC = PC clinker + gypsum ( 3-5 %) Xi măng hỗn hợp là sản phẩm nghiền mòn của xi măng Porland và những phụ gia khác (phụ gia đầy,