Kết quả xác định độ co ngót được trình bày trong bảng và hình sau:
Bảng 3.5. Kết quả xác định độ co ngót của các mẫu với hàm lượng ZrO2 khác nhau.
Tên mẫu D0 (cm) D (cm) H0 (cm) H (cm) Độ co ngót (%)
M 20 3,59 3,38 0,843 0,776 6,25
M 21 3,59 3,38 0,659 0,568 6,66
M 22 3,59 3,364 0,636 0,566 7,00
M 23 3,59 3,338 0,688 0,604 7,85
M24 3,59 3,322 0,832 0,729 8,39
M25 3,59 3,286 0,844 0,711 9,86
M26 3,59 3,269 0,76 0,613 10,76
D0,D: đường kính mẫu trước và sau khi nung (cm) H0,H: Chiều cao mẫu trước và sau khu nung (cm)
Nhìn vào bảng 3.5 chúng ta thấy độ co ngót nhìn chung tăng khi hàm lượng ZrO2 tăng.
Hình 3.24: Đồ thị biểu diễn độ co ngót phụ thuộc vào hàm lượng ZrO2
3.7.2. Độ hút nước
Tiến hành xác định độ hút nước của các mẫu, kết quả được chỉ ra dưới bảng sau:
Bảng 3.6. Kết quả đo độ hút nước
Mẫu Độ hút nước (%)
M20 12,13
M21 10,01
M22 8,32
M23 8.23
M24 7,14
M25 5,53
M26 5,16
Hình 3.25: Đồ thị biểu diễn độ hút nước phụ thuộc vào hàm lượng ZrO2
Từ kết quả trên cho thấy độ hút nước nhìn chung giảm khi tăng hàm lượng ZrO2. Mẫu 26 có độ hút nước thấp nhất 5,16 %. Điều này phù hợp với kết quả ảnh SEM và kết quả xác định độ co ngót của vật liệu. Độ co ngót càng lớn thì độ hút nước của vật liệu càng nhỏ.
3.7.3. Độ xốp, khối lượng riêng
Kết quả xác định tỉ khối và độ xốp của các mẫu ứng với hàm lượng ZrO2 khác nhau được trình bày lần lượt trong bảng 3.7.
Bảng 3.7: Độ xốp và khối lượng riêng của các mẫu có hàm lượng ZrO2 khác nhau
Mẫu d (g/cm3) Độ xốp (%)
M20 2,44 12,24
M21 2,53 11,48
M22 2,6 10,08
M23 2,65 9,98
M24 2,69 9,54
M25 2,72 8,78
M26 2,78 8,34
Từ bảng 3.7 cho thấy khi hàm lượng ZrO2 tăng thì khối lượng riêng của vật liệu tăng và độ xốp của vật liệu giảm. Có thể giải thích như sau: ZrO2 có khối lượng
riêng lớn, khi thêm vào mẫu sẽ làm tăng khối lượng riêng của vật liệu, hàm lượng ZrO2 thêm vào càng nhiều thi khối lượng riêng của vật liệu càng tăng. Bảng kết quả 3.7 cho thấy có sự tương quan giữa khối lượng riêng và độ xốp, khi khối lượng riêng tăng độ xốp có xu hướng giảm. Khối lượng riêng của vật liệu tăng từ mẫu M20 đến mẫu M26 và ngược lại độ xốp giảm từ mẫu M20 đến M26.
Điều này cũng khá phù hợp với kết quả ảnh SEM, khi độ chắc đặc của vật liệu càng cao thì khối lượng riêng của vật liệu càng lớn và độ xốp của vật liệu càng nhỏ.
3.7.4. Cường độ kháng nén
Các mẫu sau khi nung thiêu kết được tiến hành đo cường độ kháng nén, kết quả được trình bày dưới bảng 3.8:
Bảng 3.8: Kết quả đo cường độ kháng nén Mẫu FN (KN) Rn (N/cm2)
M20 274,6 31098,5
M21 217,6 24512,7
M22 281,3 31535,8
M23 283,1 32664,1
M24 266,2 30714,2
M25 227,2 25247,2
M26 189,8 21012,8
Từ bảng kết quả trên cho thấy cường độ kháng nén tăng khi hàm lượng ZrO2
tăng từ 0÷1,5% và giảm khi hàm lượng ZrO2 tăng từ 1,5÷3%. Mẫu 23 có cường độ kháng nén tốt nhất. Kết quả này cũng phù hợp với sự tạo thành pha diopsit của mẫu M23 có cường độ lớn nhất (theo kết quả phân tích tia X).
3.7.5. Hệ số giãn nở nhiệt
Kết quả xác định hệ số giãn nở nhiệt của các mẫu M21, M23, M26 được thực hiện trên máy phân tích nhiệt TA/TMA - Đại học Bách Khoa Hà Nội. Kết quả được trình bày trong bảng 3.9.
Bảng 3.9: Hệ số giản nở nhiệt của các mẫu
Nhìn vào bảng kết quả trên chúng ta thấy các mẫu có chất phụ gia có hệ số giãn nở nhiệt nhỏ hơn mẫu không có phụ gia. Qua bảng kết quả trên chúng ta nhận thấy mẫu 23 có hệ số giãn nở nhiệt trung bình thấp nhất 3,5642.10-6/oC, mẫu 26 có hệ số giản nở nhiệt trung bình cao 3,931.10-6/oC.
3.7.6. Độ bền xốc nhiệt
Từ kết quả thu được và cấu trúc tinh thể của các mẫu gốm chúng tôi chọn hai mẫu M20 và M23 để xác định độ bền sốc nhiệt và độ chịu lửa. Chúng tôi tiến hành đo độ bền sốc nhiệt của các mẫu nghiên cứu tại Viện Vật Liệu Xây Dựng. kết quả trình bày bảng 3.10, 3.11.
Bảng 3.10: Kết quả đo độ bền xốc nhiệt
Kí hiệu mẫu Số lần
M20 20
M23 >32
Từ bảng kết quả trên cho thấy mẫu 23 có độ bền xốc nhiệt tốt và lớn hơn mẫu không có phụ gia. Vì pha diopsit có hệ số giãn nở nhiệt nhỏ, SiO2 ở dạng
Mẫu M20 M21 M23 M26
Hệ số trung bình
(10-6/oC) 4,0826 3,8794 3,5642 3,931
cristobalit ít thay đổi về thể tích khi tăng nhiệt độ. Kết quả này phù hợp với kết quả đo hệ số giãn nở nhiệt của các mẫu.
3.7.7. Độ chịu lửa
Chúng tôi tiến hành xác định độ chịu lửa của M20 và M23, kết quả thu được như sau:
Bảng 3.11: Kết quả đo độ chịu lửa Kí hiệu mẫu Nhiệt độ (oC)
M20 1210
M23 1250
Từ kết quả thu được cho thấy vật liệu gốm có độ chịu lửa không cao. Điều này có thể là do sản phẩm gốm thu được là đa pha với pha forsterit và pha diopsit là chính. Nhiệt độ nóng chảy của diopsit là 1392,5oC khá thấp nên làm giảm độ chịu lửa của vật liệu. Từ kết quả này cho thấy ảnh hưởng không tốt đến độ chịu lửa của vật liệu khi đồng thời có mặt CaO và SiO2.