Bài giảng Xi măng - Huỳnh Ngọc Minh cung cấp cho học viên các kiến thức về khái niệm chung của xi măng, xi măng Pooc lăng (Porland), quy trình công nghệ sản xuất xi măng poóc lăng, quá trình thủy hóa (đóng rắn) xi măng poóc lăng, giới thiệu về bê tông,... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!
Biên soạn: Huỳnh Ngọc Minh KHÁI NiỆM CHUNG VỀ XI MĂNG KHÁI NIỆM CHUNG VỀ XI MĂNG Chất kết dính Chất kết dính (CKD) là chất hợp chất có khả tự rắn chắc, động thời liên kết hệ khác (sợi hạt) thành khối vững Lực tương tác hai vật liệu để chúng kết dính với là: Lực học (ma sát), Lực hóa học (liên kết phản ứng hóa học), Những liên kết lý học đặc biệt khác (lực hạt phân tán, lực Van-der Van, lực tónh điện, cảm ứng ) Thông thường, để liên kết bền, phải có nhiều dạng tương tác tác dụng KHÁI NIỆM CHUNG VỀ XI MĂNG Phân loại chất kết dính vơ cơ XI MĂNG PC LĂNG (PORLAND) December 15, 2021 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG KHÁI NIỆM CHUNG VỀ XI MĂNG Xi măng Pooc lăng (Porland) Xi măng porland (PC: Porland cement), Xi măng Porland hỗn hợp (PCB: Blended porland cement), Clinker gì? Xi măng Porland (PC: Porland cement) bột vô có tính kết dính thủy lực, sản phẩm nghiền mịn hỗn hơp clinker XMP phụ gia thạch cao (3-5% kl clinker) PC = PC clinker + gypsum (35%) Xi măng hỗn hợp (PCB: Blended porland cement) sản phẩm nghiền mịn xi măng Porland phụ gia khác (phụ gia đầy, phụ gia hoạt tính, ) PCB = PC + aditivities ( 20 – 40%) SƠ ĐỒ QTCN ĐƠN GiẢN December 15, 2021 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ XI MĂNG Xi măng Pooc lăng (Porland) Clinker December 15, 2021 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ XI MĂNG Clinker XMP: thành phần hóa CaO: 62 – 67%, SiO2: 20 – 24%, Al2O3: – 7%, Fe2O3: – 5% Do nguyên liệu dùng công nghệ XMP nguyên liệu tự nhiên, nên thành phần clinker có December 15, 2021 tạp chất Để đảm bảo tính chất cần thiết XM, ôxít tạp chất phải nằm giới hạn cho phép, ví duï: MgO 5% , TiO2 0,3 %, Mn2O3 R2O 1,5 %, 1,5 % (tính 99 theo Na O) KHÁI NIỆM CHUNG VỀ XI MĂNG Clinker XMP: thành phần pha Tính chất của clinker và XMP do thành phần pha (các loại khoáng và pha thủy tinh) của chúng quyết định: C3S: 40 – 60% (khoáng alít: 3CaO.SiO2), C2S: 15 – 35% ( khoáng belít: 2CaO.SiO2), C3A: – 14% ( tri-canxi aluminát: 3CaO.Al2O3), C4AF: 10 – 4CaO.Al2O3.Fe2O3) 18% (alumo-ferít canxi: Ngoài ra còn pha thủy tinh (1525%), các ôxyt tự do chưa phản ứng hết và các khoáng khác December 15, 2021 10 10 CÁC TÍNH CHẤT CỦA HỖN HỢP BÊTƠNG Đợ giữ nước (khả tách nước) Nguyên nhân tượng tách nước - Do lực liên kết phần tử (xi măng, cốt liệu…) không đủ lớn để giữ lớp nước liên kết bề mặt Dẫn đến tượng nước tách lên bề mặt Các yếu tố ảnh hưởng đến khả tách nước - Lượng nước nhào trộn Lượng nước nhào trộn lớn không gây tách nước 1,65N (N: lượng nước tiêu chuẩn xi măng) - Tỉ lệ N/X - Khả giữ nước xi măng - Bề mặt cốt liệu lớn 12/15/21 122 CÁC TÍNH CHẤT CỦA HỖN HỢP BÊTƠNG Hàm lượng bọt khí khối lượng thể tích - Hàm lượng bọt khí: % thể tích bọt khí chứa 1m3 hỗn hợp bê tông - Với hỗn hợp BT nặng Hàm lượng bọt khí chứa 1m3 khơng vượt q 8% Các yếu tố ảnh hưởng - Vật liệu chế tạo - Phương pháp đầm chặt - Hàm lượng bọt khí khối lượng thể tích hỗn hợp bê tơng tỉ lệ nghịch với 12/15/21 123 CẤU TRÚC BÊ TƠNG ĐĨNG RẮN Trong bê tơng đóng rắ n: Hờ xi măng đóng vai trị là nền đóng vai trị liên kết các hat ̣ cớt liêu v ̣ ới nhau Cớt liêu đóng vai trị là khung x ̣ ương chịu lực Kha năng liên kê ̉ ́t giữa hờ ximăng và cớt liêu qu ̣ ́t định cường đơ cua bê tơng đóng ră ̣ ̉ ́n 12/15/21 124 CẤU TRÚC CỦA BÊ TƠNG ĐĨNG RẮN Pha khí Pha thủy tinh Pha tinh thể Tinh thể quazt (cát, đá) Tinh thể CSH Tinh thể Ca(OH)2, Mg(OH)2 Tinh thể ettringite, monosunfat… Cường độ của bê tơng đóng rắn được quyết định: Số lượng và mật độ pha khí Hàm lượng pha CSH 12/15/21 125 CẤU TRÚC BÊ TƠNG ĐĨNG RẮN Ca(OH)2 dạng 12/15/21 CSH dạng lục giác tuổi dài 126 CÁC TÍN H CHẤT CỦA Đ Á BÊ TÔN G 1. Cường độ Cường độ nén - Cường độ nén hay mác bê tông (theo TCVN 3118: 1993) cường độ trung bình mẫu bê tông chuẩn có kích thước 15 x15 x15 cm điều kiện chuẩn Cường độ nén xác định công thức: F a: hệ số quy đổi so với mẫu chuẩn Rn a S Hình dạng và kích thước mẫu (mm) Hệ số quy đổi a Mẫu lập phương 100 x100x100 150x150x150 200 x200x200 300x300x300 Mẫu truï 100 x200 150 x300 200 x 400 0,91 1,00 1,05 1,10 1,16 1,20 1,24 12/15/21 127 CÁC TÍNH CHẤT CỦA ĐÁ BÊ TÔNG 1. Cường độ Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ nén * Hoạt tính hàm lượng xi măng - Tăng lượng xi măng, cường độ tăng giới hạn định - Tăng lượng xi măng dẫn đến tượng nứt nhiệt thay đổi thể tích * Tỉ lệ N/X - Mối quan hệ N/X Rb RB = ARX (X/N + 0,5) A: Hệ số phụ thuộc chất lượng cốt liệu RX : Mác xi măng 12/15/21 128 CÁC TÍNH CHẤT CỦA ĐÁ BÊ TÔNG 1. Cường độ Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ nén * Phẩm chất cốt liệu - Modul độ lớn cốt liệu mịn - Hàm lượng bùn sét cốt liệu mịn * Nhiệt độ, thời gian đóng rắn điều kiện bảo dưỡng - Mối quan hệ nhiệt độ thời gian đóng rắn Liên xô cũ (trong trường hợp BT khơng sử dụng phụ gia) RBn = RB28 x lgn / lg28 (3 nđộ28), n bê tông -Nhiệt tăng thìtuổi cường độ ban đầutính BT ngày – đêm tăng - Để tăng cường độ ban đầu cho BT người ta tiến hành xử lý nhiệt ẩm 12/15/21 129 CÁC TÍNH CHẤT CỦA ĐÁ BÊ TÔNG 1. Cường độ Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ nén * Công nghệ trộn đầm chặt bê tông - Khi trộn máy, cường độ BT cao từ 5-15% so với trộn tay - Khi đầm BT giúp cho BT có cường độ cao 12/15/21 130 CÁC TÍNH CHẤT CỦA ĐÁ BÊ TÔNG 1. Cường độ Cường độ uốn và cường độ kéo của BT - Cường độ chịu kéo BT 0,66 – 0,11 cường độ chịu nén BT - Cường độ chịu uốn BT 0,1 – 0,2 cường độ chịu nén BT - Cường độ chịu kéo chịu uốn phụ thuộc chủ yếu vào cốt liệu bề mặt cốt liệu 12/15/21 131 TÔNG 2. Tính co nở của bê tông Là thay đổi thể tích bê tông trình đóng rắn Nguyên nhân: - Do nước - Sự hình thành cấu trúc phát triển pha tinh thể - Do phản ứng hóa học cacbonat hóa, sulfate, phản ứng kiềm cốt liệu 12/15/21 132 TÔNG 2. Tính co nở của bê tông Hiện tượng co nở thể tích BT: - Khi đóng rắn, BT bị co lại - Xảy nhanh thời gian đầu, thời gian sau co dần - Trong vài ngày đầu độ co 60 - 70% độ co tháng - Khi cứng rắn nước, BT nở sau co lại Các yếu tố ảnh hưởng đến tính co nở * Lượng loại XI MĂNG - Hàm lượng xi măng tăng, BT co nhiều - Thay đổi thể tích nhiệt thủy hóa XM * Cốt liệu sử dụng * Lượng nước sử dụng *Điều kiện dưỡng hộ nhiệt 12/15/21 133 TÔNG 2. Tính co nở của bê tông 12/15/21 134 CÁC TÍNH CHẤT CỦA ĐÁ BÊ TÔNG 3. Tính thấm nước của bê tông Là khả cho nước qua lỗ rỗng áp lực thủy tónh Tính thấm nước phụ thuộc vào yếu tố: - Tỉ lệ N/ X - Cấp phối cốt liệu - Điều kiện dưỡng hộ Mối quan hệ cường độ mức chống thấm nước Rn(MPa) Độchống thấm nước B hay CT 12/15/21 15 20 25 30 35 40 45 Caáp 10 12 >12 Caáp 10 12 >12 >12 135 CÁC TÍNH CHẤT CỦA ĐÁ BÊ TÔNG 4. Tính chịu nhiệt của bê tông Là khả chịu nhiệt độ cao khả chống cháy đá bê tông Khi tăng nhiệt độ cao, bê tông bị phá hủy - Sự khác hệ số giãn nở nhiệt vữa xi măng cốt liệu - Có phản ứng phân hủy Ca(OH)2 - Có tượng thay đổi thể tích trình biến đổi thù hình SiO2 - Do phân hủy khoáng CSH - Do trình bay nước 12/15/21 136 ... SẢN XUẤT XI MĂNG KHÁI NIỆM CHUNG VỀ? ?XI? ?MĂNG Xi? ?măng? ?Pooc lăng (Porland) ? ?Xi maêng porland (PC: Porland cement), Xi măng Porland hỗn hợp (PCB: Blended porland cement), Clinker gì? Xi? ?măng? ?Porland (PC: Porland cement)... bền nén 20 20 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ? ?XI? ?MĂNG Các TSKT của XMP: 2. “Mác”? ?xi? ?măng Khn tạo mẫu đo cường độ 21 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ? ?XI? ?MĂNG Các TSKT của XMP: 2. “Mác”? ?xi? ?măng Thường ký hiệu mác XM như sau:... ? ?Xi măng lò đứng ? ?Xi măng lò quay Theo độ ẩm phối liệu đưa vào lò nung: pp: Phương pháp khô (0, 5-1 %: khô) Phương pháp bán khô (1 0-1 2%) Phương pháp bán ướt (1 6-2 1%) Phương pháp ướt (2 8-4 3%: