Nghiên cứu ảnh hưởng của các phương pháp thí nghiệm đến kết quả đánh giá chỉ số hoạt tính cường độ đối với xi măng của phụ gia hoạt tính cao

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI  BÙI QUANG VINH NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM ĐẾN KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ CHỈ SỐ HOẠT TÍNH CƯỜNG ĐỘ ĐỐI VỚI XI MĂNG CỦA PHỤ GIA HOẠT TÍNH CAO LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT HOÁ HỌC HÀ NỘI - 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI  BÙI QUANG VINH NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM ĐẾN KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ CHỈ SỐ HOẠT TÍNH CƯỜNG ĐỘ ĐỐI VỚI XI MĂNG CỦA PHỤ GIA HOẠT TÍNH CAO Chuyên ngành: KỸ THUẬT HOÁ HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT HOÁ HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN : TS VĂN VIẾT THIÊN ÂN TS VŨ HOÀNG TÙNG HÀ NỘI - 2019 MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BIỂU ĐỒ DANH MỤC BẢNG LỜI CẢM ƠN DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT PHẦN MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu đề tài Phƣơng pháp nghiên cứu 10 Nội dung nghiên cứu đề tài 10 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 10 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHỤ GIA KHOÁNG HOẠT TÍNH CAO TRONG BÊ TƠNG VÀ XI MĂNG 11 1.1 Giới thiệu phụ gia khống hoạt tính 11 1.1.1 Phụ gia khoáng hoạt tính nguồn gốc tự nhiên 11 1.1.2 Phụ gia khống hoạt tính nguồn gốc nhân tạo 12 1.2.Bản chất hoạt tính phụ gia khống .14 1.3 Các loại phụ gia khoáng hoạt tính cao .15 1.3.1 Silicafume (SF) 16 1.3.2 Tro trấu (RHA) 17 1.3.3 Meta Kaolin (MK) 19 1.4 Vai trò phụ gia khống hoạt tính bê tơng xi măng 21 1.5 Các phƣơng pháp đánh giá độ hoạt tính phụ gia khống 24 1.5.1.Các phƣơng pháp đánh giá tiêu chuẩn 24 1.5.2.Các phƣơng pháp đánh giá phi tiêu chuẩn 26 1.6 Kết luận định hƣớng nghiên cứu 26 CHƢƠNG 2: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28 2.1 Phƣơng pháp nghiên cứu 28 2.1.1 Các phƣơng pháp thí nghiệm tiêu chuẩn 28 2.1.2 Các phƣơng pháp thí nghiệm phi tiêu chuẩn 29 GVHD: TS Văn Viết Thiên Ân TS Vũ Hoàng Tùng HVTH: Bùi Quang Vinh CB160052 2.1.3 Các phƣơng pháp thí nghiệm xác định độ hoạt phụ gia khống hoạt tính cao 30 2.2.Nguyên vật liệu sử dụng .41 2.2.1 Xi măng .41 2.2.2 Cát mịn 42 2.2.3 Cát hạt thô 43 2.2.4 Cát ISO .44 2.2.5 Cát ASTM 44 2.2.6 Phụ gia khống hoạt tính cao 44 2.2.7.Nƣớc 49 2.2.8 Phụ gia siêu dẻo 49 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ ĐÁNH GIÁ 51 3.1 Ảnh hƣởng phƣơng pháp điều chỉnh tính cơng tác vữa nƣớc phụ gia giảm nƣớc 52 3.2 Ảnh hƣởng phƣơng pháp dƣỡng hộ mẫu 55 3.3 Ảnh hƣởng ngày tuổi thí nghiệm 58 3.4 Ảnh hƣởng chế độ tạo hình, kích thƣớc mẫu thử, cát tiêu chuẩn 59 3.5.Đánh giá số hoạt tính cƣờng độ phụ gia khống phƣơng pháp thí nghiệm phi tiêu chuẩn đề xuất 63 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 66 Kết luận .66 Kiến nghị 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 GVHD: TS Văn Viết Thiên Ân TS Vũ Hoàng Tùng HVTH: Bùi Quang Vinh CB160052 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BIỂU ĐỒ HÌNH 1.1: XRD CỦA SILICA FUME VÀ TRO TRẤU 16 HÌNH 1.2: HÌNH ẢNH SEM CỦA SILICA FUME (ELKEM MICROSILICA G983) 17 HÌNH 1.3: XRD CỦA TRO TRẤU 19 HÌNH 1.4: CẤU TRÚC HẠT TRO TRẤU SAU KHI NGHIỀN MỊN 19 HÌNH 1.5: SẢN PHẨM META KAOLIN NGHIỀN MỊN 20 HÌNH 1.6: CẤU TRÚC HẠT META KAOLIN SAU KHI NGHIỀN MỊN 20 HÌNH 2.1: DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM ĐO ĐỘ CHẢY XỊE CỦA VỮA 33 HÌNH 2.2: ĐỘ CHẢY XỊE CỦA VỮA XM 35 HÌNH 2.3: DỤNG CỤ ĐẦM MẪU THEO ASTM C1240-05 39 HÌNH 2.4: THÀNH PHẦN HẠT CỦA XI MĂNG BÚT SƠN PC40 42 HÌNH 2.5: LỊ ĐỐT VỎ TRẤU 45 HÌNH 2.6: QUANG PHỔ XRD CỦA TRO TRẤU 46 HÌNH 2.7: THÀNH PHẦN HẠT CỦA TRO TRẤU NGHIỀN MỊN 48 HÌNH 2.8: NƢỚC MÁY 49 HÌNH 2.9: PHỤ GIA SIÊU DẺO 50 HÌNH 3.1: ẢNH HƢỞNG CỦA PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TÍNH CƠNG TÁC CỦA HỖN HỢP VỮA ĐẾN ĐỘ HOẠT TÍNH CỦA PHỤ GIA KHỐNG 54 HÌNH 3.4: ẢNH HƢỞNG CỦA NGÀY TUỔI THÍ NGHIỆM ĐẾN ĐỘ HOẠT TÍNH CỦA PGK 59 HÌNH 3.5: ẢNH HƢỞNG CỦA CHẾ ĐỘ TẠO HÌNH, KÍCH THƢỚC MẪU THỬ, CÁT TIÊU CHUẨN ĐẾN KẾT QUẢ ĐHT CỦA PGK 62 GVHD: TS Văn Viết Thiên Ân TS Vũ Hoàng Tùng HVTH: Bùi Quang Vinh CB160052 DANH MỤC BẢNG BẢNG 1.1: THÀNH PHẦN HÓA TRO TRẤU CÁC VÙNG KHÁC NHAU 18 BẢNG 1.2: TÍNH CHẤT HĨA LÝ CỦA META KAOLIN 21 BẢNG 1.3: SO SÁNH CÁC PHƢƠNG PHÁP TIÊU CHUẨN ĐÁNH GIÁ CHỈ SỐ HOẠT TÍNH CƢỜNG ĐỘ CỦA PHỤ GIA KHỐNG 25 BẢNG 2.1: CÁC YÊU CẦU VỀ HÓA LÝ CỦA SF VÀ RHA 30 BẢNG 2.2:CÁC YÊU CẦU VỀ CƠ LÝ CỦA SF VÀ RHA 31 BẢNG 2.3: THÀNH PHẦN CẤP PHỐI ĐỂ XÁC ĐỊNH CHỈ SỐ HOẠT TÍNH CƢỜNG ĐỘ THEO TCVN 8827-2011 32 BẢNG 2.4: THÀNH PHẦN CẤP PHỐI ĐỂ XÁC ĐỊNH CHỈ SỐ HOẠT TÍNH CƢỜNG ĐỘ THEO ASTM C1240-05 37 BẢNG 2.5: THÀNH PHẦN CẤP PHỐI ĐỂ XÁC ĐỊNH CHỈ SỐ HOẠT TÍNH CƢỜNG ĐỘ THEO PHƢƠNG PHÁP PHI TIÊU CHUẨN 40 BẢNG 2.6: TÍNH CHẤT KỸ THUẬT CỦA XI MĂNG PC40 BÚT SƠN 41 BẢNG 2.7: KẾT QUẢ THÀNH PHẦN HÓA CỦA XI MĂNG 42 BẢNG 2.8: TÍNH CHẤT KỸ THUẬT CỦA CÁT SÔNG HỒNG 43 BẢNG 2.9: TÍNH CHẤT KỸ THUẬT CỦA CÁT SÔNG HỒNG 43 BẢNG 2.10: CẤP PHỐI CÁT C778 44 BẢNG 2.11: TÍNH CHẤT VÀ THÀNH PHẦN HẠT CỦA SF 45 BẢNG 2.12: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM MỘT SỐ TÍNH CHẤT HĨA LÝ CỦA TRO TRẤU NGHIỀN MỊN 46 BẢNG 2.13: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM MỘT SỐ TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA TRO TRẤU NGHIỀN MỊN 47 BẢNG 2.14: TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA META CAOLANH 49 BẢNG 3.1: TỔNG HỢP KẾT QUẢ ĐỀ TÀI ĐÃ NGHIÊN CỨU 51 BẢNG 3.2: LƢỢNG CẦN NƢỚC ẢNH HƢỞNG TỚI CHỈ SỐ HOẠT TÍNH CƢỜNG ĐỘ CHO TỪNG LOẠI PGK HTC THEO TỪNG PHƢƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 53 BẢNG 3.3: LƢỢNG CẦN NƢỚC CHO TỪNG LOẠI PGK HTC THEO TỪNG PHƢƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM (TIẾP) 53 GVHD: TS Văn Viết Thiên Ân TS Vũ Hoàng Tùng HVTH: Bùi Quang Vinh CB160052 BẢNG 3.4: ẢNH HƢỞNG CỦA PHƢƠNG PHÁP DƢỠNG HỘ MẪU ĐẾN CƢỜNG ĐỘ NÉN CỦA MẪU VỮA VÀ CHỈ SỐ HOẠT TÍNH CỦA PHỤ GIA KHỐNG 55 BẢNG 3.5: ẢNH HƢỞNG CỦA NGÀY TUỔI THÍ NGHIỆM ĐẾN ĐỘ HOẠT TÍNH CỦA PHỤ GIA KHỐNG 58 BẢNG 3.6: CÁC NHÂN TỐẢNH HƢỞNG CỦA ĐẾN ĐỘ HOẠT TÍNH CỦA PHỤ GIA KHỐNG THEO TỪNG PHƢƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 60 BẢNG 3.7: ẢNH HƢỞNG CỦA CHẾ ĐỘ TẠO HÌNH, KÍCH THƢỚC MẪU THỬ, CÁT TIÊU CHUẨN THEO CÁC PHƢƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM ĐẾN CHỈ SỐ HOẠT TÍNH CỦA PHỤ GIA KHỐNG HOẠT TÍNH 61 BẢNG 3.8: THÀNH PHẦN CẤP PHỐI VÀ MỘT SỐ YÊU CẦU ĐỂ XÁC ĐỊNH CHỈ SỐ HOẠT TÍNH CƢỜNG ĐỘ THEO PHƢƠNG PHÁP PHI TIÊU CHUẨN.63 BẢNG 3.9: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CHỈ SỐ HOẠT TÍNH CƢỜNG ĐỘ THEO PHƢƠNG PHÁP ĐỀ XUẤT 64 BẢNG 3.10 : HÀM LƢỢNG CA(OH)2 TRONG ĐÁ CHỨA 100% XI MĂNG VÀ TRONG ĐÁ XI MĂNG CHỨA PHỤ GIA KHOÁNG Ở TUỔI NGÀY 64 GVHD: TS Văn Viết Thiên Ân TS Vũ Hoàng Tùng HVTH: Bùi Quang Vinh CB160052 LỜI CẢM ƠN Sau gần hai năm theo học Viện Kỹ Thuật Hóa Học – Đại Học Bách Khoa Hà Nội Đƣợc đồng ý Viện Kỹ Thuật Hóa Học sau đại học thầy giáo hƣớng dẫn TS Văn Viết Thiên Ân, TS Vũ Hồng Tùng; tơi thực đề tài: “Nghiên cứu ảnh hƣởng phƣơng pháp thí nghiệm đến kết đánh giá số hoạt tính cƣờng độ xi măng phụ gia hoạt tính cao” Để hồn thành đƣợc đề tài này, xin trân trọng cảm ơn thầy cô giáo môn Silicat, thầy cô giáo Viện Kỹ thuật Hóa học tận tình hƣớng dẫn giảng dạy suốt trình học tập, nghiên cứu rèn luyện trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Tôi xin trân trọng cảm ơn quan tâm giúp đỡ tạo điều kiện lãnh đạo Công ty cổ phần xi măng Vicem Hồng Mai, cán Viện cơng nghệ xi măng, Tổng công ty công nghiệp xi măng Vicem Việt Nam Đặc biệt, xin trân trọng cảm ơn TS Văn Viết Thiên Ân, TS Vũ Hoàng Tùng hƣớng dẫn tận tình, chu đáo giúp tơi thực đề tài Mặc dù có nhiều cố gắng để thực đề tài cách hoàn chỉnh nhất, song có nhiều hạn chế kiến thức, thời gian kinh nghiệm nên tránh khỏi thiếu sót định Tơi mong nhận đƣợc góp ý q thầy giáo, bạn, anh chị đồng nghiệp để đề tài đƣợc hoàn chỉnh Tôi xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày GVHD: TS Văn Viết Thiên Ân TS Vũ Hoàng Tùng tháng năm HVTH: Bùi Quang Vinh CB160052 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT CHỮ VIẾT TẮT NỘI DUNG N Nƣớc X Xi măng C Cát CĐ Cát đen CV Cát vàng SF Silica fume MK Mêtacaolanh RHA Tro trấu nghiền mịn CKD Chất kết dính ĐHT Độ hoạt tính HTC Hoạt tính cao PGK Phụ gia khống PGSD Phụ gia siêu dẻo TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TN Thí nghiệm GVHD: TS Văn Viết Thiên Ân TS Vũ Hoàng Tùng HVTH: Bùi Quang Vinh CB160052 PHẦN MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết đề tài Puzolan nguyên liệu cho trình sản xuất xi măng đƣợc sử dụng để thay phần xi măng vữa bê tông, mang lại hiệu kinh tế, kĩ thuật lợi ích sinh thái mơi trƣờng Một số sản phẩm phụ ngành công nghiệp, nông nghiệp có hoạt tính puzolanic sử dụng vữa bê tông nhƣ tro bay, tro trấu, silicafume, với ƣu điểm trữ lƣợng lớn, có sẵn, giá thành rẻ, chúng mang lại tiềm sử dụng lớn cho ngành công nghiệp sản xuất xi măng bê tông Một số chúng có hoạt tính puzolanic cao, nhiên số loại khơng đƣợc sử dụng, hạn chế việc lựa chọn phân loại puzolan sử dụng xi măng bê tông theo tiêu chuẩn khác Việt Nam nói riêng giới nói chung Dựa độ hoạt tính puzolanic, phụ gia khống đƣợc phân thành phụ gia khống thơng thƣờng nhƣ tro bay, xỉ lị cao phụ gia khống hoạt tính cao nhƣ silica fume, tro trấu Khả hoạt tính puzolanic phụ gia khống đƣợc đánh giá thơng qua phƣơng pháp khác Chỉ số hoạt tính cƣờng độ thƣờng đƣợc sử dụng để đánh giá độ hoạt tính puzolanic phụ gia khoáng Tuy nhiên, khác biệt hàm lƣợng phụ gia khoáng thay thế, lƣợng dùng nƣớc, lƣợng chủng loại cát, cách điều chỉnh tính cơng tác hỗn hợp vữa, chế độ dƣỡng hộ, tuổi thí nghiệm dẫn đến kết số hoạt tính cƣờng độ phụ gia khống xi măng khác Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 8827:2011 “Phụ gia khống hoạt tính cao dùng cho bê tơng vữa“ Hội Công nghiệp Bê tông Việt Nam đƣợc biên soạn chuyển đổi từ TCXDVN 311:2004 Tiêu chuẩn TCVN 8827:2011 đƣợc biên soạn chủ yếu dựa sở tham khảo tiêu chuẩn ASTM C311, TCVN 6016:2011, hệ thống tiêu chuẩn Việt Nam dựa tình hình thực tiễn sản phẩm thiết bị lúc Tiêu chuẩn TCVN 8827:2011 sử dụng cát thông thƣờng tuân thủ TCVN 7570:2006 với GVHD: TS Văn Viết Thiên Ân TS Vũ Hoàng Tùng HVTH: Bùi Quang Vinh CB160052 lý kết cho thấy độ hoạt tính phụ gia khoáng nghiên cứu cao hẳn so với việc thí nghiệm theo TCVN 8827-2011 3.2 Ảnh hƣởng phƣơng pháp dƣỡng hộ mẫu Đề tài nghiên cứu ảnh hƣởng phƣơng pháp dƣỡng hộ mẫu tới số hoạt tính cƣờng độ phụ gia khống hoạt tính hai mơi trƣờng dƣỡng hộ: - Mơi trƣờng nhiệt độ thƣờng, nén mẫu tuổi ngày 28 ngày theo TCVN 8827-2011 - Môi trƣờng nhiệt độ 65±2ºC sáu ngày, nén mẫu tuổi ngày 28 ngày theo ASTM 1240-15 phƣơng pháp phi tiêu chuẩn Kết nghiên cứu đƣợc, đƣợc trình bày bảng 3.2 thể qua hình 3.2; 3.3; 3.4 Bảng 3.4: Ảnh hưởng phương pháp dưỡng hộ mẫu đến cường độ nén mẫu vữa số hoạt tính phụ gia khống Cƣờng độ nén, Mpa (Chỉ số hoạt tính, %) Tuổi ngày R7 Loại PG Dƣỡng hộ thƣờng Dƣỡng hộ nhiệt TCVN 88272011 ASTM C124015 Phi tiêu chuẩn TCVN 88272011 ASTM C124015 Phi tiêu chuẩn 0% PGK 19,9 (100,00) 28,3 (100,00) 34,2 (100,00) 26,8 32,3 (100,00) (100,00) 42,1 (100,00) 10% SF 20,6 (103,7) 34,7 (122,6) 39,6 (115,7) 31,8 (118,5) 40,9 (126,6) 50,7 (120,3) 10% RHA 21,5 (108,2) 33,2 (117,5) 39,1 (114,2) 28,9 (107,8) 38,5 (119,2) 48,9 (115,9) 10% MK 23,0 (115,7) 34,9 (123,6) 41,4 (120,9) 31,6 (117,7) 44,3 (136,9) 51,7 (122,6) GVHD: TS Văn Viết Thiên Ân TS Vũ Hoàng Tùng 55 HVTH: Bùi Quang Vinh CB160052 0% PGK 25,2 (100,00) 45,1 (100,00) 48,2 (100,00) 28,6 47,6 (100,00) (100,00) 50,1 (100,00) 10% SF 30,8 (122,1) 51,5 (114,2) 57,1 (118,4) 36,3 (126,5) 56,7 (119,0) 61,0 (122,0) 10% RHA 30,4 (120,7) 49,7 (110,4) 56,3 (116,6) 34,7 (121,1) 55,9 (117,4) 58,7 (1173) 10% MK 30,0 (119,0) 54,1 (120,1) 58,9 (122,0) 34,4 (120,0) 57,3 (120,4) 60,4 (122,7) R28 Hình 3.2: Ảnh hưởng phương pháp dưỡng hộ nhiệt đến độ hoạt tính Silica fume GVHD: TS Văn Viết Thiên Ân TS Vũ Hoàng Tùng 56 HVTH: Bùi Quang Vinh CB160052 Hình 3.3: Ảnh hưởng phương pháp dưỡng hộ nhiệt đến độ hoạt tính Tro trấu Hình 3.4: Ảnh hưởng phương pháp dưỡng hộ nhiệt đến ĐHT Meta Kaolin GVHD: TS Văn Viết Thiên Ân TS Vũ Hoàng Tùng 57 HVTH: Bùi Quang Vinh CB160052  Đánh giá kết nghiên cứu: - Độ hoạt tính phụ gia khống hoạt tính bị ảnh hƣởng chế độ dƣỡng hộ mẫu thí nghiệm Cụ thể:ở chế độ dƣỡng hộ thƣờng, kết cƣờng độ nén mẫu vữa xi măng đối chứng mẫu chứa PGK tuổi ngày thấp giá trị số hoạt tính chênh lệch lớn so với mẫu 28 ngày tuổi Khoảng chênh lệch lớn làm cho việc nghiên cứu tuổi sớm ngày không phản ánh lên đƣợc mức độ hoạt tính vai trị phụ gia khống hoạt tính cao mẫu vữa xi măng.Dẫn đến thu kết để đánh giá số hoạt tính phụ gia khống hoạt tính ngày tuổi khơng có giá trị sử dụng nghiên cứu - Ở chế độ dƣỡng hộ nhiệt ngày nhiệt độ 65±2ºC, nén mẫu thử tuổi ngày cho cƣờng độ cao đạt 70÷80% cƣờng độ tuổi 28 ngày Nhƣ nhiệt độ cao, tốc độ thủy hóa XM PGK đƣợc đẩy nhanh triệt để Điều có ý nghĩa quan trọng có ảnh hƣởng lớn việc đánh giá độ hoạt tính phân loại phụ gia khoáng tuổi sớm ngày 3.3 Ảnh hƣởng ngày tuổi thí nghiệm Kết độ hoạt tính phụ gia khống hoạt tính cao đƣợc đánh giá dựa kết nén mẫu đối chứng mẫu thử hai tuổi ngày: ngày 28 ngày Bảng 3.5: Ảnh hưởng ngày tuổi thí nghiệm đến đến số hoạt tính phụ gia khống Chỉ số hoạt tính mẫu vữa ngày Loại PG Chỉ số hoạt tính mẫu vữa 28 ngày TCVN 8827 ASTM C1240-15 Phi tiêu chuẩn TCVN 8827 ASTM C1240-15 Phi tiêu chuẩn 10% SF 103,7 126,6 120,3 122,1 119,0 122,0 10%RHA 108,2 119,2 115,9 120,7 117,4 117,3 10% MK 115,7 136,9 122,6 119,0 120,4 120,7 GVHD: TS Văn Viết Thiên Ân 58 TS Vũ Hoàng Tùng HVTH: Bùi Quang Vinh CB160052 Hình 3.4: Ảnh hưởng ngày tuổi thí nghiệm đến số hoạt tính phụ gia khoáng  Đánh giá kết nghiên cứu: - Việc đánh giá độ hoạt tính phụ gia khống hoạt tính tuổi ngày theo TCVN 8827-2011 đƣa kết thấp so với kết thử ngày theo ASTM C1240-15 theo phƣơng pháp phi tiêu chuẩn - Đánh giá ĐHT tuổi ngày nghiên cứu theo ASTM C1240-15 phƣơng pháp phi tiêu chuẩn cho kết gần xấp xỉ với kết tuổi 28 ngày - Nhƣ để sử dụng đƣợc kết ĐHT PGK tuổi ngày, nhóm nghiên cứu đề xuất thí nghiệm theo phƣơng pháp phi tiêu chuẩn ASTM C1240-15 3.4 Ảnh hƣởng chế độ tạo hình, kích thƣớc mẫu thử, cát tiêu chuẩn Từ kết nghiên cứu thấy phƣơng pháp thí nghiệm khác cho kết nghiên cứu khác Kết thí nghiệm phụ thuộc GVHD: TS Văn Viết Thiên Ân TS Vũ Hoàng Tùng 59 HVTH: Bùi Quang Vinh CB160052 vào nhiều yếu tố có: tỷ lệ nƣớc/xi măng (N/XM), loại hàm lƣợng phụ gia khống, loại cát, tuổi thí nghiệm, chế độ dƣỡng hộ mẫu có mặt phụ gia giảm nƣớc Bảng 3.6 trình bày số yếu tố ảnh hƣởng nhƣ tỷ lệ N/XM, loại cát sử dụng, kích thƣớc mâu thử thiết bị tạo hình đến độ hoạt tính phụ gia khống Kết thí nghiệm đƣợc tổng hợp bảng 3.7 thể hình 3.5 Bảng 3.6: Các nhân tố ảnh hưởng đến số hoạt tính phụ gia khống theo phương pháp thí nghiệm STT Chỉ tiêu so sánh TCVN 8827-2011 ASTM C1240-15 Phi tiêu chuẩn Tỷ lệ N/X Không xác định 0,484 0,5 Loại cát sử dụng Cát đen/Cát vàng Cát C778 Cát ISO Kích thƣớc mẫu 40x40x160mm 50x50x50 40x40x160 Thiết bị bàn dằn Thiết bị tạo hình Chế độ tạo hình Chia thành lớp Mỗi lớp đầm 32 nhát Chia thành lớp, chia thành lớp dằn 60 lần vòng, vòng thiết bị bàn phải đầm dằn góc vng Tổng thời gian đầm mẫu 2ph30 GVHD: TS Văn Viết Thiên Ân TS Vũ Hồng Tùng Thanh gỗ sồi khơng thấm nƣớc, có mặt cắt Thiết bị bàn dằn ngang 13x25 mm, chiều dài 120mm÷150mm 60 Chia thành lớp vữa, lớp đƣợc dằn 60 lần bàn dằn HVTH: Bùi Quang Vinh CB160052 Mẫu đƣợc giữ khuôn sau 24 (nhiệt độ 23 ± ° C độ ẩm tƣơng đối ≥ Ở nhiệt độ 27±2°C, Chế độ bảo dƣỡng 95%), mẫu sau độ ẩm >95% tháo đƣợc đặt hộp kín khí lƣu trữ 65±2 ° C cho ngày Mẫu đƣợc giữ khuôn sau 24 (nhiệt độ 27 ± ° C độ ẩm tƣơng đối ≥ 95%), mẫu sau tháo đƣợc đặt hộp kín khí lƣu trữ 65±2 ° C cho ngày ngày, 28 ngày ngày, 28 ngày Tuổi thí nghiệm ngày, 28 ngày Bảng 3.7:Ảnh hưởng chế độ tạo hình, kích thước mẫu thử, cát tiêu chuẩntheo phương pháp thí nghiệm đến số hoạt tính phụ gia khống hoạt tính Chỉsốhoạttính, % Tuổi Tiêuchuẩnthínghiệm 10% SF 10% RHA 10% MK TCVN 8827:2011- Cát đen 103.7 108.2 115.7 TCVN 8827:2011- Cát vàng 109.3 113.3 110.4 ASTM C1240-15- Cát ASTM 126.6 119.2 136.9 Phi tiêu chuẩn-Cát ISO 120.3 115.9 122.6 TCVN 8827:2011- Cátđen 122.1 120.7 119.0 TCVN 8827:2011- Cát vàng 113.9 115.9 118.7 ASTM C1240-15 - Cát ASTM 119.0 117.4 120.4 Phi tiêuchuẩn - Cát ISO 122.0 117.3 120.7 ngày 28 ngày GVHD: TS Văn Viết Thiên Ân TS Vũ Hoàng Tùng 61 HVTH: Bùi Quang Vinh CB160052 Hình 3.5: Ảnh hưởng chế độ tạo hình, kích thước mẫu thử, cát tiêu chuẩn đến số hoạt tính cường độ phụ gia khống  Một số nhận định đƣợc đƣa từ kết nghiên cứu nhƣ sau: - Trong nội dung tiêu chuẩn TCVN 8827-2011 không rõ ràng loại cát đƣợc sử dụng nghiên cứu mà đƣa yêu cầu cát dùng thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật tiêu chuẩn TCVN 7570:2006 Rõ ràng bất cập lớn tiêu chuẩn thực tế kết nghiên cứu thu đƣợc phản ánh lên đƣợc điều thí nghiệm dựa hai loại cát khác (cát đen, cát vàng) đem lại hai cặp kết số hoạt tính loại phụ gia khống khác - Sự khác biệt chế độ tạo hình, kích thƣớc mẫu thử, cát tiêu chuẩn dẫn đến kết độ hoạt tínhthành phần phụ gia khống có khác biệt Việc thực thí nghiệm kết hợp với số đặc tính quan trọng hỗn hợp đƣợc sử dụng thực tế nhƣ tỷ lệ N/CKD, tuổi thí nghiệm, loại xi măng, phụ gia dẻo, điều kiện bảo dƣỡng nhiệt mang lại hiệu cao so với thí nghiệm kiểm tra hoạt tính phụ gia khoáng theo tiêu chuẩn TCVN 8827-2011 GVHD: TS Văn Viết Thiên Ân TS Vũ Hoàng Tùng 62 HVTH: Bùi Quang Vinh CB160052 3.5.Đánh giá số hoạt tính cƣờng độ phụ gia khống phƣơng pháp thí nghiệm phi tiêu chuẩn đề xuất Phƣơng pháp thí nghiệm phi tiêu chuẩn đƣợc đề xuất đề tài dựa sở tham khảo tiêu chuẩn nƣớc nhƣ: TCVN 8827:2011, ASTM C311, ASTM C1204-15 Từ kết nghiên cứu phân tích tổng hợp số thơng số phƣơng pháp bảng 3.8 Một số kết nghiên cứu phƣơng pháp đƣợc tổng hợp bảng 3.9 3.10 Bảng 3.8: Thành phần cấp phối số yêu cầu để xác định số hoạt tính cường độ theo phương pháp phi tiêu chuẩn Tên vật liệu Mẫu đối chứng Mẫu thử Xi măng, g 450 405 Phụ gia, g 45 Cát ISO, g 350 350 Nƣớc, ml 225 225 110  % 110  % Phụ gia siêu dẻo (ml), lƣợng dùng đủ để đạt độ xịe Điều kiện dƣỡng hộ mẫu Tuổi thí nghiệm GVHD: TS Văn Viết Thiên Ân TS Vũ Hoàng Tùng - Một ngày khuôn - Một ngày khuôn nhiệt độ thƣờng nhiệt độ thƣờng - ngày hộp kín - ngày hộp kín khí khí 65±2°C 65±2°C R7, R28 63 R7, R28 HVTH: Bùi Quang Vinh CB160052 Bảng 3.9:Kết nghiên cứu số hoạt tính cường độ theo phương pháp đề xuất Loại PGK STT Cƣờng độ nén (Mpa) Chỉ số hoạt tính (%) R7 R28 R7 R28 0% PGK 34.2 48.2 100.0 100.0 10% SF 39.6 57.1 115.7 118.4 10% RHA 39.1 56.3 114.2 116.6 10% MK 42.3 58.9 123.6 122.0 Bảng 3.10: Hàm lượng Ca(OH)2 xi măng đá xi măng chứa phụ gia khoáng tuổi ngày Dƣỡng hộ thƣờng Hàm lƣợng (%) Ca(OH)2 100%XM 10% SF 15,26 11,43 Dƣỡng hộ nhiệt 10% RHA 10% MK 12,68 10,96 100%XM 10% SF 17,94 9,47 10% RHA 10% MK 10,51 8,42 Kết phân tích DTA/TG cho thấy: - Khi thay 10% xi măng phụ gia khoáng thành phần chất kết dính làm giảm hàm lƣợng Ca(OH)2 đá xi măng Nguyên nhân có mặt loại phụ gia khống, oxit SiO2có phụ gia khoáng tham gia phản ứng với Ca(OH)2 để tạo thành sản phẩm CSH từ làm giảm đáng kể hàm lƣợng Ca(OH)2 - Mức độ giảm hàm lƣợng Ca(OH)2 mẫu chứa phụ gia khác khác Cụ thể phụ gia khoáng MK làm giảm hàm lƣợng Ca(OH)2 nhiều nhất, sau đến SF RHA GVHD: TS Văn Viết Thiên Ân TS Vũ Hoàng Tùng 64 HVTH: Bùi Quang Vinh CB160052 - Với mẫu đá chứa 100% xi măng, hàm lƣợng Ca(OH)2 tăng lên có thêm tác động nhiệt độ Nhiệt độ thúc đẩy q trình thủy hóa xi măng diễn nhanh hơn, triệt để hơn, lƣợng Ca(OH)2 sản sinh nhiều Điều phù hợp với lý thuyết Tƣơng tự nhƣ với mẫu đá xi măng chứa 10% phụ gia khống MK, RHA, SF có mức độ giảm hàm lƣợng Ca(OH)2 lần lƣợt tăng lên từ 3,83%; 2,59%; 4,30% đến 8,47%; 7,43%; 9,52%khi có nhiệt độ Kếtquả DTA-TG cho thấy tuổi ngày dƣỡng hộ điều kiện thƣờng khả phản ứng puzzolanic phụ gia khoáng mức thấp Khi áp dụng dƣỡng hộ nhiệt phản ứng puzzolanic phụ gia khoáng đƣợc đẩy mạnh Điều cho thấy với chế độ dƣỡng hộ nhiệt thể rõ vai trị hoạt tính puzzolanic phụ gia khoáng cƣờng độ nén tuổi ngày (chỉ số hoạt tính cƣờng độ) so với chế độ dƣỡng hộ nhiệt - Từ kết phân tích DTA/TG số hoạt tính cƣờng độ, nhận thấy phƣơng pháp thí nghiệm đƣợc đề xuất nghiên cứu hợp lý tối ƣu phƣơng pháp thí nghiệm theo TCVN 8827-2011 GVHD: TS Văn Viết Thiên Ân TS Vũ Hoàng Tùng 65 HVTH: Bùi Quang Vinh CB160052 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Đề tài:“ Nghiên cứu ảnh hưởng phương pháp thí nghiệm đến kết đánh giá số hoạt tính cường độ xi măng phụ gia hoạt tính cao” đƣợc thực đầy đủ theo nội dung đề Phân tích, đánh giá kết đạt đƣợc đề tài rút số kết luận sau: - Từ kết thí nghiệm cƣờng độ nén R7, R28 nhận xét nhƣ sau: TCVN8827-2011 sử dụng cát thƣờng cho cƣờng độ nén R7 khoảng 85% so với mẫu đối chứng, phƣơng pháp phi tiêu chuẩn chế độ dƣỡng hộ nhƣng cho kết cao hẳn Tiêu chuẩn ASTM C1240-15 sử dụng cát C778 đắt khó mua Việt Nam phƣơng pháp phi tiêu chuẩn sử dụng cát ISO sẵn Việt Nam cho kết R7, R28 tƣơng đƣơng Phƣơng pháp thí nghiệm phi tiêu chuẩn đƣợc đề xuất dựa sở tham khảo tiêu chuẩn nƣớc quốc tế phù hợp so với TCVN 8827-2011 hành việc đánh giá độ hoạt tính phụ gia khống hoạt tính cao thơng qua số hoạt tính cƣờng độ xi măng - Kết hàm lƣợng Ca(OH)2 đá xi măng số hoạt tính cƣờng độ tuổi ngày dƣỡng hộ theo chế độ nhiệt ẩm nhiệt độ 65±20C cho phép đánh giá tối đa khả hoạt tính puzzolanic phụ gia khống chất kết dính xi măng - Kết nghiên cứu cho thấy phụ gia khống Meta kaolin nghiền mịn có độ hoạt tính cao, đặc biệt nghiên cứu áp dụng theo ASTM C1240-15 phƣơng pháp phi tiêu chuẩn, kết độ hoạt tính đạt đƣợc cịn cao hẳn hai loại phụ gia khống nghiên cứu cịn lại Do đó, phụ gia khống Meta Kaolin nghiền mịn đƣợc xếp vào nhóm phụ gia khống hoạt tính cao, có tỷ diện tích bề mặt lớn nhƣ silica fume tro trấu nghiền mịn GVHD: TS Văn Viết Thiên Ân TS Vũ Hoàng Tùng 66 HVTH: Bùi Quang Vinh CB160052 Kiến nghị Do thời gian có hạn nên nghiên cứu độ hoạt tính phụ gia khống cịn chƣa đƣợc hồn thiện Vì vậy, kiến nghị hƣớng nghiên cứu mở rộng nhƣ nghiên cứu ảnh hƣởng hàm lƣợng thay phụ gia hoạt tính cho xi măng GVHD: TS Văn Viết Thiên Ân TS Vũ Hoàng Tùng 67 HVTH: Bùi Quang Vinh CB160052 TÀI LIỆU THAM KHẢO PGS.TS Bùi Văn Chén (1984), Kỹ thuật sản xuất xi măng poóc lăng chất kết dính, Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội PGS TS Vũ Đình Đấu, TS Bùi Danh Đại (2006) Giáo trình cơng nghệ chất kết dính vô cơ, NXB Xây Dựng, Hà Nội GS TSKH Phùng Văn Lự, Phạm Duy Hữu, Phan Khắc Trí, Vật liệu xây dựng, Nhà xuất giáo dục, 2010 Vũ Linh , Bài giảng Kỹ thuật sản xuất chất kết dính, Bộ mơn Silicat Bài giảng “ Chun đề xi măng ”, Bộ môn Silicat Bộ tiêu chuẩn Việt Nam TCVN vật liệu xây dựng – Nhà xuất Xây dựng- Quyển 6, 2016 ASTM C1240-15: Standard Specification for Silica Fume Used in Cementitious Mixtures (Tiêu chuẩn cụ thể cho Silica fume đƣợc sử dụng hỗn hợp xi măng.) ASTM 311-05: Standard Test Methods for Sampling and Testing Fly Ash or Natural Pozzolans for Use in Portland-Cement Concrete (Các phƣơng pháp thử nghiệm tiêu chuẩn để lấy mẫu kiểm tra tro bay Pozzolan tự nhiên để sử dụng bê tông xi măng Portland) ASTM C109/C109 M: Standard Test Method for Compressive Strength of Hydraulic Cement Mortars (Using 2-in or [50-mm] Cube Specimens) (Phƣơng pháp thử tiêu chuẩn cho cƣờng độ nén vữa xi măng thủy lực -Sử dụng mẫu 2-in mẫu lập phƣơng [50 mm]) 10 ASTM C1437: Standard Test Method for Flow of Hydraulic Cement Mortar (Phƣơng pháp thử tiêu chuẩn cho dòng chảy vữa xi măng thủy lực) 11 Gava, G.P and L.R Prudêncio Jr, Pozzolanic activity tests as a measure of pozzolans' performance Part Magazine of Concrete Research, 2007 GVHD: TS Văn Viết Thiên Ân TS Vũ Hoàng Tùng 68 HVTH: Bùi Quang Vinh CB160052 12 Gava, G.P and L.R Prudêncio Jr, Pozzolanic activity tests as a measure of pozzolans' performance Part Magazine of Concrete Research, 2007 13 Van, V.-T.-A., et al., Mesoporous structure and pozzolanic reactivity of rice husk ash in cementitious system Construction and Building Materials, 2013 14 Van, V.-T.-A., et al., Pozzolanic reactivity of mesoporous amorphous rice husk ash in portlandite solution Construction and Building Materials, 2014 15 Ordóđez, L.M., et al., Reaction of rice husk ash with OPC and portlandite Advances in Cement Research, 2002 16 Sugita, S., M Shoya, and H Tokuda Evaluation of Pozzolanic Activity of Rice Husk Ash in Proceedings of the 4th CANMET/ACI International Conference on Fly ash, Silica Fume, Slag and Natural Pozzolans in Concrete 1992 Istanbul, Turkey 17 Rafat Siddique (2008) Waste Materials and By-Products in Concrete, Springer-Verlag Berlin Heidelberg GVHD: TS Văn Viết Thiên Ân TS Vũ Hoàng Tùng 69 HVTH: Bùi Quang Vinh CB160052 ... đề tài:? ?Nghiên cứu ảnh hưởng phương pháp thí nghiệm đến kết đánh giá số hoạt tính cường độ xi măng phụ gia hoạt tính cao? ?? góp phần thiết thực việc đánh giá tính chất phụ gia hoạt tính cao Mục... dụng nghiên cứu 1.5.1 .Các phương pháp đánh giá tiêu chuẩn Các phƣơng pháp tiêu chuẩn đánh độ hoạt tính phụ gia khoáng chủ yếu đánh giá số hoạt tính cƣờng độ xi măng Chỉ số hoạt tính cƣờng độ xi măng. ..BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI  BÙI QUANG VINH NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM ĐẾN KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ CHỈ SỐ HOẠT TÍNH CƯỜNG ĐỘ ĐỐI VỚI XI MĂNG CỦA