Nghiên cứu ảnh hưởng của bột nhẹ tới một số tính chất của xi măng Poóc Lăng

Nghiên cứu ảnh hưởng của bột nhẹ tới một số tính chất của xi măng Poóc Lăng Nghiên cứu ảnh hưởng của bột nhẹ tới một số tính chất của xi măng Poóc Lăng Nghiên cứu ảnh hưởng của bột nhẹ tới một số tính chất của xi măng Poóc Lăng 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

Bộ giáo dục đào tạo Trường đại học bách khoa hµ néi o0o - luận văn thạc sỹ khoa học Nghiên cøu ¶nh h­ëng cđa bét nhĐ tíi mét sè tÝnh chất xi măng poóc lăng ngành: Công nghệ vật liệu hoá học Nguyễn cao điến Người hướng dẫn khoa học: TS Tạ ngọc dũng hà nội 2006 Lời cam đoan Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết thí nghiệm nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tác giả luận văn Nguyễn Cao Điến Lời cảm ơn Em chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn khoa học cho luận văn - TS Tạ Ngọc Dũng đà hết lòng giúp đỡ em hoàn thành luận văn này; Mục lục Trang Trang Lời cam đoan Lời cảm ơn mục lục Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục vẽ Mở đầu Chương - Tổng quan 1.1: Xi măng poóc lăng 1.2: Phụ gia tác động phụ gia đến trình hyđrat hoá xi măng 23 poóc lăng 1.3 : Quá trình hydrat hoá xi măng poóc lăng có mặt phụ gia đá vôi, 27 bột nhẹ Chương - phương pháp nghiên cứu Chương - Kết thảo luận 3.1: Nguyên liệu chuẩn Bỵ mẫu nghiên cứu 49 3.2: Nghiên cứu ảnh hưởng bột nhẹ đến số tính chất lý xi 54 măng poóc lăng 3.3: Nghiên cứu ảnh hưởng bột nhẹ đến trình hyđrát hoá phát 68 triển vi cấu trúc đá xi măng Kết luận kiến nghị 94 Tài liệu tham khảo 97 Phụ lục Danh mục bảng Ký hiệu Tiêu đề Bảng 1.1: Độ sâu hydrat hoá khoáng clanhke theo thời gian (àm ) Bảng 3.1: Thành phần khoáng hoá clanhke Bảng 3.2: Thành phần hạt xi măng Hải Phòng Bảng 3.3- a: Thành phần hóa bột nhẹ Bảng 3.3 - b: Thành phần hạt mẫu bột nhẹ Bảng 3.4: Kết xác định độ mịn (tỷ diện) mẫu nghiên cứu Bảng 3.5 : Kết xác định độ chảy toả mẫu nghiên cứu Bảng 3.6: Kết xác định độ tách nước mẫu xi măng nghiên cứu Bảng 3.7: Kết xác định nước tiêu chuẩn thời gian đông kết Bảng 3.8: Kết xác định cường độ nén mẫu xi măng Bảng 3.9 : Kết xác định nhiệt thuỷ hoá mẫu xi măng Bảng 3.10 : Hiệu ứng nhiệt số hợp chất hydrat hoá xi măng Bảng 3.11: Bộ pic chuẩn số hợp chất Danh mục hình vẽ Ký hiệu Tiêu đề Hình 1.1: Dạng đường cong toả nhiệt hydrat hoá CKD Hình 1.2 : Sự thay đổi tốc độ mức độ hydrat hoá đơn tinh thể C S R R nghiền mịn ( ữ àm ) Hình 1.3: Các tinh thể hydro canxi silicat tạo thành bề mặt hạt C S [5] R Hình 1.4: R Sự thay đổi thành phần ion nước lỗ rỗng hồ XM đóng rắn (theo số liệu Ph.Lokher V.Rikharts) Hình 1.5: Tốc độ toả nhiệt XM hydrat hoá phụ thuộc vào hàm lượng CaSO4 [5] 1- 1,25% SO3; 2- 2,4% SO3; 3- 3% SO3 Hình 1.6 : Sự tiếp xúc xi măng OPC với cốt liệu bê tông Hình 1.7 : Sự tiếp xúc xi măng PCB với cốt liệu bê tông H×nh 1.8 : Sự h×nh nh muộ n ettringit h C3A-CaSO4.2H2O-CaCO3 Hình 1.9 : Quan hệ yếu tố tròn hạt độ chảy hồ xi măng Hình 2.1 : Sơ đồ nguyên lý máy phân tích nhiễu xạ tia X Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý cấu tạo máy phân tích nhiệt vi sai Hình 3.1: Kết phân tích nhiễu xạ tia X Hình3.2: Kết phân tích DTA-DTG mẫu bột nhẹ Hình 3.3: Kết chụp ảnh SEM với độ phóng đại 3500 lần Hình 3.4: ảnh hưởng bột nhẹ đến thay đổi độ mịn xi măng Hình 3.5: ¶nh h­ëng cđa bét nhĐ ®Õn sù thay ®ỉi ®é chảy toả xi măng Hình 3.6: ảnh hưởng bột nhẹ đến thay đổi độ tách nước xi măng Hình 3.7: ảnh hưởng bột nhẹ đến lượng nước tiêu chuẩn xi măng Hình 3.8: ảnh hưởng bột nhẹ đến thời gian đông kết xi măng Hình 3.9: ảnh hưởng bột nhẹ đến cường độ nén xi măng Hình 3.10: ảnh hưởng bột nhẹ đến nhiệt thuỷ hoá xi măng Hình 3.11: ảnh SEM đá xi măng tuổi ngày Hình 3.12: ảnh SEM đá xi măng tuổi ngày Hình 3.13: ảnh SEM đá xi măng tuổi 28 ngày Hình 3.14: Sự khối lượng bột nhẹ Hình 3.15: Sự khối lượng xi măng tuổi ngày Hình 3.16: Sự khối lượng xi măng 10% bột nhẹ tuổi ngày 10 Hình 3.17: Sự khối lượng xi măng 20% bột nhẹ tuổi ngày Hình 3.18: Sự khối lượng xi măng 30% bột nhẹ tuổi ngày Hình 3.19: Sự khối lượng xi măng tuổi ngày Hình 3.20: Sự khối lượng xi măng 10% bột nhẹ tuổi ngày Hình 3.21: Sự khối lượng xi măng 20% bột nhẹ tuổi ngày Hình 3.22: Sự khối lượng xi măng 30% bột nhẹ tuổi ngày Hình 3.23: Sự khối lượng xi măng tuổi 28 ngày Hình 3.24: Sự khối lượng xi măng 10% bột nhẹ tuổi 28 ngày Hình 3.25: Sự khối lượng xi măng 20% bột nhẹ tuổi 28 ngày Hình 3.26: Sự khối lượng xi măng 30% bột nhẹ tuổi 28 ngày Hình 3.27: bột nhẹ Hình 3.28: Đá xi măng sau ngày thuỷ hoá Hình 29: Đá xi măng 10% bột nhẹ sau ngày thuỷ hoá Hình 3.30: Đá xi măng 20% bột nhẹ sau ngày thuỷ hoá Hình 3.31: Đá xi măng 30% bột nhẹ sau ngày thuỷ hoá 11 Hình 3.31: Đá xi măng 30% bột nhẹ sau ngày thuỷ hoá Hình 3.33: Đá xi măng 10% bột nhẹ sau ngày thuỷ hoá Hình 3.34: Đá xi măng 20% bột nhẹ sau ngày thuỷ hoá Hình 3.35: Đá xi măng 30% bột nhẹ sau ngày thuỷ hoá Hình 3.36: Đá xi măng sau 28 ngày thuỷ hoá Hình 3.37: Đá xi măng 10% bột nhẹ sau 28 ngày thuỷ hoá Hình 3.38: Đá xi măng 20% bột nhẹ sau 28 ngày thuỷ hoá Hình 3.39: Đá xi măng 30% bột nhẹ sau 28 ngày thuỷ hoá 101 Để đánh giá định tính có mặt hợp chất đá xi măng thuỷ hoá, đà sử dụng bé pic chn cđa mét sè hỵp chÊt Hỵp chÊt coi có mặt đá xi măng thông số mạng d ứng với cường độ tia nhiễu xạ : mạnh, mạnh, mạnh trung bình Hình 3.27: bột nhẹ 102 Hình 3.28: Đá xi măng sau ngày thuỷ hoá Hình 29: Đá xi măng 10% bột nhẹ sau ngày thuỷ hoá 103 Hình 3.30: Đá xi măng 20% bột nhẹ sau ngày thuỷ hoá Hình 3.31: Đá xi măng 30% bột nhẹ sau ngày thuỷ hoá 104 Hình 3.31: Đá xi măng 30% bột nhẹ sau ngày thuỷ hoá Hình 3.33: Đá xi măng 10% bột nhẹ sau ngày thuỷ hoá 105 Hình 3.34: Đá xi măng 20% bột nhẹ sau ngày thuỷ hoá Hình 3.35: Đá xi măng 30% bột nhẹ sau ngày thuỷ hoá 106 Hình 3.36: Đá xi măng sau 28 ngày thuỷ hoá 107 Hình 3.37: Đá xi măng 10% bột nhẹ sau 28 ngày thuỷ hoá Hình 3.38: Đá xi măng 20% bột nhẹ sau 28 ngày thuỷ hoá Hình 3.39: Đá xi măng 30% bột nhẹ sau 28 ngày thuỷ hoá 108 Bảng 3.11: Bộ pic chuẩn số hợp chất [32], [33] STT Hợp chất Thông số mạng Cường ®é tia nhiƠu (d) x¹ (I) 3CaO.SiO 2.789 100 2.631 90 2.767 70 2.783 100 2.790 97 2.745 83 2.6987 100 1.9078 30 1.5577 24 CaO.SiO H O 2.900 100 ( CSH(B) ) 2.230 90 1.800 90 8.330 100 7.730 100 3.880 80 2.6262 999 4.911 732 1.9267 401 3.035 999 2.284 178 1.912 176 R 2CaO.SiO R 3.CaO.Al O R R R R R R R Ca Al O xH O R R R R R R R Ca(OH) R CaCO R R 109 C A.3CaSO 31H O R R R R R R R R R R R R R R R C A.3CaCO 31H O R R R 12 15 R C A.CaCO 12H O 11 14 R C A.CaSO 12H O 10 13 R R R R CA H R R R 2CaCO Ca(OH) 1,5H O R R R R R R Ca Al (OH) 12 (CO )(H O) R R R R R R R R R R R CaAl (CO ) (OH) 3H O R R R R R R R R R R 9.730 100 5.610 80 3.880 50 8.92 o.o.c 4.46 c 2.78 o.c 7.57648 100 3.78399 90 2.52242 50 9.41 100 3.8 40 2.507 65 2.30 o.c 2.23 o.c 5.14 c 4.810 70 3,280 50 2,732 100 7.55376 999 3,77688 240 2.33758 125 7.1500 80 6.4400 80 6.1800 100 Giản đồ rơnnghen số mẫu xi măng tuổi hydrat hoá khác trình bầy hình 3.27 đến hình 39 110 Chương 4: Kết luận kiến nghị 4.1 Kết luận: Sử dụng bột nhẹ có thành phần hoá thành phần hạt nghiên cứu này, ta thấy : 4.1.1 Bột nhẹ làm tăng tốc độ hydrat hoá xi măng giai đoạn đầu đóng rắn Do đó, xi măng pha phụ gia bột nhẹ có tốc độ phát triển cường độ mạnh thời kỳ đầu, chậm thời kỳ hydrat hoá sau 4.1.2 Lượng bột nhẹ có mặt xi măng mức độ cho phép (trong nghiên cứu hàm lượng bột nhẹ nhỏ 20%) làm tăng giá trị cường độ so với xi măng tuổi sớm với mức độ chênh lệch cường độ lớn Khi tăng hàm lượng bột nhẹ đến giới hạn định, tốc độ phát triển cường độ tăng giá trị cường độ không tăng mức độ chênh lệch cường độ có xu hướng giảm 4.1.3 Phụ gia bột nhẹ làm thay đổi thành phần hạt xi măng 4.1.4 Phụ gia bột nhẹ làm tăng lượng nước tiêu chuẩn không tăng mức độ tách nước, làm giảm thời gian đông kết 4.1.5 Các kết nghiên cứu cho thấy hoàn toµn cã thĨ sư dơng bét nhĐ lµm phơ gia cho xi măng poóc lăng hỗn hợp 4.2 Kiến nghị: Mặc dù thí nghiệm kết luận văn cho thấy, việc thay phần xi măng bột nhẹ tạo cho xi măng số ưu việt định, sử dụng phụ gia khoáng Tuy nhiên, để làm rõ vai trò chất bột nhẹ đến trình hydrat hoá tính chất xi măng poóc lăng, theo cần thực thêm nghiên cứu, đánh giá: 4.2.1 ảnh hưởng độ mịn bột nhẹ đến tính chất xi măng khả hình thành hợp chất cacbonat 4.2.2 ảnh hưởng thành phần hạt bột nhẹ đến tính chất xi măng 111 4.2.3 Quan hệ hàm lượng C A xi măng hàm lượng bét R R nhĐ thay thÕ 4.2.4 ¶nh h­ëng cđa hàm lượng bột nhẹ đến hàm lượng thạch cao tối ưu 4.2.5 Để nghiên cứu ảnh hưởng bột nhẹ ®Õn tèc ®é hydrat ho¸ kho¸ng C S b»ng phương pháp: xác định nồng độ ion hồ xi măng R R xác định tốc độ hydrat thông qua mức độ toả nhiệt 4.2.6 Để xác định hình thành hợp chất monocacbonat trình hydrat hoá, cần kết hợp phân tích định tính nhiễu xạ tia X kết hợp với phân tích định lượng phương pháp hoá học Dựa khả bị hoà tan hợp chất cacbonat loại axít khác nhau, xây dựng quy trình phân tích hoá học tách loại hợp chất cacbonat đá xi măng tuổi hydrat 112 Tài liệu tham khảo PGS.TS Bùi Văn Chén (1984), Kỹ thuật sản xuất xi măng poóc lăng chất kết dính, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Vũ Linh , Bài giảng Kỹ thuật sản xuất chất kết dính, Bộ môn Silicat Bài giảng Chuyên đề xi măng , Bộ môn Silicat / TS.Tạ Ngọc Dũng, giảng kỹ thuật sản xuất xi măng poóclăng, ĐHBK Hà Nội, 2005 Tạ Ngọc Dũng (1996), Phụ gia chống suy giảm cường độ bê tông chịu lửa sở chất liên kết xi măng thuộc hệ CaO-Al O nhiệt R R R R độ cao, Luận án Tiến sĩ Khoa học, Trường Đại học Bách Khoa, Hà Nội Mai Văn Thanh (2001), Nghiên cứu xi măng Bari, Luận án Tiến sĩ Khoa học, Trường Đại học Bách Khoa, Hà Nội Tạ Minh Hoàng, Nguyễn Mạnh Tường (2005), Xi măng có phụ gia cacbonat, Thông tin khoa học Viện Vật liệu Xây dựng Mai Văn Thanh cộng tác viên (2003), Báo cáo đề tài Nghiên cứu sản xuất xi măng mác cao PC60 để cải thiện chất lượng bê tông xây dựng, Viện Vật liệu Xây dựng TS Nguyễn Như Quý (2004), Vai trò cốt liệu mịn bột đá vôi hỗn hợp bê tông tự đầm, Kỷ yếu hội nghị khoa học chào mừng kỷ niệm 35 năm thành lập Viện Vật liệu Xây dựng Tuyển tập tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam, phần Xi măng, vôi, thạch cao 10 TCVN 5438 : 2004, Xi măng-Thuật ngữ, định nghĩa 11 Nguyễn Thị Nga (2004), Nghiên cứu ảnh hưởng phụ gia siêu sẻo naphtalen phócmanđêhýt sunphônát (NSF) lignôsunphônát (LS) đến số tính chất xi măng dÃn nở sở xi măng poóc lăng 113 phụ gia dÃn nở sở khoáng sunphôaluminát canxi (C A S ), R R R R Luận văn thạc sĩ khoa học, Trường Đại học Bách Khoa, Hà Nội 12 Lê Đức Thịnh, Luận Văn Th.S CNHH, Nghiên cứu khả chế tạo xi măng poóclăng hỗn hợp có hàm lượng Clanhke thấp 13 Nguyễn Mạnh Tường, Luận Văn Th.S KH, nghiên cứu khả sử dụng bột đá vôi siêu mịn làm phụ gia khoáng hoạt tính cho xi măng poóclăng hỗn hợp, Hà Nội, 2005 14 TCVN 6882:2001, Phụ gia khoáng cho xi măng 15 E.Sakai and M.Daimon (1998), Limestone powder application, Workshop on Cement and Concrete Technology, pp 1-13, Hanoi 16 E.Sakai, H.Imoto and M.Daimon (2003), Hydration of Limestone Portland Cement, Proceeding International Scientific Workshop Cement and Concrete Technology, pp 8-13, Hanoi 17 S.Chandra, Properties of concrete with mineral and chemical admixtures, pp 140-185 18 P.Lawrence, M.Cyr and E.Ringot, Mineral admixtures in mortars-Effect of inert material on short term hydration, pp 1939-1947, Cement and concrete research 19 E.M.Gartner, J.F.Young, D.A.Damidot and I.J.Jawed, Hydration of portland cement 20 L.L.Mayfield, Limestone Additions to Portland Cement – An Old Controversy Revisted, Vol 10, No 1, Cement and Concrete Aggregates 21 K.Ingram, M.Poslusny, K.Daugherty, Influenced by Limestone Additons Carboaluminat Reaction as 114 22 Claudios S Neto and Vicente C Campiteli, The Influence of Limestone Addition on Rheological Ptoperties and Water Retention Value of Portland Cement Slurries 23 Vicente C Campiteli and Maria C Florindo, The Influence of Limestone Addition on Optimum Trioxide Content in Portland Cements 24 Lawrence D Adams and Ronal M Race, Effect of Limestone Additons Upon Drying Shrinkage of Portland Cement Mortar 25 Claude Bedard and Ronal M Race, The Effect of Steam Curing on HignhEarly Strength Portland Cement Containing Carbonate Addition 26 Waldemar A Klemm and Lawrence D Adams, An Investigation of the Formation of Carboaluminates 27 R Douglas Hooton, Effect of Carbonat Additions on Heat of Hydration and Sulfat Resistance of Portland Cements 28 N Voglis, G Kakali, E Chaniotakis, S Tsivilis, Portland- limestone cements Their properties and hydration compsred to those other composite cements, pp191 – 196, Cement and Cocrete Composites 29 S Tsivilis, E Chaniotakis, G Batis, Gr Grigoriadis, D.Theodossis, Properties and behavior of limestone cement concrete and mortar, pp 1679 – 1683, Cement and concrete Reseach 30 M.F Carrasco, G Menendez, V Bonavetti, E.F Irassar, Strength optimization of “tailor-made cement” with limestone filler and blast furnace slag, Cement and Concrete Reseach 31 S.A Harshom, J.H Sharp, R.N Swamy, Thaumasite formation in Portlandlimestone cement pastes Cement and Concrete Reseach 115 32 V.C Groskop, V.V Timasev, V.G Xaveliev (19840, C¸c phương pháp phân tích hoá lý chất kết dính, Matxcova (Bản dịch từ tiếng Nga) 33 Bộ catalog pic chuẩn số hợp chất hoá học, kèm với thiết bị phân tích nhiệt rơnghen Trung tâm Kiểm định Vật liệu Xây dựng ViƯn VËt liƯu X©y dùng cung cÊp 34 CAI – SP71 – Advances in concrete technology Role and regulation of Transition Zone in Realizing High Perfomance Concete – 1997 ( Bản dịch tiếng Việt Viện Vật liệu Xây dựng ) 35 H.F.W.Taylor (1990), Cements chemistry, Demic press limited ... Dũng đà nghiên cứu hoàn thành đề tài Nghiên cứu ảnh hưởng bột nhẹ tới tính chất xi măng poóc lăng Đề tài tiến hành với mục đích nghiên cứu ảnh hưởng bột nhẹ tới tính chất xi măng poóc lăng Các... nghiên cứu Chương - Kết thảo luận 3.1: Nguyên liệu chuẩn Bỵ mẫu nghiên cứu 49 3.2: Nghiên cứu ảnh hưởng bột nhẹ đến số tính chất lý xi 54 măng poóc lăng 3.3: Nghiên cứu ảnh hưởng bột nhẹ đến... ảnh hưởng bột nhẹ đến thay đổi độ tách nước xi măng Hình 3.7: ảnh hưởng bột nhẹ đến lượng nước tiêu chuẩn xi măng Hình 3.8: ảnh hưởng bột nhẹ đến thời gian đông kết xi măng Hình 3.9: ảnh hưởng bột