3.3 Mơ tả tiến trình thí nghiệm
3.3.5 Khảo sát thời gian nghiền khác nhau
3.3.5.1. Nguyên liệu
Chuẩn bị nguyên liệu giống nhƣ phần chuẩn bị nguyên liệu khảo sát kích cỡ hạt của xi măng. Cũng cấp phối trƣớc khi nghiền là 73% clinker + 15% puzzolan + 7% đá vôi + 5% thạch cao cho 4 kg (tƣơng đƣơng 2920g clinker + 600g puzzolan + 280g đá vôi + 200g thạch cao).
3.3.5.2. Tiến hành thí nghiệm
- Tiến hành nghiền 3 mẻ, mỗi mẻ là 4kg.
- Nghiền mẻ thứ 1: nghiền 5 phút lấy ra 1kg ta sẽ có 3 mẫu với thời gian là 5, 10, 15 phút.
- Nghiền mẻ thứ 2: nhƣ trên với thời gian là 20, 25, 30 phút. - Nghiền mẻ thứ 3: với thời gian là 35, 40, 45 phút.
- Mẫu chứa đƣợc ký hiệu trong bảng 3.14.
Bảng 3.14 Ký hiệu mẫu xi măng có thời gian nghiền khác nhau
Mẫu Ký hiệu Mẫu 1 (nghiền 5 phút) H001 Mẫu 2 (nghiền 10 phút) H002 Mẫu 3 (nghiền 15 phút) H003 Mẫu 4 (nghiền 20 phút) H004 Mẫu 5 (nghiền 25 phút) H005 Mẫu 6 (nghiền 30 phút) H006 Mẫu 7 (nghiền 35 phút) H007 Mẫu 8 (nghiền 40 phút) H008 Mẫu 9 (nghiền 45 phút) H009
- Đo blaine và rây của 9 mẫu trên.
- Cân 450g cho mỗi mẫu trên đem đổ khuôn đo cƣờng độ nén trong 3, 7, 28 ngày.
- Cân tiếp 500g cho mỗi mẫu trên đem xác định lƣợng nƣớc tiêu chuẩn, thời gian bắt đầu và kết thúc ninh kết, độ dãn nóng.
Đơn xin đề tài
Chƣơng 4
KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ BÀN LUẬN
Bảng 4.1 Các giá trị của mẫu xi măng cấp phối chƣa qua rây
Tên chỉ tiêu Giá trị đo H 00 H360 H340 H320 Cƣờng độ nén (N/mm2): 3 ngày 7 ngày 28 ngày 27 35 45 23,8 34,5 42 20 30 38 17 24 33 Lƣợng nƣớc tiêu chuẩn 133 (g) (26,6%) 134 (g) (26,8%) 132 (g) (26,4%) 131 (g) (26,2%) Thời gian ninh kết:
Thời gian bắt đầu Thời gian kết thúc 106 (phút) 165 (phút) 120 (phút) 210 (phút) 125 (phút) 225 (phút) 125 (phút) 225 (phút) Độ dãn nóng 1 (mm) 1 (mm) 1 (mm) 1 (mm)
H 00: Mẫu xi măng cấp phối (73% clinker + 15% puzzolan + 5% thạch cao + 7% đá vơi).
H360: Mẫu xi măng có blaine 3600 cm2/g. H340: Mẫu xi măng có blaine 3400 cm2/g. H320: Mẫu xi măng có blaine 3200 cm2/g.
4.1 Khảo sát ảnh hƣởng của kích thƣớc hạt đá vơi đến chất lƣợng xi măng 4.1.1 Cƣờng độ nén 4.1.1 Cƣờng độ nén
Bảng 4.2 Kết quả cƣờng độ nén của mẫu xi măng có kích thƣớc hạt đá vơi khác nhau 3 ngày (N/mm2) 7 ngày (N/mm2) 28 ngày (N/mm2) Lần 1 Lần 2 Tb Lần 1 Lần 2 Tb Lần 1 Lần 2 Tb ĐH 01 25,5 26 25,8 34 34 34 44,5 45 44,8 ĐH 02 26 27 26,5 33 35 34 45 45 45 ĐH 03 27 27 27 35 35 35 45,5 46 45,8 ĐH 04 28,5 29 28,8 36 36 36 46 46 46 Thời gian Mẫu
Chương 3: Phương tiện và phương pháp nghiên cứu
Hình 4.1 Đồ thị biểu diễn cƣờng độ nén của xi măng có kích thƣớc hạt đá vơi khác nhau
Dựa vào độ thị, ta thấy với độ mịn đá vôi qua các rây khác nhau cho ta những cƣờng độ khác nhau. Đá vơi có độ mịn cao cho ta cƣờng độ cao hơn. Trên đồ thị, mẫu xi măng có chứa lƣợng đá vơi mịn dƣới rây 0,045mm cho cƣờng độ cao nhất, tiếp đến là các mẫu có chứa lƣợng đá vôi trên rây 0,045mm, 0,08mm, 0,09mm. Ta thấy, cƣờng độ 28 ngày của các mẫu xi măng có độ mịn đá vơi qua các rây liên tiếp nhau cho ta cƣờng độ xấp xỉ nhau chỉ sai lệch từ 0,4 – 1,7% là sai lệch nhỏ có thể xem nhƣ các mẫu cho cƣờng độ nhƣ nhau (trong đó, độ chính xác của máy nén là 1%). Với độ mịn khác nhau của đá vôi nhƣng mẫu xi măng vẫn đạt mác 40 và khi so với mẫu xi măng có đá vơi khơng qua rây (H 00) thì thấy cƣờng độ cũng xấp xỉ gần bằng nhau. Nhƣ vậy, với kích thƣớc hạt đá vơi có độ mịn ≤ 1mm thì khơng ảnh hƣởng nhiều đến cƣờng độ của xi măng.
Chương 3: Phương tiện và phương pháp nghiên cứu
4.1.2 Lƣợng nƣớc tiêu chuẩn và thời gian ninh kết
Bảng 4.3 Kết quả đo lƣợng nƣớc tiêu chuẩn và thời gian đông kết của mẫu xi măng có kích thƣớc hạt đá vơi khác nhau
Mẫu
Độ dẻo chuẩn Thời gian đông kết Lƣợng nƣớc (g) Lƣợng nƣớc (%) Bắt đầu (phút) Kết thúc (phút) ĐH 01 132 26,4 130 195 ĐH 02 135 27 110 180 ĐH 03 136 27,2 125 180 ĐH 04 138 27,6 100 155
Lƣợng nƣớc tiêu chuẩn tăng theo độ mịn của đá vôi. Đá vơi càng mịn thì lƣợng nƣớc tiêu chuẩn càng cao. Lƣợng nƣớc tiêu chuẩn của mẫu ĐH 04 là cao nhất 27,6% do mẫu xi măng chứa đá vôi mịn hơn. Tuy nhiên, lƣợng nƣớc tiêu chuẩn của các mẫu với độ mịn đá vôi khác nhau không chênh lệch nhau nhiều (từ 0,2 – 0,6%). So với tiêu chuẩn Việt Nam về lƣợng nƣớc tiêu chuẩn đối với xi măng PCB là 28 – 32% thì thấy chỉ có mẫu xi măng có độ mịn đá vôi ≤ 0,045mm là gần đạt chuẩn. Lƣợng nƣớc tiêu chuẩn của mẫu xi măng chƣa rây đá vơi là 26,6 % ít hơn so với các mẫu trên rây 0,08mm; 0,045mm nhƣng vẫn đảm bảo là cƣờng độ gần bằng nhau.
Thời gian bắt đầu và kết thúc ninh kết khác nhau tùy thuộc vào độ mịn của xi măng (trong thí nghiệm là thay đổi độ mịn của đá vôi). Độ mịn càng cao thì thời gian ninh kết càng sớm nhƣ mẫu ĐH 04 chỉ cần 100 phút là bắt đầu ninh kết, cịn mẫu ĐH 01 thì phải cần tới 130 phút mới bắt đầu ninh kết. Tuy nhiên, do mẫu ninh kết quá nhanh sẽ khơng có lợi cho việc thi cơng các cơng trình xây dựng.
4.1.3 Độ dãn nóng
Bảng 4.4 Kết quả đo độ dãn nóng của mẫu xi măng có kích thƣớc hạt đá vơi khác nhau
Mẫu Trƣớc khi đun (mm)
Sau khi đun (mm) Độ dãn nóng (mm) ĐH 01 39 40 1 ĐH 02 27,5 28,5 1 ĐH 03 42 43 1 ĐH 04 27,5 28 0,5
Dựa vào kết quả bảng 4.4, ta thấy độ dãn nóng của các mẫu có sự thay đổi thể tích khơng đáng kể vì vậy có thể xem chúng ổn định thể tích trong q trình đóng rắn.
Chương 3: Phương tiện và phương pháp nghiên cứu
4.2 Khảo sát ảnh hƣởng của kích thƣớc hạt phụ gia Puzzolan đến chất lƣợng xi măng măng
4.2.1 Cƣờng độ nén
Bảng 4.5 Kết quả cƣờng độ nén của mẫu xi măng có kích thƣớc hạt puzzolan khác nhau 3 ngày (N/mm2) 7 ngày (N/mm2) 28 ngày (N/mm2) Lần 1 Lần 2 Tb Lần 1 Lần 2 Tb Lần 1 Lần 2 Tb HP 01 25,5 25 25,3 35 35 35 42 41,5 41,8 HP 02 26,5 26 26,3 36,5 36 36,3 43 43 43 HP 03 27 27 27 37,5 38 37,8 44,5 44 44,3 HP 04 28,5 28,5 28,5 39,5 39 39,3 45,5 45 45,3
Hình 4.2 Đồ thị biểu diễn cƣờng độ nén của xi măng có kích thƣớc hạt puzzolan khác nhau
Mẫu
Thời gian
Chương 3: Phương tiện và phương pháp nghiên cứu
Dựa vào đồ thị, ta thấy với độ mịn puzzolan qua các rây khác nhau cho ta những cƣờng độ khác nhau. Độ mịn của puzzolan càng cao thì cho ta cƣờng độ cao hơn. Trên đồ thị, mẫu xi măng có chứa lƣợng puzzolan mịn dƣới rây 0,045mm cho cƣờng độ cao nhất, tiếp đến là các mẫu có chứa lƣợng puzzolan trên rây 0,045mm, 0,08mm, 0,09mm. Ta thấy, cƣờng độ 28 ngày của các mẫu xi măng có độ mịn puzzolan qua các rây liên tiếp nhau cho ta cƣờng độ sai lệch nhau không cao từ 2,2% - 2,9% (trong đó, độ chính xác của máy nén là 1%). Các mẫu có độ mịn puzzolan khác nhau đều cho cƣờng độ xi măng đạt mác 40 và khi so với mẫu xi măng (H 00) thì thấy cƣờng độ của các mẫu xấp xỉ bằng với mẫu có puzzolan dƣới rây 0,045mm. Nhƣ vậy, với kích thƣớc hạt puzzolan có độ mịn ≤ 1mm khơng ảnh hƣởng nhiều đến cƣờng độ của xi măng.
4.2.2 Lƣợng nƣớc tiêu chuẩn và thời gian ninh kết
Bảng 4.6 Kết quả đo lƣợng nƣớc tiêu chuẩn và thời gian đông kết của mẫu xi măng có kích thƣớc hạt puzzolan khác nhau
Mẫu
Độ dẻo chuẩn Thời gian đông kết Lƣợng nƣớc (g) Lƣợng nƣớc (%) Bắt đầu (phút) Kết thúc (phút) HP 01 128 25,6 115 175 HP 02 129 25,8 115 185 HP 03 132 26,4 115 185 HP 04 136 27,2 95 190
Lƣợng nƣớc tiêu chuẩn tăng theo độ mịn của puzzolan. Puzzolan càng mịn thì lƣợng nƣớc tiêu chuẩn càng cao. Lƣợng nƣớc tiêu chuẩn của mẫu HP 04 là cao nhất 27,2% do mẫu xi măng chứa puzzolan mịn hơn. Tuy nhiên, lƣợng nƣớc tiêu chuẩn của các mẫu với độ mịn puzzolan khác nhau không chênh lệch nhau nhiều (từ 0,2 – 0,8%). So với tiêu chuẩn Việt Nam về lƣợng nƣớc tiêu chuẩn đối với xi măng PCB là 28 – 32% thì thấy chỉ có mẫu xi măng có độ mịn đá vơi ≤ 0,045mm là gần đạt chuẩn.
Thời gian bắt đầu và kết thúc ninh kết khác nhau tùy thuộc vào độ mịn của xi măng (trong thí nghiệm là thay đổi độ mịn của puzzolan). Độ mịn càng cao thì thời gian ninh kết càng sớm nhƣ mẫu HP 04 chỉ cần 90 phút là bắt đầu ninh kết, còn mẫu HP 01 thì phải cần tới 115 phút mới bắt đầu ninh kết. Thời gian kết thúc ninh kết của mẫu có lƣợng puzzolan mịn hơn thì trễ hơn. Tuy nhiên, thời gian bắt đầu ninh kết quá nhanh sẽ ảnh hƣởng đến q trình thi cơng.
Chương 3: Phương tiện và phương pháp nghiên cứu
4.2.3 Độ dãn nóng
Bảng 4.7 Kết quả đo độ dãn nóng của mẫu xi măng có kích thƣớc hạt puzzolan khác nhau
Mẫu Trƣớc khi đun (mm)
Sau khi đun (mm) Độ dãn nóng (mm) HP 01 40 41 1 HP 02 32,5 33 0,5 HP 03 50 50,5 0,5 HP 04 48 49 1
Dựa vào kết quả bảng 4.7, ta thấy độ dãn nóng của các mẫu là có sự thay đổi thể tích khơng đáng kể vì vậy có thể là xem chúng ổn định thể tích trong q trình đóng rắn.
4.3 Khảo sát ảnh hƣởng của kích thƣớc hạt clinker đến chất lƣợng xi măng 4.3.1 Cƣờng độ nén 4.3.1 Cƣờng độ nén
Bảng 4.8 Kết quả đo cƣờng độ nén của mẫu xi măng có kích thƣớc hạt clinker khác nhau 3 ngày (N/mm2) 7 ngày (N/mm2) 28 ngày (N/mm2) Lần 1 Lần 2 Tb Lần 1 Lần 2 Tb Lần 1 Lần 2 Tb CH 01 18 18,5 18,3 23 23,5 23,3 28,5 28 28,3 CH 02 24,5 24,5 24,5 32,5 32,5 32,5 42 42,5 42,3 CH 03 27,5 28 27,8 34,5 35 34,8 48 47 47,5 CH 04 35,5 35 35,3 43 42,5 42,8 51 52 51,5 Mẫu Thời gian
Chương 3: Phương tiện và phương pháp nghiên cứu
Hình 4.3 Đồ thị biểu diễn cƣờng độ nén của xi măng có kích thƣớc hạt clinker khác nhau
Dựa vào đồ thị, ta thấy với độ mịn clinker qua các rây khác nhau cho ta những cƣờng độ khác nhau. Clinker có độ mịn cao thì cho ta cƣờng độ càng cao. Trên đồ thị, mẫu xi măng có chứa lƣợng clinker mịn dƣới rây 0,045mm cho cƣờng độ cao nhất (51,5 N/mm2), tiếp đến là các mẫu có chứa clinker trên rây 0,045mm, 0,08mm, 0,09mm. Mẫu xi măng chứa clinker có độ mịn từ 1 – 0,09mm (ĐH 01) cho cƣờng độ thấp nhất. Độ mịn của clinker ảnh hƣởng lớn đến sự phát triển cƣờng độ của xi măng do clinker là thành phần chủ yếu trong xi măng (chiếm 73%). Ta thấy, cƣờng độ 28 ngày của các mẫu xi măng có độ mịn clinker qua các rây liên tiếp nhau cho ta cƣờng độ sai lệch nhau lớn từ 7,8% - 33,1% . Khi so với mẫu không qua các rây thì ta thấy mẫu xi măng cho cƣờng độ khơng cao bằng, đặc biệt là 2 mẫu trên dƣới rây 0,045mm cho cƣờng độ cao (2 mẫu đều đạt mác 40, 50 trở lên).
Chương 3: Phương tiện và phương pháp nghiên cứu
4.3.2 Lƣợng nƣớc tiêu chuẩn và thời gian ninh kết
Bảng 4.9 Kết quả đo lƣợng nƣớc tiêu chuẩn và thời gian đông kết của mẫu xi măng có kích thƣớc hạt clinker khác nhau
Mẫu
Độ dẻo chuẩn Thời gian đông kết Lƣợng nƣớc (ml) Lƣợng nƣớc (%) Bắt đầu (phút) Kết thúc (phút) CH 01 132 26,4 175 240 CH 02 134 26,8 150 215 CH 03 134 26,8 140 210 CH 04 140 28 90 160
Lƣợng nƣớc tiêu chuẩn tăng theo độ mịn của clinker. Clinker càng mịn thì lƣợng nƣớc tiêu chuẩn càng cao. Lƣợng nƣớc tiêu chuẩn của mẫu CH 04 là cao nhất 28% do mẫu xi măng chứa clinker mịn hơn. Tuy nhiên, lƣợng nƣớc tiêu chuẩn của các mẫu với độ mịn clinker khác nhau ở trên các rây 0,09mm, 0,08mm và 0,045mm không chênh lệch nhau nhiều (từ 0 – 0,4%). So với tiêu chuẩn Việt Nam về lƣợng nƣớc tiêu chuẩn đối với xi măng PCB là 28 – 32% thì thấy chỉ có mẫu xi măng có độ mịn clinker ≤ 0,045mm là đạt chuẩn.
Thời gian bắt đầu và kết thúc ninh kết khác nhau tùy thuộc vào độ mịn của xi măng (trong thí nghiệm là thay đổi độ mịn của clinker). Độ mịn càng cao thì thời gian ninh kết càng sớm nhƣ mẫu CH 04 chỉ cần 90 phút là bắt đầu ninh kết, cịn mẫu CH 01 thì phải cần tới 175 phút mới bắt đầu ninh kết. Do clinker là thành phần chính trong xi măng (chiếm 73%) nên độ mịn của clinker ảnh hƣởng lớn đến q trình đóng rắn của xi măng. Tuy nhiên, việc ninh kết quá sớm sẽ ảnh hƣớng đến quá trình thi cơng.
4.3.3 Độ dãn nóng
Bảng 4.10 Kết quả đo độ dãn nóng của mẫu xi măng có kích thƣớc hạt clinker khác nhau
Mẫu Trƣớc khi đun (mm)
Sau khi đun (mm) Độ dãn nóng (mm) CH 01 45,5 46 0,5 CH 02 42 42,5 0,5 CH 03 40,5 41 0,5 CH 04 44 44,5 0,5
Chương 3: Phương tiện và phương pháp nghiên cứu
Dựa vào kết quả bảng 4.10, ta thấy độ dãn nóng của các mẫu có sự thay đổi thể tích khơng đáng kể vì vậy có thể xem chúng ổn định thể tích trong q trình đóng rắn.
4.4 Khảo sát ảnh hƣởng của kích thƣớc hạt xi măng đến chất lƣợng xi măng 4.4.1 Mẫu xi măng có blaine 3600 cm2/g 4.4.1 Mẫu xi măng có blaine 3600 cm2/g