Nghiên cứu vai trò của thành phần thạch cao

MỤC LỤC CHƢƠNG MỞ ĐẦU .1 1.1 PH N T CH T NH CẤP THI T CỦ NGHI N CỨU 1.1.1 Vài nét ngành công nghiệp xi-măng Việt Nam 1.1.2 Tính cấp thiết đề tài 1.2 MỤC TI U VÀ NỘI DUNG NGHI N CỨU 1.2.1 Mục tiêu 1.2.2 Nội dung nghiên cứu .4 1.3 Ý NGHĨ KHO HỌC 1.4 Ý NGHĨ THỰC T CHƢƠNG GIỚI THIỆU Ỉ VÀ I-M NG Ỉ 2.1 TỔNG QU N VỀ Ỉ LUYỆN KIM 2.1.1 Nguồn gốc 2.1.2 Phân loại .8 2.2 I-M NG PORTL ND VÀ I-M NG PORTL ND Ỉ .11 2.2.1 Xi-măng Portland .11 2.2.2 Qu tr nh thu ho đ ng r n 12 2.2.3 Thạch cao vai tr phản ứng thu ho xi-măng Portland 15 2.2.4 Sản ph m qu tr nh hydrat h a h nh thành vi cấu tr c 16 2.2.5 Xi-măng Portland-xỉ .18 2.3 PH N T CH HI N TƢ NG N M N BÊ TÔNG VÀ XI-M NG TRONG MÔI TRƢỜNG NƢỚC BI N 20 2.3.1 n m n sunph t .20 2.3.2 n m n Cl- .21 i CHƢƠNG I-M NG SI U SUNPH T VÀ ỨNG DỤNG 23 3.1 Kh i niệm 23 3.2 Cơ chế qu tr nh phản ứng đ ng r n 23 3.3 Nghiên cứu qu tr nh phản ứng đ ng r n .26 3.3.1 Sự ph t triển cƣờng độ, cấu tr c rỗng nhiệt phản ứng 27 3.3.2 Sản ph m hydrat h a 28 3.3.3 Cấu tr c vi mô xi măng thủy h a 30 3.4 C c nghiên cứu ảnh hƣởng thạch cao đến tính chất SSC 33 3.5 Ứng dụng SSC 39 CHƢƠNG NGUY N LIỆU 41 4.1 Nguồn gốc nguyên liệu .41 4.1.1 Thạch cao 41 4.1.2 ỉ l cao 41 4.1.3 Clinker 41 4.2 C c phƣơng ph p kiểm tra thông số nguyên liệu 41 4.2.1 C c phép phân tích nguyên liệu 41 4.2.2 Đo độ s t sàng (TCVN 4030-2003) 42 4.2.3 Đo khối lƣợng riêng (TCVN 4030-2003) 43 4.2.4 Đo diện tích bề mặt riêng Blaine (TCVN 4030-2003) 45 4.2.5 Đo số hoạt tính cƣờng độ xỉ (TCVN 4315-2007) 46 4.2.6 Phân tích thành phần hạt phƣơng ph p lazer 46 4.3 Kết kiểm tra c c nguyên liệu 47 4.3.1 ỉ l cao 47 4.3.2 Clinker XMP 51 ii 4.3.3 Thạch cao 54 CHƢƠNG PHỐI TRỘN I-M NG SSC VÀ K T QUẢ 62 5.1 Sơ đồ thực nghiệm 62 5.1.1 Thuyết minh sơ đồ 63 5.1.2 Lựa chọn t lệ phối trộn 63 5.2 Tiến hành thực nghiệm 64 5.2.1 lý nhiệt thạch cao .64 5.2.2 Đ nh gi c c thông số kĩ thuật SSC 68 5.2.3 Kiểm tra tính chất xi măng SSC c c môi trƣờng dƣỡng hộ .71 CHƢƠNG K T LUẬN VÀ KI N NGHỊ .98 6.1 Kết luận .98 6.2 Kiến nghị .99 iii MỤC LỤC HÌNH ẢNH H nh 1.1 C c công tr nh bị ăn m n môi trƣờng nƣớc biển H nh 2.1 Qui tr nh sản xuất gang thép t quặng phế liệu H nh 2.2 Sơ đồ l cao t m t t qui tr nh phản ứng l H nh 2.3 Qui tr nh làm nguội xỉ lò cao .9 H nh 2.4 Ảnh chụp mặt c t mô tả phân bố c c kho ng m u clinker .12 H nh 2.5 C c sản ph m qu tr nh hiđrat h a xi-măng [4] 16 H nh 2.6 Lỗ rỗng kết tinh không gian lỗ rỗng đ xi-măng [4] 17 H nh 2.7 Cơ chế thủy h a giai đoạn xi-măng xỉ xi-măng [4] .19 H nh 2.8 Trƣơng nở thể tích môi trƣờng sunphat 20 H nh 2.9 C c v ng xâm thực biển bê tông cốt thép [6] 21 H nh 2.10 Hiện tƣợng ăn m n ion Cl- [7] 21 H nh 3.1 Cơ chế thủy h a SSC [8] .25 H nh 3.2 Mô h nh đơn giản qu tr nh đ ng r n MP theo quan điểm lý học 25 H nh 3.3 Thành phần h a xi-măng siêu sunphat LR HR [8] 26 H nh 3.4 Cƣờng độ nén HR-SSC LR-SSC 1, 2, 28 ngày [8] 27 H nh 3.5 Phép đo nhiệt động xi-măng HR-SSC LR-SCC [8] .28 H nh 3.6 Phân tích RD HR-SSC LR-SSC sau 1, 28 ngày [8] .28 H nh 3.7 Phân tích TG HR-SSC LR-SSC sau sau 1, 28 ngày [8] .29 H nh 3.8 Thành phần tính to n c c kho ng c mặt xỉ bị h a tan [8] 30 H nh 3.9 Ảnh electron t n xạ ngƣợc HR-SSC LR-SSC sau 31 H nh 3.10 Ảnh SEM HR-SSC LR-SSC sau ngày [8] 32 H nh 3.11 Kết phân tích RD hồ xi măng SSC thủy h a 34 H nh 3.12 Ảnh ESEM chụp c c CSH h nh thành hồ thủy h a [8] 35 H nh 3.13 Ảnh ESEM hồ thủy h a [8] 35 H nh 3.14 Ảnh ESEM hồ SSC sau ngày thủy h a.[8] .35 H nh 3.15 Ảnh ESEM kho ng CSH 12 [8] .35 H nh 3.16 Ảnh ESEM lớp CSH bên bên 36 iv H nh 3.17 Biểu đồ thể phần trăm xỉ phản ứng hồ thủy h a.[8] .37 H nh 3.18 Biểu đồ biểu diễn cƣờng độ nén m u SSC BFC.[8] .37 H nh 4.1 Thiết bị sàng khí sàng tiêu chu n 43 H nh 4.2 Quy tr nh thực phƣơng ph p x c định khổi lƣợng riêng 44 H nh 4.3 Thiết bị đo Blaine .45 H nh 4.4 Nguyên lý hoạt động thiết bị phân tích Laser 47 H nh 4.5 Phổ phân tích thành phần kho ng xỉ l cao, CuK 48 H nh 4.6 Biểu đồ phân tích thành phần hạt m u xỉ l cao 49 H nh 4.7 Phổ chụp RD thành phần kho ng clinker, CuK 52 H nh 4.8 Kết phân tích cỡ hạt Laser clinker 53 H nh 4.9 Phổ chụp RD thành phần kho ng thạch cao Hà Tiên, CuK 55 H nh 4.10 Kết phân tích cỡ hạt Laser thạch cao Hà Tiên .56 H nh 4.11 Phổ chụp RD thành phần kho ng thạch cao SDC, CuKa 59 H nh 4.12 Kết phân tích cỡ hạt Laser thạch cao SDC 60 H nh 5.1 Sơ đồ quy tr nh thực nghiệm 62 H nh 5.2 Kết phân tích TG DT thạch cao SDC 64 H nh 5.3 Phổ kết phân tích RD thạch cao SDC 65 H nh 5.4 Kết phân tích TG DT thạch cao Hà Tiên 66 H nh 5.5 Quy tr nh xử lý nhiệt thạch cao Hà Tiên 67 H nh 5.6 Kết phân tích RD thạch cao xử lý nhiệt 140oC 68 H nh 5.7 Dụng cụ Vicat 69 H nh 5.8 Đồ thị thành phần phần trăm tích l y hạt c t .74 H nh 5.9 Thử độ x e m u xi măng SSC .75 H nh 5.10 M y trộn v a Matest 76 H nh 5.11Khuôn đổ v a 4x4x16 .76 H nh 5.12 M y dằn v a xi măng Matest 77 H nh 5.13 M u c c môi trƣờng dƣỡng hộ .77 H nh 5.14 Màu s c c c m u c c môi trƣờng dƣỡng hộ kh c 78 H nh 5.15 Mặt c t ngang c c m u c c môi trƣờng dƣỡng hộ 78 H nh 5.16 M y đo uốn,nén xi-măng Matest,thông số tốc độ gia tải 79 v H nh 5.17 Cƣờng độ uốn, nén c c cấp phối .79 H nh 5.18 Cƣờng độ uốn, nén c c cấp phối .80 H nh 5.19 Cƣờng độ uốn, nén c c cấp phối .81 H nh 5.20 Cƣờng độ uốn,nén c c cấp phối 81 H nh 5.21 Cƣờng độ chịu uốn c c cấp phối môi trƣờng 82 H nh 5.22 Cƣờng độ chịu nén c c cấp phối môi trƣờng 82 H nh 5.23 Thiết bị đo hàm lƣợng Clo-Chloride Meter DY 2501B 83 H nh 5.24 Biểu đồ biểu diễn kết đo hàm lƣợng Cl- c c cấp phối 84 H nh 5.25 Phổ phân tích RD m u S -28ngày, 2-Theta: 10-60o, CuKa 86 H nh 5.26 Phổ phân tích RD m u S -60 ngày, 2-Theta: 10-60o, CuKa 86 H nh 5.27 Phổ phân tích RD m u C-28 ngày, 2-Theta: 10-60o, CuKa 88 H nh 5.28 Phổ phân tích RD m u C-60 ngày, 2-Theta: 10-60o, CuKa 88 H nh 5.29 H nh ảnh chụp SEM m u S đƣợc bảo dƣỡng 28 ngày 90 H nh 5.30 H nh ảnh chụp SEM m u S đƣợc bảo dƣỡng 60 ngày môi trƣờng độ ph ng đại x2000, x10000 x20000 91 H nh 5.31 H nh ảnh chụp SEM m u C đƣợc bảo dƣỡng 28 ngày 92 H nh 5.32 H nh ảnh chụp SEM m u C đƣợc bảo dƣỡng 60 ngày 93 H nh 5.33 Ảnh sem cấp phối C 28 60 ngày môi trƣờng nƣớc 94 H nh 5.34 Ảnh SEM cấp phối S sau 28 ngày môi trƣờng nƣớc 95 H nh 5.35 Kết phân tích TG DTG m u C 28 ngày môi trƣờng nƣớc 95 H nh 5.36 Kết phân tích TG DTG m u C 28 ngày môi trƣờng nƣớc biển 96 H nh 5.37 Kết phân tích TG DTG m u C 60 ngày môi trƣờng nƣớc 96 H nh 5.38 Kết phân tích TG DTG m u C 60 ngày môi trƣờng nƣớc biển 97 vi MỤC LỤC BẢNG Bảng 1.1 Thành phần nƣớc biển Việt Nam giới [1] Bảng 3.1 Thành phần h a c c nguyên liệu xỉ, thạch cao, MP sử dụng cấp phối [8] 34 Bảng 3.2 Bảng cấp phối c c thành phần nguyên liệu [10] 38 Bảng 3.3 Thời gian b t đầu,kết th c đ ng r n cƣờng độ nén 38 Bảng 4.1 Danh s ch c c phép phân tích nguyên liệu 42 Bảng 4.2 Kết phân tích thành phần h a xỉ l cao 48 Bảng 4.3 Kết đo khối lƣợng riêng xỉ l cao 49 Bảng 4.4 Kết đo độ s t sàng xỉ l cao 50 Bảng 4.5 Kết thí nghiệm đo độ mịn blaine xỉ lò cao 50 Bảng 4.6 Chỉ số hoạt tính cƣờng độ xỉ .51 Bảng 4.7 Kết phân tích thành phần h a clinker MP ph ng TN SDC 51 Bảng 4.8 Kết thí nghiệm đo khối lƣợng riêng clinker 52 Bảng 4.9 Kết thí nghiệm đo độ s t sàng (45 m clinker 53 Bảng 4.10 Kết thí nghiệm đo độ mịn blaine clinker 53 Bảng 4.11 Kết thành phần h a RF thạch cao Hà Tiên 54 Bảng 4.12Kết thí nghiệm đo khối lƣợng riêng thạch cao Hà Tiên 56 Bảng 4.13 Kết thí nghiệm đo độ s t sàng thạch cao Hà Tiên 57 Bảng 4.14 Kết thí nghiệm đo độ mịn blaine thạch cao Hà Tiên 57 Bảng 4.15 Kết phân tích thành phần h a thạch cao SDC 58 Bảng 4.16 Kết thí nghiệm đo khối lƣợng riêng thạch cao SDC 60 Bảng 4.17 Kết đo độ s t sàng thạch cao SDC .61 Bảng 4.18 Kết đo độ mịn Blaine thạch cao SDC 61 Bảng 5.1 Ký hiệu c c cấp phối 63 Bảng 5.2 Lƣợng nƣớc tiêu chu n thời gian ninh kết c c m u SSC .69 Bảng 5.3 Độ gi n nở sunphat c c câp phối 71 Bảng 5.4 Hàm lƣợng c c ion c nƣớc biển V ng Tàu 72 Bảng 5.5 C c tiêu kiêm tra thông số chất lƣợng c t biển Cần Giờ 73 Bảng 5.6 Thành phần hạt modul độ lớn c t 73 vii Bảng 5.7 Kết x c định lƣợng nƣớc nhào trộn 75 Bảng 5.8 Hàm lƣợng Cl- c c môi trƣờng bảo dƣỡng .84 viii Xi-măng siêu sunphat: Nghiên cứu vai tr thành phần thạch cao CHƢƠNG MỞ ĐẦU 1.1 PH N T CH T NH CẤP THI T CỦ NGHI N CỨU 1.1.1 Vài nét ngành công nghiệp xi-măng Việt Nam Sản xuất xi-măng nh ng k nghệ đƣợc h nh thành sớm nƣớc ta (c ng với c c ngành than, dệt, đƣờng s t Trong nh ng năm qua ngành công nghiệp xi-măng đ ng g p phần không nh vào tốc độ tăng trƣởng GDP b nh quân chungcủa nƣớc Ngoài ra, n c n g Qui p phần th c đ y cho c c số ngành nghề ph t triển theo nhƣ giao thông vận tải, khí… V thế, phủ x c định xi-măng ngành ph t triển chiến lƣợc nhà nƣớc chi phối nhằm hỗ trợ ph t triển kinh tế Theo quy hoạch tổng thể ph t triển vật liệu xây dựng Việt Nam đến năm 2020 định hƣớng đến năm 2030 v a đƣợc Thủ tƣớng Chính phủ phê duyệt, dự b o nhu cầu xi-măng nƣớc năm 2015 56 triệu tấn, đến năm 2020 93 triệu Về sản ph m, Quy hoạch nêu rõ, nâng cao chất lƣợng sản ph m xi-măng, đa dạng h a c c chủng loại xi-măng đ p ứng c c nhu cầu xây dựng đặc biệt nhƣ: xi-măng m c cao, xi-măng cho công tr nh biển, xi-măng giếng khoan dầu khí, xi-măng bền xâm thực c c loại xi-măng kh c Đến giai đoạn 2020 – 2030, việc đầu tƣ sản xuất xi-măng theo quy hoạch ph t triển đ đƣợc phê duyệt, đồng thời đ y mạnh nghiên cứu sử dụng phế thải làm nguyên, nhiên liệu cho sản xuất xi-măng; nghiên cứu sản xuất c c chủng loại ximăng c tính đặc biệt, xi-măng tiết kiệm lƣợng, thân thiện môi trƣờng; nghiên cứu giảm tiêu hao lƣợng, nhiên liệu nhân công sản xuất ximăng 1.1.2 Tính cấp thiết đề tài Việt Nam quốc gia gi p biển Đƣờng bờ biển Việt Nam kéo dài 3,444 km, xếp thứ 32 số 156 quốc gia c gi p biển Bờ biển chủ yếu tiếp giáp biển Đông phía đông, riêng tỉnh Kiên Giang th gi p với vịnh Th i Lan phía tây T bao đời nay, biển g n b chặt chẽ với hoạt động sản xuất, đời SVTH: TH I HUỆ S NG GVHD: TS.NGUYỄN KH NH SƠN Xi-măng siêu sunphat: Nghiên cứu vai tr thành phần thạch cao sống dân tộc Việt Nam Bƣớc vào k 21, giống nhƣ nhiều quốc gia kh c, Việt Nam hƣớng mạnh không gian biển để tăng cƣờng tiềm lực kinh tế hội nhập giới m nh Để thực đƣợc mục tiêu này, việc xây dựng sở hạ tầng để phục vụ cho ph t triển kinh tế việc cần thiết Tuy nhiên, nh ng vấn đề đ ng quan tâm t nh trạng suy giảm tuổi thọ công tr nh bê tông bê tông cốt thép làm việc môi trƣờng biển Thực tế c 50% phận kết cấu bê tông bê tông công thép bị ăn m n, hƣ h ng nặng bị ph hu sau t 10 – 30 năm sử dụng[1] Trong đ thực tế tuổi thọ công tr nh bê-tông nh ng điều kiện thuận lợi c thể lên đến 100 năm H n 1.1 Các công tr n bị ăn mòn môi trường nước biển ngu n website http://vatlieuxaydung.org.vn) Nhìn chung, công trình bê tông xi-măng c ng nhƣ cốt thép cho cƣờng độ sớm ngày cao điều đ thuận lợi cho công t c thi công, nhƣng đ nh gi khả kh ng lại tƣợng ăn m n môi trƣờng xâm thực th lâu dài ch ng lại bị ăn m n cao hay n i kh c khả kh ng ăn m n Điều c thể do: phản ứng kiềm c c kho ng c xi-măng với c c ion (SO42-, Mg2+,… c môi trƣờng xâm thực làm sinh c c kho ng c thể tích tăng nhiều lần (ettringite thứ sinh đồng thời c khả sinh nhiệt cao gây tƣợng gia tăng nội ứng suất kéo theo nứt vỡ nội khối bê tông; hay tƣợng ion Cl- c môi trƣờng xâm thực (nƣớc biển th m thấu qua lớp bảo vệ gây tƣợng ăn m n trực tiếp lên cốt s t thép bê tông SVTH: TH I HUỆ S NG GVHD: TS.NGUYỄN KH NH SƠN Xi-măng siêu sunphat: Nghiên cứu vai tr thành phần thạch cao H n 5.30 H n ản c ụp SEM mẫu SA bảo dưỡng 60 ngày môi trường độ p óng đại x2000, x10000 x20000 SVTH: TH I HUỆ S NG GVHD: TS.NGUYỄN KH NH SƠN 91 Xi-măng siêu sunphat: Nghiên cứu vai tr thành phần thạch cao H n 5.31 H n ản c ụp SEM mẫu C bảo dưỡng 28 ngày môi trường độ p óng đại x2000, x10000 x20000 SVTH: TH I HUỆ S NG GVHD: TS.NGUYỄN KH NH SƠN 92 Xi-măng siêu sunphat: Nghiên cứu vai tr thành phần thạch cao H n 5.32 H n ản c ụp SEM mẫu C bảo dưỡng 60 ngày môi trường độ p óng đại x2000, x10000 x20000 Kết quan s t bề mặt SEM cho thấy không c kh c biệt lớn gi a c c môi trƣờng dƣỡng hộ.Tổng thể c thể nhận thấy đặc ch c vi cấu tr c.Theo kết phân tích RD kết hợp với đặc điểm h nh th i c c kho ng, ta c thể dự đo n đƣợc h nh ảnh quan s t đƣợc kho ng ettringite (hình riêng lẻ CSH dạng l (quan s t thấy độ ph ng đại x20000 lần Ngoài ta c n quan s t đƣợc phần hạt xỉ chƣa thủy h a hết nh ng khu vực thạch cao phản ứng h nh thành ettringite với số lƣợng lớn SVTH: TH I HUỆ S NG GVHD: TS.NGUYỄN KH NH SƠN 93 Xi-măng siêu sunphat: Nghiên cứu vai tr thành phần thạch cao So sánh trình phát triển kho ng t 28 đến 60 ngày m u C (hinh 5.21) ta thấy ph t triển kho ng CSH c ch kh rõ ràng Ở 60 ngày lớp CSH h nh thành nhiều bao kín hạt xỉ m u 28 ngày v n c n phần chƣa thủy h a Ở 28 ngày ta quan s t thấy trội kho ng ettringite nằm xen gi a kho ng trống gi a c c hạt xỉ, 60 ngày ta lại quan s t ph t triển mạnh kho ng CSH Điều củng cố lý thuyết ettringite h nh thành sớm m u SSC gi p ph t triển cƣờng độ sớm ngày CSH h nh thành nhiều sau gi p tăng cƣờng độ dài ngày Qua tr nh c thể xảy t việc chuyển trạng th i ettringite sang dạng canxi silicat hiđrat c tính bền v ng daig ngày H n 5.33 Ản sem cấp p ối C 28 60 ngày môi trường nước Ngoài m u SCC sử dụng nguyên liệu anhydrite (Hình 5.34) ta thấy xuất kho ng gypsum thứ sinh c thể t c c thành phần hemihydrat c n lại phản ứng Kết RD c ng cho thấy xuất peak gypsum Quá tr nh thủy h a xi-măng kích thích qu tr nh h nh thành ettringite lẽ gypsum h nh thành c hoạt tính cao Điều c thể nguyên nhân làm cƣờng độ m uS cao m u SG Nếu nhƣ qu tr nh chuyển đổi diễn độ tuổi dài ngày c thể làm tăng lƣợng ettringite m u, gypsum h nh thành c ng làm tăng thể tích đ xi-măng, kho ng ảnh hƣởng không tốt đến xi-măng độ tuổi dài ngày V ta c ng nên cân nh c đến việc sử dụng hemihydrate thay anhydrite v hemihydrate chuyển thành gypsum nhanh gặp nƣớc, điều c thể gi p kích thích ph t triển ettringite sớm ngày,đồng SVTH: TH I HUỆ S NG GVHD: TS.NGUYỄN KH NH SƠN 94 Xi-măng siêu sunphat: Nghiên cứu vai tr thành phần thạch cao nghĩa với việc giảm lƣợng ettringite sinh dài ngày không c lợi gây nứt vỡ vi cấu tr c H n 5.34 Ản SEM cấp p ối SA sau 28 ngày môi trường nước 5.2.3.7 Kết phân tích TG: Để đ nh gi hàm lƣợng CH mức độ ph t triển c c kho ng thủy h a đ xi-măng Ta tiến hành phân tích TG DTG m u C c c độ tuổi 28 60 ngày Kết phân tích đƣợc thể bên dƣới H n 5.35 Kết p ân tíc TG/DTG mẫu C 28 ngày môi trường nước SVTH: TH I HUỆ S NG GVHD: TS.NGUYỄN KH NH SƠN 95 Xi-măng siêu sunphat: Nghiên cứu vai tr thành phần thạch cao H n 5.36 Kết p ân tíc TG/DTG mẫu C 28 ngày môi trường nước biển H n 5.37 Kết p ân tíc TG/DTG mẫu C 60 ngày môi trường nước SVTH: TH I HUỆ S NG GVHD: TS.NGUYỄN KH NH SƠN 96 Xi-măng siêu sunphat: Nghiên cứu vai tr thành phần thạch cao H n 5.38 Kết p ân tíc TG/DTG mẫu C 60 ngày môi trường nước biển Kết phân tích TG DTG cho thấy, m u C60 môi trƣờng nƣớc biển 650700oC c peak giảm khối lƣợng (0,621% , dựa vào khoảng nhiệt độ, ta c thể dự đo n peak CH bị phân hủy Ngoài không thấy xuất c c kết kh c chứng t lƣợng CH sinh t phản ứng thủy h a clinker đ không c n c n ít, hay n i c ch kh c đ tham gia phản ứng với xỉ (CH sinh đ ng vai tr chất hoạt kiềm Ở khoảng nhiệt độ t 50-250oC ta quan s t đƣợc c peak giảm khối lƣợng kh c, xuất tất c c m u Đối với peak t 50-100oC, dự đo n giảm khối lƣợng nƣớc nƣớc vật lý (nƣớc lỗ xốp, lỗ mao quản, nƣớc tự bề mặt xi-măng,… Đối với peak nƣớc t 100 – 250oC, dự đo n nƣớc cấu tr c c c kho ng thủy h a nhƣ ettringite CSH T 100-250oC, độ giảm khối lƣợng m u C (I t 28 đến 60 ngày lần lƣợng 5,977% 8,223%, m u C (II t 28 đến 60 ngày lần lƣợt 6,027% 8,001% Ta thấy độ giảm khối lƣợng tƣơng đối giống môi trƣờng Đặc biệt, ta thấy giảm khối lƣợng 60 ngày lớn 28 ngày, chứng t lƣợng nƣớc cấu tr c thủy h a m u 60 ngày nhiều 28 ngày, tăng khoảng 2% T đ c thể thấy m u SSC t 28 đến 60 ngày v n tiếp tục thủy h a hình thành khoáng CSH ettringite (c c kho ng ngậm nƣớc SVTH: TH I HUỆ S NG GVHD: TS.NGUYỄN KH NH SƠN 97 Xi-măng siêu sunphat: Nghiên cứu vai tr thành phần thạch cao CHƢƠNG K T LUẬN VÀ KI N NGHỊ Trong đề tài ch ng bƣớc đầu khảo s t ảnh hƣởng thành phần thạch cao c c dạng ngậm nƣớc kh c (2H2O – ½ H2O khan) đến khả đ ng r n ph t triển cƣờng độ sản ph m xi măng siêu sunphat đồng thời đ nh giá khả kh ng ăn m n xi măng SSC c c môi trƣờng xâm thực kh c nhau: H2O, Na2SO4 + MgSO4, Na2SO4 nƣớc biển 6.1 Kết luận M siêu sunphat sử dụng xỉ (đến 75 – 85% khối lƣợng làm nguyên liệu thay phần lớn lƣợng clinker XMP sản xuất nên lƣợng nƣớc tiêu chu n, thời gian ninh kết độ gi n nở sunphat c thay đổi so với thƣờng M siêu sunphat chứa c c kho ng C3S, C3 so với MP thông độ mịn ch ng cao MP.Mặc d không tƣơng t c phản ứng với nƣớc nhƣng sử dụng xỉ c độ mịn cao tiếp x c với nƣớc dễ h t nƣớc tức th gây khô nên đ i h i lƣợng nƣớc bao quanh c c hạt tăng Do M siêu sunphat sử dụng xỉ l cao làm nguyên liệu sử dụng lƣợng nh clinker xi măng Portland đ ng vai tr h a tan xỉ nên hàm lƣợng hai kho ng C3S, C3 thấp Đây yếu tố gi p xi măng siêu sunphat bền v ng môi trƣờng nƣớc biển so với c c loại xi măng khác.Đồng thời điều c ng d n đến thời gian b t đầu kết th c ninh kết chậm so với MP Độ gi n nở sunphat c ảnh hƣởng đến tuổi thọ công tr nh Ở giai đoạn dài ngày v a đ r n ch c thay đổi thể tích lớn c thể gây c c vết nứt tế vi ma trận đ xi-măng làm ảnh hƣởng cƣờng độ v a So s nh c c cấp phối C, SA, SH c độ gi n nở sunphat ∆L56ngày tƣơng ứng 0,014; 0,005; 0,011 cho thấy m u S c độ gi n nở sunphat thấp cấp phối Nhƣ việc khoáng h nh thành m u S làm gi n nở thể tích Nhờ c diện tích bề mặt lớn kích cỡ hạt đồng đều, săp xếp gi c c hạt phối liệu khít chặt làm cho m u c đặc ch c hạn chế xâm nhập c c ion t môi trƣờng vào SVTH: TH I HUỆ S NG GVHD: TS.NGUYỄN KH NH SƠN 98 Xi-măng siêu sunphat: Nghiên cứu vai tr thành phần thạch cao Tính chất lý đ M thông số quan trọng để đ nh gi khả sử dụng M siêu sunphat c c môi trƣờng xâm thực Qu tr nh hiđrat h a xi măng SSC diễn kh tốt nh ng ngày đầu cụ thể cƣờng độ đạt đƣợc m u S đạt đƣợc 23 Mpa môi trƣờng sau 28 ngày tuổi bảo dƣỡng.C c m u c n lại v n cho kết ph t triển kh tốt so với m u ngày mặc d cƣờng độ không cao SA Nhƣng sau 28 ngày cấp phối S ,SH C xu hƣớng tăng cƣờng độ.Nguyên phần c c hạt xỉ bị lớp CSH bao quanh khiến cho việc xâm nhập c c ion OH- gặp kh khăn làm cho tốc độ h a tan xỉ bị giảm dần c n lại phần không kịp phản ứng Kết hợp với kết phân tích thành phần kho ng ( RD ảnh SEM đ XM ta thấy thành phần kho ng tạo nên cƣờng độ cho MP chủ yếu CSH ettringite c n phần thạch cao chƣa phản ứng bề mặt Ngoài c mặt kho ng CaCl2 cho thấy dấu hiệu tích cực khả chống ăn m n cốt thép dƣới t c độ ion Cl- C c kết phân tích không t m thấy đƣợc thành phần CH m u (hoặc với hàm lƣợng thấp , chứng t lƣợng CH sinh qu tr nh thủy h a clinker đ phản ứng hết Điểu giúp xi-măng SSC không bị ăn m n độ tuổi dài ngày với t c động CH Bƣớc đầu cho thấy việc sử dụng anhydrite hay hemihydrite thay cho gypsum làm chất hoạt h a sunphat c ảnh hƣởng tích cực đến ph t triển cƣờng độ xi măng SSC.Về lâu dài cần t m hiểu nguyên nhân v cƣờng độ c c m u không ph t triển tuổi dài ngày qu tr nh kết tinh lại ettringite sang dạng kho ng kh c hay t c nhân t môi trƣờng 6.2 Kiến nghị ỉ l cao cung cấp l2O3, CaO SiO2; c n thạch cao cung cấp CaO SO3 gi p h nh thành c c kho ng CSH Ettringite Do đ , muốn tăng cƣờng độ M siêu sunphat c thể sử dụng xỉ l cao với hàm lƣợng thành phần c c oxit Al2O3, CaO SiO2 cao Ngoài sử dụng clinker làm chất hoạt h a kiềm cung cấp môi trƣờng OH- hòa tan xỉ ta c n c thể sử dụng trực tiếp lƣợng vôi v a đủ để phản ứng,tr nh để dƣ SVTH: TH I HUỆ S NG GVHD: TS.NGUYỄN KH NH SƠN 99 Xi-măng siêu sunphat: Nghiên cứu vai tr thành phần thạch cao lƣợng CH sau ảnh hƣởng đến khả bị nứt vỡ đ biến đổi thể tích việc h nh thành c c ettringite thứ sinh sau đ đ đ ng r n SVTH: TH I HUỆ S NG GVHD: TS.NGUYỄN KH NH SƠN 100 Xi-măng siêu sunphat: Nghiên cứu vai tr thành phần thạch cao TÀI LI U TH M KHẢO [1] TS, Đồng Kim Hạnh, Ths, Dƣơng Thị Thanh Hiền, T n trạng ăn mòn bê tông cốt t ép giải p áp c ống ăn mòn c o công tr n bê tông cốt t ép mô trường biển Việt Nam, Bộ môn Công nghệ & QL D, Đại học Thu lợi, [2] Donald W, Lewls, P.E, Presented at University of Alabama Slag Cement Seminar, National Slag Association, April 30, 1981, [3] Nguyễn Văn Ch nh Trần V Minh Nhật, Ng iên cứu dùng xỉ công ng iệp sản xuất xi-măng Portland xỉ, Khoa K thuật ây dựng, Đại học B ch Khoa, Tp, Hồ Chí Minh, [4] Thông tin khoa học k thuật i-măng, Số 2016, [5] Đỗ Quang Minh-Trần B Việt, Công ng ệ sản xuất xi măng Pooc lăng c ất kết dín vô [6] Trần Văn Miền, Nguyễn Thị Hải Yến Cao Nguyên Thi, Ng iên cứu đặc tín t ẩm t ấu ion clo bê tông có sử dụng xỉ lò cao, Đại học B ch Khoa, Tp, Hồ Chí Minh, [7] A, Gruskovnjak, B, Lothenbach, Hydration mechanisms of super sulphated slag cement, Cement and Concrete Research, Volume 38, Issue 7, July 2008, [8] T, Matschei, F, Bellmann and J, Stark, Hydration behaviour of sulphateactivated slag cements, Advances in Cement Research, October 2005, [9] International journal of concrete structures and material (vol8, no1,march 2014) [10] Manjit Singh, Mridul Garg, Calcium sulfate hemihydrate activated low heat sulfate resistant cement SVTH: TH I HUỆ S NG GVHD: TS.NGUYỄN KH NH SƠN 101 Xi-măng siêu sunphat: Nghiên cứu vai tr thành phần thạch cao PHỤ LỤC  Cƣờng độ chịu uốn, chịu nén ngày tuổi Ngày tuổi Môi trƣờng Kí hiệu m u 7 7 7 7 7 7 Nƣớc Nƣớc biển Na2SO4 Na2SO4+MgSO4 Nƣớc Nƣớc biển Na2SO4 Na2SO4+MgSO4 Nƣớc Nƣớc biển Na2SO4 Na2SO4+MgSO4 SA SA SA SA HSSA HSSA HSSA HSSA SA-0.5 SA-0.5 SA-0.5 SA-0.5 TB uốn (Mpa) 5.253 4.982 4.969 5.192 4.387 4.524 5.018 4.909 5.150 4.603 4.910 4.903 Sai số 0.218 0.261 0.133 0.109 0.060 0.215 0.469 0.503 0.313 0.490 0.238 0.222 TB nén (Mpa) 15.948 17.167 16.679 17.684 13.926 14.375 14.708 15.386 15.054 14.818 16.398 15.419 Sai số 0.432 0.327 0.185 0.483 0.198 0.295 0.888 0.245 0.293 0.505 0.202 0.165  Cƣờng độ chịu uốn, chịu nén 28 ngày tuổi Ngày tuổi Môi trƣờng Kí hiệu m u 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 Nƣớc Nƣớc biển Na2SO4 Na2SO4+MgSO4 Nƣớc Nƣớc biển Na2SO4 Na2SO4+MgSO4 Nƣớc Nƣớc biển Na2SO4 Na2SO4+MgSO4 SA SA SA SA C C C C SH SH SH SH SVTH: TH I HUỆ S NG GVHD: TS.NGUYỄN KH NH SƠN TB uốn (Mpa) 6,091 6,103 6,554 6,385 5,099 5,405 5,708 5,157 5,898 5,856 5,516 5,570 Sai số 0,311 0,265 0,438 0,513 0,185 0,103 0,290 0,253 0,387 0,060 0,641 0,730 TB nén (Mpa) 22,889 23,242 23,387 23,290 20,929 19,640 23,004 23,044 22,401 20,638 20,938 23,640 Sai số 0,319 0,515 0,744 0,350 0,097 0,608 0,366 0,299 0,219 0,485 0,327 0,243 102 Xi-măng siêu sunphat: Nghiên cứu vai tr thành phần thạch cao  Cƣờng độ chịu uốn, chịu nén 60 ngày tuổi Ngày tuổi 60 60 60 Sai số SA SA SA TB (Mpa) 5,679 5,806 5,167 Sai số 0,296 0,510 0,406 TB (Mpa) 22,256 20,989 21,080 SA 5,935 0,357 22,314 0,425 C C C 5,609 4,938 5,194 0,230 0,208 0,052 18,991 18,743 18,513 0,426 0,090 0,445 C 5,995 0,276 24,563 0,545 SH SH SH 5,540 5,735 5,408 0,524 0,548 0,501 19,484 20,165 21,230 0,154 0,411 0,410 SH 5,504 0,267 20,641 0,399 Môi trƣờng Kí hiệu m u Nƣớc Nƣớc biển Na2SO4 Na2SO4 + MgSO4 Nƣớc Nƣớc biển Na2SO4 Na2SO4 + MgSO4 Nƣớc Nƣớc biển Na2SO4 Na2SO4 + MgSO4 60 60 60 60 60 60 60 60 60 0,583 0,531 0,235  Hàm lƣợng clo c c cấp phối môi trƣờng bảo dƣỡng Hàm lƣợng clo (% ngày 28 ngày 0,0118 0,0119 0,0113 0,0135 0,0227 0,0220 0,0264 0,0211 0,0278 0,0245 0,0238 0,0275 0,0151 0,0140 60 ngày 0,0135 0,0142 0,0185 0,0597 0,0384 0,0380 0,0144 Na2SO4 Na2SO4 0,0196 0,0166 0,0199 0,0234 0,0180 0,0188 SA C Na2SO4+MgSO4 Na2SO4+MgSO4 0,0129 0,0135 0,0091 0,0156 0,0165 0,0148 SH Na2SO4+MgSO4 0,0180 0,0206 0,0161 M u Môi trƣờng SA C SH SA C SH SA Nƣớc Nƣớc Nƣớc Nƣớc biển Nƣớc biển Nƣớc biển Na2SO4 C SH  Phổ RD môi trƣờng 28 ngày cấp phối S SVTH: TH I HUỆ S NG GVHD: TS.NGUYỄN KH NH SƠN 103 Xi-măng siêu sunphat: Nghiên cứu vai tr thành phần thạch cao  Phổ xrd môi trƣờng 60 ngày cấp phối S SVTH: TH I HUỆ S NG GVHD: TS.NGUYỄN KH NH SƠN 104 Xi-măng siêu sunphat: Nghiên cứu vai tr thành phần thạch cao  Phổ xrd môi trƣờng 28 ngày cấp phối C  Phổ xrd môi trƣờng 60 ngày cấp phối C SVTH: TH I HUỆ S NG GVHD: TS.NGUYỄN KH NH SƠN 105 ... chất kích hoạt thạch cao dƣới c c dạng đ gyp, thạch cao nửa nƣớc hay anhydrite SVTH: TH I HUỆ S NG GVHD: TS.NGUYỄN KH NH SƠN Xi-măng siêu sunphat: Nghiên cứu vai tr thành phần thạch cao 1.4 Ý NGHĨ... với thành phần kh c nhau, t y điều kiện phản ứng 3CaO. Al2O3 + 6H2O → 3CaO l2O3.nH2O SVTH: TH I HUỆ S NG GVHD: TS.NGUYỄN KH NH SƠN 13 Xi-măng siêu sunphat: Nghiên cứu vai tr thành phần thạch cao. .. I HUỆ S NG GVHD: TS.NGUYỄN KH NH SƠN Xi-măng siêu sunphat: Nghiên cứu vai tr thành phần thạch cao Mục tiêu nghiên cứu gồm khảo s t vai tr chất hoạt ho sunphat (sulfateactivated lên xỉ thay đổi