nghiên cứu chế tạo màng chống thấm trên cơ sở hỗn hợp chất kết dính bột polymer tái phân tán và xi măng pcb

NGUYỄN TIẾN DŨNG BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN TIẾN DŨNG KỸ THUẬT HÓA HỌC NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MÀNG CHỐNG THẤM TRÊN CƠ SỞ HỖN HỢP CHẤT KẾT DÍNH BỘT POLYMER TÁI PHÂN TÁN VÀ XI MĂNG PCB LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÓA HỌC 2013B Hà Nội – 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN TIẾN DŨNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MÀNG CHỐNG THẤM TRÊN CƠ SỞ HỖN HỢP CHẤT KẾT DÍNH BỘT POLYMER TÁI PHÂN TÁN VÀ XI MĂNG PCB Chuyên ngành : KỸ THUẬT HÓA HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Bạch Trọng Phúc TS Trịnh Minh Đạt Hà Nội - 2014 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN TIẾN DŨNG LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng đạo người hướng dẫn khoa học, số liệu, kết thí nghiệm nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tác giả luận văn Nguyễn Tiến Dũng i LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN TIẾN DŨNG LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Bạch Trọng Phúc TS Trịnh Minh Đạt tận tình hướng dẫn, bảo tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ em suốt trình làm luận văn tốt nghiệp Em cảm ơn thầy, cô Trung tâm Nghiên cứu vật liệu polyme - Viện Kỹ thuật Hóa học - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Trung tâm Vật liệu hữu hóa phẩm xây dựng - Viện Vật liệu xây dựng giúp đỡ tạo điều kiện cho em hoàn thành luận văn Cảm ơn đồng nghiệp, bạn bè gia đình ủng hộ, động viên hoàn thành khóa học cao học 2013B Hà Nội, ngày 22 tháng 12 năm 2014 Học viên NGUYỄN TIẾN DŨNG ii LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN TIẾN DŨNG MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIÊT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ix MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu hệ vật liệu chống thấm gốc xi măng-polyme 1.1.1 Tình hình nghiên cứu ứng dụng nước 1.1.2 Tình hình nghiên cứu ứng dụng Việt Nam 10 1.2 Bột polyme tái phân tán 12 1.2.1 Giới thiệu bột polyme tái phân tán 12 1.2.2 Quá trình hình thành màng polyme 14 1.2.3 Quá trình hình thành màng polyme dung dịch hồ xi măng qua phân tích ảnh ESEM 16 1.2.4 Cơ chế tác dụng polyme hỗn hợp với xi măng 18 1.2.5 Vai trò bột polyme tái phân tán màng chống thấm 23 1.2.6 Cơ chế tương tác loại phụ gia hỗn hợp xi măng-polyme 25 CHƢƠNG NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33 2.1 Nguyên vật liệu 33 2.1.1 Xi măng 33 2.1.2 Silicafum 34 2.1.3 Cát trắng 35 iii LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN TIẾN DŨNG 2.1.4 Bột polyme tái phân tán 36 2.1.5 Phụ gia 38 2.2 Các phương pháp nghiên cứu 40 2.3 Thiết bị dụng cụ thử nghiệm 42 CHƢƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 43 3.1 Nghiên cứu lựa chọn loại hàm lượng bột polyme tái phân tán 43 3.1.1 Ảnh hưởng bột polyme tái phân tán Vinapas 7055N 44 3.1.2 Ảnh hưởng bột polyme tái phân tán Vinapas 8034H 46 3.1.3 Ảnh hưởng bột polyme tái phân tán DOW™ DLP 2141 48 3.1.4 Ảnh hưởng bột polyme tái phân tán Elotex MP 2080 50 3.2 Nghiên cứu lựa chọn hàm lượng silicafum Elkem Microsilica Grade 940U màng chống thấm 52 3.3 Nghiên cứu ảnh hưởng phụ gia siêu dẻo gốc PC đến số tính chất màng chống thấm 55 3.3.1 Phụ gia siêu dẻo Melflux 2641F 56 3.3.2 Phụ gia siêu dẻo OS-P 57 3.3.3 Phụ gia siêu dẻo Mighty 21PSD 59 3.4 Nghiên cứu ảnh hưởng loại hàm lượng phụ gia phá bọt đến tính chất màng chống thấm 62 3.4.1 Phụ gia phá bọt Vinapor DF 9010F 63 3.4.2 Phụ gia phá bọt Agitan P804 64 3.5 Nghiên cứu điều chỉnh hàm lượng sử dụng bột polyme tái phân tán Vinapas 7055N 67 3.6 Khảo sát ảnh hưởng nguồn xi măng PCB40 khác đến tính chất màng chống thấm 69 iv LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN TIẾN DŨNG 3.7 Nghiên cứu ảnh hưởng bột polyme tái phân tán đến liên kết cấu trúc màng chống thấm phân tích phổ hồng ngoại IR 71 3.8 Phân tích cấu trúc vật liệu kính hiển vi điện tử quét (SEM) 72 3.9 Bảng thành phần phối liệu để chế tạo màng chống thấm gốc xi măng - polyme sở chất kết dính bột polyme tái phân tán xi măng PCB 75 3.10 Quy trình công nghệ sản xuất màng chống thấm quy mô pilot 2.000 tấn/năm 76 3.10.1 Sơ đồ dây truyền 76 3.10.2 Thuyết minh dây chuyền công nghệ công suất 2.000 tấn/năm 77 KẾT LUẬN 78 KIẾN NGHỊ 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 v LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN TIẾN DŨNG DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIÊT TẮT Ký hiệu chữ viết tắt CKD Thuật ngữ Chất kết dính CĐBD Cường độ bám dính EVA Etylen Vinyl Axetat KL Khối lượng ĐKTC Điều kiện tiêu chuẩn MFFT Minimum Film Forming Temperature (Nhiệt độ hình thành màng tối thiểu) PAE Polyacrylic este PC Polycarboxylat PEO Polyoxyethylen PKL Phần khối lượng SF Silicafum T.X Tiếp xúc Tg Va-VeoVa VeoVa Nhiệt độ thủy tinh hóa Vinyl axetat-vinyl este axit versatic Vinyl este axit versatic XM Xi măng PCB Xi măng poóc lăng hỗn hợp vi LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN TIẾN DŨNG DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Các tiêu kỹ thuật màng chống thấm cần đạt Bảng 2.1 Kết phân tích thành phần hóa học xi măng PCB40 Nghi Sơn Bảng 2.2 Tính chất lý xi măng PCB40 Nghi Sơn Bảng 2.3 Một số thông số kỹ thuật silicafum Grade 940U Bảng 2.4 Các tiêu kỹ thuật cát trắng Quảng Bình với kích thước hạt nhỏ 0,315 mm Bảng 2.5 Phân bố cỡ hạt cát trắng Quảng Bình Bảng 2.6 Một số thông số kỹ thuật Vinnapas 7055N Vinapas 8034H Bảng 2.7 Các thông số kỹ thuật Elotex DLP 2141 Dow MP 2080 Bảng 2.8 Thông số kỹ thuật số loại phụ gia siêu dẻo gốc PC Bảng 2.9 Thông số kỹ thuật hai loại phụ gia phá bọt Bảng 3.1 Thành phần phối liệu sử dụng nghiên cứu lựa chọn loại hàm lượng bột polyme tái phân tán Bảng 3.2 Ảnh hưởng bột Vinapas 7055N đến số tính chất màng chống thấm Bảng 3.3 Ảnh hưởng hàm lượng bột polyme tái phân tán Vinapas 8034H đến số tính chất màng chống thấm Bảng 3.4 Ảnh hưởng hàm lượng bột polyme tái phân tán DLP 2141 đến số tính chất màng chống thấm Bảng 3.5 Ảnh hưởng hàm lượng bột polyme tái phân tán Elotex MP 2080 đến số tính chất màng chống thấm Bảng 3.6 Hàm lượng sử dụng bột polyme tái phân tán thích hợp để chế tạo màng chống thấm hãng cung cấp khác Bảng 3.7 Thành phần phối liệu sử dụng nghiên cứu ảnh hưởng SF Grade 940U đến số tính chất màng chống thấm Bảng 3.8 Ảnh hưởng SF Grade 940U đến số tính chất màng chống thấm vii LUẬN VĂN THẠC SĨ Bảng 3.9 NGUYỄN TIẾN DŨNG Thành phần phối liệu sử dụng nghiên cứu ảnh hưởng phụ gia siêu dẻo gốc PC đến số tính chất màng chống thấm Bảng 3.10 Ảnh hưởng phụ gia Melflux 2641F đến tính chất màng chống thấm Bảng 3.11 Ảnh hưởng phụ gia siêu dẻo OS-P đến số tính chất màng chống thấm Bảng 3.12 Ảnh hưởng phụ gia Mighty 21PSD đến tính chất màng chống thấm Bảng 3.13 Bảng tổng hợp kết thử nghiệm loại phụ gia siêu dẻo Bảng 3.14 Thành phần phối liệu khảo sát ảnh hưởng phụ gia phá bọt đến tính chất màng chống thấm Bảng 3.15 Ảnh hưởng phụ gia phá bọt Vinapor DF 9010F đến tính chất màng chống thấm Bảng 3.16 Ảnh hưởng phụ gia phá bọt Agitan P804 đến tính chất màng chống thấm Bảng 3.17 Các kết nghiên cứu luận văn so với mục tiêu đặt Bảng 3.18 Thành phần phối liệu nghiên cứu điều chỉnh hàm lượng sử dụng bột polyme tái phân tán Vinapas 7055N Bảng 3.19 Kết nghiên cứu điều chỉnh hàm lượng sử dụng bột polyme tái phân tán Vinapas 7055N Bảng 3.20 Thành phần phối liệu để khảo sát ảnh hưởng nguồn PCB40 khác đến tính chất màng chống thấm Bảng 3.21 Ảnh hưởng nguồn xi măng PCB40 số nhà máy khác đến tính chất màng chống thấm Bảng 3.22 Thành phần phối liệu chế tạo màng chống thấm gốc xi măng - polyme viii LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN TIẾN DŨNG Bảng 3.18: Thành phần phối liệu nghiên cứu điều chỉnh hàm lượng sử dụng bột polyme tái phân tán Vinapas 7055N Tên nguyên liệu TT Đơn vị Khối lƣợng Xi măng PCB40 Nghi Sơn 100 Cát trắng QB có dmax = 0,315 mm 100 SF Grade 940U Phụ gia siêu dẻo Melflux 2641F Phụ gia phá bọt Vinapor DF 9010F Bột polyme tái phân tán Vinapas 7055N PKL 0,15 0,10 30 - 35 Kết nghiên cứu điều chỉnh hàm lượng sử dụng bột polyme tái phân tán Vinapas 7055N đến tính chất màng chống thấm trình bày bảng 3.19 Bảng 3.19: Kết nghiên cứu điều chỉnh hàm lượng sử dụng bột polyme tái phân tán Vinapas 7055N TT Tên tiêu Đơn vị Tỷ lệ Vinapas %KL so 7055N với XM CĐBD: Ở ĐKTC Sau ngâm nước Sau lão hóa nhiệt N/mm2 Sau chu kỳ băng giá T.X với nước clo T.X với nước vôi Khả tạo cầu vết nứt ở: mm ĐKTC -5 oC Độ chống thấm 150 kPa sau ngày Hiện tượng - Thời gian thi công - DF TU1 TU2 TU3 TU3 TU4 35,0 34,0 33,0 32,0 31,0 30,0 1,02 0,97 0,84 0,93 0,91 0,95 1,00 0,95 0,82 0,91 0,89 0,93 0,97 0,92 0,79 0,87 0,86 0,92 0,95 0,90 0,75 0,86 0,84 0,89 0,91 0,87 0,71 0,82 0,80 0,86 0,89 0,85 0,67 0,78 0,77 0,83 0,90 0,83 Không thấm Không bọt 30 phút 0,88 0,81 Không thấm Không bọt 30 phút 0,84 0,73 Không thấm Không bọt 30 phút 0,82 0,69 Không thấm Không bọt 30 phút 68 0,87 0,85 0,78 0,76 Không Không thấm thấm Không Không bọt bọt 30 30 phút phút LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN TIẾN DŨNG Nhận xét: Qua kết nghiên cứu bảng 3.19 cho thấy rằng, giảm hàm lượng bột polyme tái phân tán Vinapas 7055N từ 35,0 %KL so với xi măng xuống 32,0 %KL so với xi măng tính chất sản phẩm nghiên cứu đáp ứng mục tiêu luận văn đặt ra, đồng thời giảm đáng kể chi phí giá thành sản phẩm Vì vậy, luận văn lựa chọn hàm lượng bột polyme tái phân tán sử dụng thích hợp 32,0 %KL so với xi măng 3.6 Khảo sát ảnh hƣởng nguồn xi măng PCB40 khác đến tính chất màng chống thấm Hiện nước ta có nhiều nhà máy sản xuất xi măng trải khắp nước, cung cấp cho thị trường nhiều chủng loại sản phẩm Mỗi loại xi măng có tính chất hóa lý lý khác ảnh hưởng tới tính chất sản phẩm Vì vậy, luận văn nghiên cứu ảnh hưởng xi măng PCB40 số nhà máy khác đến tính chất màng chống thấm Thành phần phối liệu sử dụng nghiên cứu trình bày bảng 3.20 Bảng 3.20: Thành phần phối liệu để khảo sát ảnh hưởng nguồn PCB40 khác đến tính chất màng chống thấm TT Tên nguyên liệu Đơn vị Khối lƣợng Xi măng PCB40 (Tùy loại) 100 Cát trắng QB có dmax = 0,315 mm 100 SF Grade 940U Phụ gia siêu dẻo Melflux 2641F Phụ gia phá bọt Vinapor DF 9010F Bột polyme tái phân tán Vinapas 7055N PKL 0,15 0,10 32 Kết nghiên cứu trình bày bảng 3.21 Tính bám dính màng biểu thị khả liên kết với vật liệu phụ thuộc vào chất lượng chất kết dính sử dụng nên sử dụng xi măng 69 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN TIẾN DŨNG PCB40 số nhà máy khác nhau: cường độ bám dính, khả tạo cầu vết nứt màng chống thấm khác Bảng 3.21: Ảnh hưởng nguồn xi măng PCB40 số nhà máy khác đến tính chất màng chống thấm TT Tên tiêu NS HT BS CF DH 0,60 0,60 0,60 0,60 0,60 Ở ĐKTC 0,95 0,92 0,94 0,91 0,90 Sau ngâm nước 0,90 0,87 0,88 0,85 0,83 Sau lão hóa nhiệt 0,75 0,73 0,75 0,71 0,70 Sau chu kỳ băng giá 0,86 0,81 0,85 0,79 0,78 T.X với nước clo 0,84 0,79 0,81 0,78 0,76 T.X với nước vôi 0,89 0,87 0,86 0,82 0,80 ĐKTC 0,85 0,83 0,84 0,83 0,82 - oC 0,76 0,76 0,76 0,75 0,75 Không thấm Không thấm Không thấm Không thấm Không thấm Tỷ lệ Nước/CKD CĐBD, N/mm Xi măng PCB40 Khả tạo cầu vết nứt, mm Độ chống thấm 150 kPa, ngày PP thử BS EN 14891:2007 Ghi chú: NS: Nghi Sơn; HT: Hoàng Thạch; BS: Bút Sơn; CF: ChinFon; DH:Duyên Hà Nhận xét: Qua kết khảo sát bảng 3.21 rút kết luận: tất xi măng PCB40 nhà máy khác sử dụng chế tạo màng chống thấm, nhiên nên có thử nghiệm nguyên liệu cấp phối trước sản xuất để ổn định chất lượng sản phẩm tính hiệu sử dụng nguồn xi măng gần khu vực sản xuất để tiết kiệm chi phí vận chuyển, chủ động nguồn nguyên liệu 70 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN TIẾN DŨNG 3.7 Nghiên cứu ảnh hƣởng bột polyme tái phân tán đến liên kết cấu trúc màng chống thấm phân tích phổ hồng ngoại IR M0 1875.4 90 2920.8 2855.4 3856.4 100 796.5 778.4 60 462.3 3450.2 50 692.7 875.7 1547.9 1424.7 70 1640.5 %Transmittance 80 1086.5 40 30 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 Wavenumbers (cm-1) Number of sample scans: 32 Number of background scans: 32 Resolution: 4.000 Sample gain: 4.0 Mirror velocity: 0.6329 Aperture: 100.00 Hình 3.8: Phổ IR vữa xi măng thông thường 1441.9 669.9 1242.5 468.1 75 1464.5 70 1118.2 %Transmittance 80 1739.8 2931.9 85 2857.8 90 874.8 1876.4 95 796.5 M3 1641.1 100 65 60 55 50 3450.2 45 40 35 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 Wavenumbers (cm-1) Number of sample scans: 32 Number of background scans: 32 Resolution: 4.000 Sample gain: 4.0 Mirror velocity: 0.6329 Aperture: 100.00 Hình 3.9: Phổ IR màng chống thấm gốc xi măng - polyme Nhận xét: Quan sát quang phổ hồng ngoại IR mẫu vữa xi măng thông thường (hình 3.8) nhận thấy peak xuất tần số 3450.2 cm-1 đại diện cho liên kết 71 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN TIẾN DŨNG O-H, tần số 1640.5 cm-1 đặc trưng cho liên kết H-O-H, tần số 1424.7 cm-1, 875.7 cm-1 692.7 cm-1 đặc trưng cho CO32- Peak có tần số 1086.5 cm-1 đại diện cho SO42-, tần số 796.5 cm-1 liên kết Al-O, tần số 462.3 cm-1 đặc trưng cho liên kết Si-O Với có mặt chất kết dính hữu terpolyme vinyl axetat, vinyl este etylen hồ xi măng, dễ nhận thấy có thay đổi phổ IR (hình 3.9) bao gồm cường độ xuất peak Ngoài peak có tần số với mẫu vữa xi măng thông thường, mẫu màng chống thấm có thêm peak riêng tần số 1739.8 cm-1 1242.5 cm-1 Các peak xuất có mặt liên kết hợp chất hữu cơ, cụ thể liên kết đôi C=O tần số 1739.8 cm-1 liên kết đơn C-O tần số 1242.5 cm-1 Như vậy, việc biến tính vữa xi măng polyme gây thay đổi định cấu trúc vữa xi măng thông thường Sự có mặt anion cacboxylat thành phần terpolyme phản ứng với cation kim loại xi măng thủy hóa ion Ca2+ hình thành mạng lưới vững làm tăng khả liên kết thành phần khối vật liệu, từ cải thiện khả bám dính độ chống thấm nước màng thấm 3.8 Phân tích cấu trúc vật liệu kính hiển vi điện tử quét (SEM) SEM phương pháp hiệu để nghiên cứu hình thái cấu trúc bên vật liệu Do đó, phương pháp sử dụng để quan sát hình thái học vật liệu biến tính polyme đóng rắn rõ ràng (các mẫu đem phân tích sau 28 ngày bảo dưỡng ĐKTC) * Cấu trúc hình thái bề mặt vữa xi măng thông thường màng chống thấm chụp kính hiển vi điện tử quét SEM hình 3.10 hình 3.11 Từ hình 3.10 cho thấy, cấu trúc mẫu vữa xi măng thông thường tổ hợp nhiều pha Có số lượng lớn lỗ rỗng tinh thể hình kim cấu trúc Các tinh thể hình kim khoáng ettringit Sự phân bố không gian lỗ rỗng tồn độc lập với số lượng lớn khoáng thủy hóa ảnh hưởng đến 72 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN TIẾN DŨNG tính chất vữa xi măng đóng rắn cường độ bám dính, khả tạo cầu vết nứt, khả chịu nước, chống thấm đặc tính đóng băng-tan băng Hình 3.10: Ảnh SEM mẫu vữa xi măng thông thường Hình 3.11: Ảnh SEM mẫu màng chống thấm Ở hình 3.11 quan sát thấy liên kết tuyệt vời terpolyme vinyl axetat, vinyl este etylen khoáng thủy hóa Một màng polyme liên tục hình thành bao phủ sản phẩm hyđrat hóa xi măng che phủ lỗ 73 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN TIẾN DŨNG rỗng Điều củng cố giả thuyết hình thành hai mạng lưới độc lập, hữu chất vô khác Kết khẳng định xuất tương tác vật lý * Cấu trúc hình thái bề mặt màng chống thấm gốc xi măng-polyme sau ngâm môi trường nước vôi nước clo chụp kính hiển vi điện tử quét SEM hình 3.12 hình 3.13 Hình 3.12 mẫu màng chống thấm ngâm môi trường nước vôi có pH ≥ 12 hình 3.13 mẫu màng chống thấm ngâm môi trường nước clo có nồng độ nằm khoảng (0,3 – 0,6) mg/l giá trị pH = (6,5 – 7,8) Cả hai môi trường không ảnh hưởng đến cấu trúc vật liệu so với trước ngâm, không xuất khuyết tật phá hủy màng polyme, sản phẩm hyđrat hóa xi măng che phủ màng polyme liên tục Điều chứng tỏ khả kháng hóa chất tốt màng chống thấm gốc xi măng-polyme sử dụng vật liệu số môi trường hóa chất xâm thực nước clo nước vôi mức độ định Hình 3.12: Ảnh SEM mẫu màng chống thấm ngâm môi trường nước vôi 74 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN TIẾN DŨNG Hình 3.13: Ảnh SEM mẫu màng chống thấm ngâm môi trường nước clo 3.9 Bảng thành phần phối liệu để chế tạo màng chống thấm gốc xi măng polyme sở chất kết dính bột polyme tái phân tán xi măng PCB Thành phần phối liệu để chế tạo màng chống thấm đưa bảng 3.22 Bảng 3.22: Thành phần phối liệu chế tạo màng chống thấm gốc xi măng - polyme TT Đơn vị Khối lƣợng Tên nguyên liêu Quy đổi % KL Xi măng PCB40 Nghi Sơn 100,0 42,00 Cát trắng QB có dmax = 0,3 mm 100,0 42,00 Bột polyme TPT Vinapas 7055N 32,0 13,40 PKL SF Elkem Microsilica Grade 940U 6,0 2,50 Phụ gia siêu dẻo Melflux 2641F 0,15 0,06 Phụ gia phá bọt Vinapor DF 9010F 0,10 0,04 Tổng cộng 238,25 100,0 75 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN TIẾN DŨNG 3.10 Quy trình công nghệ sản xuất màng chống thấm quy mô pilot 2.000 tấn/năm 3.10.1 Sơ đồ dây truyền C¸t tr¾ng Xi măng SF §L §L PC PB §L Trộn khô tốc độ 65 vòng/phút thời gian trộn 20 phút S¶n phÈm §L L-u kho §ãng bao Hình 3.14: Sơ đồ dây truyền công nghệ công suất màng chống thấm 76 Bét polym e §L LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN TIẾN DŨNG Ghi chú: 1- Si lô chứa cát; 2- Si lô chứa xi măng; 3- Si lô chứa phụ gia bột polyme; 4Máy trộn; 5-Si lô chứa sản phẩm; 6- Thiết bị định lượng, đóng bao lưu kho 3.10.2 Thuyết minh dây chuyền công nghệ công suất 2.000 tấn/năm Cát, xi măng phụ gia khác chứa si lô (1), (2) (3) định lượng, sau đưa vào máy trộn loại cưỡng (4) Tại đây, cát, xi măng phụ gia khác khuấy trộn thời gian quy định để đạt độ đồng định Trong trình trộn, phút lại đảo chiều trộn lần nhằm tăng hiệu trình trộn Khi trình trộn kết thúc, sản phẩm đưa sang si lô chứa sản phẩm (5) tiến hành lấy mẫu, kiểm tra tính chất trước đóng bao chuyển vào lưa kho 77 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN TIẾN DŨNG KẾT LUẬN * Đã nghiên cứu lựa chọn thành phần cấp phối thích hợp để chế tạo màng chống thấm từ nguồn nguyên liệu có sẵn nước số phụ gia khác nước với tỉ lệ sau: + Xi măng PCB40 Nghi Sơn: 42,00 %KL; + Cát trắng Quảng Bình (có dmax = 0,315 mm): 42,00 %KL; + Bột polyme tái phân tán Vinapas 7055N: 13,40 %KL; + SF Grade 940U: 2,50 %KL; + Phụ gia siêu dẻo polycarboxylat Melflux 2641F: 0,06 %KL; + Phụ gia phá bọt Vinapor DF 9010F: 0,04 %KL * Chất lượng sản phẩm màng chống thấm chế tạo đáp ứng yêu cầu kỹ thuật mục tiêu nghiên cứu đặt * Sự có mặt terpolyme vinyl axetat, vinyl este etylen gây thay đổi định phổ hồng ngoại IR vữa xi măng biến tính, tương tác có nhóm anion axetat hình thành terpolyme bị thủy phân môi trường kiềm ion Ca2+ tạo từ hyđrat hóa khoáng C2S C3S xi măng poóc lăng hỗn hợp PCB việc bổ sung terpolyme làm giảm mạnh hình thành khoáng portlandite, từ làm cấu trúc vật liệu đặc * Các hình ảnh vi cấu trúc thu kính hiển vi điện tử quét SEM cho thấy hình thành hai mạng lưới khác nhau, hữu vô Điều cho phép giả định trình hyđrat hóa, phần ưa nước polyme hướng tới pha nước phần kỵ nước hướng tới pha khí (lỗ rỗng mao mạch không lấy nước) Sau khô, nước lấy đi, hạt kỵ nước kết hợp lại với hình thành mạng lưới vững * Vật liệu màng chống thấm sử dụng môi trường xâm thực nước clo nước vôi nồng độ cho phép 78 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN TIẾN DŨNG KIẾN NGHỊ Những kết nghiên cứu luận văn nhận thấy, cần phải tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện công nghệ sản xuất màng chống thấm sở hỗn hợp chất kết dính bột polyme tái phân tán xi măng PCB Đặc biệt, sản phẩm cần phải có ứng dụng thực tế công trình xây dựng để đánh giá hết tính ưu việt mặt hạn chế để có hướng khắc phục hoàn thiện công nghệ trước đưa vào sản xuất quy mô công nghiệp 79 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN TIẾN DŨNG TÀI LIỆU THAM KHẢO Afrid M, Ohama Y, Zafar M, Demura K (1997), “Behavior of Ca(OH)2 in polymer modified mortars”, International Journal of Cement Composites and Lightweight Concrete 11 (4), pp 235-244 A.M Betioli, J Hoppe Filho, M.A Cincotto, P.J.P Gleize, R.G Pileggi (2009), “Chemical interaction between EVA and Portland cement hydration at earlyage”, Construction and Building Materials 23, pp 3332-3336 Carlos Eduardo Marmorato Gomes, Osny Pellegrino Ferreira, Mauro Roberto Fernandes (2005), Influence of vinyl axetat-versatic vinyleste copolymer on the microstructural characteristics of cement pastes Chandra S, Flodin P (1990), “Interactions of polymers and organic admixtures on Portland Cement Hydration”, Cement Concrete Research 17, pp 975 - 890 D.A Silva, H.R Roman, P.J.P Gleize (2002), “Evidences of chemical interaction between EVA and hydrating Porland cement”, Cement and Concrete Research 32, pp 1383 - 1390 Drymix.info (2010), The Global Markets for Drymix Mortar Dieter Urban, Koichi Takamura (2002), Polymer Dispersions and Their industrial Applications, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co KGaA Dow Construction Chemicals (2012), Redispersiible Powders Dr Hermann Lutz (2005), Waterproofing With Cementitious Slurries, Wacker Polymer Systems 10 I Aiad (2003), “Influence of time addition of superplasticizers on the rheological properties of fresh cement pastes”, Cem Concr Res 33, pp 1229 1234 11 J.M Gao*, C.X Qian, B Wang, K Morino (2002), “Experimental study on properties of polymer-modified cement mortars with silicafum” 12 Joseph L Keddie (1997), “Film formation of polyme”, Material Science and Engineering 21, pp 101-170 80 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN TIẾN DŨNG 13 Kazuo Yamada*, Tomoo Takahashi, Shusuke Hanehara, Makoto Matsuhisa (1999), “Effects of the chemical structure on the properties of polycarboxylattype superplasticizer”, Central research laboratory, Sakura, Taiheiyo Cement Corporation, Sakurra, Japan 14 M Gretz, J Plank (2011), “An ESEM investigation of polyme film formation in cement pore solution” 15 M.H.F Medeiros, P Helene, S Selmo (2009), “Influence of EVA and acrylate polymers on some mechanical properties of cementitious repair mortars”, Construction and Building Materials 23, pp 2527-2533 16 Milton J Rosen, Joy T Kunjappu (2012), Surfactants and Interfacial Phenomena, John Wiley & Sons Inc., Publition 17 Ohama, Y Recent (1997), “Progress in Concrete-Polymer Composites”, Advanced Cement Based Materials 5, pp 31 - 40 18 Ru Wang*, Pei-Ming Wang, Li-Juan Yao (2012), Effect of redispersible vinyl axetat and versatate copolymer powder on flexibility of cement motar, School of Materials Science and Engineering, China 19 Ru Wang, Lijiuan Yao, Peiming Wang (2013), “Mechanism analysis and effect of styrene–acrylate copolymer powder on cement hydrates”, Construction and Building Materials 41, pt 538 - 544 20 Ru Wang, Pei-Ming Wang (2011), “Action of redispersible vinyl axetat and versatate copolymer powder in cement mortar”, Construction and Building Materials 25, pp 4210-4214 21 R.F Feldman (1986), “The effect of sand/cement ratio and silica fume on the microstructure of mortars”, Cement and concrete research Vol 16, pp 31-39 22 Yoshihiko Ohama (1999), “Handbook of polymer - modified concrete and mortars”, Properties and Process Technology 23 Zhao Feng-qing (2011), “Preparation and properties of an environment friendly polymer-modified waterproof motar”, Hebei of Science & Technology, PR China 81 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN TIẾN DŨNG 24 Wacker - Chemic GmbH (2005), Thermoplastic polymers in cement - based materials - an ideal partnership 25 www.hec.prj.vn 26 www.lrwa.org.uk/History-of-Liquid-Waterproofing 27 Nguyễn Văn Huynh (2008), Nghiên cứu công nghệ chế tạo vữa phủ sàn tự san phẳng sở xi măng-polyme, báo cáo tổng kết luận văn 82 [...]... cả trên bề mặt nền ẩm ướt, do đó rút ngắn được thời gian thi công, giảm chi phí xây dựng Tính chất vật lý của nó ít phụ thuộc nhiệt độ so với vật liệu chống thấm gốc bitum và có giá thành thấp hơn Trước nhu cầu sử dụng và yêu cầu ngày càng cao của thị trường đối với hệ thống vật liệu chống thấm thì việc nghiên cứu và chế tạo thành công Màng chống thấm trên cơ sở hỗn hợp chất kết dính bột polymer tái. .. phụ gia đặc biệt trong hỗn hợp vữa khô như tác nhân giữ nước, chất làm đặc và các phụ gia trong quá trình lưu biến được kết hợp với các chất kết dính polyme như bột polyme tái phân tán Hỗn hợp vữa xi măng, polyme và các loại phụ gia đặc biệt trên được coi như là hệ vật liệu chống thấm gốc xi măng- polyme 1.1.1 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng ở nước ngoài a Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài Từ xa xưa,... thước và phân bố kích thước hạt của bột polyme tái phân tán ảnh hưởng đến khả năng tạo màng hiệu quả và lực liên kết của polyme với mạng lưới xi Phân bố kích thước hạt măng [8] Kích thước hạt (µm) (a) (b) Hình 1.8: Kích thước hạt polyme tái phân tán (a) và Phân bố kích thước hạt (b) Hình 1.8(b) mô tả ảnh hưởng của kích thước hạt và phân bố kích thước của bột polyme tái phân tán đến khả năng tái phân tán. .. ra, có thể bổ sung một số chất khác trong bột polyme tái phân tán như chất chống tạo bọt, chống ôxy hóa Thành phần cuối cùng của bột polyme tái phân tán sẽ phụ thuộc vào ứng dụng cuối cùng mà nó dự kiến sử dụng để kết hợp với vật liệu gốc xi măng Phân bố kích thước hạt của các hạt polyme tái phân tán nằm trong khoảng từ (0,5 - 5,0) µm Kích thước hạt của bột polyme tái phân tán được kiểm soát trong quá... nghệ chế tạo vật liệu phủ và chống thấm dùng cho xây dựng đã hình thành và phát triển khá lâu trên thế giới Hiện nay ở Việt Nam, tuy chưa có đơn vị nào nghiên cứu chế tạo màng chống thấm được biến tính bằng bột polyme tái phân tán nhưng các loại vật liệu chống thấm khác đã được quan tâm nghiên cứu và ứng dụng từ nhiều năm trước Có hai dạng cấu trúc công trình có thể sẽ bị thấm là cấu trúc ngầm và cấu... Á Thị phần ứng dụng màng chống thấm gốc xi măng- polyme trên thế giới và tại châu Âu cùng chiếm khoảng 35 % toàn bộ lĩnh vực chống thấm Tiềm năng phát triển thị trường của màng chống thấm gốc xi măng- polyme trên thế giới và châu Âu trong vài năm tới được đánh giá rất cao Còn tại khu vực Đông Nam Á, thị trường màng chống thấm gốc xi măng- polyme theo báo cáo của hãng Waker Polymer phân bổ theo nước năm... nhất và đưa ra cơ chế tác dụng chung của polyme trong hỗn hợp vữa theo giả thuyết thứ hai Chất lượng của vữa biến tính bằng polyme được quyết định bởi cả hai quá trình: thủy hóa của xi măng và sự tạo màng của polyme trong pha nền chất kết dính Quá trình thủy hóa xi măng thường xảy ra trước quá trình tạo màng polyme Theo trình tự đó một pha nền hỗn hợp được hình thành do sự thủy hóa của xi măng và sự tạo. .. polyme tái phân tán và sự phân tán trong nước Hình 1.8 Kích thước hạt polyme tái phân tán và phân bố kích thước hạt Hình 1.9 Quá trình hình thành màng polyme Hình 1.10 Quá trình thoát hơi hình thành màng Hình 1.11 Ảnh ESEM của mẫu polyme phân tán trong nước (a) và mẫu polyme phân tán trong dung dịch hồ xi măng sau 30 phút, ở 40 oC và độ ẩm tương đối 25 % (b) Hình 1.12 Ảnh ESEM của mẫu polyme phân tán. .. tính chất của màng chống thấm Hình 3.6 Biểu đồ so sánh ảnh hưởng của 3 loại phụ gia siêu dẻo đến một số tính chất của màng chống thấm ở cùng tỷ lệ 0,15 %KL so với xi măng Hình 3.7 Biểu đồ so sánh ảnh hưởng của các loại phụ gia phá bọt đến tính chất của màng chống thấm Hình 3.8 Phổ IR của vữa xi măng thông thường Hình 3.9 Phổ IR của màng chống thấm gốc xi măng - polyme Hình 3.10 Ảnh SEM mẫu vữa xi măng. .. với hàm lượng bột polyme tái phân tán khoảng (6 PKL - 10 PKL so với xi măng) để 11 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN TIẾN DŨNG chế tạo keo dán gạch và đá ốp lát gốc và khoảng (2 PKL - 5 PKL so với xi măng) trong chế tạo vữa phủ sàn tự san phẳng [27] Theo đánh giá của nhiều chuyên gia trong nước và quốc tế, trong tương lai gần, việc sản xuất và ứng dụng màng chống thấm sử dụng bột polyme tái phân tán là rất phát