Bài giảng Vật liệu xây dựng: Chương 10 - ĐH Bách khoa TP.HCM

[r]

(1)

Vật Liệu Xây Dựng

(Construction Materials)

Bộ môn Vật liệu Silicat

Khoa Công Nghệ Vật Liệu

Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh

VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tơng 9-2

Phụ gia hóa học cho bê-tơng xi-măng

VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tơng 9-3

Vai trị vị trí

Ngày càng quan trọng trở thành thành phần không thể thiếu xi măng, bê-tông và công nghệ bê-tông xi-măng.

Giúp cải thiện tích chất chung

Giúp hạn chế đặc điểm có hại như co, nứt… TUY NHIÊN: nhìn chung là tp rất đắt tiền.

VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông 9-4

ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI

Là chấtđượcđưa vào với hàm lượng≤5% hàm lượng

xi măng nhằm cải thiện sốtính chất vữa xi măng, bê tông

Phân loại theoứng dụng

• Phụgia khí

• Phụgia giảm nước, phụ gia dẻo

• Phụgia siêu dẻo (siêu giảm nước)

• Phụ gia tăng giảm thời gian đóng rắn (tăng tốc, giảm tốc)

• Phụ gia điều chỉnh q trình hydrat hóa

• Phụ gia tăng cường bám dính

• Phụgia chống co, nứt

• Phụgia giảm phản ứng ASR cốt liệu

(2)

Polyvinyl clorid, polyvinyl acetat, acrylic, butadien – styren copolymer

Tăngđộliên kết xi măng với cốt liệu

PG tăngbám dính

-Xen-lu-lơ-zơ

-Polime Acrylic

Tăng khảnăng dính kết bê tơng môi trường nước PG chống rửa

trôi môi trường

Muối Ba,LiNO3, Li2CO3, LiOH, hợp chất hữu cơEVA, PVA

Giảm khảnăngphản ứng alkali cốt liệu

Giảm phản

ứng ASR

-Muối sulfonate lignin, alkyl-benzen

-Muối hydrocabon sunfonate

Cải thiện khảnăng chống băng giá, ăn mịn sulfat,

phản ứng ASR, tính cơng tác PG khí

CaCl2, Ca(NO3)2, triethanol amine, sodium thio-cyanate…

Tăng thời gianđóng rắn tạo cườngđộsớm PG tăng tốc

đóng rắn

Tên phụ gia

Cơng dụng

Loại PG

Sulfonate melamine formaldehyt, Sulfonat napthalen formaldehyt, Lignosulfonat

Polycacboxylate copolymer

-Tăng khảnăng chảy

của BT, khả bơm

-Giảm tỉlệN/X

PG dẻo, siêu dẻo

Poly alkyl, propylen glycol Làm giảmđộco bê

tông khô PGgiảm co

Lignin, borax, đường gluco, muối axit tartaric

Làm tăng thời gian ninh kết bê tông PG chậm

đóng rắn

Bột nhơm, nước oxi già Tạo bọt cho bê tông nhẹ

PG tạo bọt

Carbon black (muội than lị),oxít kim loại sắt, crơm, cobalt Tạo màu trang trí cho

bê-tơng, xi măng PG màu

Tên phụ gia

Công dụng

Loại PG

Phụ gia giảm nước

Theo ASTM, phân loại mức độ giảm nước

• Phụgia giảm nước: giảm nước 5%

• Phụgia giảm nước kết hợpđóng rắn nhanh : giảm nước 5% làm ninh kết nhanh

• Phụgia giảm nước kết hợp chậm đóng rắn: giảm nước 5% làm chậm ninh kết

• Phụgia giảm nước trung bình: mứcđộgiảm nước từ6-12%

• Phụgia giảm nước cao: cóđộgiảm nước bé 12%

• Phụgia giảm nước cao kết hợp chậm đóng rắn: cóđộgiảm nước bé 12% vàkéo dài thời gian đóng rắn

• Phụgia siêu dẻo, siêu giảm nước: thường cóđộgiảm nước >15%

Ý nghĩa vai trò

Tăng khả năng chảy, bơm bê-tông.

Giảm tối ưu tỉ lệ N/X tăng cường độ.

(3)

Phụ gia dẻo, siêu dẻo

Phân loại theo gốc hóa học

• Phụgia gốc Lignosulfonate (LSF).

• Phụgia gốc Sulfonates Napthalene Formaldehyte (SNF).

• Phụgia gốc Sulfonates Melamine Formaldehyte (SMF).

• Phụgia gốc Vinylcopolymer.

• Phụgia gốc Polycacboxylate.

Gốc Lignosulfonate (LSF)

• Nguồn gốc: sản phẩm của trình sản xuất bột giấy từgỗvà xơ của thực vật.

• Tác dụng:

+ Giảm nước thấp: mức độgiảm nước tối đa 10% + Có tác dụng cuốn khí, làm tăng thời gian đóng rắn.

PG giảm nước thấp Lignosulfonate (LSF)

XM

+

Nước

=

Vón cục

các hạt XM

Các SP

thủy hóa

XM chưa thủy hóa

Các hạt XM xu hướng phân tán

PG giảm nước

Lớp PG

Lớp SP thủy hóa

Không ph

Không phụ ụ giagia

0,5% Pg LSF

(4)

SO

SO33(( )) OH

OH

SO

SO33(( )) OH

OH

CHCH CHCH

OH

SO

SO33(( )) nn OCH

OCH33

SO SO33

Ca++ Al+++Ca++ Al+++ Ca++ Al+++ SO SO33

HO HO

HO HO SO SO33(( ))

( ( )) ( ( )) ( ( )) ( ( )) ( ( )) ( ( )) ( ( )) ( ( )) Lignosulfonate (LSF) Lignosulfonate (LSF) XM XM Hydrophilic

Hydrophilic –– ni nướướcc Hydrophobic

Hydrophobic –– kị kị nnướướcc

XM

Cơ ch

Cơ chếếhhóóa da dẻẻo o

ch

chốống kng kếết dt díính vnh vàà ch

chốống keo tng keo tụụ nh nhờ

l

lựực c đđẩẩy ty tĩĩnh nh đđiiệện n

Gốc Sulfonate Napthalene Formaldehyte (SNF)

• Nguồn gốc: Thu chưng cất than đá khô

tổng hợp từcác chất hữu

• Tác dụng:

+ Giảm nước tối đa 25% PG siêu dẻo

+ Kéo dài thời gian hydrate hóa, làm giảm cường độ ban đầu

Gốc Sulfonate Melamine Formaldehyte (SMF)

• Nguồn gốc : tạo thành từgốc tổng hợp melamin formaldehyte

• Tác dụng:

+ Tạo cường độsớm

+ Khả trì tính cơng tác tốt

VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông 9-15 PG siêu dẻo Sulfonate Napthalene

Formaldehyte (SNF)

XM

+

Nước

=

Vón cục hạt XM

Các SP hydrat hóa

XM chưa hydrat hóa

Các hạt XM xu hướng phân tán

PG siêu dẻo

Lớp sp thủy hóa

Phụ gia

OH

SO

SO33(( ))

CH

CH22 n

n

OH

SO

SO33(( )) SOSO33(( )) SOSO33(( ))

SO SO33

Ca++ Al+++Ca++ Al+++ Ca++ Al+++ SO SO33

HO HO

SO SO33(( ))

( ( )) ( ( )) ( ( )) ( ( )) ( ( )) ( ( )) ( ( )) ( ( ))

Sulfonate Napthalene Formaldehyte

(SNF)

XM

XM XMXM

Cơ ch

ch

l

lựực c đđẩẩy ty tĩĩnh nh đđiiệện n

Mạ

(5)

VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông 9-17 VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông 9-18

Cơ chế tác dụng giai đoạn

SP th

SP thủủy hy hóóa bao quanh bao quanh hạạt, t, làlàm gm giảiảm vm

tri

triệệt tiêu lt tiêu lựực tc tĩĩnh nh đđiiệện n PG h PG hếết tt táác dc dụụngng

Gốc Vinylcopolymer

• Nguồn gốc : Là sản phẩm q trình tổng hợp dầu thơ • Tác dụng:

+ Kéo dài thời gian thi công

+ Tạo khả tương thích cao với loại XM

Gốc Polycacboxylate

• Nguồn gốc : tổng hợp từcác polymer cao phân tửdùng chất khởi mào peroxy

• Tác dụng:

+ Giảm nước tối đa đến 40% PG siêu dẻo

+ Duy trì tính cơng tác cao + Tạo cường độsớm

VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông 9-20 PG siêu dẻo Polycacboxylate Polyoxyde

Ethylene

- - - - -CH-CH2- CH-CH2- CH-CH2- CH-CH2- CH-CH2

-C=O O CH2

CH2

O R n

C=O O CH2

CH2

O R n C=O

OH

C=O OH

(

(6)

CO CO22

Ca++

Al+++Ca++ Al+++ Ca++ Al+++

CO CO22

CO CO22(( ))

(

( ))

(

( ))

(

( )) (

( ))

(

( ))

(

( ))

(

( ))

(

( ))

XM

XM XMXM

PG siêu dẻo Polycacboxylate Polyoxyde

Ethylene

Cơ ch

ch

k

kếết ht hợợp lp lựực c đđẩẩy y tĩ

tĩnh nh đđiiệện + ln + lựực c đđẩẩy y không gian

không gian

Cơ chế tác dụng giai đoạn

td2

td1

Cơ chế tác dụng PG siêu dẻo thế hệ mới

Hóa dẻo giảm sức căng bềmặt

• Phụgia tan vào nước

• Hấp phụvào hạt pha rắn (XM, cốt liệu gel ximăng) làm giảm sức căng bềmặt phân chia pha rắn–lỏng

• Các hạt rắn trượt lên dễdàng Hóa dẻo cuốn khí

• Khi làm giảm sức căng bềmặt PGSD đồng thời có tác dụng khí

• Các bọt khí bê-tơng có tác dụng nhưtấmđệm làm cho pha rắn trượt lên dễdàng

(7)

Màng polymer PG sp đóng rắn

Sau 30p

Sau 30ph, h, không dkhông dùùng PGng PG

Sau 30p

Sau 30ph, h, dùdùng PG 4%ng PG 4%

Ảnh hưởng của PG siêu dẻo

Đến tính lưu biến hồ vữa

• PGSD làm giảmđộnhớt hồxi măng – nước

• Tùy thuộc vào tỉlệC3A/ C4AF, C3S/ C2S mà ảnh hưởng PGSD lên hồlà khác

• Tùy thuộc vào gốc hàm lượng phụgia

Ảnh hưởng của sulfonate napthalen formaldehyde đếnđộnhớt của hồ

A: Hỗn hợp nước + xi măng B: Nước + xi măng + siêu dẻo

Đến thếZeta

• ThếZeta sựchênh lệchđiện tồn hệphân tán lớp bềmặt hệphân tán với môi trường phân tán

• ThếZeta âm thìđộnhớt hệcàng nhỏ

• Phụgia gốc SNF SMF phụgia có thếZeta có giá trị

âm

Hàm lượng phụ gia, %

mV

Mối quan hệgiữa thếZeta hàm lượng PG gốc LS SNF

Đến khảnăng hấp phụ

• Khảnăng hấp phụcủa phụgia lên bềmặt hạt xi măng phụthuộc vào

độmịn, tỉlệC3S/C2S, C3A/C4AF Tỉlệnày cao khảnăng hấp phụcàng lớn

• Khảnăng hấp phụcủa PG lên C3A tốt

Định dạng
Số trang	7
Dung lượng	310 KB