I. QUÁ TRÌNH HYDRAT HOÁ CỦA CÁC KHOÁNG CLANHKE VÀ XI MĂNG
3.Sự tạo thành cấu trúc và sự đóng rắn của đá XMP
Theo mức độ tương tác của các khoáng clanhke với nước trong hệ huyền phù XM - Nước xảy ra sự thay đổi như sau:
- Khối lượng của pha rắn tăng lên do sự tạo thành các hợp chất hydrat. (khi hydrat hoá hoàn toàn các khoáng XM, khối lượng pha rắn tăng trung bình là 23%).
- Số lượng pha lỏng bị giảm do tham gia liên kết trong các hợp chất hydrat.
- Kích thước của các hạt pha rắn thay đổi. Theo mức độ hydrat hoá, kích thước của các hạt chưa bị hydrat hoá bị giảm dần. Theo mức độ tăng lên của pha mới, kích thước các hợp chất hydrat cũng tăng lên, vì kích thước của các pha hydrat mới tạo thành nhỏ hơn các hạt chưa hydrat hoá nên tổng số hạt trong hệ tăng lên đáng kể.
Sự thay đổi này phản ánh lên các tính chất vật lý của hệ: từ khối linh động có độ linh động cao nó dần dần chuyển thành dạng bột nhão ít linh động và theo thời gian mất dần tính dẻo và chuyển thành dạng đá đặc chắc.
Thời điểm khi mà hệ mất tính linh động được quy ước gọi là giai đoạn ngưng kết. Sau
khi kết thúc quá trình ngưng kết, khung cấu trúc tinh thể được tạo thành chống lại sự giảm thể tích của đá XM cứng, mặc dù các phản ứng hoá học vẫn xảy ra và thể tích của các sản phẩm phản ứng không ngừng tăng lên. " Gel XM " được tạo thành khi tiếp tục xảy ra phản ứng hydrat hoá điền đầy các lỗ xốp trong cấu trúc vật lý của đá XM đã đóng rắn dẫn đến làm tăng độ chặt của nó. Sự quá bão hoà đủ lớn của pha lỏng dẫn đến sự tạo thành các điểm tiếp xúc kết tinh nối liền giữa các hạt sản phẩm hydrat hoá tạo ra khung cấu trúc tinh thể theo 2 bước:
+ Bước 1: Tạo thành khung tinh thể rỗng và xuất hiện các điểm tiếp xúc nối liền giữa các tinh thể.
+ Bước 2: Xảy ra sự bám dính lấp đầy khung cấu trúc đã được tạo thành.
Thời gian ngưng kết của XMP và các biến thể của nó được điều chỉnh bằng cách pha thêm số lượng thạch cao xác định khi nghiền clanhke. Trong tiêu chuẩn của tất cả các nước trên thế giới, số lượng thạch cao quy định trong khoảng giá trị 1,5 - 4% tính theo SO3 (ví dụ ASTM.C150-96 quy định hàm lượng SO3 từ 2,3 đến 3% nếu C3A ≤ 8% và từ 3 đến 4 % nếu C3A > 8%, TCVN 6260:1997 và TCVN 2682:1999 quy định SO3 ≤ 3,5% còn TCVN 6067:1995 thì quy định SO3 ≤ 2,3% đối với XM có C3A ≤ 5%).
Khi vắng mặt thạch cao trong XM thì hồ XM sẽ bị ngưng kết nhanh. Số lượng thạch cao dư có thể gây ra sự thay đổi thể tích của XM.