vật liệu xi măng

Nhóm Vật liệu xi măng Thành viên Nguyễn Tuấn Đạt Nguyễn Hoàng Giang Phạm Minh Hiếu Nguyễn Mạnh Toàn Nguyễn Công Trực KHÁI NIỆM XI MĂNG Xi măng (từ tiếng Pháp: ciment) chất kết dính thủy lực tạo thành cách nghiền mịn clinker, thạch cao thiên nhiên phụ gia Khi tiếp xúc với nước thì xảy các phản ứng thủy hóa và tạo thành dạng hồ gọi là hồ xi măng Tiếp đó, hình thành các sản phẩm thủy hóa, hồ xi măng bắt đầu quá trình ninh kết sau là quá trình hóa cứng để cuối nhận dạng vật liệu có cường độ và độ ổn định định KHÁI NIỆM VẬT LIỆU XI MĂNG -Vật liệu xi măng là dạng vật liệu sử dụng tính chất thủy hóa xi măng làm chất kết dính liên kết tất thành phần cấu thành khác Sau thời gian bảo dưỡng trong điều kiện định vật liệu nhận dạng rắn có các tính chất học (cường độ chịu nén, cường độ chịu kéo, ) hay  tính chất vật lý (tính thấm, tính khuyếch tán, ) tùy thuộc vào mong muốn người sử dung LỊCH SỬ RA ĐỜI XI MĂNG -  Có thể tóm lược bước hình thành đời xi măng sau: Người Ai Cập dùng vôi làm vật liệu  Người Hy Lạp trôn thêm vào vôi đất núi lửa đảo Santorin, hỗn hợp nhà xây dựng thời ưu nhiều năm  Người La Mã thêm vào loại tro – đất núi lửa Vésuve miền Puzzolles Về sau này, phún – xuất – thạch núi lửa dùng làm loại phụ gia hoạt tính chịu cách nhiệt cách âm, trở thành danh từ chung “Pozzolana” (Anh), “Pouzzolane” (Pháp) LỊCH SỬ RA ĐỜI XI MĂNG Vào năm 1750, kỹ sư Smeaton người Anh, nhận nhiệm vụ xây dựng hải đăng Eddyston Hơn 60 năm sau, 1812, người Pháp tên Louis Vicat hoàn chỉnh điều khám phá Smeaton, cách xác định vai trò tỷ lệ đất sét hỗn hợp vôi nung nói Và thành ông bước định công thức chế tạo xi măng sau e vùng Cornuailles Ông thử nghiệm dùng loại vật liệu thạch cao, đá vôi, đá phún xuất… Và ông khám phá loại tốt hỗn hợp nung đá vôi đất sét Ít năm sau, 1824, người Anh tên Joseph Aspdin lấy sáng chế xi măng (bởi từ latinh Caementum : chất kết dính), sở nung hỗn hợp phần đá vôi + đất sét Chưa hết, 20 năm sau, Isaac Charles Johnson đẩy thêm bước cách nâng cao nhiệt độ nung tới mức làm nóng chảy phần nguyên liệu trước kết khối thành “clinker” Từ đây, biết, bùng nổ loạt nhà máy lớn nhỏ với nhiều kiểu lò nung tính khác nhau: xi măng làm cách mạng lĩnh vực xây dựng    Tính chất xi măng pooclăng  Độ nhỏ: cao ( mịn), dễ tác dụng với nước, rắn nhanh  Khối lượng riêng (k có phụ khoáng): 3,05÷3,15 g/cm²    Xác định:     Khối lượng thể tích:  sàng sàng N°008 (4900 lỗ/cm²) đo tỉ lệ diện tích bề mặt xi măng (cm²/g) Xi măng thường : lượng sót sàn k 15% (> 85% hạt có kích thước nhỏ 80αK) tương ứng tỷ lệ diện tích 1300 kg/m² Xi măng xốp: 1100 kg/cm² Xi măng lèn chặt nhanh : 1600 kg/cm² Xi măng lèn chặt trung bình: 1300 kg/cm² Tính chất xi măng pooclăng   Lượng nước tiêu chuẩn: lượng nước đảm  Thời gian ninh kết: khoảng thời gian từ bảo chế tạo hồ xi măng đạt độ dẻo theo tiêu bắt đầu nhào trộn vs nước đến kim chuẩn Vica cắm sâu tới 38÷39mm; (xác định từ Xác định: dùng dụng cụ Vica : từ 33÷35 độ dẻo) mm Thời gian ninh kết  Khi bắt đầu ninh kết: xi măng độ dẻo, thời gian phải đủ để thi công (nhào trộn, vận chuyển, đổ khuôn, đầm chặt), k nhỏ 45’  Thời gian ninh kết xong: xi măng đạt đc cường độ định, đủ ngắn để thi công nhanh (k vượt 10h)  Khi nghiền clanke cho thêm 3÷5% thạch cao hai nước để tạo thời gian ninh kết bình thường Thành phần khoáng vật Hình 1: Bề mặt mẫu mài clinker xi măng có chứa pha Màu Plase Nâu Alite Xanh Belite Trắng /xám tinh thể Ferrite/Aluminate Viền trắng bao quanh tinh thể Vôi tự Xám sẫm Alkali sunfate Xám đen mẫu clanhke Lỗ xốp Xám mẩu clanhke Keo liên kết clinker Thành phần khoáng vật - C3S Chiếm khoảng 45-60%, dung dịch rắn silicat tricanxit lượng không đáng kể oxit :MgO, Al2O3 ,P2O5, Là thành phần nhiều xi măng, - C2S Là khoáng silicat quan trọng thứ 2, rắn nhanh, tỏa nhiều nhiệt -Thuy tinh clanhke :Chiếm khoảng 5-15%, chiếm khoảng 20-30% clanhke -Được tạo từ 1450-1470 oC bao gồm chủ yếu la Cao, Fe2O3, -Phát triển cường độ chậm thời -Trong xi măng nhiều C3S tốt - C3A Chiếm khoảng 4-12% thành 2O,MgO gian đầu, sau 28 ngày vượt K2O -Na Thành phần không nên dùng phần rắn nhanh, tỏa nhiều nhiệt, qua C3S cácvào công trình thủy lợi, thủy điện CaSO4.2H2O Thành phần đưa gây nên hiên tượng co ngót - Lượng nhiệt thủy hóa trung nhằm điềubinh chỉnh thời gian - Làm cường độ xi măng phát Chú ý: ninh xi măng rắn xi chậm kết cho măng triển nhanh - C4AF Chiếm khoảng 10-12% -Tỏa nhiều nhiệt gây tượng thành phần có tính chất kĩ nứt lẻ thuật nằm C3S, C2S NGUYÊN VÀ NHIÊN LIỆU SẢN XUẤT XI MĂNG POOCLANG • • • • • • Nguyên liệu: - Đá vôi có hàm lượng canxit cao - Đất sét Để sản xuất xi măng cần 1,5 nguyên liệu Nhiên liệu : - Khí thiên nhiên - Than Nhiên liệu chiếm khoảng 20% giá thành sản xuất XM SƠ ĐỒ SẢN XUẤT • LÒ QUAY • • Hiện sử dụng chủ yếu lò quay với nhiều ưu điểm, Nhà nước không cấp phép đầu tư cho nhà máy xi măng sử dụng lò đứng Ưu điểm lò quay Chất lượng xi măng tốt ổn định Ít gây ô nhiễm môi trường – – LÒ ĐỨNG • Lò đứng có hiệu suất thấp, gây ô nhiễm môi trường MÁY NGHIỀN BI • VAI TRÒ CỦA XI MĂNG TRONG XÂY DỰNG GIAO THÔNG -Chính phủ nhấn mạnh, xây dựng phát triển kết cấu hạ tầng, ngành GTVT ngành có nhu cầu tiêu thụ xi măng lớn đất nước Hầu hết công trình giao thông quan trọng cầu, cống, sân bay, bến cảng sử dụng vật liệu bê tông xi măng, bê tông cốt thép, bê tông cốt thép dự ứng lực  Kinh nghiệm nước phát triển giới cho thấy kết cấu hạ tầng GTVT sử dụng vật liệu xi măng đạt yêu cầu kỹ thuật cao, bền vững, thân thiện môi trường VAI TRÒ CỦA XI MĂNG TRONG XÂY DỰNG GIAO THÔNG - Bê tông xi măng sản phẩm sử dụng kết cấu hạ tầng giao thông công trình cầu, hầm, sân bay, bến cảng Tuy nhiên, lĩnh vực đường bộ, tỉ lệ mặt đường bê tông xi măng nước ta chiếm 3,1% chiều dài hệ thống quốc lộ Ưu điểm đường bê tông xi măng có tuổi thọ cao, chịu tải trọng xe nặng, thích hợp với chế độ thủy nhiệt phức tạp, thường xuyên ẩm ướt Đây loại đường dễ tu bảo dưỡng, sử dụng nguồn nguyên, vật liệu nước - Tuy nhiên, đường bê tông xi măng có chi phí xây dựng ban đầu tương đối cao, khó sửa chữa hư hỏng, đầu tư trang thiết bị ban đầu lớn VAI TRÒ CỦA XI MĂNG TRONG XÂY DỰNG GIAO THÔNG  Độ bền tuổi thọ bê tông xi măng vượt trội so với tuyến đường thông thường Tuy nhiên, đặc điểm loại đường cần đường ổn định Do vậy, cần nỗ lực để có quy hoạch phù hợp vùng để sử dụng xi măng cách hợp lý, đồng thời tập trung kế hoạch cung cấp xi măng theo kế hoạch đầu tư có chế ưu đãi để phát triển HTGT - Đến năm 2020, dự báo nước ta sản xuất khoảng 100 triệu xi măng/năm THỰC TRẠNG SẢN XUẤT XI MĂNG TAI VIỆT NAM • • Việt Nam có khoảng 15 nhà máy xi măng lò quay ( tổng công suất thiết kế 21,5 triệu tấn), khoảng 50 sở xi măng lò đứng Trong khối ASEAN, xi măng Việt Nam dẫn đầu công suất thiết kế, sản lượng, nhu cầu, giá bán xi măng lại rẻ nhất: Brunei : 123 USD/T Indonesia : 125 USD/T Malaysia : 105,69 USD/T Philippines : 89,29 USD/T Singapore : 87,20 USD/T Thailand : 72,61 USD/T Vietnam :71,80 USD/T So với xi măng giới năm 2010 Việt Nam nước tiêu dùng nhiều xi măng đứng vào hàng thứ Hiện nay, xi măng nước dư thừa, ta hướng đến xuất xi măng • • • • • • • ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG • • Ưu điểm: – – – – – Mặt đường ổn định, có độ bền cao, khác thác không cần tu bảo dưỡng nhiều Ma sát tốt Phù hợp với đường có lưu lượng xe lớn, tải trọng nặng Phú hợp với đường thường xuyên chịu ảnh hưởng mưa bão, lũ lụt, ngập nước Đặc biệt tranh thủ nguồn xi măng thừa nước Nhược điểm: – – Vốn đầu tư ban đầu cao đường bê tông nhựa 1,2 đến 1,5 lần Xuất vết nứt co ngót, bong tróc bề mặt, mối nối bê tông không đạt tiêu chuẩn THỰC TRẠNG • • Chủ yếu đường giao thông nông thôn với kết cấu đơn giản, tải trọng nhẹ Hiện áp dụng thí điểm loại đường cho số đường: • • • Chưa có tiêu chuẩn thi công nghiệm thu cách nghiêm ngặt Trình độ công nhân chưa cao, chưa đào tạo sâu loại đường Nhà nước gấp rút hoàn thiện hệ thống tiêu chuẩn thiết kế, nghiệm thu, định mức kinh tế - kỹ thuật, Dự thảo Tiêu chuẩn thiết kế Mặt đường BTXM đô thị KCN - hướng dẫn thi công nghiệm thu Viện KHCNXD hoàn thiện, sau hoàn thiện TCVN, Bộ KH&CN công bố – Đường nối cao tốc Hà Nội - Hải Phòng với cao tốc Cầu Giẽ - Ninh Bình – Đường nối cao tốc Cầu Giẽ - Ninh Bình với QL1A THE THE END END Thank You! ... LIỆU XI MĂNG -Vật liệu xi măng là dạng vật liệu sử dụng tính chất thủy hóa xi măng làm chất kết dính liên kết tất thành phần cấu thành khác Sau thời gian bảo dưỡng trong điều kiện định vật liệu. .. xi măng (cm²/g) Xi măng thường : lượng sót sàn k 15% (> 85% hạt có kích thước nhỏ 80αK) tương ứng tỷ lệ diện tích 1300 kg/m² Xi măng xốp: 1100 kg/cm² Xi măng lèn chặt nhanh : 1600 kg/cm² Xi măng. .. biệt Ảnh hưởng thành phần hóa học khoáng vật đến cường độ xi măng Thành phần hóa học xi măng Cường độ xi măng Thành phần khoáng vật Thành phần hóa học xi măng        Hàm Hàm HàmHàm lượng lượng