- Kết thúc không chậm hơn 375 375 375
8.XIMĂNG đẶC BIỆT
Chế tạo xi măng ựặc biệt có thể dùng những phương pháp sau : điều chỉnh thành phần khoáng vật và cấu trúc của clinke xi măng ; Dùng các phụ gia vô cơ và hữu cơ ựể ựiều chỉnh tắnh chất và tăng hiệu quả kinh tế; điều chỉnh ựộ mịn và thành phần hạt của xi măng.
8.1. Xi măng pooclăng rắn nhanh
Xi măng rắn nhanh có hàm lượng C3S và C3A không nhỏ hơn 60 - 65% ựược nghiền mịn hơn ựể có tỷ diện tắch phải ựạt ựến 3500 - 4000 cm2/g. Xi măng này rắn chắc nhanh ký hiệu loại III Theo tiêu chuẩn ASTM.
Loại xi măng này ựược sử dụng ựể chế tạo các sản phẩm bêtông cốt thép lắp ghép. Nhưng không nên sử dụng nó ựể chế tạo các kết cấu khối lớn hoặc trong môi trường ăn mòn sunfat.
8.2. Xi măng pooclăng bền sunfat
Xi măng pooclăng bền sunfat ựược sản xuất như xi măng thường nhưng thành phần khoáng vật ựược quy ựịnh chặt chẽ hơn, ựặc biệt là phải hạn chế thành phần C3A (bảng 4.6).
Bảng 4. 6. Thành phần khoáng vật của xi măng bền sunfat Clinke ựể sản xuất Khoáng vật Xi măng bền sunfat Xi măng bền sunfat có phụ gia khoáng Xi măng pooclăng xỉ bền sunfat Xi măng pooclăng puzolan C3S 50 Không quy ựịnh C3A 5 5 8 8 C3A + C4AF 22 22 Không quy ựịnh MgO 5 5 5 5
để sản xuất xi măng bền sunfat có thể sử dụng phụ gia bền sunfat như xỉ, puzolan v.v... Xi măng bền sunfat ựược dùng ựể chế tạo bêtông và bêtông cốt thép dùng trong môi trường có muối sunfat.
8.3. Xi măng có phụ gia hữu cơ
Trong công nghệ xi măng hiện ựại phụ gia hoạt ựộng bề mặt ựược sử dụng rộng rãi (cho vào khi chế tạo bêtông hoặc vữa, hoặc khi nghiền clinke).
Phụ gia hoạt ựộng bề mặt có tác dụng làm tăng ựộ dẻo cho bêtông và vữa, hoặc làm giảm lượng nước nhào trộn (giữ nguyên ựộ dẻo) và làm giảm lượng dùng xi măng 10 - 20%. Ngoài ra, nó còn làm tăng ựộ ựặc và chống thấm cho bêtông.
Các loại phụ gia hoạt ựộng bề mặt dùng cho xi măng sẽ ựược giới thiệu trong chương bêtông xi măng.
8.4. Xi măng pooclăng có phụ gia hạt mịn hoạt tắnh
Phụ gia hạt mịn hoạt tắnh là phụ gia sau khi nhào trộn với vôi rắn trong không khắ và nước thì tạo ra một loại hồ có khả năng rắn chắc trong nước. đó là loại khoáng chứa nhiều SiO2 hoạt tắnh (có khả năng tác dụng với CăOH)2 ở ngay ựiều kiện thường ựể tạo thành CSH). Quá trình rắn chắc của xi măng có phụ gia hạt mịn hoạt tắnh nhanh hơn so với xi măng thường. Lượng nhiệt phát ra trong quá trình rắn chắc không lớn nên nó thắch hợp với các công trình khối lớn. Loại xi măng này ựược coi là xi măng ắt toả nhiệt.
Phụ gia vô cơ hoạt tắnh có thể có sẵn trong thiên nhiên như các ựá trầm tắch ựiatômit, trepen, ựá có nguồn gốc núi lửa, và cũng có thể là thải phẩm công nghiệp xỉ lò cao làm nguội nhanh, bùn nefêlin, tro nhiệt ựiện hoặc chế tạo công nghiệp.
Phụ gia vô cơ hoạt tắnh hay dùng là xỉ lò cao, tro nhẹ.
8.4.1. Xi măng pooclăng puzolan ựược sản xuất bằng cách nghiền clinke với puzolan và thạch caọ Puzolan có nguồn gốc trầm tắch (ựiatômit, trepen) với puzolan và thạch caọ Puzolan có nguồn gốc trầm tắch (ựiatômit, trepen) ựược dùng với hàm lượng 20 - 30%, có nguồn gốc núi lửa (ựá bọt, tuff) thì ựược dùng với hàm lượng 35 - 40%. Lượng phụ gia hấp phụ và tác dụng với CăOH)2 (tách ra từ C3S) ựể tạo thành khoáng silicat. (phản ứng puzolan hoá)
mCăOH)2 + SiO2vựh + nH2O (0,8 - 1,5)CaỌSiO2.pH2O
Xi măng pooclăng puzolan có tắnh bền nước tốt hơn xi măng pooclăng thường ựược dùng trong môi trường ẩm ướt. Ở trong môi trường không khắ nó bị co ngót nhiều và thường giảm cường ựộ. ở ựiều kiện thường nó rắn chắc chậm hơn xi măng poóclăng, nhưng ở nhiệt ựộ cao lại rắn chắc nhanh hơn. Theo TCVN 4033 - 85, xi măng puzolan có mác từ 200 - 400.
Xi măng pooclăng xỉ ựược sản xuất bằng cách nghiền chung clinke với xỉ lò cao hoạt hoá hay xỉ nhiên liệu với thạch caọ Lượng xỉ dùng 21 - 60% (so với lượng xi măng).
Thành phần hoá học của xi măng xỉ lò cao:
30 - 50%CaO; 28 - 30%SiO2; 8 - 24%Al2O3; 1 - 3%MnO; 1 - 18%MgỌ Chất lượng của xỉ ựặc trưng bằng moựun kiềm:
0 2 2 3 % 0 % 0 % 0 % 0 Ca Mg M Si Al + = +
Dựa vào Mo chia xỉ ra : xỉ kiềm (Mo ≥ 1) và xỉ axit (Mo< 1). Xỉ kiềm có hoạt tắnh cao hơn.
để làm tăng ựộ hoạt tắnh, xỉ thường ựược làm nguội nhanh (bằng nước hoặc hơi nước). Sau khi nhào trộn xỉ sẽ tác dụng với CăOH)2 tạo ra CaỌSiO2.2,5H2O và 2CaỌAl2O3.8H2Ọ
Do hàm lượng CaO tự do tháp nên xi măng xỉ bền hơn xi măng thường, lượng nhiệt toả ra khi rắn chắc cũng nhỏ hơn 2 - 2,5 lần nên nó thắch hợp với bêtông khối lớn.
8.4.3. Xi măng poólăng muội silic
Thành phần xi măng poóclăng muội silic có chứa muội silic siêu mịn khoảng 5-10% so với lượng xi măng. Xi măng loại này có chất lượng cao, giá thành cao hơn và dùng ựể chế tạo bê tông chất lượng caọ
8.5 Xi măng pooclăng trắng và màu
Clinke của xi măng trắng ựược sản xuất từ ựá vôi và ựất sét sạch (hầu như không có các oxyt sắt và oxyt mangan). Nung bằng nguyên liệu không có tro (khắ ựốt). Khi nghiền tránh không ựể lẫn bụi sắt.
để ựánh giá ựộ trắng người ta dùng loại kắnh mờ sữa, với hệ số phản xạ không nhỏ hơn 95% ựể so sánh. đẫ trắng ựược xác ựịnh bằng hệ số phản xạ : đối với loại 1 - không nhỏ hơn 80%; loại 2 - không nhỏ hơn 75%; loại 3 - không nhỏ hơn 68%. Nó thường có 2 mác : 400 và 500. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Xi măng màu ựược chế tạo bằng cách nghiền chung các chất tạo màu vô cơ với clinke xi măng trắng.
Xi măng pooclăng trắng và màu ựược dùng trong vữa và bêtông trang trắ.
8.6 Xi măng aluminat
Xi măng aluminat có ựặc tắnh là có cường ựộ cao và rắn chắc rất nhanh. Nó ựược sản xuất bằng cách nghiền clinke chứa aluminat canxi thấp kiềm. CaỌAl2O3 quyết ựịnh tắnh rắn nhanh và các tắnh chất khác của xi măng aluminat. Trong xi măng còn có chứa các aluminat khác ( tỷ lệ thấp ) như CaỌ2Al2O3; 2CaỌAl2O3.SiO2 và một ắt belit.
để sản xuất xi măng aluminat thường dùng ựá vôi và ựá vôi giàu nhôm (Al2O3.nH2O) như quặng bauxit. Hỗn hợp nguyên liệu ựược nung ựến nhiệt ựộ kết khối (1300oC) hoặc nhiệt ựộ chảy (1400oC). Clinke xi măng aluminat rất khó nghiền nên tốn năng lượng, bauxit lại hiếm, ựắt nên giá thành xi măng này khá caọ để sản xuất có thể dùng phế liệu của công nghiệp sản xuất nhôm.
Xi măng aluminat có cường ựộ cao chỉ khi nó rắn chắc trong ựiều kiện nhiệt ựộ ôn hoà (không lớn hơn 25oC). Vì vậy xi măng này không nên dùng cho bêtông khối lớn và không nên gia công nhiệt ẩm.
Ở nhiệt ựộ thường (< 25oC), trong khi rắn chắc xi măng tạo ra chất có cường ựộ cao:
2(CaỌAl2O3) + 11H2O = 2CaỌAl2O3.8H2O + 2Al(OH)3
Còn nếu ở nhiệt ựộ cao hơn (25- 30oC) nó lại tạo thành 3CaỌAl2O3.6H2O, phát sinh nội ứng suất làm cường ựộ của xi măng giảm ựến 2 lần.
Mác của xi măng aluminat ựược xác ựịnh ở tuổi 3 ngày như sau: 400, 500 và 600 (xi măng pooclăng thường phải sau 28 ngày mới ựạt ựược mác như vậy). Yêu cầu về thời gian bắt ựầu ninh kết : không nhỏ hơn 30 phút; ninh kết xong : không muộn hơn 12 giờ. Lượng nhiệt phát ra khi rắn chắc lớn hơn xi măng thường 1,5 lần.
Trong ựá xi măng ( nếu rắn chắc trong ựiều kiện thắch hợp) thường không có CăOH)2 và C2Ạ6H2O, nên nó bền hơn trong một số môi trường, nhưng không bền trong môi trường kiềm và môi trường axit. Vì vậy không nên dùng lẫn xi măng aluminat với xi măng thường và vôị
Xi măng aluminat ựược sử dụng ựể chế tạo bêtông và vữa rắn nhanh và chịu nhiệt, và ựể chế tạo xi măng nở.
8.7. Xi măng nở và xi măng không co ngót
Xi măng nở là loại chất kết dắnh tổ hợp của một số chất kết dắnh hoặc của nhiều loại xi măng. Có nhiều thành phần gây nở, nhưng hiệu quả nhất là 3CaỌAl2O3.3CaSO4.31H2Ọ
Xi măng nở chống thấm nước là chất kết dắnh rắn nhanh. Nó ựược sản xuất bằng cách trộn lẫn xi măng aluminat (70%), thạch cao (20%) và hyựroaluminat canxi cao kiềm (10%).
Xi măng pooclăng nở là chất kết dắnh rắn trong nước ựược chế tạo bằng cách nghiền chung clinke của xi măng pooclăng (58 - 63%), xỉ hoặc clinke aluminat (5 - 7%), xỉ lò cao hoặc các phụ gia hoạt tắnh khác (23 - 28%). Tùy
hoặc không co ngót. Xi măng nở hoặc không co ngót có ựộ ựặc cao, chống thấm tốt, ựược sử dụng cho kết cấu bêtông chống thấm hoặc ở các chi tiết mối nốị
8.8. Các yêu cầu về xi măng theo tiêu chuẩn ASTM, AASHTO, PCA
8.8.1. Phân loại xi măng portland của Mỹ
Theo ASTM : Xi măng portland ở Mỹ phân thành 8 loại :
Loại I : Xi măng thông dụng không có những tắnh chất ựặc biệt, ựược dùng trong xây dựng. Các công trình nhà, cầu, ựường và công trình khác.
Loại IA : Xi măng chứa khắ, dùng thông thường như loại Ị
Loại II : Xi măng kháng sunfat và toả nhiệt do xi măng hyựrat hoá vừa phải, sử dụng trong công trình chịu ăn mòn sunfat vừạ
Loại IIA : Xi măng chứa khắ, dùng trong trường hợp như ở loại IỊ
Loại III : Dùng khi muốn có cường ựộ cao sớm, ựây là loại xi măng rắn chắc nhanh.
Loại IIA : Xi măng chứa khắ, dùng trong trường hợp như ở loại IIỊ
Loại IV : Dùng khi muốn sự phất nhiệt do xi măng hyựrat hoá chậm (những công trình cấu kiện lớn).
Loại Vẵngi măng kháng sunfat cao, dùng cho các công trình biển.
Tất cả những loại xi măng nói trên ựều có quy ựịnh hàm lượng các thành phần hoá học như SiO2, Al2O3, Fe2O3,MgO, SO2, C3S, C2S, C3A, {C4AF + 2(C3A) } ...
Các tắnh chất cơ lý quy ựịnh cho các loại xi măng tóm tắt như sau (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Bảng 4.7. Chỉ tiêu kỹ thuật của xi măng theo ASTM Loại xi măng
Các tắnh chất I IA II IIA III IIIA IV V
1 2 3 4 5 6 7 8 9