Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng mất khi nung trong tro bay tới tính chất của xi măng

Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng mất khi nung trong tro bay tới tính chất của xi măng Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng mất khi nung trong tro bay tới tính chất của xi măng Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng mất khi nung trong tro bay tới tính chất của xi măng luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

HỒ XUÂN VINH BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - HỒ XUÂN VINH KỸ THUẬT HÓA HỌC NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HÀM LƯỢNG MẤT KHI NUNG TRONG TRO BAY TỚI TÍNH CHẤT CỦA XI MĂNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT HÓA HỌC 2015B Hà Nội – Năm 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - HỒ XUÂN VINH NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HÀM LƯỢNG MẤT KHI NUNG TRONG TRO BAY TỚI TÍNH CHẤT CỦA XI MĂNG Chuyên ngành: Công nghệ Vật liệu Silicat LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT HOÁ HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS.Lưu Thị Hồng PGS.TS Huỳnh Đăng Chính Hà Nội – Năm 2017 LUẬN VĂN THẠC SỸ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI HỒ XUÂN VINH LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tơi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Tác giả luận văn Hồ Xuân Vinh i LUẬN VĂN THẠC SỸ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI HỒ XUÂN VINH LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cám ơn PGS.TS Huỳnh Đăng Chính TS Lưu Thị Hồng tận tình bảo, truyền đạt kiến thức kinh nghiệm suốt thời gian thực đề tài Xin cảm ơn chân thành đến Lãnh đạo Công ty Cổ Phần Xi măng FICO Tây Ninh, Lãnh đạo Nhà máy Xi Măng Tây Ninh tạo điều kiện cho tơi tham gia chương trình đào tạo Thạc sĩ Silicat Sự quan tâm sâu sắc Lãnh đạo đến vấn đề đào tạo người động lực lớn cho tơi q trình học tập làm việc Cảm ơn tập thể Phòng Quản lý Chất lượng Nhà máy Xi măng Tây Ninh hỗ trợ tơi hồn thành luận văn Cảm ơn tất anh chị em, bạn bè, đồng nghiệp giúp đỡ thời gian thực đề tài Đề tài chắn khơng tránh khỏi thiếu sót q trình thực hiện, mong nhận góp ý quý Thầy,Cô, bạn đồng nghiệp Trân trọng cảm ơn! Tây Ninh, ngày tháng năm 2017 Người thực Hồ Xuân Vinh ii LUẬN VĂN THẠC SỸ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI HỒ XUÂN VINH MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii CÁC QUY ƯỚC VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN v DANH MỤC CÁC BẢNG vi DANH MỤC CÁC HÌNH vii MỞ ĐẦU Mục tiêu đề tài: Đối tượng nghiên cứu: Phạm vi nghiên cứu Chương TỔNG QUAN 1.1 Khái niệm xi măng Portland – xi măng Portland hỗn hợp 1.1.1 Xi măng Portland (PC) 1.1.2 Xi măng portland hỗn hợp (PCB) 1.1.3 Xi măng Portland hỗn hợp bền sulfate 1.2 Phụ gia vai trò phụ gia xi măng 1.2.1 Định nghĩa phụ gia xi măng 1.2.2 Tính chất vai trò phụ gia xi măng 1.3 Giới thiệu chung tro, xỉ nhiêt điện 1.3.1 Định nghĩa – trình tạo thành tro xỉ nhiệt điện 1.3.2 Công nghệ đốt than phun PC 1.3.3 Công nghệ đốt than tầng sôi CFB 1.3.4 Các tính chất đặc trưng tro, xỉ nhiệt điện 1.4 Tiêu chuẩn chất lượng tro bay 12 1.4.1 Đánh giá chất lượng tro bay 12 1.4.2 Một số tiêu chuẩn quy định hàm lượng MKN tro bay 12 1.5 Tình hình nghiên cứu sử dụng tro bay nước giới 14 1.5.1 Trên giới 14 1.5.2 Tại Việt Nam: 18 iii LUẬN VĂN THẠC SỸ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI HỒ XUÂN VINH 1.6 Cơ sở khoa học vấn đề cần nghiên cứu 22 1.6.1 Sự thủy hóa xi măng poóc lăng 22 1.6.2 Phụ gia hoạt tính puzolanic 23 1.7 Bản chất than chưa cháy tro bay 27 1.8 Kết luận tổng quan 31 Chương PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33 2.1 Vật liệu sử dụng nghiên cứu 33 2.1.1 Clinker xi măng FICO 33 2.1.2 Tro bay Duyên Hải 33 2.1.3 Tro bay Phả lại 34 2.1.4 Thạch cao Thái lan 36 2.1.5 Nước biển Vũng Tàu 36 2.2 Các phương pháp sử dụng nghiên cứu: 36 2.3 Chế tạo mẫu xi măng sử dụng nghiên cứu 37 2.4 Quy trình thực nghiệm 39 Chương KẾT QUẢ - THẢO LUẬN 41 3.1 Kết nghiên cứu 41 3.1.1 Ảnh hưởng hàm lượng nung tro bay hàm lượng tro bay thay xi măng tới độ co khô vữa xi măng 41 3.1.2 Ảnh hưởng hàm lượng nung tro bay hàm lượng tro bay thay xi măng tới lượng nước tiêu chuẩn, thời gian đông kết hồ xi măng cường độ vữa xi măng 46 3.1.3 Ảnh hưởng hàm lượng nung tro bay hàm lượng tro bay thay xi măng tới độ nở vữa xi măng dung dịch sulfat nước biển 50 3.1.4 Ảnh hưởng hàm lượng nung hàm lượng tro bay tới cường độ vữa xi măng môi trường nước thường, dung dịch sulfat nước biển 57 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 iv LUẬN VĂN THẠC SỸ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI HỒ XUÂN VINH CÁC QUY ƯỚC VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN Ký hiệu viết tắt Nội dung CFB Công nghệ tầng sơi tuần hồn(Circulating Fluidizing bed) CKT Cặn khơng tan ĐHXD Đại học xây dựng FG Phosphogypsum FGD Flue-Gas Desulfurization KHCN Khoa học công nghệ LOI Loss on ignition MKN Mất nung NMNĐ Nhà máy nhiệt điện PC Công nghệ than phun(Pulverised coal) SX Sản xuất TT Trung tâm Unburn carbon VLXD Vật liệu xây dựng XD Xây dựng XMP Xi măng Pooc lăng PG Phụ gia PGK Phụ gia khoáng v LUẬN VĂN THẠC SỸ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI HỒ XUÂN VINH DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Các tiêu chất lượng xi măng Portland hỗn hợp .6 Bảng Yêu cầu độ bền sulfate .6 Bảng Các tiêu chuẩn tro bay .12 Bảng Tổng lượng tro, xỉ nhiệt điện phát sinh năm 2016 19 Bảng Khối lượng tro, xỉ phát sinh theo tính tốn qua năm theo lộ trình xây dựng vận hành nhà máy nhiệt điện theo Quy hoạch điện VII .20 Bảng 1.Thành phần hóa học nguyên vật liệu sử dụng nghiên cứu .33 Bảng 2 Kết phân tích nước biển .36 Bảng Tỷ lệ thành phần cấp phối mẫu nghiên cứu .38 Bảng Độ co khô vữa xi măng .41 Bảng Kết lượng nước tiêu chuẩn, thời gian đông kết hồ xi măng cường độ vữa xi măng 46 Bảng 3 Độ nở vữa xi măng dung dịch sulfate nước biển 50 Bảng Cường độ vữa xi măng môi trường nước thường, dung dịch sulfate nước biển 57 vi LUẬN VĂN THẠC SỸ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI HỒ XN VINH DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1 Ảnh SEM hạt tro bay công nghệ đốt than phun .10 Hình 1.2 Ảnh SEM hạt tro bay công nghệ đốt than tầng sôi 11 Hình Quan hệ cacbon chưa cháy hàm lượng nung tro bay[7] 15 Hình Tỷ lệ phát thải sử dụng loại phế thải ngành nhiệt điện Châu Âu 16 Hình Tình hình sử dụng tro xỉ nhiệt điện Nhật Bản 17 Hình Phát thải tiêu thu tro nhiệt điện Ấn Độ 17 Hình 1.7 Biểu đồ sử dụng tro bay Trung Quốc đến năm 2012 18 Hình 8.Biểu đồ pha cấu tử silicat CaO-Al2O3-SiO2 26 Hình 1.XRD tro bay Duyên Hải với hàm lượng MKN 8,07% .34 Hình 2 Ảnh SEM tro Duyên Hải 34 Hình 3.Giản đồ phân bố cỡ hạt tro bay Duyên Hải .34 Hình Phân tích XRD mẫu tro Phả lại với hàm lượng MKN 36,4% 35 Hình 5.Ảnh SEM tro bay Phả lại 35 Hình 6.Giản đồ phân bố cỡ hạt tro bay Phả Lại 35 Hình Quy trình thực nghiệm 39 Hình Ảnh hưởng hàm lượng nung 8,12,15,18% tro bay thay 10% xi măng tới độ co khô vữa xi măng 42 Hình Ảnh hưởng hàm lượng tro bay với MKN 8% (khi thay xi măng từ 10,15, 20% theo khối lượng) tới độ co khô vữa xi măng .42 Hình 3 Ảnh hưởng hàm lượng nung 8,12,15,18% tro bay thay 15% xi măng tới độ co khô vữa xi măng 43 Hình Ảnh hưởng hàm lượng tro bay với MKN 12% (khi thay xi măng từ 10,15,20% theo khối lượng) tới độ co khô vữa xi măng 43 Hình Ảnh hưởng hàm lượng nung 8,12,15,18% tro bay thay 20% xi măng tới độ co khô vữa xi măng 44 Hình Ảnh hưởng hàm lượng tro bay với MKN 15% (khi thay xi măng từ 10,15,20% theo khối lượng) tới độ co khô vữa xi măng 44 Hình Ảnh hưởng hàm lượng tro bay với MKN 18% (khi thay xi măng từ 10,15,20% theo khối lượng) tới độ co khơ vữa xi măng 45 Hình Ảnh hưởng hàm lượng tro bay tới lượng nước tiêu chuẩn thời gian đông kết hồ xi măng 47 Hình Ảnh hưởng hàm lượng MKN tro tới lượng nước tiêu chuẩn thời gian đông kết hồ xi măng 47 Hình 10 Ảnh hưởng hàm lượng tro bay tới cường độ vữa xi măng 48 Hình 11 Ảnh hưởng hàm lượng MKN tro bay tới cường độ vữa xi măng 49 vii LUẬN VĂN THẠC SỸ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI HỒ XUÂN VINH Hình 12 Ảnh hưởng hàm lượng tro bay thay xi măng tới độ nở sulfate vữa xi măng 51 Hình 13 Ảnh hưởng hàm lượng MKN tro bay tới độ nở sulfate vữa xi măng 52 Hình 14 Ảnh hưởng hàm lượng tro bay thay xi măng tới độ nở vữa xi măng môi trường nước biển 54 Hình 15.Ảnh hưởng hàm lượng MKN tro bay tới độ nở vữa xi măng môi trường nước biển 54 Hình 16 Ảnh hưởng hàm lượng tro bay thay xi măng tới độ nở vữa xi măng dung dịch sulfate nước biển 56 Hình 17 Ảnh hưởng hàm lượng MKN tro bay tới độ nở vữa xi măng dung dịch sulfate nước biển 56 Hình 18.Ảnh hưởng hàm lượng tro bay tới cường độ tuổi tháng vữa xi măng môi trường nước thường, dung dịch sulfate nước biển 58 Hình 19 Ảnh hưởng hàm lượng tro bay tới cường độ tuổi tháng vữa xi măng môi trường nước thường, dung dịch sulfate nước biển 58 Hình 20 Ảnh hưởng hàm lượng tro bay tới cường độ tuổi tháng vữa xi măng môi trường nước thường, dung dịch sulfate nước biển 59 Hình 21 Ảnh hưởng hàm lượng MKN tro bay tới cường độ tuổi tháng vữa xi măng môi trường nước thường, dung dịch sulfate nước biển 60 Hình 22 Ảnh hưởng hàm lượng MKN tro bay tới cường độ tuổi tháng vữa xi măng môi trường nước thường, dung dịch sulfate nước biển 61 Hình 23 Ảnh hưởng hàm lượng MKN tro bay tới cường độ tuổi 61 tháng vữa xi măng môi trường nước thường, dung dịch sulfate nước biển 61 viii LUẬN VĂN THẠC SỸ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI HỒ XUÂN VINH TT Tên Mẫu Độ nở dung dịch sulfate Độ nở nước biển tháng tháng tháng tháng tháng tháng FA 12-1 0.029 0.112 0.494 0.015 0.018 0.021 FA12-2 0.021 0.053 0.117 0.017 0.020 0.026 FA12-3 0.019 0.043 0.065 0.021 0.028 0.036 FA 15-1 0.020 0.096 0.439 0.014 0.018 0.023 FA15-2 0.032 0.080 0.128 0.018 0.023 0.038 10 FA15-3 0.019 0.040 0.054 0.019 0.028 0.039 11 FA 18-1 0.030 0.090 0.426 0.015 0.031 0.033 12 FA18-2 0.028 0.054 0.138 0.017 0.030 0.035 13 FA18-3 0.024 0.043 0.066 0.019 0.035 0.037 a) Ảnh hưởng hàm lượng MKN hàm lượng tro bay tới độ nở vữa xi măng dung dịch sulfat thể hình 3.12 3.13 Hình 12 Ảnh hưởng hàm lượng tro bay thay xi măng tới độ nở sulfate vữa xi măng 51 LUẬN VĂN THẠC SỸ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI HỒ XUÂN VINH Hình 13 Ảnh hưởng hàm lượng MKN tro bay tới độ nở sulfate vữa xi măng Kết nghiên cứu rằng: - Khi hàm lượng tro bay xi măng tăng, độ nở sulfat giảm đáng kể so với mẫu xi măng khơng có tro bay (M0) Mẫu xi măng không chứa tro bay tuổi tháng bị gãy nở mức + Độ nở sulfat tuổi tháng mẫu M0 mẫu chứa tro bay tương đương Tuy nhiên tháng nở độ có khác biệt rõ rệt, chênh lệch độ nở sulfat mẫu chứa tro bay có độ nở lớn so với mẫu M0 67,8% (Mẫu FA8-1 ) + Các mẫu chứa tro bay tăng độ nở sulfate giảm, mẫu xi măng chứa 20% tro bay có độ nở sulfate tuổi tháng nhỏ 0,1% (theo tiêu chuẩn TCVN 7711:2013 đạt mức xi măng hỗn hợp bền sulfate trung bình) - Khi hàm lượng nung tăng độ nở sulfat tuổi dài ngày có xu hướng tăng nhẹ, nhiên tất mẫu chứa 20% tro bay với hàm lượng MKN từ 8% đến 18% thỏa mãn mức xi măng bền sulfate trung bình - Mẫu xi măng chứa hàm lượng tro bay 10% có độ nở sulfate lớn so với mẫu xi măng chứa 15 20% tro bay thành phần 52 LUẬN VĂN THẠC SỸ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI HỒ XUÂN VINH Độ nở sulfat giải thích ion SO42- thâm nhập vào vữa xi măng phản ứng với sản phẩm hydrát hóa xi măng tạo thành ettringite gây trương nở thể tích vữa xi măng theo phương trình sau: * Tạo thành dạng thạch cao: Ca(OH)2 xi măng thủy hóa phản ứng với ion SO4-2 dung dịch sulfate tạo thành dạng thạch cao thể phương trình (1) SO42- ; H2O Ca(OH)2 -> CaSO4.2H2O (1) * Tạo thành dạng ettringite: thạch cao hình thành từ phản ứng (1) tác dụng với canxi aluminat monosulfate tạo thành ettringite thể phương trình (2), (3) Ca(OH)2; SO42- ; H2O C-A-H > CA.3CaSO4.31H2O (ettringite) (2) Ca(OH)2; SO42- ; H2O Monosulphate (CA.CaSO4.12H2O) > CA.3CaSO4.31H2O (3) (ettringite) * Ettringite tích tăng gấp 4,7 lần so với kích thước khống ban đầu hàm lượng ettringite hình thành vữa xi măng nhiều gây nở mức nứt vỡ sản phẩm b) Ảnh hưởng hàm lượng MKN hàm lượng tro bay tới độ nở vữa xi măng môi trường nước biển thể hình 3.14 3.15 53 LUẬN VĂN THẠC SỸ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI HỒ XUÂN VINH Hình 14 Ảnh hưởng hàm lượng tro bay thay xi măng tới độ nở vữa xi măng mơi trường nước biển Hình 15.Ảnh hưởng hàm lượng MKN tro bay tới độ nở vữa xi măng môi trường nước biển Kết nghiên cứu cho ta thấy, hàm lượng tro bay tăng độ nở vữa xi măng mơi trường nước biển tăng, mức tăng lớn đạt tới 44% (mẫu có hàm 54 LUẬN VĂN THẠC SỸ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI HỒ XUÂN VINH lượng MKN 15% so với mẫu có hàm lượng MKN8%), mức tăng 77% so với mẫu tro bay từ 10 % đến 20% mẫu 12% MKN tuổi tháng Nguyên nhân tượng tăng độ nở môi trường nước biển tăng hàm lượng tro bay giải thích sau: Trong nước biển tồn ion SO4-2 ion Cl- Ion SO4-2 phản ứng với sản phẩm xi măng theo phương trình (1),(2),(3) tạo ettringite gây nở thể tích vữa xi măng, nhiên tăng hàm lượng tro bay hàm lượng khống C3Atrong xi măng giảm nên độ nở sulfate giảm tăng hàm lượng tro bay Độ nở vữa nước biển tăng ion Cl- ion Na+, ion K+ theo phương trình (4), (5): * Tạo thành tinh thể muối (4) SO42- ; H2O Na2SO4 -> Na2SO4.10H2O (4) * Tạo thành liên kết polymer thành phần tro bay với ion Na+, ion K+ theo phương trình (5) (Si2O5 Al2O3)n +n2(SiO2) +4nH2O + (Na+, K+) -> n(OH)3-Si-O-Al(OH)2-O-Si(OH)3 (5) c) Ảnh hưởng hàm lượng MKN hàm lượng tro bay tới độ nở vữa xi măng dung dịch sulfate nước biển thể hình 3.16 3.17 55 LUẬN VĂN THẠC SỸ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI HỒ XUÂN VINH Hình 16 Ảnh hưởng hàm lượng tro bay thay xi măng tới độ nở vữa xi măng dung dịch sulfate nước biển Hình 17 Ảnh hưởng hàm lượng MKN tro bay tới độ nở vữa xi măng dung dịch sulfate nước biển 56 LUẬN VĂN THẠC SỸ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI HỒ XUÂN VINH Kết nghiên cứu cho ta thấy, môi trường nước biển độ nở tăng, nhiên thấp nhiều so với mẫu ngâm môi trường sulfate 3.1.4 Ảnh hưởng hàm lượng nung hàm lượng tro bay tới cường độ vữa xi măng môi trường nước thường, dung dịch sulfat nước biển Cường độ vữa xi măng môi trường nước thường, dung dịch sulfate nước biển thể bảng 3.4 Bảng Cường độ vữa xi măng môi trường nước thường, dung dịch sulfate nước biển TT Tên Nước Thường Nước Biển Dung dịch sulfate M0 56.9 62.5 65.8 57.2 60.1 58.1 57.0 63.6 48.5 FA 8-1 54.1 66.4 69.5 54.3 59.9 60.7 55.9 69.1 71.4 FA8-2 54.6 67.7 70.6 55.7 64.3 65.6 58.2 71.2 72.4 FA8-3 54.9 64.3 69.5 54.6 61.9 61.3 54.3 66.3 70.1 FA 12- 57.2 68.0 71.5 57.6 62.7 64.7 57.3 68.0 69.0 FA12- 54.6 66.5 68.9 54.8 61.4 65.0 55.5 68.2 67.7 FA12- 54.2 64.0 68.0 54.7 62.0 61.7 54.5 67.4 67.1 FA 15- 57.6 65.0 69.9 57.6 61.7 63.6 60.2 68.9 67.8 FA15- 56.3 67.1 68.9 57.5 64.9 66.1 58.7 68.1 68.8 10 FA15- 53.4 66.9 70.7 53.5 61.1 62.2 54.9 65.3 68.8 11 FA 18- 56.0 61.9 65.7 55.2 58.0 58.4 56.2 60.9 63.0 12 FA18- 56.5 66.0 69.5 54.4 63.5 63.9 57.9 67.8 65.9 13 FA18- 53.9 64.1 66.5 53.8 63.9 60.2 53.1 62.8 65.3 a) Ảnh hưởng hàm lượng tro bay tới cường độ xi măng môi trường nước thường, dung dịch sulfate nước biển thể hình 3.18, 3.19 3.20 57 LUẬN VĂN THẠC SỸ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI HỒ XUÂN VINH Hình 18.Ảnh hưởng hàm lượng tro bay tới cường độ tuổi tháng vữa xi măng môi trường nước thường, dung dịch sulfate nước biển Hình 19 Ảnh hưởng hàm lượng tro bay tới cường độ tuổi tháng vữa xi măng môi trường nước thường, dung dịch sulfate nước biển 58 LUẬN VĂN THẠC SỸ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI HỒ XUÂN VINH Hình 20 Ảnh hưởng hàm lượng tro bay tới cường độ tuổi tháng vữa xi măng môi trường nước thường, dung dịch sulfate nước biển Ở tháng tuổi cường độ mẫu 03 môi trường tương đương chưa có tượng suy giảm cường độ mẫu Khi hàm lượng tro bay tăng cường độ vữa xi măng giảm, kết giống 03 môi trường ngâm mẫu Ở tuổi tháng hàm lượng tro bay tăng cường độ vữa xi măng tăng 03 môi trường Cường độ vữa xi măng môi trường nước biển thấp so với mẫu bảo dưỡng môi trường nước thường, giá trị cường độ thấp sai lệch chiếm tối đa 5%, tức giá trị cường độ giảm không nhiều so với mẫu ngâm môi trường nước Cường độ vữa xi măng dung dịch sulfate cao so với mẫu xi măng ngâm nước thường Nguyên nhân việc giảm nhẹ cường độ vữa xi măng nước biển có ion Na+ ảnh hưởng tới phần q trình giải phóng Ca(OH)2 vữa xi măng q trình hydrat hóa nên cường độ vữa xi măng giảm Nguyên nhân tượng tăng cường độ vữa xi măng dung dịch sulfate giải thích sau: Khi phần tử ion SO42- công vào vữa xi măng hình thành ettringite theo phương phương trình phản ứng (1,2,3), lượng vừa đủ tạo thành nêm tạo đặc cấu trúc vữa xi măng dẫn đến vữa xi măng tăng cương độ tuổi tháng so với mẫu ngâm nước thường 59 LUẬN VĂN THẠC SỸ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI HỒ XUÂN VINH Ở tuổi tháng hàm lượng tro bay tăng cường độ vữa xi măng tăng 03 môi trường Cường độ vữa xi măng môi trường sulfate giảm thấp so với mẫu ngâm nước thường Nguyên nhân tượng hình thành ettringite mức vữa xi măng gây nên ứng xuất giảm cường độ vữa xi măng Đối với mẫu vữa xi măng ngâm nước biển thể quy luật cường độ thấp so với mẫu ngâm nước thường b) Ảnh hưởng hàm lượng MKN tro bay tới cường độ xi măng môi trường nước thường, dung dịch sulfate nước biển thể hình 3.21, 3.22 3.23 Hình 21 Ảnh hưởng hàm lượng MKN tro bay tới cường độ tuổi tháng vữa xi măng môi trường nước thường, dung dịch sulfate nước biển 60 LUẬN VĂN THẠC SỸ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI HỒ XUÂN VINH Hình 22 Ảnh hưởng hàm lượng MKN tro bay tới cường độ tuổi tháng vữa xi măng môi trường nước thường, dung dịch sulfate nước biển Hình 23 Ảnh hưởng hàm lượng MKN tro bay tới cường độ tuổi 61 tháng vữa xi măng môi trường nước thường, dung dịch sulfate nước biển Ở tháng tuổi, mẫu xi măng 03 môi trường có xu hướng giảm cường độ hàm lượng MKN tro bay tăng, điều giải thích hàm lượng MKN tro bay chất độn trơ khơng có vai trị cải thiện cường độ vữa xi măng Ở tháng tuổi, mẫu xi măng có chứa tro bay với hàm lượng MKN tới 18% có cường độ bắt đầu suy giảm so với mẫu xi măng có hàm lượng MKN 8,12 61 LUẬN VĂN THẠC SỸ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI HỒ XUÂN VINH 15% Do hàm lượng MKN khơng có vai trị tăng cường độ lâu dài vữa xi măng, dẫn đến vữa xi măng giảm cường độ Tuy nhiên, mẫu xi măng có chứa tro bay tất tỷ lệ 10,15,20% với hàm lượng MKN 12,15% có cường độ cao so với mẫu xi măng có chứa tro bay với MKN 8% Hiện tượng tác giả chưa có đầy đủ minh chứng để lý giải, cần nghiên cứu chi tiết Kết luận phần 3.1.1 & 3.1.2: 1) Hàm lượng tro bay thay xi măng tăng, độ co khô vữa xi măng tuổi 11 ngày tăng so với mẫu xi măng tro bay Tuy nhiên tuổi dài ngày (18 25 ngày) hàm lượng tro bay tăng, độ co khô giảm thấp so với mẫu không chứa tro bay M0 Khi tăng hàm lượng tro bay thay xi măng độ co khơ vữa giảm 2) Hàm lượng MKN tro bay tăng không ảnh hưởng lớn tới độ co khô vữa xi măng Giá trị độ co khơ vữa xi măng có chứa tro bay với hàm lượng MKN 18% (-0,052%) có giá trị gần tương đương với mẫu vữa xi măng có chứa tro bay với hàm lượng MKN 8% (-0,054%) 3) Hàm lượng tro bay tăng, cường độ ngày vữa xi măng giảm rõ rệt so với mẫu không chứa tro bay (M0), hàm lượng MKN 18% cường độ giảm tới 32% (Mẫu tro bay 10%) Ở tuổi 28 ngày mẫu tỷ lệ 10% tro bay thay xi măng có cường độ lớn tương đương với mẫu M0 là: 5,4% Mẫu có tỷ lệ 20% tro bay thay xi măng có cường độ 28 ngày thấp so với mẫu M0 là: 10,5% Tuy nhiên tuổi 90 ngày cường độ tất mẫu tro bay thay xi măng 10%, 15%,20% cao so với mẫu M0, mẫu cao có cường độ cao là: 7% (mẫu thay 15% tro bay) 4) Hàm lượng MKN tro bay tăng không làm giảm cường độ vữa xi măng tuổi ngày Ở hàm lượng MKN 12%,15% có xu hướng tăng cường độ tuổi 28 90 ngày so với mẫu có hàm lượng MKN 8% 18% tỷ lệ 10% tro bay thay xi măng Tuy nhiên mức tăng không đáng kể Ở tỷ lệ tro bay thay 15% 20% xi măng hàm lượng MKN gần không làm thay đổi cường độ vữa xi măng tuổi dài ngày 62 LUẬN VĂN THẠC SỸ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI HỒ XUÂN VINH KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1) Khi hàm lượng tro bay xi măng tăng, độ nở sulfat giảm đáng kể so với mẫu xi măng khơng có tro bay (M0) Mẫu xi măng không chứa tro bay tuổi tháng bị gãy nở mức + Độ nở sulfate tuổi tháng mẫu M0 mẫu chứa tro bay có giá trị tương đương Tuy nhiên tháng nở độ có khác biệt rõ rệt, chênh lệch độ nở sulfat mẫu chứa tro bay có độ nở lớn so với mẫu M0 68,7% (Mẫu FA8-1 ) + Các mẫu chứa tro bay tăng độ nở sulfate giảm, mẫu xi măng chứa 20% tro bay có độ nở sulfate tuổi tháng nhỏ 0,1% (theo tiêu chuẩn TCVN 7711:2013 đạt mức xi măng hỗn hợp bền sulfate trung bình) 2) Khi hàm lượng tro bay tăng độ nở vữa xi măng môi trường nước biển tăng, mức tăng lớn đạt đạt tới 44% ( mẫu có hàm lượng MKN 15% so với mẫu có hàm lượng MKN8%), mức tăng 77% so với mẫu tro bay từ 10 % đến 20% mẫu 12% MKN tuổi tháng Mặc dù môi trường nước biển độ nở tăng, nhiên thấp nhiều so với mẫu ngâm môi trường sulfate 3) Khi hàm lượng nung tăng độ nở sulfat tuổi dài ngày có xu hướng tăng nhẹ, nhiên tất mẫu chứa 20% tro bay với hàm lượng MKN từ 8% đến 18% thỏa mãn mức xi măng bền sulfate trung bình Mẫu xi măng chứa hàm lượng tro bay 10% có độ nở sulfate lớn 60% so với mẫu xi măng chứa 15 20% tro bay thành phần 4) Hàm lượng tro bay tăng: - Ở tháng tuổi, cường độ vữa xi măng giảm, kết tương tự cho 03 môi trường bảo dưỡng mẫu (nước thường, dung dịch sulfate nước biển) - Ở tuổi tháng , cường độ vữa xi măng tăng 03 môi trường Cường độ vữa xi măng môi trường nước biển thấp so với mẫu bảo dưỡng môi trường nước thường, giá trị cường độ thấp sai lệch chiếm tối đa 5%, tức giá trị cường độ giảm không nhiều so với mẫu ngâm môi trường nước 63 LUẬN VĂN THẠC SỸ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI HỒ XUÂN VINH Cường độ vữa xi măng dung dịch sulfat cao so với mẫu xi măng ngâm nước thường - Ở tuổi tháng, cường độ vữa xi măng tăng 03 môi trường Cường độ vữa xi măng môi trường sulfate giảm thấp so với mẫu ngâm nước thường 5) Hàm lượng MKN tro bay tăng: - Ở tháng tuổi, mẫu xi măng 03 mơi trường có xu hướng giảm cường độ - Ở tháng tuổi, mẫu xi măng có chứa tro bay với hàm lượng MKN tới 18% có cường độ bắt đầu suy giảm so với mẫu xi măng có hàm lượng MKN 8,12 15% Tuy nhiên, mẫu xi măng có chứa tro bay tất tỷ lệ 10,15,20% với hàm lượng MKN 12,15% có cường độ cao so với mẫu xi măng có chứa tro bay với MKN 8% Hiện tượng tác giả chưa có đầy đủ minh chứng để lý giải, cần nghiên cứu thêm 64 LUẬN VĂN THẠC SỸ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI HỒ XUÂN VINH TÀI LIỆU THAM KHẢO 10 11 12 13 14 Bộ KHCN, TCVN 2682 : 2009 Xi măng Poóc lăng – Yêu cầu kỹ thuật 2009 Bộ KHCN, TCVN 6260 : 2009 Xi măng Poóc lăng hỗn hợp – Yêu cầu kỹ thuật 2009 Bộ KHCN, TCVN 7711:2013 Xi măng pooc lăng hỗn hợp bền sun phát 2013 Bộ KHCN, TCVN 6882 : 2001 Phụ gia khoáng cho xi măng 2001 TCVN 10302 : 2014 Phụ gia hoạt tính tro bay dùng cho bê tông, vữa xây xi măng 2014 ThS Lê Việt Hùng cộng tác viên, Nghiên cứu sử dụng tro bay hàm lượng nung cao 6% cho sản phẩm bê tông vữa - Bộ Xây dựng , 2013 - 2015 Maohong Fan, R.C., Brown,, Comparison of the Loss on Ignition and Thermogravimetric Analysis techniques in measuring unbured Carbon in Coal fly ash - Energy & Fuels Vol 15 2001 GS.TSKH.Võ Đình Lương, Hóa học cơng nghệ sản xuất xi măng 2008: NXB Khoa học kỹ thuật Lane, R.O., and Best,J.F “Properties and use of fly ash in Porland cement concrete”, Concrete International 1982 Russell L.Hill et al., An examination of fly ash carbon and its interactions with air entraining agent Cement and Concrete Research, 1997 Vol.27, No.2, : p pp 193-204, Indrek Kulaots and et al., Size distribution of unburned carbon in coal fly ash and its implications, Fuel 83 (24) p 223-230 Elizabeth Freeman and et al., Interaction of carbon-containing fly ash with comercial air-entraining admixtures for concrete, Fule 1997 Vol 76, No 8, : p pp 761-756, MM Maroto-Valer, D.N.T., J.C Hower,, Characterization of differing forms of unburned carbon present in fly ash separated by density gradient centrifugation, Fuel 80 (2001): p 795 ± 800 M Melih Demirkan et al., Naphthalene and o-Xylane Adsorption onto High Carbon Fly Ash, JOURNAL OF ENVIRONMENTAL ENGINEERING © ASCE MAY 2011 65 ...  Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng nung tro bay hàm lượng tro bay thay xi măng tới độ co khô vữa xi măng  Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng nung tro bay hàm lượng tro bay thay xi măng tới lượng nước... 41 3.1.1 Ảnh hưởng hàm lượng nung tro bay hàm lượng tro bay thay xi măng tới độ co khô vữa xi măng 41 3.1.2 Ảnh hưởng hàm lượng nung tro bay hàm lượng tro bay thay xi măng tới lượng nước tiêu... xi măng cường độ vữa xi măng  Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng nung tro bay hàm lượng tro bay thay xi măng tới độ nở vữa xi măng môi trường sulfat, nước biển  Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng nung