Nghiên cứu ảnh hưởng của gel sio2 khô đến tính chất xi măng OPC FICO

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LÊ THANH PHÚC - LÊ THANH PHÚC NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA GEL SIO2 KHƠ ĐẾN TÍNH CHẤT XI MĂNG OPC FICO KỸ THUẬT HÓA HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT HÓA HỌC 2015B Hà Nội – Năm 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LÊ THANH PHÚC NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA GEL SIO2 KHÔ ĐẾN TÍNH CHẤT XI MĂNG OPC FICO Chuyên ngành : Kỹ thuật Hóa học LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT … KỸ THUẬT HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS Vũ Hoàng Tùng Hà Nội – Năm 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án nghiên cứu hướng dẫn TS Vũ Hoàng Tùng Các số liệu kết luận án trung thực xác, chưa cơng bố nghiên cứu Tác giả luận án Lê Thanh Phúc LỜI CẢM ƠN Tôi tri ân sâu sắc đến thầy hướng dẫn TS Vũ Hồng Tùng tận tình dạy, động viên tạo điều kiện thuận lợi cho tơi suốt q trình thực nghiên cứu Tơi xin chân thành cám ơn Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi thời gian sở vật chất giúp tơi hồn thành luận án Tôi xin cám ơn lãnh đạo Thầy Viện Kỹ Thuật Hóa Học – mơn Hóa Silicat giúp đỡ động viên tơi q trình thực luận án Cuối xin chân thành cảm ơn Công ty Cổ Phần Xi măng FiCO Tây Ninh nhiệt tình giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho suốt thời gian thực luận án MỤC LỤC MỞ ĐẦU  Mục tiêu nghiên cứu .1  Ý nghĩa nghiên cứu Chương : TỔNG QUAN .3 1.1 Tổng quan silica .3 1.1.1 Định nghĩa .3 1.1.2 Các dạng tồn silica 1.1.3 Các tính chất silica 1.1.3.1 Tính chất hóa lý 1.1.3.2 Tính chất nhiệt 1.1.3.3 Tính chất quang 1.1.4 Các phương pháp sản xuất silica 1.1.4.1 Phương pháp nhiệt độ cao 1.1.4.2 Phương pháp hóa học ướt 1.1.5 Ứng dụng silica 11 1.2 Tổng quan xi măng pooc lăng (XMP) 12 1.2.1 Khái niệm xi măng pooc lăng .12 1.2.2 Khái niệm xi măng pooc lăng hỗn hợp 13 1.2.3 Thành phần clinker xi măng pooc lăng 14 1.2.3.1 Khái niệm clinker xi măng pooc lăng 14 1.2.3.2 Thành phần pha clinker xi măng pooc lăng 14 1.2.3.3 Thành phần hóa clinker xi măng pooc lăng 14 1.2.4 Các thông số kỹ thuật quan trọng xi măng pooc lăng 15 1.2.5 Q trình hyđrat hố đóng rắn XMP 16 1.2.6 Cấu trúc lỗ rỗng đá xi măng .18 1.2.7 Độ thấm đá xi măng 19 1.3 Tổng quan phụ gia cho xi măng 19 1.3.1 Phụ gia công nghệ .19 1.3.2 Phụ gia đầy 19 1.3.3 Phụ gia khống hoạt tính (PGKHT) cho xi măng 20 1.3.3.1 Khái niệm phân loại 20 1.3.3.2 Cơ chế hoạt hóa phụ gia khống hoạt tính 24 1.5 Tình hình nghiên cứu silica hoạt tính cao ngồi nước, tính cấp thiết đề tài 25 1.5.1 Tình hình nghiên cứu silica hoạt tính cao nước ngồi 25 1.5.2 Tình hình nghiên cứu silica hoạt tính cao Việt Nam 26 1.5.3 Tính cấp thiết đề tài 26 Chương : NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28 2.1 Nguyên liệu sử dụng 28 2.1.1 Xi măng OPC FiCO 28 2.1.2 Cát tiêu chuẩn .29 2.1.3 Nước trộn vữa .29 2.1.4 Thủy tinh lỏng 29 2.1.5 Axit clohydric 30 2.1.6 Điều chế gel SiO2 khô dạng bột mịn 31 2.2 Phương pháp nghiên cứu – thực nghiệm 36 2.2.1 Sơ đồ quy trình thực nghiệm .36 2.2.2 Phương pháp kiểm tra độ hoạt tính gel silica khô 36 2.2.2.1 Kiểm tra độ hoạt tính gel SiO2 số hoạt tính cường độ 36 2.2.2.2 Kiểm tra độ hoạt tính gel SiO2 cách đo độ hút vôi .37 2.2.3 Nghiên cứu khả trương nở thể tích gel silica khơ ngậm nước 39 2.2.4 Nghiên cứu ảnh hưởng gel SiO2 đến số tính chất hồ xi măng 39 2.2.4.1 Phương pháp xác định lượng nước tiêu chuẩn (NTC) hay độ dẻo tiêu chuẩn 39 2.2.4.2 Phương pháp xác định thời gian ninh kết (TGNK) hồ xi măng – gel SiO2 40 2.2.5 Nghiên cứu ảnh hưởng gel SiO2 đến cường độ mẫu vữa xi măng 41 2.2.6 Nghiên cứu ảnh hưởng gel SiO2 đến độ hút nước mẫu vữa xi măng – gel silica đóng rắn .42 2.2.7 Nghiên cứu ảnh hưởng gel SiO2 đến độ hút nước mao dẫn mẫu vữa xi măng – gel silica ướt đóng rắn 43 2.2.8 Nghiên cứu ảnh hưởng bột gel SiO2 khô đến khả chống thấm bê tông xi măng – gel silica 45 2.2.9 Nghiên cứu vi cấu trúc vữa SEM .47 2.2.10 Nghiên cứu thành phần vữa EDX 48 Chương : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 50 3.1 Kết kiểm tra đặc tính gel silica khô 50 3.1.1 Kết đo số hoạt tính cường độ .50 3.1.2 Kết đo độ hút vôi gel silica 52 3.1.3 Kết nghiên cứu khả trương nở thể tích gel silica khơ ngậm nước 53 3.2 Ảnh hưởng gel silica đến tính chất hồ xi măng (NTC TGNK) 54 3.3 Ảnh hưởng hàm lượng gel silica đến cường độ nén mẫu vữa xi măng 56 3.4 Ảnh hưởng hàm lượng gel silica đến độ hút nước hệ số hút nước mao dẫn mẫu vữa xi măng đóng rắn 59 3.5 Ảnh hưởng hàm lượng gel silica đến khả chống thấm mẫu bê tông xi măng 62 3.6 Kết nghiên cứu vi cấu trúc SEM 63 3.7 Kết nghiên cứu thành phần nguyên tố EDX kết hợp SEM 64 KẾT LUẬN 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Gel silica GS Mêta cao lanh MK Nước tiêu chuẩn NTC Nước / Xi măng N/X Nước / Chất kết dính N/CKD Phụ gia khống hoạt tính PGKHT Silica fume SF Thời gian bắt đầu ninh kết TGBĐNK Thời gian kết thúc ninh kết TGKTNK Thời gian ninh kết TGNK Vơi bão hịa VBH Xi măng pooc lăng XMP DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng : Thành phần pha clinker .14 Bảng : Thành phần hóa clinker .14 Bảng : Thành phần hạt màu sắc clinker 28 Bảng : Thành phần hóa clinker Tây Ninh .28 Bảng : Thành phần khoáng hệ số clinker Tây Ninh 28 Bảng : Tính chất thạch cao Thái Lan 28 Bảng : Thành phần ôxit silic cát tiêu chuẩn FiCO 29 Bảng : Các số lý hóa OPC bột gel silica khô 34 Bảng : Cấp phối thử nghiệm số hoạt tính cường độ gel silica khô theo TCVN 6882:2011 37 Bảng 10 : Cấp phối thử nghiệm số hoạt tính cường độ gel silica khơ theo TCVN 8827:2011 37 Bảng 11 : Đánh giá độ hoạt tính theo độ hút vơi 38 Bảng 12 : Cấp phối thử nghiệm NTC TGNK hồ xi măng - gel silica 41 Bảng 13 : Cấp phối thử nghiệm ảnh hưởng gel silica khô đến cường độ vữa xi măng 42 Bảng 14 : Cấp phối bê tông xi măng - gel silica khô thử nghiệm độ chống thấm 46 Bảng 15 : Kết đo hoạt tính cường độ gel silica khô theo TCVN 6882:2011 .50 Bảng 16 : Kết đo hoạt tính cường độ gel silica khơ theo TCVN 8827:2011 .50 Bảng 17 : Kết đo độ hút vôi gel silica khô 52 Bảng 18 : Kết kiểm tra ảnh hưởng gel silica khô đến NTC TGNK 54 Bảng 19 : Kết kiểm tra ảnh hưởng gel silica khô đến cường độ vữa xi măng 56 Bảng 20 : Kết kiểm tra độ hút nước hút nước mao dẫn mẫu vữa xi măng - gel silica khô 59 Bảng 21: Thành phần nguyên tố phân tích EDX .65 LUẬN VĂN THẠC SĨ NHD : TS VŨ HOÀNG TÙNG ứng puzzolanic SiO2 Ca(OH)2 bao phủ hạt xi măng chưa kịp thủy hóa làm chậm tốc độ thủy hóa xi măng Mặc khác, sản phẩm thủy hóa điền đầy lỗ rỗng hạt xi măng làm ngăn cản xâm nhập nước vào hạt xi măng chưa thủy hóa, làm giảm cường độ vữa hàm lượng gel silica tăng lên 2.0% Ngoài ra, hàm lượng gel silica tăng cao số lượng hạt gel SiO2 khơ nhiều lượng Ca(OH)2 sinh gây thừa silica, hạt gel silica bị thừa nằm lơ lửng cấu trúc vữa dạng tự do, làm cấu trúc vữa bị ảnh hưởng, gây suy giảm cường độ Các hạt gel chứng minh tồn cấu trúc sau 28 ngày, có tính hút giữ nước, tham gia vào trình tự dưỡng hộ tuổi muộn Cường độ 56 ngày mẫu vữa chứa gel silica khô xác định nhằm kiểm tra khả tự dưỡng hộ sau 28 ngày mẫu vữa xi măng – gel silica khô Độ tăng cường độ từ 28 đến 56 ngày mẫu vữa xi măng - gel silica khô 57.0 7.0 56.0 6.0 55.0 5.0 54.0 4.0 53.0 3.0 52.0 2.0 51.0 1.0 50.0 49.0 Độ tăng cường độ 28 - 56 ngày ( % ) Cường độ - Mpa Kết biểu thị biểu đồ phía : Độ tăng cường độ 28 ngày 56 ngày 0.0 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 3.0 4.0 5.0 Hình 33 : Biểu đồ độ tăng cường độ vữa từ 28 đến 56 ngày Biểu đồ hình 33 thể độ tăng cường độ mẫu vữa chứa bột gel silica khô so sánh cường độ từ 28 ngày đến 56 ngày tuổi Ở đây, ta thấy tất mẫu tăng cường độ từ 28 đến 56 ngày, độ tăng cường độ (biểu thị hình cột) lớn, hàm lượng bột gel silica khô tăng lên Điều cho thấy, sau 28 ngày, HVTH : LÊ THANH PHÚC 58 LUẬN VĂN THẠC SĨ NHD : TS VŨ HOÀNG TÙNG hạt gel silica nằm cấu trúc vữa, có khả giữ nước nhả nước điều kiện thích hợp, đóng vai trò tác nhân tự dưỡng hộ, làm tăng cường độ vữa tuổi 56 ngày Khả tự dưỡng hộ tính cần thiết bê tông xi măng, giúp tăng đáng kể độ bền cấu kiện bê tông 3.4 Ảnh hưởng hàm lượng gel silica đến độ hút nước hệ số hút nước mao dẫn mẫu vữa xi măng đóng rắn Kết thử nghiệm độ hút nước độ hút nước mao dẫn thể tính đặc cấu trúc vữa khả vận chuyển nước qua cấu trúc vữa nhờ hoạt động mao dẫn Kết thử nghiệm thực mẫu vữa tiêu chuẩn 4x4x16 cm tạo hình theo TCVN 6016 : 2011, ghi nhận theo bảng sau : Bảng 20 : Kết kiểm tra độ hút nước hút nước mao dẫn mẫu vữa xi măng - gel silica khô Hàm lượng gel Độ hút nước – Hệ số hút nước mao silica H dẫn – C Đơn vị tính % % kg/m2.phút 0.5 HN0.0 0.0 2.77 0.22 HN0.5 0.5 2.76 0.20 HN1.0 1.0 2.74 0.19 HN1.5 1.5 2.70 0.17 HN2.0 2.0 2.67 0.16 HN3.0 3.0 2.71 0.17 HN4.0 4.0 2.72 0.16 HN5.0 5.0 2.72 0.16 KH Mẫu HVTH : LÊ THANH PHÚC 59 Độ hút nước (%) LUẬN VĂN THẠC SĨ NHD : TS VŨ HOÀNG TÙNG Ảnh hưởng gel silica đến độ hút nước 2.80 2.77 2.76 2.74 2.72 2.71 2.72 2.70 2.70 2.67 2.60 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 3.0 4.0 5.0 Hàm lượng gel silica (%) Độ hút nước mao dẫn Hình 34 : Biểu đồ ảnh hưởng gel silica đến độ hút nước mẫu vữa Ảnh hưởng gel silica đến độ hút nước mao dẫn 0.24 0.22 0.22 0.20 0.19 0.20 0.17 0.18 0.16 0.17 0.16 0.16 4.0 5.0 0.16 0.14 0.12 0.10 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 3.0 Hàm lượng gel silica (%) Hình 35 : Biểu đồ ảnh hưởng gel silica đến độ hút nước mao dẫn mẫu vữa Biểu đồ hình 34 & 35 bảng 20 cho ta số liệu kết thử nghiệm độ hút nước hệ số hút nước mao dẫn mẫu vữa xi măng đóng rắn (với hàm lượng bột gel silica khơ thay OPC tăng dần từ 0.5 đến 5.0%)  Độ hút nước Độ hút nước mẫu vữa xi măng – gel silica khô giảm từ 0.01 đến 0.10% HVTH : LÊ THANH PHÚC 60 LUẬN VĂN THẠC SĨ NHD : TS VŨ HOÀNG TÙNG hàm lượng gel silica khô tăng từ 0.5 đến 2.0% Hiện tượng do, cấu trúc vữa trở nên đăc gel silica có hoạt tính puzzolanic mạnh tham gia phản ứng với porlandite tuổi muộn thêm gel CSH lấp đầy lỗ trống làm đặc cấu trúc hơn, làm độ hút nước giảm - Khi tăng hàm lượng gel silica từ 3.0% đến 5.0%, ta nhận thấy độ hút nước tăng dần lên Hiện tượng sấy mẫu vữa sau 28 ngày, phần tử gel silica ngậm nước tồn cấu trúc vữa bị nước, chuyển trạng thái khơ kèm với co thể tích, để lại nhiều lỗ rỗng Gel khơ có tính háo nước nên hút đầy nước mẫu vữa ngâm nước lại 24 Lượng gel silica cho vào nhiều, lượng gel silica tồn cấu trúc nhiều, lượng nước hút vào mẫu lớn, làm tăng độ hút nước mẫu vữa đóng rắn Tuy nhiên, sau hút đầy nước, hạt gel khơ nở thể tích nằm chen vào lỗ rỗng cấu trúc vữa, làm cho tốc độ hút nước chậm lại có khuynh hướng giảm tỷ lệ hàm lượng từ 3.0-5.0%  Hệ số hút nước mao dẫn Tất mẫu vữa chứa gel silica khơ có độ hút nước mao dẫn thấp mẫu chuẩn Trong : - Khi hàm lượng gel silica khô (dạng bột mịn) tăng lên từ 0.5 đến 2.0% (thay khối lượng OPC), ta thấy hệ số hút nước mao dẫn mẫu vữa 4x4x16 cm đóng rắn giảm (từ 0.22 : mẫu chuẩn đến 0.16 kg/m2.phút 0.5 (mẫu chứa 2.0% gel silica) Điều cấu trúc vữa trở nên đặc lượng gel silica khô vừa đủ để phân tán tốt vữa xi măng tham gia phản ứng puzzolanic với porlandite sau tuổi 28 ngày, tạo cấu trúc đặc - Tuy nhiên, hàm lượng gel silica khô thêm vào tăng dần từ 2.0% đến 5.0%, ta thấy có khuynh hướng tăng hệ số hút nước mao dẫn, nhiên tốc độ tăng chậm có khuynh hướng giảm tỷ lệ gel silica khô tăng lên Lý giải cho tượng này, hàm lượng đủ lớn, lượng gel silica khô sau ngậm nước nằm cấu trúc vữa, qua trình sấy mẫu bị nước Khi ngâm mẫu vào nước theo thử nghiệm này, phần tử gel silica khơ có tính háo nước hút nước trở lại, HVTH : LÊ THANH PHÚC 61 LUẬN VĂN THẠC SĨ NHD : TS VŨ HOÀNG TÙNG kèm theo trương nở thể tích, lấp đầy lỗ rỗng cấu trúc gây khó khăn cho nước thấm qua theo mạch mao dẫn Từ hệ số hút nước mao dẫn mẫu vữa giảm dần tăng hàm lượng gel silica đến 4.0 hay 5.0% Việc giảm hệ số hút nước mao dẫn có liên quan đến khả chống thấm vữa xi măng – gel silica khô Một thử nghiệm thực theo TCVN 3116 : 1993, để kiểm tra tính chống thấm bê tơng với hàm lượng gel silica khô 2.0 5.0% thay cho OPC cấp phối bê tông Ảnh hưởng hàm lượng gel silica đến khả chống thấm mẫu 3.5 Áp lực nước - daN/cm2 bê tông xi măng Khả chống lại áp lực nước mẫu bê tông chứa gel silica 14 12 10 0.0 2.0 5.0 Hàm lượng gel silica - % Hình 36 : Cấp độ chống thấm bê tông chứa gel silica khô Kết thử nghiệm khả chống thấm mẫu bê tông chứa 2.0% 5.0% bột gel silica khơ hình 36, cho thấy : - Khi hàm lượng gel silica khô 2.0%, mẫu bê tông cho kết chống thấm tốt cấp độ B10 - Khi hàm lượng gel silica 5.0%, bê tông đạt cấp chống thấm B8, cao so với mẫu chuẩn cấp B6 Như vậy, hàm lượng gel silica khô đạt tối ưu 2.0%, cường độ vữa cao nhất, cấu trúc vữa đặc nhất, tỷ lệ thuận với cấp chống thấm nước bê tông cao (chịu áp lực nước 12 daN/cm2) Ngoài ra, hàm lượng gel silica cao (5.0%) làm giảm cường độ vữa 28 ngày, tính chống thấm nước lại cao mẫu chuẩn Điều này, HVTH : LÊ THANH PHÚC 62 LUẬN VĂN THẠC SĨ NHD : TS VŨ HỒNG TÙNG gel silica khơ bên cạnh khả hoạt tính puzzolanic, cịn tồn sau 28 ngày vữa xi măng hay bê tông xi măng, hút nước, nở thể tích, làm tác nhân ngăn chặn nước thấm qua cấu trúc vữa, giúp cải thiện khả chống thấm vữa xi măng bê tông xi măng 3.6 Kết nghiên cứu vi cấu trúc SEM Phương pháp quan sát bề mặt mẫu vữa kính hiển vi điện tử quét SEM thực mẫu vữa chứa 0%, 2.0% gel silica khô tuổi 28 ngày, nhằm minh chứng cho lý giải kết thử nghiệm làm rõ tác dụng gel silica khô việc thể hoạt tính puzzolanic, làm đặc cấu trúc mẫu vữa xi măng OPC – gel silica Kết so sánh độ phóng đại mẫu sau : Hình 37: Ảnh SEM mẫu vữa 0% gel silica khô 28 ngày HVTH : LÊ THANH PHÚC 63 LUẬN VĂN THẠC SĨ NHD : TS VŨ HOÀNG TÙNG Hình 38 : Ảnh SEM mẫu vữa chứa 2% gel silica khô 28 ngày Quan sát cấu trúc vữa hai hình 37 38 bên trên, ta thấy có mặt gel silica 2.0%, cấu trúc vữa tồn nhiều khoáng dạng tấm, đặc so với mẫu chuẩn Điều qua phản ứng puzzolanic, gel CSH tạo thêm, tham gia lấp đầy lỗ trống làm đặc cấu trúc hơn, dẫn đến mẫu vữa chứa 2.0% gel silica cho cường độ vữa cao hơn, độ hút nước thấp hơn, độ hút nước mao dẫn thấp so với mẫu vữa chuẩn chứa 0% gel siica 3.7 Kết nghiên cứu thành phần nguyên tố EDX kết hợp SEM - Nhằm kiểm tra tồn hạt gel SiO2 khơ cịn cấu trúc vữa xi măng đóng rắn, phương pháp EDX sử dụng để xác định thành phần nguyên tố số vị trí định xuất ảnh SEM mẫu vữa chứa 5% gel silica tuổi 28 ngày HVTH : LÊ THANH PHÚC 64 LUẬN VĂN THẠC SĨ NHD : TS VŨ HỒNG TÙNG Hình 39 : Phân tích EDX mẫu vữa chứa 5% gel silica 28 ngày Trong hình 39a) ảnh SEM mẫu vữa xi măng chứa 5.0% gel silica khô dạng bột mịn tuổi 28 ngày Ở độ phóng đại 5000 lần, ảnh SEM ta quan sát hạt sáng trắng, nghi ngờ hạt gel silica Bằng cách phóng đại 30000 lần vị trí nghi ngờ này, ta thu ảnh SEM hình 39b, kích thước hạt màu sáng trắng khoảng 3-4 µm Sử dụng EDX, ta chiếu chùm tia điện tử vào vị trí hạt Ta thu tia X có bước sóng tương ứng nguyên tử số Z nguyên tố khác có mặt vị trí Kết thu theo thành phần % khối lượng % nguyên tố theo bảng : HVTH : LÊ THANH PHÚC 65 LUẬN VĂN THẠC SĨ NHD : TS VŨ HOÀNG TÙNG Bảng 21: Thành phần nguyên tố phân tích EDX Element Weight % Atomic % O 54.87 65.29 Si 44.18 34.35 Na 0.95 0.36 Totals 100.00 Với thành phần khối lượng thành phần nguyên tố ghi nhận kết bảng 21, thành phần chủ yếu hạt Si O, có lẫn tỷ lệ nhỏ Na (có thể lượng kiềm Na2O xi măng ), hạt hạt gel SiO2 Như vậy, hàm lượng 5.0%, kiểm tra 28 ngày, hạt gel SiO2 khô tồn cấu trúc vữa xi măng trạng thái gần ban đầu Điều chứng tỏ, thời gian 28 ngày nằm môi trường kiềm vữa xi măng, hạt gel silica khô tham gia phản ứng với porlandite bề mặt hạt thể hoạt tính puzzolanic, chất hạt gel silica khơ nằm vữa xi măng sau 28 ngày gần không thay đổi so với ban đầu Các hạt gel này, nằm cấu trúc, hút nước, tăng thể tích cải thiện khả chống thấm nước ion có hại vào cấu trúc vữa, nhả nước tham gia trình bảo dưỡng nội, mang lại độ bền cho vữa xi măng hay bê tông xi măng HVTH : LÊ THANH PHÚC 66 LUẬN VĂN THẠC SĨ NHD : TS VŨ HỒNG TÙNG KẾT LUẬN Thơng qua kết khảo sát tính chất phụ gia gel SiO2 khô dạng bột mịn (tương đương xi măng OPC), điều chế từ nguyên liệu thủy tinh lỏng mức độ ảnh hưởng đến tính chất hồ xi măng, mẫu vữa xi măng – gel silica đóng rắn, có thay hàm lượng định bột gel silica khô cho xi măng OPC, ta rút số kết luận sau : Gel silica khô nghiền mịn đến cỡ hạt OPC có độ hoạt tính mạnh (độ hút vôi 126.32 mg CaO / gam mẫu) Gel silica dạng bột mịn chứa SiO2 dạng vô định hình, có khả tham gia phản ứng hút vơi hạt gel silica nằm cấu trúc vữa xi măng sau 28 ngày dạng gần ban đầu, hút giữ nước tăng thể tích, tham gia trình chống thấm nội bảo dưỡng tuổi muộn vữa xi măng bê tông xi măng Khi thay hàm lượng bột gel silica khô cho OPC từ 0.5 đến 5.0%, mang lại số tính chất sau :  Lượng nước tiêu chuẩn hồ xi măng – gel silica tăng  Thời gian bắt đầu ninh kết hồ xi măng giảm so với mẫu chuẩn  Cường độ nén mẫu vữa xi măng – gel silica hầu hết cao so với mẫu chuẩn : • Khi hàm lượng gel silica từ 0.50 -2.0%: cường độ tăng, R28 tăng khoảng 1.5-5.1 % so với cường độ mẫu chuẩn Cường độ đạt cao hàm lượng thay 2.0% gel silica khơ • Khi hàm lượng gel silica thay 5.0%: cường độ vữa xi măng giảm dần  Độ hút nước mẫu vữa xi măng - gel silica đóng rắn so với mẫu chuẩn: • Tất mẫu vữa chứa gel silica khơ có độ hút nước thấp mẫu chuẩn • Giảm hàm lượng gel silica khơ tăng từ 0.5-2.0% Sau tăng lên chút : • Ở khoảng hàm lượng thay 4.0 – 5.0%, độ hút nước có xu giảm dần  Độ hút nước mao dẫn mẫu vữa xi măng - gel silica đóng rắn: • Hầu hết mẫu vữa có mặt gel silica có độ hút nước mao dẫn thấp HVTH : LÊ THANH PHÚC 67 LUẬN VĂN THẠC SĨ NHD : TS VŨ HOÀNG TÙNG mẫu chuẩn  Khả chống thấm mẫu bê tông xi măng cải thiện kết hợp với gel silica khô Kết SEM EDX cho thấy :  Khi có 2.0% bột gel silica khơ, cấu trúc vữa đặc so với mẫu chuẩn  Ở mẫu chứa hàm lượng gel silica khô 5.0%, kiểm tra EDX kết hợp SEM cấu trúc vữa 28 ngày, cho thấy tồn hạt gel silica trạng thái gần ban đầu HVTH : LÊ THANH PHÚC 68 LUẬN VĂN THẠC SĨ NHD : TS VŨ HOÀNG TÙNG TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu Tiếng Việt Đỗ Quang Minh, Trần Bá Việt (2007), Công nghệ sản xuất xi măng pooc lăng chất kết dính vơ cơ, ĐH Bách Khoa TPHCM, HCM Hồng Nhâm (2000), Hóa Học Vơ Cơ, Nhà Xuất Bản Giáo Dục, Hà Nội Tài liệu Tiếng Anh A Heidari, D T (2013), "The study of the mechanical properties of ground ceramic powder concrete incorporating with nano silica particles", Const Build Mater, 38, 255-264 A Najigivi, S A R (2010), "Investigation on the permeability properties development of binary blended concrete with nano silica particles", J Compos Mater., 45(19), 1931-1938 A Nazari, S R (2011), "Splitting tensile strength of concrete using GGBS and SiO2 particles as binder", Energy Build, 43, 864-872 A Nazari, S R (2011), "The effect of nanoparticles on physical and mechanical properties of high strength compacting concrete", Compos B Eng., 42, 570-578 A Shamsai, S P (2012), "Effect of w/c on abrasive strength, porosity and permeability of nano silica concrete ", World app Sci., 7(8), 929-933 A.M Said, M S Z (2012), "Properties of concrete incorporating nano-silica", Construction and building materials, 36(2), 838-844 Byung-Wan Jo, C.-H K., Ghi-ho Tae (2006), "Characteristics of cement mortar with nano silica particles", Construction and building materials 21, 1351-1355 10 China, J T T C.-p s (2005), " Precipitated silica", Focus on pigments, 5, 4-5 11 D.C., E (1990), "Polymer-filler interactions in rubber reinforcement", Journal of Materials Science, 25, 4175-4185 12 E., D K (1986), "Engines of Creation: The Coming era of Nanotechnology", Doubleday/Anchor Press, 51(3), 158-161 13 Ezaki M., P L S., Taniike S (2006), Silica glass member for semiconductor and production method, United States Patent 7082789 HVTH : LÊ THANH PHÚC 69 LUẬN VĂN THẠC SĨ NHD : TS VŨ HOÀNG TÙNG 14 Sanchez, F (2010), "Nanotech in concrete ", Const Build Mater, 24(11), 20602071 15 G Quercia, H J H B (2010), "Application of nano-silica in concrete mixtures", 8th fib PhD Symposium, 24(1), 50-58 16 G Quercia, H J H B (2012), "Effects of amorphous nano silica additions on mechanical and durability performance of SCC mixture", International Congress on durability of concrete, 2-5 17 Green D L., L J S., Lam Y F., Hu M Z.-C., Schaefer D W., Harris and and M T (2003), "Size, volume fraction, and nucleation of Stober silica nanoparticles", Journal of Colloid and Interface Science, 266(2), 346–358 18 Hiromi Tsuyama, H E., Takashi Kameoka (1987), "Production of high purity silica", Japanese Patent Application, 111(3), 62 -153 19 H, J J (2004), "Nano- structured silicas and silicates––new materials and their applications in paper", Current Applied Physics, 4, 411–414 20 Iler (1979), Chemistry of silica, Wiley, New York USA 21 J Bjornstrom, A M., A Matic, I Panas (2004), "Accelerating effects of colloidal nano silica for beneficial calcium - silicate - hydrate formation in cement", Chemical Physics Letter, 392, 242-248 22 J., K K (2001), Nanoscale Materials in Chemistry, Wiley- Interscience, New York USA 23 Krysztafkiewicz A., B S., Dec A (2003), "Application of silica- based pigments in water-borne acrylic paints and in solvent-borne acrylic paints", Dyes and Pigments, 60(4), 233–242 24 Krysztafkiewicz Andrzej, S Z (2005), "Evaluation of waste silica precipitated in the process of hydrofluoric acid production from fluosilicic acid", Physicochemical Problems of Mineral Processing, 39(1), 165 - 176 25 L.P Singh, S K A., U Sharma (2011), "Preparation of silica nano particles and its beneficial role in cementious materials", Regurlar Paper, 23, 1-8 26 M Aly, M S J H (2012), "Effect of colloidal nano silica on the mechanical HVTH : LÊ THANH PHÚC 70 LUẬN VĂN THẠC SĨ NHD : TS VŨ HOÀNG TÙNG and physical behaviour of water-glass cement mortar", Mater Des, 33, 127-135 27 M Choolaei, A M R (2012), "The effect of nanosilica on physical properties of oil well cement", Mater Sci Eng A, 538, 288-294 28 M.H.Zhang, H L (2011), "Pore structure and cloride permeability of concrete containing nano particles for pavement ", Const Build Mater, 25, 608-616 29 Min-Hong Zhang, J I (2012), "Use of nano-silica to increase early strength and reduce setting time of concrete with high volume of slag", Cement and concrete composite, 34, 650-662 30 Min Hong Zhang, J I (2012), "Use of nano silica to increase early strength and reduce setting time of concrete with high volume of fly ash or slag", Const Build Mater, 29, 573-580 31 Nittaya Thuadaij, A N (2007), "Preparation of nanosilica Powder from RHA by precipitation method", Chiang Mai J Sci, 35(1), 206-211 32 Rabinovich E M., B M J., Johnson D.W., al et (1984), "Sol-gel preparation of transparent silica glass", Journal of Non-Crystalline Solids, 63(1-2), 155-161 33 Rahman I A., V P., Sipaut C S., Chee J IsmailC K (2009), "Size-dependent physicochemical and optical properties of silica nanoparticles", Materials Chemistry and Physics, 114(1), 328-332 34 Rahman Ismail Ab, P V (2012), "Synthesis of Silica nanoparticles by sol-gel: Size - Dependent properties, Surface Modification, and Applications in SilicaPolymer Nanocomposites - A Review", Journal of Nanomaterial, 36(3), 115-119 35 S Chithra, S R R S K., K Chinnaraju (2016), "The effect of colloidal nano silica on workability, mechanical and durability properties of HPC with copper slag as fine aggregate", Construction and building materials, 113(2), 794-804 36 S Riahi, A N (2011), "Comp strength and abrasion resistance of concrete containing SiO2 and CuO nano particles in different curing media ", SCi China Technol Sci, 54(9), 2349-2357 37 WANSOM, S (2009), "Puzzolanic activity of RHA : Comparison of various electrical methods", Journal of Metals, Materials and Minerals, 19(2), 1-7 HVTH : LÊ THANH PHÚC 71 LUẬN VĂN THẠC SĨ NHD : TS VŨ HOÀNG TÙNG 38 Xiuzhi ZHANG, G Z., Xiangbin CHEN "Effect of particles size of colloid nano silica on hydration of Porland cement at early ages", 39 Yong-Taeg O., F S., Morinaga K (2002), "Fabrication of transparent silica glass by powder sintering", Science and Technology of Advanced Materials, 3(4), 297-301 Tài liệu từ web 40 http://vatlieuxaydung.org.vn/vlxd-ket-cau/phu-gia-khoang-hoat-tinh-cho-xi- mang-va-be-tong-3757.htm HVTH : LÊ THANH PHÚC 72 ... (TGNK) hồ xi măng – gel SiO2 40 2.2.5 Nghiên cứu ảnh hưởng gel SiO2 đến cường độ mẫu vữa xi măng 41 2.2.6 Nghiên cứu ảnh hưởng gel SiO2 đến độ hút nước mẫu vữa xi măng – gel silica... 2.2.7 Nghiên cứu ảnh hưởng gel SiO2 đến độ hút nước mao dẫn mẫu vữa xi măng – gel silica ướt đóng rắn 43 2.2.8 Nghiên cứu ảnh hưởng bột gel SiO2 khô đến khả chống thấm bê tông xi măng – gel. .. 53 Hình 30 : Kết nghiên cứu ảnh hưởng gel silica đến NTC 55 Hình 31 : Kết nghiên cứu ảnh hưởng gel silica khơ đến TGNK 55 Hình 32 : Biểu đồ ảnh hưởng gel silica khô đến cường độ vữa